2021届高考化学二轮复习课时作业6化学能与热能含解析新人教版.doc

化学能与热能1(2020·郑州模拟)已知：2CO(g)O2(g)2CO2(g)H566 kJ/molNa2O2(s)CO2(g)Na2CO3(s)1/2O2(g)H226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是(C)ACO的燃烧热为283 kJB如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)2Na2CO3(s)O2(g)H>452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023【解析】CO的燃烧热为283 kJ/mol，A错误；该图描述的就是一个热化学方程式，所以对应566的数值应该是2CO(g)O2(g)2CO2，图中的系数不对，且该图不能描述反应过程，B错误；题目中第二个方程的2倍为：2Na2O2(s)2CO2(g)2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJ/mol，本题中的CO2(s)多一步变气体吸热的过程，所以放出的热量就少于452 kJ，H>452 kJ/mol，C正确；题目中2式为：Na2O2(s)CO(g)Na2CO3(s)H509 kJ/mol，此时放热509 KJ，因为CO是1 mol，所以转移电子数是2倍的6.02×1023，D错误。2(2020·烟台模拟)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(C)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H1a kJ·mol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H2b kJ·mol1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H3c kJ·mol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJ·mol1A反应、为反应提供原料气B反应是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJ·mol1D反应2CO(g)4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd) kJ·mol1【解析】A项，反应生成CO和H2，生成的CO继续发生反应生成CO2和H2，反应的原料为CO2和H2，正确；B项，反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，正确；C项，反应中H2O为气态，选项中H2O为液态，故焓变不是的关系，错误；D项，依据盖斯定律，按“×2×2”，可得所求反应的焓变，正确。3(2020·三门峡模拟)已知热化学方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ·mol1(Q>0)。下列说法正确的是(D)A相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量B将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为Q kJC增大压强或升高温度，该反应过程放出更多的热量D如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化【解析】反应是放热反应，依据反应前后能量守恒，相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，选项A错误；HQ kJ·mol1，Q的具体含义是当2 mol的二氧化硫气体与1 mol的氧气完全反应生成2 mol的三氧化硫气体时，放出的热量为Q kJ，但这是一个可逆反应，不可能完全反应，因此放出的热量小于Q kJ，选项B错误；增大压强，该平衡向正反应方向移动，放出热量更多，升高温度，该平衡向逆反应方向移动，放出热量减少，选项C错误；如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，参加反应的二氧化硫为2 mol，故一定有2 mol SO2(g)被氧化，选项D正确。4(2020·潍坊模拟)我国科学家以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是(B)ALi2SO4溶液利于MoS2对N2的活化B两种电解质溶液环境下从N2NH3的焓变不同CMoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2*N2H)的能量降低DN2的活化是NN键的断裂与NH键形成的过程【解析】从图中可知在 Li2SO4溶液中*N2转化为*N2H的活化能较低，因此 Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化，A正确；反应物、生成物的能量不变，因此反应的焓变不变，与反应途径无关，B错误；根据图示可知MoS2在 Li2SO4溶液中的能量比Na2SO4溶液中的将反应决速步(*N2*N2H)的活化能大大降低，C正确；根据图示可知N2的活化是NN键的断裂形成N2H的过程，即是NN键的断裂与NH键形成的过程，D正确。5(2020·邯郸模拟)白磷与氧可发生如下反应：P45O2P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJ· mol1、PO b kJ· mol1、PO c kJ· mol1、OO d kJ· mol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是(A)A(6a5d4c12b) kJ· mol1B(4c12b6a5d) kJ· mol1C(4c12b4a5d) kJ· mol1D(4a5d4c12b) kJ· mol1【解析】反应热等于断键吸收的总能量与形成化学键所放出的能量的差值，由图可以看出：P4中有6 mol的PP，5 mol的O2中含有5 mol OO,1 mol的P4O10中含有4 mol的PO,12 mol的PO，所以根据方程式可知反应热H(6a5d4c12b) kJ· mol1。