课时跟踪检测(二十三)　化学能与热量(基础课)

这是一份课时跟踪检测(二十三)　化学能与热量(基础课)，共10页。试卷主要包含了已知，通过以下反应均可获取H2等内容，欢迎下载使用。
1．已知：
①2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，
②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·ml－1。下列热化学方程式正确的是( )
A．NO2(g)＋SO2(g)SO3(s)＋NO(g)
ΔH＝－41.8 kJ·ml－1
B．SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g)
ΔH＝＋41.8 kJ·ml－1
C．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－77.4 kJ·ml－1
D．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－183.6 kJ·ml－1
解析：选B 根据盖斯定律，由(－①＋②)÷2，整理可得：SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g) ΔH＝(＋196.6 kJ·ml－1－113.0 kJ·ml－1)÷2＝＋41.8 kJ·ml－1，故B正确。
2．合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1 ml物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：
已知1 ml H2O(g)转化生成1 ml H2O(l)时放出热量44.0 kJ。下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是( )
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH1＝＋206.1 kJ·ml－1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝－206.1 kJ·ml－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH3＝＋365.5 kJ·ml－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH4＝－365.5 kJ·ml－1
解析：选A 根据已知信息可以写出下列热化学方程式：
①H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(l)
ΔH1＝－285.8 kJ·ml－1
②CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－283.0 kJ·ml－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－890.3 kJ·ml－1
④H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44.0 kJ·ml－1
根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3 kJ·ml－1－44.0 kJ·ml－1＋283.0 kJ·ml－1＋285.8 kJ·ml－1×3＝＋206.1 kJ·ml－1。
3．NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是( )
A．NH3催化还原NO为吸热反应
B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe2＋为还原剂
D．脱硝的总反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) eq \(,\s\up7(催化剂)) 4N2(g)＋6H2O(g)
解析：选D 根据图1可知，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，A项错误；NH3中化学键为极性键，过程Ⅰ中NH3断裂极性键，B项错误；过程Ⅱ中，NO→N2，氮元素的化合价由＋2→0，得电子作氧化剂，Fe2＋在反应前后没有发生变化，作催化剂，C项错误；由图2可知，反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2和H2O，则脱硝的总反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) eq \(,\s\up7(催化剂)) 4N2(g)＋6H2O(g)，D项正确。
4．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·ml－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH2＝131.3 kJ·ml－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·ml－1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·ml－1
解析：选D 反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH＞0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·ml－1－131.3 kJ·ml－1＝74.8 kJ·ml－1，D正确。
5．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示：
下列说法正确的是( )
A．过程①中钛氧键断裂会释放能量
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
D．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋30 kJ·ml－1
解析：选B 化学键断裂需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据图示，该反应中，光能和热能转化为化学能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率，催化剂不能降低反应的焓变，C错误；反应物总键能－生成物总键能＝焓变，CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝1 598×2－1 072×2－496＝＋556 (kJ·ml－1)，D错误。
6．化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成1 ml纯物质的热效应称为生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 ml 分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是( )
A．H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ·ml－1
B．CO(g)的燃烧热：ΔHc＝－570 kJ·ml－1
C．O—H键的键能：ΔHb＝436 kJ·ml－1
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－42 kJ·ml－1
解析：选D 表示H2O(g)的生成热的热化学方程式为H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g) ΔHf＝－243 kJ·ml－1，A错误。表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔHc＝－285 kJ·ml－1，B错误。由图1知O—H键的键能ΔHb＝ eq \f(1,2) ×(243＋436＋247)kJ·ml－1＝463 kJ·ml－1，C错误。由图1得H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g) ΔH＝－243 kJ·ml－1 ①，由图2得CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH＝－285 kJ·ml－1 ②，根据盖斯定律，②－①得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－42 kJ·ml－1，D正确。
7．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理：CH2===CH2(g)＋H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示：
下列说法中错误的是( )
A．上述合成乙醇的反应是加成反应
B．相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等
C．碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍
D．上述反应式中，ΔH＝－96 kJ·ml－1
解析：选D 题目反应式中ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(615＋413×4＋463×2)kJ·ml－1－(348＋413×5＋463＋351)kJ·ml－1＝－34 kJ·ml－1，D项错误。
8．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－32.9 kJ·ml－1
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－41.8 kJ·ml－1
下列说法不正确的是( )
A．图1所示过程①是放热反应、②是吸热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 ml N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)中的化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋50.7 kJ·ml－1
解析：选C 图1所示过程①发生的反应是Ⅰ，为放热反应，过程②是NH3(g)的分解反应，是吸热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，图2所示的能量过程示意图正确，B正确；由于反应Ⅰ为放热反应，因此，断开3 ml N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)中的化学键释放的能量，C错误；根据盖斯定律，Ⅰ－2×Ⅱ得，N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋50.7 kJ·ml－1，D正确。
9．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
③2Fe(s)＋ eq \f(3,2) O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)＋ eq \f(3,2) O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH10
B．ΔH5