2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.2燃燒熱 能源 化學(xué)反應(yīng)熱的計算課時訓(xùn)練

2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.2燃燒熱 能源 化學(xué)反應(yīng)熱的計算課時訓(xùn)練一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分，每小題只有一個選項符合題目要求)1.染料敏化太陽能電池(簡稱DSC)工作時類似葉綠素的染料吸收太陽光，產(chǎn)生電子，電子再被電極收集，然后通過外電路，回到反電極產(chǎn)生光電流。該過程中的能量轉(zhuǎn)化形式為()A太陽能化學(xué)能 B太陽能電能C化學(xué)能電能 D電能化學(xué)能解析：染料敏化太陽能電池吸收太陽光(太陽能)，經(jīng)過一系列變化，產(chǎn)生光電流(電能)。故B項正確。答案：B2.下列與化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)的敘述中不正確的是()A放熱反應(yīng)中生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量B放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C蓋斯定律實(shí)質(zhì)上是能量守恒定律的體現(xiàn)D電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡均為動態(tài)平衡解析：放熱反應(yīng)中反應(yīng)物總能量一定高于生成物總能量；影響化學(xué)反應(yīng)速率大小的因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑以及反應(yīng)物的狀態(tài)等，反應(yīng)速率的大小與化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)無關(guān)；蓋斯定律的本質(zhì)就是能量守恒定律；電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等處于平衡態(tài)時，其電離、水解、沉淀溶解等均未停止，處于動態(tài)平衡。答案：B3.下列說法正確的是()A任何酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O的過程中，能量變化均相同B同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H不同C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJ/mol，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJ/mol，則a>bD已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol，C(s，金剛石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJ/mol，則C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.5 kJ/mol解析：只有在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時，能量變化才相同，A錯誤；根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的引發(fā)條件(如光照、點(diǎn)燃或加入催化劑)無關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，B錯誤；氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時，會放出熱量，即H2O(g)=H2O(l)Hx kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可得出ab2x，a<b，C錯誤；由選項D中得到C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.5 kJ/mol，D正確。答案：D4碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：I2(g)H2(g)2HI(g)H9.48 kJ·mol1I2(s)H2(g)2HI(g)H26.48 kJ·mol1下列判斷正確的是()A254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJB1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJC反應(yīng)的產(chǎn)物比反應(yīng)的產(chǎn)物穩(wěn)定D反應(yīng)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低解析：熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的熱量大小與可逆符號無關(guān)，表示完全反應(yīng)的熱效應(yīng)，氫氣和碘蒸氣反應(yīng)具有一定的可逆性，不可能完全反應(yīng)，A選項錯誤；由式減式可得1 mol氣態(tài)碘轉(zhuǎn)化為1 mol固態(tài)碘放出35.96 kJ的熱量，B選項錯誤；反應(yīng)、產(chǎn)物相同，其穩(wěn)定性相同，C選項錯誤；等物質(zhì)的量的物質(zhì)固態(tài)時能量較低，氣態(tài)時能量較高，D選項正確。答案：D5.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是()A已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/molB已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)H>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應(yīng)中和熱化學(xué)方程式為NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/molD已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1，2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1>H2解析：燃燒熱是指1 mol燃料燃燒生成穩(wěn)定的生成物時的反應(yīng)熱，H元素對應(yīng)穩(wěn)定生成物是液態(tài)水，故A項錯誤；H>0，表示反應(yīng)吸熱，即反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，而能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定，B項錯誤；很顯然等量的碳與氧氣反應(yīng)生成CO2放出的熱量比生成CO放出的熱量要高，但由于其均為放熱反應(yīng)，所以H1<H2，故D項錯誤。答案：C61840年，俄國化學(xué)家蓋斯從大量實(shí)驗事實(shí)中總結(jié)出了一條規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，即蓋斯定律。蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計算求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，放出x kJ熱量。已知單質(zhì)碳的燃燒熱為y kJ·mol1，則1 mol C與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱為H為()Ay kJ·mol1B(10xy)kJ·mol1C(5x0.5y)kJ·mol1D(10xy)kJ·mol1解析：n(C)0.3 mol，n(O)2n(O2)2×0.4 mol,1<n(C)n(O)<2，故該反應(yīng)的產(chǎn)物為CO和CO2的混合產(chǎn)物，根據(jù)C、O原子守恒可知，n(CO)0.2 mol，n(CO2)0.1 mol。