6(2020·盐城模拟)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量或形成1 mol某化学键所释放的能量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热(H)，已知化学键HH、ClCl、HCl键能436 kJ·mol1、243 kJ·mol1、431 kJ·mol1。则下列热化学方程式不正确的是(A)AH2(g)Cl2(g)HCl(g)H91.5 kJ·mol1BH2(g)Cl2(g)2HCl(g)H183 kJ·mol1C2HCl(g)H2(g)Cl2(g)H183 kJ·mol1DH2(g)Cl2(g)HCl(g)H91.5 kJ·mol1【解析】H2(g)Cl2(g)HCl(g)；H×436 kJ·mol1×243 kJ·mol1431 kJ·mol191.5 kJ·mol1，A错误；D正确；H2(g)Cl2(g)2HCl(g)；H436 kJ·mol1243 kJ·mol1(2×431) kJ·mol1183 kJ·mol1，B正确；2HCl(g)H2(g)Cl2(g)；H(2×431) kJ·mol1(436 kJ·mol1243 kJ·mol1)183 kJ·mol1，C正确。7氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量，氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列有关判断正确的是(D)A碳C(s)的燃烧热为110.4 kJ·mol1B氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应C氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ·mol1D足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)2CuO(s)Cu2O(s)CO(g)H35.6 kJ·mol1【解析】燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而该题中C(s)燃烧的生成物为CO，故通过H9.2 kJ·g1×12 g·mol1110.4 kJ·mol1，计算所得的结果不是碳C(s)的燃烧热，A项错误；由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B项错误；由题给图像可知，氧化亚铜与氧气反应的活化能为348 kJ·mol1，C项错误；根据题给信息可得热化学方程式2C(s)O2(g)2CO(g)H1220.8 kJ·mol1；根据题图信息可写出热化学方程式2Cu2O(s)O2(g)4CuO(s)H2292 kJ·mol1。足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)2CuO(s)Cu2O(s)CO(g)H，得×()，则H(H1H2)35.6 kJ·mol1，D项正确。8N2O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)H，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：下列说法正确的是(B)A由图1可知H1HH2B由图2可知H226 kJ·mol1C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)Pt2O(s)Pt2ON2(g)H1，CO(g)Pt2OPt2OCO2(g)H2，由盖斯定律可得，HH1H2，错误；B项，由图2知，反应物为N2O(g)CO(g)，生成物为CO2(g)N2(g)，H134 kJ·mol1360 kJ·mol1226 kJ·mol1，正确；C项，由图1知，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。9(2020·杭州模拟)已知：(1)Zn(s)O2(g)ZnO(s)，H348.3 kJ·mol1，(2)2Ag(s)O2(g)Ag2O(s)，H 31.0 kJ·mol1，则Zn(s)Ag2O(s)ZnO(s)2Ag(s)的H等于(B)A379.3 kJ·mol1B317.3 kJ·mol1C332.8 kJ·mol1D317.3 kJ·mol1【解析】根据盖斯定律可知，(1)(2)即得到Zn(s)Ag2O(s)ZnO(s)2Ag(s)，所以反应热H348.3 kJ·mol131.0 kJ·mol1317.3 kJ·mol1，故答案为B。10已知：2H2O(l)2H2(g)O2(g)H571.0 kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下 ：过程：2Fe3O4(s)6FeO(s)O2(g)H313.2 kJ/mol过程：下列说法不正确的是(C)A过程中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子B过程热化学方程式为3FeO(s)H2O(l)H2(g)Fe3O4(s)H128.9 kJ/molC过程、中能量转化的形式依次是：太阳能化学能热能D铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点【解析】过程中每消耗232 g(即1 mol)Fe3O4反应生成0.5 mol O2，反应转移0.5×4 mol电子，故A正确；由盖斯定律可知，(总反应×过程反应×)得过程反应，3FeO(s)H2O(l)H2(g)Fe3O4(s)，则H571.0 kJ/mol×(313.2 kJ/mol)×128.9 kJ/mol，故B正确；过程和过程都是吸热反应，过程是将太阳能转化为热能，热能转化为化学能，过程中能量转化的形式还是热能转化为化学能，故C错误；铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以水和Fe3O4为原料，具有成本低的特点，氢气和氧气分步生成，具有产物易分离的优点，故D正确。11(1)真空碳热还原氧化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)3AlCl(g)3CO(g)Ha kJ·mol13AlCl(g)2Al(l)AlCl3(g)Hb kJ·mol1反应Al2O3(s)3C(s)2Al(l)3CO(g)的H_(ab)_kJ·mol1(用含a、b的代数式表示)；(2)已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H反应过程的能量变化如图所示，已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3放出99 kJ的热量，请回答下列问题：图中A表示_反应物总能量_。