2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題5 化學(xué)能與熱能限時(shí)訓(xùn)練

2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題5 化學(xué)能與熱能限時(shí)訓(xùn)練 1．對于反應(yīng)CH2===CH2＋H2―→CH3CH3，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．此反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng) B．此反應(yīng)的ΔH<0 C．此反應(yīng)中反應(yīng)物的能量總和大于產(chǎn)物的能量總和 D．其他條件不變，若此反應(yīng)使用催化劑，則ΔH不變 解析：選D。第一步，弄清能量變化的根本原因；第二步，根據(jù)圖示判斷出反應(yīng)物和生成物的總能量高低；第三步，推斷出反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，作出正確判斷。 氫元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔?，氫元素化合價(jià)發(fā)生了改變，因此該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，反應(yīng)吸熱，ΔH>0，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；使用催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的ΔH，D項(xiàng)正確。 2．一定條件，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1、2、3、4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．D是ClO B．B―→A＋C反應(yīng)的活化能為60 kJ·mol－1 C．A、B、C、D中C最穩(wěn)定 D．B―→A＋C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1 解析：選D。由題可知D中氯元素化合價(jià)為＋7，D是ClO，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，60 kJ·mol－1是B的相對能量，不是B―→A＋C反應(yīng)的活化能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；A、B、C、D中A的相對能量最低，最穩(wěn)定，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(xx·貴陽質(zhì)檢)已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下： ①C2H2(g)＋O2(g)―→2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ·mol－1 ②C6H6(g)＋O2(g)―→6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－3 295 kJ·mol－1 下列說法正確的是(　　) A．1 mol C2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量大于1 300 kJ B．1 mol C6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱大于3 295 kJ C．相同條件下，等質(zhì)量的C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒，C6H6(g)放熱更多 D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過程屬于放熱反應(yīng) 解析：選D。液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱，則A中放熱應(yīng)小于1 300 kJ，錯(cuò)誤；液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低，則B中放出熱量應(yīng)小于3 295 kJ，B錯(cuò)誤；通過計(jì)算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時(shí)乙炔放熱多，C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，由3×①－②得：3C2H2(g)===C6H6(g)　ΔH＝－605 kJ·mol－1，D正確。 4．已知25 ℃、101 kPa時(shí)，1 mol H2與溴蒸氣完全反應(yīng)生成氣態(tài)溴化氫放出Q kJ能量，則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(　　) A．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－2Q kJ·mol－1 B．H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1 C.H2(g)＋Br2(g)===HBr(g) ΔH＝＋ kJ·mol－1 D．HBr(g)===H2(g)＋Br2(g) ΔH＝＋ kJ·mol－1 解析：選D。要注意ΔH的“＋”、“－”號及ΔH和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。 5．為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 mol·L－1)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù)： 序號 35 mL試劑 固體 混合前溫度/℃ 混合后溫度/℃ ① 水 2.5 g NaHCO3 20.0 18.5 ② 水 3.2 g Na2CO3 20.0 24.3 ③ 鹽酸 2.5 g NaHCO3 20.0 16.2 ④ 鹽酸 3.2 g Na2CO3 20.0 25.1 由此得出的結(jié)論正確的是(　　) A．Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) C．20.0℃時(shí)，含3.2 g Na2CO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1℃ D．20.0℃時(shí)，含2.5 g NaHCO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于16.2℃ 解析：選C。實(shí)驗(yàn)②④說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，B錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)②可知，碳酸鈉固體溶于水會放熱，而C項(xiàng)缺少了這個(gè)放熱的過程，因而放出的熱量少于實(shí)驗(yàn)④，則溫度低于25.1℃，該項(xiàng)正確；同理，由實(shí)驗(yàn)①③判斷，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．已知下列熱化學(xué)方程式： ①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 ③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol－1 下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．a(chǎn)<c<0　　　　　　　 B．b>d>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 解析：選C。H2的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，ΔH<0，a、b、c、d都小于0，B、D錯(cuò)；反應(yīng)③與反應(yīng)①相比較，產(chǎn)物的狀態(tài)不同，H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)為放熱反應(yīng)，所以a>c，A錯(cuò)；反應(yīng)②的化學(xué)計(jì)量數(shù)是①的2倍，反應(yīng)熱②也是①的2倍，b＝2a<0，C對。 7．將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知： TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140.5 kJ·mol－1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(　　) A．＋80.5 kJ·mol－1 B．＋30.0 kJ·mol－1 C．－30.0 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1 解析：選D。認(rèn)真觀察已知反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng)，將已知反應(yīng)分別記為①、②，應(yīng)用蓋斯定律，由反應(yīng)①＋②×2即可解題。 8．肼(N2H4)是火箭發(fā)動機(jī)的燃料，它與N2O4反應(yīng)時(shí)，N2O4為氧化劑，生成氮?dú)夂退魵?。已知? N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋8.7 kJ/mol，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是(　　) A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－542.7 kJ/mol B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 059.3 kJ/mol C．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 076.7 kJ/mol D．N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 076.7 kJ/mol 解析：選C。N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋8.7 kJ/mol①，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.0 kJ/mol②，將熱化學(xué)方程式②×2－①就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則ΔH＝－534.0 kJ/mol×2－8.7 kJ/mol＝－1 076.7 kJ/mol，選項(xiàng)C正確。 9．下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是(　　) A．1 mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642 kJ的熱量： N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋642 kJ·mol－1 B．