（新課改省份專用）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)（十八）化學(xué)能與熱能（含解析）.doc

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跟蹤檢測(cè)（十八） 化學(xué)能與熱能 1. (2019榆樹模擬)隨著科技進(jìn)步，新能源汽車越來(lái)越普遍。下列能源組合中，均屬于新能源的一組是(　　) ①天然氣?、诿骸、壅託饽堋、苁汀、萏?yáng)能?、奚镔|(zhì)能?、唢L(fēng)能　⑧氫能 A．①②③④　　　　　　　　B．①⑤⑥⑦⑧ C．③④⑤⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦⑧ 解析：選D　天然氣、煤、石油都是化石能源，不是新能源，常見的新能源有：沼氣能、太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等，所以D符合。 2.某反應(yīng)使用催化劑后，其反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．總反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．使用催化劑后，活化能不變 C．反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng) D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 解析：選B　由題圖可知：反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項(xiàng)正確；使用催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－241.8 kJmol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJmol－1 氣態(tài)分子中的化學(xué)鍵 斷開1 mol化學(xué)鍵所需的能量/kJ O—H 465 O===O 498 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8 kJmol－1 B．?dāng)嚅_1 mol H—H鍵需要吸收439.2 kJ的能量 C．相同條件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高 D．18 g H2O(l)完全分解生成氫氣和氧氣，需要吸收285.8 kJ的能量 解析：選A　根據(jù)燃燒熱的定義可知，反應(yīng)②放出的熱量為氫氣的燃燒熱，ΔH＝ΔH2＝－285.8 kJmol－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH1＝E(H—H)＋498 kJmol－1－2465 kJmol－1＝－241.8 kJmol－1，則E(H—H)＝439.2 kJmol－1，B項(xiàng)正確；氣態(tài)水液化時(shí)放出熱量，故相同條件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高，C項(xiàng)正確；根據(jù)反應(yīng)②可知，H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJmol－1，D項(xiàng)正確。 4．下列有關(guān)能量的判斷和表示方法正確的是(　　) A．由C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＝＋1.9 kJmol－1可知：石墨比金剛石更穩(wěn)定 B．等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多 C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1可知：含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，放出熱量等于57.3 kJ D．2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ 解析：選A　石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過(guò)程是吸熱反應(yīng)，金剛石能量高，石墨比金剛石穩(wěn)定，A正確；等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃浚罢叻懦鰺崃扛?，B錯(cuò)誤；含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH 的溶液混合，醋酸為弱酸，溶于水電離需要吸熱，放出熱量小于57.3 kJ，C錯(cuò)誤；2 g H2的物質(zhì)的量為1 mol，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，故氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2(－285.8 kJmol－1)＝－571.6 kJmol－1，D錯(cuò)誤。 5．(2019南崗區(qū)模擬)下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是(　　) A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反應(yīng)熱ΔH＝2(－57.3)kJmol－1 B．燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJmol－1, 則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol－1 C．H2(g)的燃燒熱是285.8 kJmol－1，則2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJmol－1 D．葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJmol－1，則 C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJmol－1 解析：選D　反應(yīng)過(guò)程中除了H＋和OH－反應(yīng)放熱，BaSO4沉淀的生成也伴隨有沉淀熱的變化，即H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH≠2(－57.3)kJmol－1，故A錯(cuò)誤；CH3OH(g)的燃燒熱為1 mol甲醇蒸氣燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量，不能生成氫氣，故B錯(cuò)誤；H2(g)的燃燒熱是285.8 kJmol－1，則2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1,2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJmol－1，液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水是吸熱的，故C錯(cuò)誤；由葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJmol－1可知，0.5 mol葡萄糖完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為1 400 kJ，即C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJmol－1，故D正確。 6．已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJmol－1 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．H2(g)的燃燒熱為142.9 kJmol－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 kJmol－1 D．3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋131.4 kJmol－1 解析：選B　根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為285.8 kJmol－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；2 mol(即4 g) H2(g)完全燃燒放出571.6 kJ的熱量，2 mol(即64 g)CH3OH(l)完全燃燒放出1 452 kJ的熱量，單位質(zhì)量的H2(g)放出的熱量多，B項(xiàng)正確；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的過(guò)程也是放熱的，所以反應(yīng)ΔH<－57.3 kJmol－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將題干中的熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由，可得熱化學(xué)方程式：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－131.4 kJmol－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．25 ℃、101 kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJmol－1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJmol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(　　) A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJmol－1 D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJmol－1 解析：選B　A項(xiàng)，所列熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤，一是中和熱是指反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí)，反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加，生成1 mol H2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3 kJ，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒熱是指1 mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)2 mol辛烷完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生的熱量為11 036 kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤。 8．已知反應(yīng)：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1　 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3　 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH4 CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s)　ΔH5 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 C．ΔH2＜0，ΔH4＞0 D．