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doc 课时梯级作业 十七化学能与热能 (45分钟 100分) 一、选择题(本题包括9小题,每题6分,共54分) 1.(2018·十堰模拟)根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是 (  ) A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量 B.该反应的焓变大于零 C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量 D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 【解析】选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应,CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,A、B正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C中C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,断键吸收能量,成键放出能量,C正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧反应就是放热反应,D错误。 2.H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是 (  ) A.反应①、反应②均为放热反应 B.反应①、反应②均为氧化还原反应 C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关 D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218 kJ·mol-1 【解析】选C。根据图象可知,反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物,则反应①、②均为放热反应,A正确;反应①、②中都存在元素化合价变化,所以反应①、②都是氧化还原反应,B正确;反应①比反应②的速率慢,说明反应①中正反应的活化能较大,反应②中正反应的活化能较小,C错误;反应①、反应②总的能量变化为218 kJ,根据盖斯定律可知,反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218 kJ·mol-1,D正确。 3.(2018·盐城模拟)利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2)。下列有关说法正确的是 (  ) ①CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH1 =+75.0 kJ·mol-1 ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+ 41.0 kJ·mol-1 ③CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH3=-131.0 kJ·mol-1 A.反应②为放热反应 B.反应①中化学能转化为热能 C.反应③使用催化剂,ΔH3减小 D.反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH4=+247 kJ·mol-1 【解析】选D。反应①②ΔH>0,都是吸热反应,吸收的热量转变成物质的内能,即热能转变成化学能,A、B均错误;催化剂不能改变反应的焓变,C错误;利用盖斯定律,D选项可以将已知三个反应 ①+②-③,则ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3 =75.0+41.0-(-131.0)=+247 (kJ·mol-1),D正确。 4.已知X、Y、Z、W有如图所示的转化关系,已知焓变:ΔH=ΔH1+ΔH2,则X、Y不可能是 (  ) A.C、CO        B.AlCl3、Al(OH)3 C.Fe、Fe(NO3)2 D.Na2O、Na2O2 【解析】选D。根据ΔH=ΔH1+ΔH2分析X、Y、Z之间的转化符合图示即可。 ,A正确; ,B正确; ,C正确;Na2O、Na2O2不符合上述转化关系,D错误。 5.已知热化学方程式:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0)。下列说法正确的是 (  ) 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,放出的热量为 Q kJ C.若使用催化剂,该反应的|ΔH|减小 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】选D。由于SO2和O2反应放热,所以相同条件下,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,A项错误;SO2和O2的反应是可逆反应,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后,转化掉的SO2小于2 mol ,放出的热量小于Q kJ,B项错误;催化剂只改变活化能不改变ΔH,C项错误。 6.硫酸是基础化学工业的重要产品,下列为接触法制硫酸的反应: ①4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3 412 kJ·mol-1 ②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 ③SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH=-130.3 kJ·mol-1 下列说法正确的是 (  ) A.反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大 B.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ C.64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出98.3 kJ热量 D.FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l) Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1 【解析】选D。催化剂不影响反应热大小,A错误;反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为 kJ=853 kJ,B错误;由于反应②属于可逆反应,故1 mol SO2不能完全转化为SO3,释放出的热量小于98.3 kJ,C错误;根据盖斯定律,由×①+2×②+4×③可得:2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l)  ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1,D正确。 7.(2018·佳木斯模拟)已知:NaHCO3在水溶液中水解的热化学方程式为NaHCO3(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+NaOH(aq) ΔH=a kJ·mol-1;稀盐酸和稀NaOH的中和热为b kJ·mol-1。则等物质的量的NaHCO3(aq)与稀盐酸(aq)反应的ΔH等于 (  ) A.(a+b) kJ·mol-1 B.(a-b) kJ·mol-1 C.-(a-b) kJ·mol-1 D.-(a+b) kJ·mol-1 【解析】选B。理解中和热的特点,抓住盖斯定律的原理。根据中和热的定义,可以写出:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1……①;NaHCO3水解的离子方程式为HC(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq) ΔH=a kJ·mol-1…………②。由盖斯定律可知,所求反应可通过①+②得HC(aq)+H+(aq)H2CO3(aq)  ΔH=(a-b) kJ·mol-1,B项正确。 