E的大小对该反应的反应热_无_(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点_降低_(填“升高”或“降低”)。【解析】(1)Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)3AlCl(g)3CO(g)Ha kJ·mol1，3AlCl(g)2Al(l)AlCl3(g)Hb kJ·mol1，结合盖斯定律可知，反应得到Al2O3(s)3C(s)2Al(l)3CO(g)H(ab) kJ·mol1。(2)图中A表示反应物总能量。E为活化能，反应热可表示为正逆反应活化能之差，活化能的大小与反应热无关。催化剂能够降低反应的活化能，不影响反应物和生成物能量高低，因此图中B点会降低。12(2020·太原模拟)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。(1)写出该反应的热化学方程式_N2H4(l)2H2O2(l)N2(g)4H2O(g)H641.625 kJ·mol1_。(2)已知H2O(l)H2O(g)；H44 kJ·mol1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是_408.8_kJ。(3)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是_生成N2和H2O，对环境无污染_。(4)已知N2(g)2O2(g)2NO2(g)H67.7 kJ·mol1，N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)H534 kJ·mol1，根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式_2N2H4(g)2NO2(g)3N2(g)4H2O(g)H1 135.7 kJ·mol1_。【解析】(1)0.4 mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65 kJ的热量，1 mol液态肼放出的热量为256.65 kJ×641.625 kJ，该反应的热化学方程式是N2H4(l)2H2O2(l)N2(g)4H2O(g)H641.625 kJ·mol1。(2)已知：N2H4(l)2H2O2(l)N2(g)4H2O(g)H641.625 kJ/mol，H2O(l)H2O(g)H44 kJ/mol，根据盖斯定律，×4得N2H4(l)2H2O2(l)N2(g)4H2O(l)H817.625 kJ/mol,16 g液态肼的物质的量16 g/32 g/mol0.5 mol，完全反应生成液态水时放出的热量为0.5 mol×817.625 kJ/mol408.8 kJ。(3)肼(N2H4)和H2O2反应，产物为氮气和水，无污染。(4)已知：.N2(g)2O2(g)2NO2(g)H67.7 kJ/mol；.N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)H543 kJ/mol根据盖斯定律，×2得2N2H4(g)2NO2(g)3N2(g)H2O(g)H1 153.7 kJ/mol。13按要求写出下列反应的热化学方程式。(1)以CO2和NH3为原料可合成尿素CO(NH2)2。已知：2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)H1159.47 kJ·mol1NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g)H2116.49 kJ·mol1H2O(l)H2O(g)H344.0 kJ·mol1则NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式为_2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(l)H86.98 kJ·mol1_。(2)已知25 、101 kPa时：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJ·mol1H2O(g)H2O(l)H244 kJ·mol12SO2(g)O2(g)2H2O(g)2H2SO4(l)H3545 kJ·mol1则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式为_SO3(g)H2O(l)H2SO4(l)H130 kJ·mol1_。(3)工业上利用甲烷催化还原NOx可减少氮氧化物的排放。已知：CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H1574 kJ·mol1CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H21 160 kJ·mol1甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ·mol1_。(4)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。已知：化学键HHHClClCl键能/(kJ·mol1)436431242工业上通过氢气在氯气中充分燃烧制取HCl气体，该反应的热化学方程式为_H2(g)Cl2(g)2HCl(g)H184 kJ·mol1_。【解析】(1)依据盖斯定律，由得到2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(l)HH1H2H3(159.47116.4944) kJ·mol186.98 kJ·mol1。(2)依据盖斯定律，由×(2×)得到SO3(g)H2O(l)H2SO4(l)H×(H3H12H2)130 kJ·mol1。(3)依据盖斯定律，由()×得到CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H×(H1H2)867 kJ·mol1。(4)化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差，则H2在Cl2中燃烧的反应热(4362422×431)kJ·mol1184 kJ·mol1，所以该反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)2HCl(g)H184 kJ·mol1。- 8 -