ΔH5＝ΔH1＋ΔH4 解析：選B　將已知反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③、④、⑤。反應(yīng)①和反應(yīng)③都是放熱反應(yīng)，因此ΔH1＜0，ΔH3＜0，故A錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知①＝②＋③，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故B正確；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，所以ΔH2＞0，反應(yīng)④為放熱反應(yīng)，所以ΔH4＜0，故C錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知⑤＝(③－④)，因此ΔH5＝ΔH3－ΔH4，故D錯(cuò)誤。 9．(2019南京模擬)CO、H2、C2H5OH三種物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式如下： ①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJmol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1 ③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝c kJmol－1 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．ΔH1＞0 B．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJmol－1 C．CO2與H2合成C2H5OH反應(yīng)的原子利用率為100% D．2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　ΔH＝(2a＋4b－c)kJmol－1 解析：選D　燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，則CO與O2反應(yīng)的反應(yīng)熱為負(fù)值，即ΔH1＜0，故A錯(cuò)誤；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1，則2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJmol－1，物質(zhì)的狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)的原子利用率為100%,2CO2(g)＋3H2O===C2H5OH(l)＋3O2(g)，反應(yīng)中生成乙醇和氧氣，則原子利用率小于100%，故C錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知，2①＋4②－③得到目標(biāo)方程式，即2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　ΔH＝(2a＋4b－c)kJmol－1，故D正確。 10．由金紅石TiO2制取單質(zhì)Ti，涉及的步驟為TiO2―→TiCl4Ti。已知： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2 ③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3 則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH為(　　) A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2 B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2 C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2 解析：選C　根據(jù)蓋斯定律，由2①－②＋③可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故C項(xiàng)正確。 11．根據(jù)下列熱化學(xué)方程式： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJmol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJmol－1 ③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－870.3 kJmol－1 可以計(jì)算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為(　　) A．＋244.1 kJmol－1 B．－488.3 kJmol－1 C．－996.6 kJmol－1 D．＋996.6 kJmol－1 解析：選B　根據(jù)蓋斯定律，①2＋②2－③得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH＝－393.5 kJmol－12－285.8 kJmol－12＋870.3 kJmol－1＝－488.3 kJmol－1，B項(xiàng)正確。 12．如圖為兩種制備硫酸的途徑(反應(yīng)條件略)。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．途徑②增大O2濃度可提高SO2轉(zhuǎn)化率 B．含1 mol H2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng)，放出的熱量即為中和熱 C．途徑②中SO2和SO3均屬于酸性氧化物 D．若ΔH1＜ΔH2＋ΔH3，則2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)為放熱反應(yīng) 解析：選B　增大一種反應(yīng)物的濃度可以增大另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故A正確；中和熱的定義為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液混合生成1 mol水放出的熱量，含1 mol H2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng)生成2 mol水，且濃溶液溶于水放熱，故B錯(cuò)誤；SO2與SO3均屬于酸性氧化物，故C正確；ΔH1－(ΔH2＋ΔH3)<0，故為放熱反應(yīng)，故D正確。 13．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算。 (1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得5 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_______________________________________。 (2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵被破壞和生成物的化學(xué)鍵形成的過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。 化學(xué)鍵 H—H N—H 鍵能/(kJmol－1) 436 391 945 已知反應(yīng)： 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(duì)某些難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)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(jì)算298 K時(shí)由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)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(xué)方程式為2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJmol－1。 (2)反應(yīng)熱ΔH＝a＝反應(yīng)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＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)＝[4(－393.5 kJmol－1)＋(－571.6 kJmol－1)－(－2 599 kJmol－1)]＝＋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 14．(1)目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2 可發(fā)生如下可逆反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ.2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)　ΔH1 反應(yīng)Ⅱ.NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)　ΔH2 反應(yīng)Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系：ΔH3＝___________________________。 (2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下： ①2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH1＝＋3 359.26 kJmol－1 ②CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)　ΔH2＝－89.61 kJmol－1 ③2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3 則ΔH3＝________kJmol－1。 (3)分析圖像可知，若0.5 mol CO被氧化，放出Q kJ熱量，則Q＝________；若該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則在相同條件下將0.5 mol CO與1 mol NO2混合充分反應(yīng)后放出的熱量________Q kJ(填“>”“<”或“＝”)。 (4)真空碳還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJmol－1 3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJmol－1 則反應(yīng)Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJmol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，利用NH3和(NH4)2CO3作工業(yè)捕碳劑與CO2反應(yīng)的三個(gè)反應(yīng)，將Ⅱ式2－Ⅰ式即可得到Ⅲ式。(2)根據(jù)反應(yīng)可得①＋②6＝③，所以ΔH3＝＋3 359.26 kJmol－1－89.61 kJmol－16＝＋2 821.6 kJmol－1。(3)由圖知，消耗0.5 mol CO時(shí)放出的熱量為(368 kJmol－1－134 kJmol－1)0.5 mol＝117 kJ，可逆反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物不可能消耗完，因此放出的熱量小于Q kJ。(4)根據(jù)蓋斯定律，將題中所給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得所求的熱化學(xué)方程式，該反應(yīng)的ΔH＝(a＋b)kJmol－1。 答案：(1)2ΔH2－ΔH1　(2)＋2 821.6　(3)117　< (4)a＋b