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2019-2020年高考化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化練習(xí) 人教版 應(yīng)用習(xí)題精練 1.有專家提出，如果對燃料燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合，使之變成CH4、CH3OH、NH3等的構(gòu)思(如圖1-1)能夠?qū)崿F(xiàn)，那么不僅可以消除對大氣的污染，還可以節(jié)約燃料，緩解能源危機(jī)，在此過程中太陽能最終轉(zhuǎn)化為( ) A.化學(xué)能 B.生物能 C.熱能 D.電能 圖1-1 解析：CO2、H2O、N2轉(zhuǎn)化為燃料時將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,燃料燃燒時又將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。 答案：C 2.2003年10月15日，我國“神舟”五號載人飛船成功發(fā)射。航天飛船是用鋁粉與高氯酸銨的混合物為固體燃料，點(diǎn)燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應(yīng)： 2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑;ΔH<0。下列對該反應(yīng)的敘述不正確的是( ) A.高氯酸銨的水溶液呈酸性 B.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、放熱反應(yīng) C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 D.反應(yīng)從能量變化上說，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽? 解析：高氯酸為強(qiáng)酸，故高氯酸銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量大。 答案：C 3.(xx全國理綜Ⅰ，13)已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.2C2H2(g)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=-4b kJmol-1 B.C2H2(g)+O2(g)====2CO2(g)+H2O(l);ΔH=2b kJmol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2b kJmol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=b kJmol-1 解析：放熱反應(yīng)中ΔH＜0，所以B、D錯誤。生成1 mol CO2時放出b kJ的熱量，所以，生成4 mol CO2時放出熱量為4b kJ,所以A正確。 答案：A 4.(xx北京東城檢測)氫氣是人類最理想的能源。已知在25 ℃、101 kPa下，1 g 氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量142.9 kJ，則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是( ) A.2H2+O2====2H2O；ΔH=142.9 kJmol-1 B.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=-142.9 mol-1 C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=-571.6 mol-1 D.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=+571.6 mol-1 解析：熱化學(xué)方程式應(yīng)包含物質(zhì)的狀態(tài)，ΔH的值與物質(zhì)的物質(zhì)的量一致，故A錯，B錯。D錯，應(yīng)為“-”。 答案：C 5.(xx全國理綜Ⅰ，13)已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式別為C(石墨，s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-393.51 kJmol-1 C(金剛石,s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-395.41 kJmol-1 據(jù)此判斷，下列說法正確的是( ) A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 解析：根據(jù)蓋斯定律，將方程式①減去方程式②，得到下列熱化學(xué)方程式： C(石墨，s)====C(金剛石，s)；ΔH＝1.91 kJmol-1 說明由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，吸收的熱量以化學(xué)能的形式貯存在金剛石中，也就是同質(zhì)量金剛石具有的能量比石墨高。A選項(xiàng)正確。 答案：A 6.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)： H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)；ΔH=-57.3 kJmol-1，向1 L 0.5 molL-1的NaOH溶液中加入稀醋酸、濃H2SO4、稀HNO3，則恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系正確的是( ) A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2 C.ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D.ΔH1＞ΔH3＞ΔH2 解析：強(qiáng)酸的H+與強(qiáng)堿的OH-在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)；ΔH=-57.3 kJmol-1。由于稀醋酸中主要是醋酸分子，當(dāng)醋酸和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時，醋酸的電離平衡向電離的方向移動，電離過程要吸熱，因此中和反應(yīng)放出的熱量小于57.3 kJmol-1，ΔH1>-57.3 kJmol-1；而H2SO4稀釋時要放出熱量，所以ΔH2<-57.3 kJmol-1,故D符合題意。 答案：D 7.