（通用版）2020版高考化學一輪復習 跟蹤檢測（十六）化學能與熱能（含解析）.doc

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跟蹤檢測（十六） 化學能與熱能 1.(2019榆樹模擬)隨著科技進步，新能源汽車越來越普遍。下列能源組合中，均屬于新能源的一組是(　　) ①天然氣　②煤?、壅託饽堋、苁汀、萏柲堋、奚镔|能　⑦風能?、鄽淠? 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、太陽能、核能、地熱能、潮汐能、風能、氫能、生物質能等，所以D符合。 2.某反應使用催化劑后，其反應過程中能量變化如圖。下列說法錯誤的是(　　) A．總反應為放熱反應 B．使用催化劑后，活化能不變 C．反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應 D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 解析：選B　由題圖可知：反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應，總反應是放熱反應，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項正確；使用催化劑能降低反應所需的活化能，B項錯誤。 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)分子中的化學鍵 斷開1 mol化學鍵所需的能量/kJ O—H 465 O===O 498 下列說法不正確的是(　　) A．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8 kJmol－1 B．斷開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②放出的熱量為氫氣的燃燒熱，ΔH＝ΔH2＝－285.8 kJmol－1，A項錯誤；ΔH1＝E(H—H)＋498 kJmol－1－2465 kJmol－1＝－241.8 kJmol－1，則E(H—H)＝439.2 kJmol－1，B項正確；氣態(tài)水液化時放出熱量，故相同條件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高，C項正確；根據(jù)反應②可知，H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJmol－1，D項正確。 4．下列有關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方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ 解析：選A　石墨轉化為金剛石的過程是吸熱反應，金剛石能量高，石墨比金剛石穩(wěn)定，A正確；等質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?，前者放出熱量更多，B錯誤；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錯誤；2 g H2的物質的量為1 mol，此反應為放熱反應，ΔH<0，故氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2(－285.8 kJmol－1)＝－571.6 kJmol－1，D錯誤。 5．(2019南崗區(qū)模擬)下列關于熱化學反應的描述中正確的是(　　) A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反應熱ΔH＝2(－57.3)kJmol－1 B．燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是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　反應過程中除了H＋和OH－反應放熱，BaSO4沉淀的生成也伴隨有沉淀熱的變化，即H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH≠2(－57.3)kJmol－1，故A錯誤；CH3OH(g)的燃燒熱為1 mol甲醇蒸氣燃燒轉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)水轉化為氣態(tài)水是吸熱的，故C錯誤；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 下列說法正確的是(　　) A．H2(g)的燃燒熱為142.9 kJmol－1 B．同質量的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項錯誤；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，單位質量的H2(g)放出的熱量多，B項正確；中和反應是放熱反應，硫酸和氫氧化鋇反應生成硫酸鋇沉淀的過程也是放熱的，所以反應ΔH<－57.3 kJmol－1，C項錯誤；將題干中的熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由，可得熱化學方程式：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－131.4 kJmol－1，D項錯誤。 7．25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為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，所列熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應生成1 mol H2O(l)時的反應熱，二是當有BaSO4沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，生成1 mol H2O(l)時放出的熱量大于57.3 kJ，錯誤；C項，燃燒熱是指1 mol 純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產生的熱量，產物中的水應為液態(tài)水，錯誤；D項，當2 mol辛烷完全燃燒時，產生的熱量為11 036 kJ，且辛烷應為液態(tài)，錯誤。 8．已知反應：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　將已知反應依次編號為①、②、③、④、⑤。反應①和反應③都是放熱反應，因此ΔH1＜0，ΔH3＜0，故A錯誤；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②為吸熱反應，所以ΔH2＞0，反應④為放熱反應，所以ΔH4＜0，故C錯誤；由蓋斯定律可知⑤＝(③－④)，因此ΔH5＝ΔH3－ΔH4，故D錯誤。 9．(2019南京模擬)CO、H2、C2H5OH三種物質燃燒的熱化學方程式如下： 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　燃燒反應都是放熱反應，則CO與O2反應的反應熱為負值，即ΔH1＜0，故A錯誤；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1，則2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJmol－1，物質的狀態(tài)不同，反應熱不同，故B錯誤；反應物全部轉化為目標產物時，反應的原子利用率為100%,2CO2(g)＋3H2O===C2H5OH(l)＋3O2(g)，反應中生成乙醇和氧氣，則原子利用率小于100%，故C錯誤；由蓋斯定律可知，2①＋4②－③得到目標方程式，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項正確。 11．根據(jù)下列熱化學方程式： 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 可以計算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應熱為(　　) 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項正確。 12．如圖為兩種制備硫酸的途徑(反應條件略)。下列說法不正確的是(　　) A．途徑②增大O2濃度可提高SO2轉化率 B．含1 mol H2SO4的濃溶液與足量NaOH反應，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 解析：選B　增大一種反應物的濃度可以增大另一種反應物的轉化率，故A正確；中和熱的定義為強酸與強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反應生成2 mol水，且濃溶液溶于水放熱，故B錯誤；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，故D正確。 13．為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設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形成的過程。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 NN 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＝(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已經被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2 可發(fā)生如下可逆反應： 反應Ⅰ.2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)　ΔH1 反應Ⅱ.NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)　ΔH2 反應Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系：ΔH3＝____________________________________。 (2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下： 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＝________；若該反應是可逆反應，則在相同條件下將0.5 mol CO與1 mol NO2混合充分反應后放出的熱量________Q kJ(填“>”“<”或“＝”)。 (4)真空碳還原—氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下： 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反應的三個反應，將Ⅱ式2－Ⅰ式即可得到Ⅲ式。(2)根據(jù)反應可得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時放出的熱量為(368 kJmol－1－134 kJmol－1)0.5 mol＝117 kJ，可逆反應過程中反應物不可能消耗完，因此放出的熱量小于Q kJ。(4)根據(jù)蓋斯定律，將題中所給的兩個熱化學方程式相加可得所求的熱化學方程式，該反應的ΔH＝(a＋b)kJmol－1。 答案：(1)2ΔH2－ΔH1　(2)＋2 821.6　(3)117　< (4)a＋b