設(shè)1 mol C與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱Ha kJ·mol1，則C(s)O2(g)=CO(g)Ha kJ·mol1，由題意可知，C(s)O2(g)=CO2(g)H1y kJ·mol1，則有：0.2a0.1yx，a(5x0.5y)，C項符合題意。技巧點(diǎn)撥：首先確定3.6 g碳在6.4 g的氧氣中燃燒，產(chǎn)物CO、CO2的量，然后根據(jù)碳的燃燒熱寫出碳燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律和相關(guān)熱量變化計算出相應(yīng)反應(yīng)的反應(yīng)熱。答案：C7.下列熱化學(xué)方程式中，正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B含20.0 g的NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H57.4 kJ·mol1C如圖是298 K、101 kPa時CO和H2合成CH3OH(g)的反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H91 kJ·mol1D已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJ·mol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJ·mol1則Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)H259.7 kJ·mol1解析：燃燒熱是在一定條件下，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)為液態(tài)，選項A不正確；醋酸是弱電解質(zhì)，存在電離平衡，而電離是吸熱的，所以選項B不正確；根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H小于0，選項C不正確；根據(jù)蓋斯定律可知，選項D正確。答案：D8.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式書寫及對應(yīng)表述均正確的是()A密閉容器中，9.6 g硫粉與11.2 g鐵粉混合加熱生成硫化亞鐵17.6 g時，放出19.12 kJ熱量。則Fe(s)S(s)=FeS(s)H95.6 kJ·mol1B稀醋酸與0.1 mol·L1 NaOH溶液反應(yīng)：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1C已知1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.5 kJ，則水分解的熱化學(xué)方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H285.5 kJ·mol1D已知2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ·mol1，則可知C的燃燒熱H110.5 kJ·mol1解析：9.6 g硫粉的物質(zhì)的量0.3 mol,11.2 g鐵粉的物質(zhì)的量為0.2 mol，故硫粉過量，以鐵粉為依據(jù)計算1 mol鐵粉參加反應(yīng)放出的熱量為：×19.12 kJ95.6 kJ，A項正確；醋酸為弱酸，醋酸與NaOH反應(yīng)發(fā)生中和反應(yīng)時，醋酸繼續(xù)電離需要吸收熱量，其焓變大于57.3 kJ/mol，B項錯誤；2 mol水分解吸收的熱量應(yīng)為571 kJ，C項錯誤；碳的燃燒熱是指碳燃燒生成CO2(g)放出的熱量，D項錯誤。答案：A9.已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol；H2(g)S(g)=H2S(g)H20.1 kJ/mol。下列判斷一定正確的是()A由知，氫氣的燃燒熱為241.8 kJB由、知，2H2S(g)O2(g)=2S(g)2H2O(g)H443. kJ/molC反應(yīng)中的能量變化可用如圖所示D若反應(yīng)中改用固態(tài)硫，則放熱大于20.1 kJ解析：A項，反應(yīng)中生成的是氣態(tài)水，故無法得出燃燒熱的值，且燃燒熱的單位為kJ/mol，錯；B項，根據(jù)蓋斯定律，由×2得出B項結(jié)論正確；C項，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而圖示為吸熱反應(yīng)，錯；D項，固態(tài)物質(zhì)的能量小于氣態(tài)物質(zhì)，所以固態(tài)S反應(yīng)比氣態(tài)S反應(yīng)放出的熱量少，錯。答案：B10.已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()AH1>0，H3<0 BH2>0，H4>0CH1H2H3 DH3H4H5解析：本題考查熱化學(xué)及蓋斯定律的應(yīng)用。C或CO燃燒生成CO2均是放熱反應(yīng)，H<0，A項錯誤；C與CO2生成CO是吸熱反應(yīng)，則H2>0，F(xiàn)e與O2生成Fe2O3是放熱反應(yīng)，H4<0，B項錯誤；將式2和式3相加可得式1，所以由蓋斯定律有H1H2H3，C項正確；由蓋斯定律有H53H3/2H4/2，D項錯誤。答案：C11.某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是()A該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B催化劑能改變該反應(yīng)的焓變C催化劑能降低該反應(yīng)的活化能D逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，意在考查學(xué)生對焓變、活化能的理解以及讀圖能力。A項，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故為吸熱反應(yīng)，錯；B項，焓變是指反應(yīng)物與生成物之間的能量差值，與催化劑無關(guān)，錯；D項，正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，錯。答案：C12.室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為H2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l), 熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()AH2H3 BH1H3CH1H3 H2 DH1H2H3解析：本題考查反應(yīng)熱的計算，意在考查學(xué)生對蓋斯定律的應(yīng)用。由題給條件可知CuSO4·5H2O(s)=Cu2(aq)SO(aq)5H2O(l)H1>0，CuSO4(s)=Cu2(aq)SO(aq)H2<0，前面的方程式減去后面的方程式得CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)H3(H1H2)>0，B項正確。答案：B二、非選擇題(本題共4小題，共52分)13(12分)(1)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，則E1_(填“增大”、“減小”或“不變”，不同)，H_。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJ·mol1CH3OH(g)1/2 O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJ·mol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJ·mol1則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_。解析：(1)觀察圖像，E1為反應(yīng)的活化能，加入催化劑，反應(yīng)的活化能降低，但是H不變。