2020届二轮复习 化学能与热能 作业（全国通用） 练习

化学能与热能1．A和B转化为C的催化反应历程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)A．催化剂在反应前后保持化学性质不变 B．生成C总反应的原子利用率为100%C．①→②的过程吸收能量D．C的水溶液呈弱酸性解析：A.催化剂能加快化学反应速率，而自身在反应前后的质量和化学性质不变，故A正确；B.由图可知CO2与CH4反应只生成CH3COOH，原子利用率为100%，故B正确；C.由图可以看出① 的能量高于②，故①→②放出能量，故C错误；D.生成物为CH3COOH，CH3COOH的水溶液显弱酸性，故D正确。答案：C2．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法正确的是(　　)A．石墨转变为金刚石的反应是吸热反应B．白磷比红磷稳定C．S(g)===S(s)　ΔH>0D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH>0解析：A.由图像可知金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；B.由图像可知白磷能量高于红磷，能量越高越活泼，白磷比红磷活泼，红磷较稳定， B错误；C.由图像可知气态S的能量比固态S的能量高，则S(g)===S(s)　ΔH＜0，C错误；D.由图像可知反应物H2(g)与I2(g)的能量总和高于生成物HI(g)的能量总和，所以H2(g)＋I2(g)2HI(g)是放热反应，ΔH＜0，D错误；答案选A。答案：A3．下列叙述正确的是(　　)A．甲烷的燃烧热为 ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1B．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1C．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0解析：A.甲烷燃烧的热化学方程式中水是气体，不符合燃烧热的概念，故A错误；B.反应生成硫酸钡沉淀，需要放热，则稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH <2×(－57.3) kJ·mol－1，故B错误；C.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C的反应中，化学能全部转化为化学能和热能，故C错误；D.常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行ΔH－TΔS>0，反应熵变大于0，T是常温下，所以判断ΔH>0，故D正确。答案：D4．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(　　)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ/mol②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ/mol③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ/mol④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ/molA．反应①、②为反应③提供原料气，且a>0B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝ kJ/molD．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝－(2b＋2c＋d)kJ/mol解析：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应吸热，a>0，反应①、②生成氢气和CO2，故A正确；反应③消耗CO2，是CO2资源化利用的方法之一，故B正确；焓变与系数成正比例，所以反应④系数缩小一半，焓变也变为原来一半，故C正确；根据盖斯定律②×2＋③×2＋④得2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ/mol，故D错误。答案：D5．(2019·济南模拟)物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是(　　)A．A→F，ΔH ＝－ΔH6B．ΔH1 ＋ΔH2 ＋ΔH3 ＋ΔH4 ＋ΔH5 ＋ΔH6＝0C．C→F，ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＋ΔH6D．若A→C为放热过程，则ΔH3＋ΔH4 ＋ΔH5 ＋ΔH6>0解析：依据盖斯定律来分析判断。A.A→F和F→A的焓变数值相等符号相反，A项正确；B.由A循环到A，能量变化为0，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，B项正确；C.由C―→F，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，由F―→C，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH6，二者的绝对值相等，符号相反，故C项错误；D.若A→C为放热过程，则C→A为吸热过程，即ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 ＋ΔH6>0，D项正确。故选C项。答案：C6．(2019·三门峡联考)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ·mol－1)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．c是ClOB．2b===a＋c反应的ΔH为40 kJ·mol－1C．a、b、c、d、e中c最稳定D．b→a＋d反应的热化学方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJ·mol－1解析：A项，c的化合价为＋3，应为ClO；B项，2b===a＋c的ΔH为(0＋100－2×60) kJ·mol－1＝－20 kJ·mol－1；C项，能量越低越稳定，a最稳定；D项，ΔH＝(64＋0－3×60)kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1。答案：D7．已知在1×105 Pa、 298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是(　　)A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋242 kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484 kJ·mol－1C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝＋242 kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝＋484 kJ·mol－1解析：根据题中信息，热化学反应方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝ －484 kJ·mol－1，A.正过程是放热反应，逆过程为吸热反应，故正确； B．题目中水的状态是气体，故错误；C.