12 g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí)，放出110.5 kJ的熱量： 2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 C．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1 則：2H2O(l)===2H2(g)＝O2(g)的ΔH＝＋572 kJ·mol－1 D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 解析：選C。A項(xiàng)，放熱反應(yīng)，ΔH<0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，12 g C的物質(zhì)的量為1 mol，ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，已知反應(yīng)為放熱，則其逆反應(yīng)為吸熱，ΔH為“＋”，ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反應(yīng)，錯(cuò)誤。 10．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1① 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJ·mol－1② H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1③ 下列說法正確的是(　　) A．H2(g)的燃燒熱ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 B．同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多 C.H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D．3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝＋135.9 kJ·mol－1 解析：選B。A項(xiàng)，H2(g)的燃燒熱ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出熱量多，正確；C項(xiàng)，因有BaSO4(s)生成，該反應(yīng)的ΔH≠－57.3 kJ·mol－1，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，×(①×3－②)得3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－131.4 kJ·mol－1，錯(cuò)誤。 11．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)被氧化為 1 mol SO3的ΔH＝－99 kJ/mol。請回答下列問題： (1)圖中A、C分別表示________、________，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點(diǎn)升高還是降低？________，理由是________________________________________。 (2)圖中ΔH＝________kJ/mol。 (3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式：__________、________。 (4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol，計(jì)算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH__________________________________(要求計(jì)算過程)。 答案：(1)反應(yīng)物的總能量　生成物的總能量　無　降低　因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低 (2)－198 (3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2　4VO2＋O2===2V2O5 (4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296 kJ/mol SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99 kJ/mol 3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)　ΔH＝3(ΔH1＋ΔH2)＝－1 185 kJ/mol 12．(1)①根據(jù)甲圖，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________。 ②根據(jù)乙圖，判斷下列說法中正確的是________。 A．其熱化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) D．當(dāng)H2O為液態(tài)時(shí)，其反應(yīng)熱值小于41 kJ/mol (2)已知16 g固體硫完全燃燒時(shí)放出148.4 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_____________________________________________。 (3)丙圖是某溫度下，N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________。a、b兩條曲線產(chǎn)生區(qū)別的原因很可能是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析：(1)②將反應(yīng)物與生成物弄反了，A項(xiàng)錯(cuò)誤；生成物的能量比反應(yīng)物的能量高，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；未限定H2O的物質(zhì)的量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)曲線b表示反應(yīng)中使用催化劑，可以降低反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)的熱效應(yīng)不會改變。 答案：(1)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol?、贐 (2)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ/mol (3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ/mol a不使用催化劑，b使用了催化劑 13．Ⅰ.丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑： 途徑①：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol； 途徑②：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b kJ/mol， 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－c kJ/mol， 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－d kJ/mol(a、b、c、d均為正值)； 請回答下列問題： (1)判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量，途徑①放出的熱量________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑②放出的熱量。 (2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反應(yīng)中，反應(yīng)物具有的總能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量，那么在化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件是__________________________________________。 (3)b與a、c、d的數(shù)學(xué)關(guān)系式是___________________________________________。 Ⅱ.火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑過氧化氫(H2O2)，當(dāng)它們混合時(shí)，即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵?，并放出大量的熱。已?.4 mol液態(tài)肼與足量過氧化氫反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵猓懦?56.65 kJ的熱量。 (1)寫出肼和過氧化氫的結(jié)構(gòu)式：肼________，過氧化氫________。 (2)寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________。 (3)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，則16 g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水時(shí)，放出的熱量是________kJ。(小數(shù)點(diǎn)后保留1位有效數(shù)字) (4)上述反應(yīng)用于火箭推進(jìn)劑，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)是________。 解析：Ⅰ.(1)等量的丙烷燃燒，生成物均是CO2(g)、H2O(l)，由蓋斯定律知途徑②經(jīng)過三步反應(yīng)放出的熱量與途徑①放出的熱量相等。(2)ΔH>0，所以該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故反應(yīng)時(shí)，需要吸收能量。一般情況下吸熱反應(yīng)需要加熱，而且丙烷(烷烴)是一種常溫下能穩(wěn)定存在的物質(zhì)，所以可判斷丙烷分解為丙烯和氫氣的反應(yīng)是需要加熱的。(3)由化學(xué)方程式的疊加和蓋斯定律推知：－a＝b＋＋，即2b＝c＋d－2a。Ⅱ.(1)分析各元素的化合價(jià)，結(jié)合元素中原子的價(jià)電子數(shù)，可推出化合物中各原子的成鍵數(shù)目，不難寫出其結(jié)構(gòu)式。(2)反應(yīng)物和產(chǎn)物均已知，利用氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧，可將反應(yīng)方程式寫出，添上各物質(zhì)的聚集狀態(tài)及ΔH就可寫出熱化學(xué)方程式。(3)16 g肼反應(yīng)生成氣態(tài)水時(shí)放出熱量是kJ，并且生成2 mol氣態(tài)水，2 mol氣態(tài)水液化時(shí)放出88 kJ的熱量，共放出408.8 kJ的熱量。 答案：Ⅰ.(1)等于　(2)小于　吸收　加熱　(3)2b＝c＋d－2a Ⅱ.(1)NHHNHH　H—O—O—H (2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.625 kJ/mol (3)408.8　(4)產(chǎn)物是N2和H2O，對環(huán)境無污染