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1、專題訓練(四)化學能與熱能時間：45分鐘 分值：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1(2013杭州模擬)下列說法不正確的是()A化學變化過程是原子的重新組合過程B根據(jù)化學反應中的能量變化情況，化學反應可分為吸熱反應和放熱反應C化學反應中的能量變化多少與其反應物用量有關D化學反應中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的解析從反應物、生成物的組成可推知化學變化過程是原子的重新組合過程，A正確；化學反應不是吸熱就是放熱，沒有無能量變化的反應，B正確；化學反應中的能量變化多少與反應物用量有關，C正確；化學反應中的能量變化通常以熱能形式表現(xiàn)出來，還有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來，D不正確。答案D2(
2、2013臨沂模擬)下列說法正確的是()A熱化學方程式中，如果沒有注明溫度和壓強，則表示反應熱是在標準狀況下測得的B升高溫度或加入催化劑，可以改變化學反應的反應熱C據(jù)能量守恒定律，反應物的總能量一定等于生成物的總能量D物質(zhì)發(fā)生化學變化一定伴隨著能量變化解析反應熱應該是在常溫常壓下測定的，A不正確；加入催化劑不能改變化學反應的反應熱，B不正確；任何化學反應都伴隨著能量的變化，因此反應物的總能量一定不等于生成物的總能量，C不正確，D正確。答案D3(2012全國)反應ABC(H0)，XC(H0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，則任何酸堿中和反應的熱
3、效應均為57.3 kJD已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1H2解析A項說明2 mol SO2和1 mol O2的總能量比2 mol SO3的能量高，但不能說SO2的能量高于SO3的能量，A不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則金剛石的能量高于石墨，能量越高越不穩(wěn)定，B不正確；酸堿中和反應的熱效應不僅與生成H2O的物質(zhì)的量有關，還與酸、堿的濃度及強弱有關，C不正確；碳完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多，但比較H時應帶符號比較，故H1H2，D正確。答案D8(2013安慶聯(lián)考)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知CH4(g)4NO
4、2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1，CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1。若在標準狀況下4.48 L CH4恰好能將一定量NO2還原成N2和H2O(g)，則整個過程中放出的熱量為()A114.8 kJ B232 kJC368.8 kJ D173.4 kJ解析由蓋斯定律知：CH4還原NO2生成N2和H2O(g)的熱化學方程式為CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，所以0.2 mol CH4參加反應，放出的熱量為173.4 kJ。答案D9(2013長春模擬)2
5、5 、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJmol1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJmol1。下列熱化學方程式書寫正確的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1BKOH(aq)1/2H2SO4(aq)=1/2K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)25/2O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJmol1解析中和熱是指一定條件下，稀溶液中酸和堿反
6、應生成1 mol水時放出的熱量，選項A錯誤，B正確；燃燒熱是指在一定條件下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，選項C、D錯誤。答案B10(2013福建卷)某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO。其過程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列說法不正確的是()A該過程中CeO2沒有消耗B該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化C右圖中H1H2H3D以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負極反應式為CO4OH2e=CO2H2O解析由、兩個反應可知，CeO2在反應前
7、后沒有變化，沒有消耗，A項正確；由題給反應可知該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化，B項正確；由能量圖可知，H1(H2H3)，C項錯誤；書寫電池電極反應式時，要注意電解質(zhì)溶液的影響，堿性條件下生成的CO2會與OH反應生成CO，D項正確。答案C二、填空題(共50分)11(10分)(2013太原質(zhì)檢)已知某反應A(g)B(g)C(g)D(g)，反應過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)該反應是_反應(填“吸熱”或“放熱”)，該反應的H_kJmol1(用含E1、E2的代數(shù)式表示)，1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量_(填“一定高”、“一
8、定低”或“高低不一定”)。(2)若在反應體系中加入催化劑使反應速率增大，則E1和E2的變化是：E1_，E2_，H_(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析(1)從圖象中看出反應物的能量低，產(chǎn)物的能量高，該反應一定為吸熱反應。E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，E1與E2的差值就是該反應的焓變。(2)催化劑能通過降低化學反應的活化能來加快化學反應速率，對于可逆反應，催化劑能同時降低正反應和逆反應的活化能，但反應的焓變不會變化。答案(1)吸熱E1E2一定低(2)減小減小不變12(9分)(2013東北三省四市聯(lián)考)(1)25 、101 kPa時，1 g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22
9、.68 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_。(2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_。(3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時，放出133.5 kJ熱量，則肼燃燒的熱化學方程式為_。解析(3)先寫出肼燃燒的化學方程式：N2H4O2=N22H2O，據(jù)0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成N2和H2O(g)，放出熱量133.5 kJ，則1 mol N2H4完全燃燒放出的熱量為534 kJ。答案(1)CH3OH(l)O2(g)=
10、CO2(g)2H2O(l)H725.76 kJmol1(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1(3)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol113(15分)CaCO3(s)=CaOCO2(g)H177.7 kJC(s)H2O(s)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/molH2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)H57.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ/molHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3
11、(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6 kJ/mol(1)上述熱化學方程式中，不正確的有_，不正確的理由分別是_。(2)根據(jù)上述信息，寫出C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學方程式_。(3)上述反應中，表示燃燒熱的熱化學方程式有_；表示中和熱的熱化學方程式有_。答案(1)CaO沒標狀態(tài)，H177.7 kJ/mol；H2O的狀態(tài)應為“g”；H2SO4、NaOH和Na2SO4的狀態(tài)不是“l(fā)”應為“aq”(2)C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/mol(3)14(16分)1918年，Lewis提出反應速率的碰撞理論：反應物分子間的相互碰撞是反應進
12、行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應，只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學反應。能引發(fā)化學反應的碰撞稱之為有效碰撞。(1)圖是HI分解反應中HI分子之間的幾種碰撞示意圖，其中屬于有效碰撞的是_(選填“A”、“B”或“C”)。(2)20世紀30年代Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎上提出化學反應的過渡態(tài)理論：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量的過渡態(tài)。圖是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：_。(3)過渡態(tài)理論認為，催化劑改變反應速率的原因是改變了反應的途徑，對大多數(shù)反應而言主要是通過改變過
13、渡態(tài)而導致有效碰撞所需要的能量發(fā)生變化。請在圖中作出NO2和CO反應時使用催化劑而使反應速率加快的能量變化示意圖。(4)進一步研究表明，化學反應的能量變化(H)與反應物和生成物的鍵能有關。鍵能可以簡單地理解為斷開1 mol化學鍵所需吸收的能量，下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學鍵PPPOO=OP=O鍵能/kJmol1197360499x已知白磷的燃燒熱為2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中x_。解析(1)有效碰撞是發(fā)生化學反應的碰撞，即有新物質(zhì)生成的碰撞，顯然選C項。(2)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應放熱，反之吸熱，注意熱化學方程式必須標明反應物和生成物的狀態(tài)。(3)催化劑主要使有效碰撞的能量降低，使反應的門檻降低，即過渡態(tài)時的能量較低。(4)P45O2=P4O10，燃燒熱為(4x12360)(61975499)2 378.0，求得x433.75 kJ/mol。答案(1)C(2)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ/mol(3)下圖虛線所示(4)433.75
專題訓練4 (2)
