（江蘇專版）2020版高考化學一輪復習 跟蹤檢測（十五）化學反應中的熱效應（含解析）.doc

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跟蹤檢測（十五） 化學反應中的熱效應 1．下列說法不正確的是(　　) A．CO2、甲烷都屬于溫室氣體 B．用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體 C．太陽能、風能和生物質(zhì)能屬于新能源 D．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 解析：選B　乙醇作燃料產(chǎn)生CO2氣體，會引起溫室效應，B項錯誤。 2．利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是(　　) A．該反應的ΔH＝＋91 kJmol－1 B．加入催化劑，該反應的ΔH變小 C．反應物的總能量大于生成物的總能量 D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大 解析：選C　根據(jù)圖示，反應物的總能量高于生成物的總能量，是放熱反應，A項錯誤，C項正確；加入催化劑只能降低反應所需的活化能，而對ΔH無影響，B項錯誤；生成液態(tài)CH3OH時，釋放出的能量更多，ΔH更小，D項錯誤。 3．已知H—H鍵鍵能(斷裂時吸收或生成時釋放的能量)為436 kJmol－1，N—H鍵鍵能為391 kJmol－1，根據(jù)熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1。則NN鍵的鍵能是(　　) A．431 kJmol－1　　　　　 B．945.6 kJmol－1 C．649 kJmol－1 D．896 kJmol－1 解析：選B　ΔH＝E(NN鍵鍵能)＋3E(H—H鍵鍵能)－6E(N—H鍵鍵能)，則E(NN鍵鍵能)＝ΔH－3E(H—H鍵鍵能)＋6E(N—H鍵鍵能)＝－92.4 kJmol－1－3436 kJ mol－1＋6391 kJmol－1＝945.6 kJmol－1。 4．(2019徐州模擬)下列有關(guān)反應熱的說法正確的是(　　) A．在化學反應過程中，吸熱反應需不斷從外界獲得能量，放熱反應不需從外界獲得能量 B．甲烷的燃燒熱ΔH＝－890 kJmol－1，則甲烷燃燒的熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJmol－1 C．已知常溫常壓下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ mol－1，則有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJmol－1 D．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－Q1 kJmol－1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－Q2 kJmol－1，則Q1574；D項，根據(jù)蓋斯定律可得CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－867 kJmol－1，標準狀況下4.48 L CH4的物質(zhì)的量為0.2 mol，則放出的熱量為0.2 mol867 kJmol－1＝173.4 kJ，正確。 7．已知：101 kPa時1 mol辛烷燃燒生成液態(tài)水時放出熱量為5 518 kJ；強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生反應生成1 mol H2O時放出的熱量為57.3 kJ，則下列熱化學方程式的書寫正確的是(　　) ①2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g) ΔH＝－11 036 kJmol－1 ②2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJmol－1 ③H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJmol－1 ④2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6 kJmol－1 A．①③　　　B．②③　　　C．②④　　　D．只有② 解析：選C　生成的水是液態(tài)而不是氣態(tài)，①錯誤、②正確；③中未標明反應物、生成物的聚集狀態(tài)，錯誤。 8．已知HCN(aq)與NaOH(aq)反應生成1 mol正鹽的ΔH＝－12.1 kJmol－1；強酸、強堿的稀溶液反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　) A．－69.4 kJmol－1 B．－45.2 kJmol－1 C．＋69.4 kJmol－1 D．＋45.2 kJmol－1 解析：選D　反應的熱化學方程式分別為①HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－12.1 kJmol－1、②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，HCN電離方程式為HCN(aq)H＋(aq)＋CN－(aq)，用①－②可得HCN電離的熱化學方程式為HCN(aq)H＋(aq)＋CN－(aq)　ΔH＝－12.1 kJmol－1－(－57.3 kJmol－1)＝＋45.2 kJ mol－1。 9．已知反應： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH3 則反應2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH為(　　) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 解析：選D　由題意把已知反應依次編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，將熱化學方程式①3＋②2－③2得2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3。 10．已知： ①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH1 ②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2 下列推斷正確的是(　　) A．若CO的燃燒熱為ΔH3，則H2的燃燒熱為ΔH3－ΔH1 B．反應CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1 C．若反應②的反應物總能量低于生成物總能量，則ΔH2<0 D．若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時前者放熱更多，則ΔH1>0 解析：選B　A．氫氣的燃燒熱是指1 mol氫氣完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物即液態(tài)水時放出的熱量，反應中是氣態(tài)水，錯誤；B.根據(jù)蓋斯定律反應①－②得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，正確；C.若反應②的反應物總能量低于生成物總能量，則反應吸熱，ΔH2>0，錯誤；D.若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時前者放熱更多，則ΔH1<0，錯誤。 11．請參考題中圖表，已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，根據(jù)要求回答下列問題： (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：_____________________________________________________________。 (2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJmol－1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為_____________________________________________________________________。 (3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數(shù)。 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能(kJmol－1) a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝________________ kJmol－1(用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示)。 解析：(1)觀察圖像，E1應為正反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ mol－1。 (2)觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式如下運算：②3－①2＋③2，即可得出甲醇蒸汽燃燒的熱化學方程式。(3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結(jié)合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，根據(jù)“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 答案：(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJmol－1 (3)(d＋6a＋5c－12b) 12．碳是形成化合物種類最多的元素，其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題： (1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N，轉(zhuǎn)化過程如下： ΔH＝＋88.6 kJmol－1。則M、N相比，較穩(wěn)定的是_____。 (2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJmol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJmol－1，則a________726.5(填“>”“<”或“＝”)。 (3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1 mol Cl2參與反應時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：________________________________________。 (4)火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質(zhì)可作耐高溫材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJmol－1，則反應過程中，每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為________。 解析：(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應，所以N的能量高，不穩(wěn)定。(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a<726.5。(3)反應的化學方程式為2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，當有2 mol Cl2參與反應時釋放出290 kJ熱量，所以該反應的熱化學方程式為2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJmol－1。(4)所給反應中轉(zhuǎn)移12個電子，故每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為＝98 kJ。 答案：(1)M　(2)< (3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290 kJmol－1 (4)98 kJ 13．為了合理利用化學能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施?；瘜W反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。 (1)實驗測得5 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：_______________________________________。 (2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵被破壞和生成物的化學鍵的形成過程。在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗能量，形成化學鍵又會釋放能量。 化學鍵 H—H N—H 鍵能/(kJmol－1) 436 391 945 已知反應： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝a kJmol－1 試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的值為________。 (3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。已知： C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJmol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJmol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2 599 kJmol－1 根據(jù)蓋斯定律，計算298 K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的焓變：________________________________________________________________________。 解析：(1)設(shè)2 mol CH3OH(l)完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出的熱量為Q。則有＝，解得Q＝1 452.8 kJ，所以甲醇燃燒的熱化學方程式為2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJmol－1。 (2)反應熱ΔH＝a＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和＝3436 kJmol－1＋945 kJmol－1－6391 kJmol－1＝－93 kJmol－1。 (3)ΔH＝＝ ＝＋226.7 kJmol－1。 答案：(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1 452.8 kJmol－1 (2)－93　(3)＋226.7 kJmol－1