【加固训练】   燃煤烟气脱硫可用生物质热解气(主要成分:CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫。已知: ①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 ②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1 ③S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1 则反应2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)的ΔH为 (  ) A.+270 kJ·mol-1   B.+862 kJ·mol-1 C.-270 kJ·mol-1 D.-862 kJ·mol-1 【解析】选C。根据盖斯定律,由①-②-③可得,2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)  ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-393.5 kJ·mol-1-172.5 kJ·mol-1-(-296.0 kJ·mol-1) =-270 kJ·mol-1,本题选C。 8.(2018·长春模拟)火箭燃料肼(H2N—NH2)在燃烧过程中的能量变化如图所示。 已知: 化学键 N—N OO N≡N O—H N—H 断开1 mol共价键所 需的能量/kJ 159 498 943 460 a 下列判断错误的是 (  ) A.表中的a=389 B.图示中的ΔH3=2 249 kJ·mol-1 C.N2比O2稳定 D.N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)  ΔH=-534 kJ·mol-1 【解析】选A。ΔH3=(498+159+4a)kJ·mol-1=(2 783-534)kJ·mol-1=2 249 kJ·mol-1,解得a=398,A错误、B正确;N2中键能大,因此比O2稳定,C正确;根据图象可知N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH= -534 kJ·mol-1,D正确。 9.(能力挑战题)已知: ①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1 下列说法正确的是 (  ) A.由反应①②可计算CH3OH的燃烧热 B.反应①中的能量变化可以如图表示,且ΔH=E1-E2 C.可推知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.8 kJ·mol-1 D.可推知CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH<-192.9 kJ·mol-1 【解析】选C。CH3OH的燃烧热是1 mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量,故由反应①②不能计算CH3OH的燃烧热,A错误;反应①是吸热反应,生成物的总能量高于反应物的总能量,图象不符,B错误;根据盖斯定律,由(②-①)×2可推知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.8 kJ·mol-1,C正确;由于CH3OH(l)CH3OH(g) ΔH>0,可推知CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)  ΔH>-192.9 kJ·mol-1,D错误。 二、非选择题(本题包括3小题,共46分) 10.(14分)催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。 (1)①人们常用催化剂来选择反应进行的方向。图1所示为一定条件下1 mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去。在催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成________(填“CO”“CO2”或“HCHO”)。  ②2HCHO(g)+O2(g)2CO(g)+2H2O(g) ΔH=________。  (2)反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图2所示,回答下列问题: ①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。  ②在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化:E1________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),E2________。  ③反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?___________,原因是_______ ________________________。  【解析】(1)①使用催化剂可以降低反应的活化能,活化能越低,普通分子越容易转化成活化分子,反应越容易,反应速率越快,生成HCHO的活化能最低。 ②根据图可知2HCHO(g)+O2(g)2CO(g)+2H2O(g)中反应物能量高,生成物能量低,故该反应为放热反应,然后依据图中给出数据可得ΔH=-[(676-158-283) ×2] kJ·mol-1=-470 kJ·mol-1。 (2)①反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应。 ②③反应体系中加入催化剂,降低反应所需的活化能,所以E1、E2均减小, 但ΔH不变。 答案:(1)①HCHO ②-470 kJ·mol-1 (2)①放热 ②减小 减小 ③否 反应物和生成物的能量差是不变的 11.(15分)(2018·大连模拟)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。 Ⅰ.已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184 kJ·mol-1 (1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是  __。  (2)断开1 mol H—O键所需能量为______ kJ。  Ⅱ.已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1 ① CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1 ② 又知CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1。 (1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式:_______________。  (2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法,CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________。  (3)高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是________,等物质的量的A、H2化学能较低的物质是__________________________。  【解析】Ⅰ.(1)根据盖斯定律,由第一个热化学方程式+第二个热化学方程式×2可得2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1-184 kJ·mol-1×2= -483.6 kJ·mol-1。(2)反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)发生过程中断裂2 mol H—H键和1 mol OO键,形成4 mol H—O键,则2E(H—H)+E(OO)-4E(H—O)= -483.6 kJ·mol-1,E(H—O)= kJ·mol-1=462.9 kJ·mol-1,即断开1 mol H—O键所需能量为462.9 k

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