氢气的燃烧是放热反应，ΔH<0，故错误；D.同选项C的分析，故错误。答案：A8．下列示意图表示正确的是(　　)A．A图表示Fe2O3(s) ＋3CO (g)===2Fe (s) ＋3CO2 (g)　ΔH1＝＋26.7 kJ/mol反应的能量变化B．B图表示碳的燃烧热C．C图表示实验的环境温度20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图(已知：V1＋V2＝60 mL)D．D图已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能)解析：A.A图中反应物的总能量比生成物高，反应为放热反应，而Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1＝＋26.7 kJ/mol为吸热反应，故A错误；B.碳的燃烧热是指1 mol C完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，而B图是2 mol碳的反应热且生成CO，图中表示的是吸热反应，应该是放热反应，故B错误；C.酸碱中和反应为放热反应，物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，V1＋V2＝60 mL，则V1＝20 mL，V2＝40 mL时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应，放出的热量最多，温度最高，与图像不符，故C错误；D.物质的总能量越低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序：B<A<C，故D正确。答案：D9．已知下列反应：反应序号化学反应反应热①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－26.7 kJ· mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－50.8 kJ· mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝－36.5 kJ· mol－1④FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH4则反应④的ΔH4为(　　)A．＋7.3 kJ· mol－1B．－7.3 kJ· mol－1C．＋43.8 kJ· mol－1D．－43.8 kJ· mol－1解析：反应④中不存在Fe2O3(s)和Fe3O4(s)，因此利用反应①②③时必须消掉这两种物质，根据盖斯定律，将得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，则ΔH4＝≈＋7.3 kJ· mol－1。答案：A10．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)　ΔH，有关化学反应的物质变化过程(图1)及能量变化过程(图2)如下：图1图2下列说法正确的是(　　)A．由图1可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2B．由图2可知ΔH＝－226 kJ·mol－1C．为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2OD．由图2可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能解析：A项，由图1知，N2O(g)―→N2(g)　ΔH1，CO(g)―→CO2(g)　ΔH2，由盖斯定律可得，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，错误；B项，由图2知，反应物为N2O(g)＋CO(g)，生成物为CO2(g)＋N2(g)，ΔH＝134 kJ·mol－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，正确；C项，由图1知，Pt2O＋、Pt2O是催化剂，转化过程中无需向反应器中补充，错误；D项，由图2知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，错误。答案：B11．已知拆开1 mol氢气中的化学键需要消耗436 kJ 能量，拆开1 mol氧气中的化学键需要消耗498 kJ能量，根据图中的能量图，回答下列问题：(1)分别写出①②的数值：①________________________________________________kJ；②____________________________________________________ kJ。(2)生成H2O (g)中的1 mol H—O键放出________kJ的能量。(3)已知：H2O (l)===H2O (g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，试写出2 mol氢气在足量氧气中完全燃烧生成液态水的热化学方程式___________________________。解析：(1)①吸收的能量应为2 mol H2和1 mol O2吸收的能量，为2×436 kJ＋498 kJ＝1 370 kJ，由图可知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol－1，反应热为反应物的总键能减去生成物的总键能，则②放出的热量为1 370 kJ＋482 kJ＝1 852 kJ；(2)②放出的热量为1 852 kJ，可知生成2 mol H2O放出的热量为1 852 kJ，则H—O键的键能为＝463 kJ；(3)已知①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol－1，②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，利用盖斯定律将①－②×2可得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－570 kJ/mol。答案：(1)①1 370　②1 852　(2)463(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－570 kJ·mol－112．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图。ΔH＝＋88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是____________________。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ/mol，则a__________238.6(填“>”“<”或“＝”)。(3)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为__________。解析：(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6。(3)反应的化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ/mol。(4)所给反应中转移12 mol电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。答案：(1)M　(2)<　(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ/mol(4)98 kJ