1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)的反應(yīng)熱HE1E2234 kJ·mol1。(2)由3×2×2×得：CH3OH(g)3/2 O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H3×(192.9 kJ·mol1)2×49.0 kJ·mol12×(44 kJ·mol1)764.7 kJ·mol1。答案：(1)減小不變NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ·mol1(2)CH3OH(g)3/2 O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ·mol114(12分)光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。(1)實(shí)驗室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為_。(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(H)分別為890.3 kJ·mol1、285.8 kJ·mol1和283.0 kJ·mol1，則生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為_。(3)實(shí)驗室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析：(1)實(shí)驗室用濃鹽酸與MnO2混合加熱制Cl2。(2)首先依據(jù)燃燒熱概念寫出：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJ·mol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJ·mol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283.0 kJ·mol1；再寫出CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，式式×2式×2即得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，所以HH12H22H3(890.3285.8×2283.0×2) kJ·mol1247.3 kJ·mol1，生成1 m3 CO所需熱量為×247.3 kJ·mol1×5 520 kJ。(3)由CHCl3生成COCl2，碳的化合價由2升高到4，升高2價，由H2O2生成H2O化合價降低2，所以上述物質(zhì)的計量數(shù)均為1，即CHCl3H2O2COCl2H2O，依據(jù)Cl守恒還應(yīng)有HCl生成。答案：(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(2)5.52×103 kJ(3)CHCl3H2O2=HClH2OCOCl215.(12分).利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測與合理處理。用乙烯作還原劑將氮的氧化物還原為N2是燃煤煙氣的一種脫硝(除NOx)技術(shù)。其脫硝機(jī)理如圖所示。寫出該脫硝過程中乙烯和NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。.(1)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是_，H的變化是_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJ·mol1；CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJ·mol1。又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJ·mol1。則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_。解析：.觀察題圖可知，C2H4與NO2反應(yīng)生成CO2、N2、H2O。.(1)催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，故E1減小、H不變。(2)根據(jù)蓋斯定律，由×3×2×2得CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ·mol1。答案：.2C2H46NO2=4CO23N24H2O(或2CH2=CH26NO2=4CO23N24H2O).(1)減小不變(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ·mol116(16分)(1)xx年倫敦奧運(yùn)會火炬采用丙烷為燃料。丙烷熱值較高，污染較小，是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問題：如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過程中的能量變化圖，請在圖中的括號內(nèi)填入“”或“”。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_。二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料，應(yīng)用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1 645 kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為_。(2)蓋斯定律認(rèn)為：不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，整個過程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問題：已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ/molC2H5OH(g)=C2H5OH(l)HQ2 kJ/molC2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ/mol若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，則整個過程中放出的熱量_kJ。碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時，生成CO同時還部分生成CO2，因此無法通過實(shí)驗直接測得反應(yīng)：C(s)O2(g)=CO(g)的H。但可設(shè)計實(shí)驗、利用蓋斯定律計算出該反應(yīng)的H，計算時需要測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)有_。解析：(1)丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)的過程放熱，H為“”。燃燒熱是1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，所以表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 215.0 kJ/mol。n(二甲醚)×1 455 kJ/mol1 moln(二甲醚)×2 215.0 kJ/mol1 645 kJ，解得n(二甲醚)0.75 mol，n(丙烷)0.25 mol。(2)×可得C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H4(3Q1Q2Q3) kJ/mol，所以使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，整個過程中放出的熱量為(3Q1Q2Q3)kJ。利用蓋斯 定律計算反應(yīng)C(s)O2(g)=CO(g)的H，需要測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)有碳和CO的燃燒熱。答案：(1)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 215.0 kJ/mol13(2)3Q1Q2Q3碳和CO的燃燒熱