(xx江蘇鎮(zhèn)江高三模擬) 分析圖1-2的能量變化示意圖，確定下列選項(xiàng)中正確的是 ( ) 圖1-2 A.2A(g)+B(g)====2C(g)；ΔH＜0 B.2A(g)+B(g)====2C(g)；ΔH＞0 C.2A+B====2C；ΔH＜0 D.2C====2A+B；ΔH＜0 解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)吸熱、放熱的原因及表示。若反應(yīng)物所具有的總能量＞生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH為“-”或“ΔH＜0”；反之為吸熱反應(yīng)。由圖知E(2 A+B)＞E(C)，該反應(yīng)2 A(g)+B(g)====2C(g)為放熱反應(yīng)(ΔH＜0)，A正確、B錯誤。又因熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)狀態(tài)，故C、D錯誤。 答案：A 8.分析某種煤氣的體積組成如下：H2 50%、CH4 30%、CO 10%、N2 6%、CO2 4%。 已知：H2(g)+O2(g)====H2O(l);ΔH=－285.8 kJmol-1 CO(g)+O2(g)====CO2(g);ΔH=－282.6 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)====CO2 (g)+2H2O(l); ΔH=－890.3 kJmol-1 則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，224 L該種煤氣燃燒時放出的熱量為( ) A.1461.7 Kj B.4382.5 kJ C.4665.1 kJ D.5811.5 kJ 解析：本題考查熱化學(xué)方程式的計算。由題意知224 L該種煤氣中含H2：(224 L50%)22.4 Lmol-1=5 mol，完全燃燒放出熱量為5 mol 285.8 kJmol-1=1429 kJ；同理CO放熱(224 L10%)22.4 Lmol-1282.6 kJmol-1=282.6 kJ；CH4放熱(224 L30%)22.4 Lmol-1890.36 kJmol-1=2670.9 kJ；三者之和為4382.5 kJ，B正確。 答案：B 9.火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時，即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵?，并放出大量熱。已?.4 mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵猓懦?56.652 kJ的熱量。 (1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________。 (2)又已知H2O(l)====H2O(g)；ΔH=+44 kJmol-1，由16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是_________kJ。 (3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點(diǎn)是 ____________________________________________________________。 解析：(1)①由反應(yīng)時電子得失分析：N2H4N2N2失去4e-；H2O22H2O得到2e-。②書寫熱化學(xué)方程式時必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)和反應(yīng)總的熱量變化情況。③N2H4的反應(yīng)熱為256.652 kJ=641.63 kJmol-1。 (2)16 g肼的物質(zhì)的量為0.50 mol，與N2H4完全反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的總熱量為：Q=641.63 kJmol-10.50 mol+40.50 mol44 kJmol-1=408.815 kJ。 答案：(1)N2H4(l)+2H2O2(l)====N2(g)+4H2O(g);ΔH=-641.63 kJmol-1 (2)408.815 (3)產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染 10.城市使用的燃料，現(xiàn)大多為煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水(蒸氣)反應(yīng)制得，故又稱水煤氣。 (1)試寫出制取水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)式：______________________________________。 (2)液化石油氣主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為C3H8(g)+5O2(g)====3CO2(g)+ 4H2O(l)；ΔH=-2 220.0 kJmol-1 已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為 CO(g)+O2(g)====CO2(g)； ΔH=-282.57 kJmol-1 試比較同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_______。 (3)已知?dú)錃馊紵臒峄瘜W(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)；ΔH=-571.6 kJmol-1 試比較同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為___________。 (4)氫氣是未來的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是___________________。 解析：本題結(jié)合當(dāng)前城市使用的燃料，來考查學(xué)生對熱化學(xué)反應(yīng)方程式的熱量計算，考點(diǎn)新穎，知識難度系數(shù)較小。學(xué)生若細(xì)心、認(rèn)真領(lǐng)悟題意，應(yīng)該能給出理想答案。 答案：(1)C+H2O(g)CO+H2 (2)39∶5(3)14∶5 (4)來源豐富，單位質(zhì)量氫氣產(chǎn)生熱量大，無污染 11.資料：管道煤氣的主要成分是氫氣、一氧化碳和甲烷，熱值15.6 MJkg-1，每立方米是0.90元，液化氣是C3—C4的烷烯烴，熱值47.3 MJkg-1，每千克2.60元，水的比熱容為4.18 kJ(kg℃)-1。 (1)將一壺水(以4 L計)，從25 ℃加熱至100 ℃，用液化氣和管道煤氣，哪一種更合算？(熱量利用率以70%計) (2)你認(rèn)為用液化氣好還是用管道煤氣好？簡述你的理由。 解析：由Q=mcΔt可得4 kg水從25 ℃至100 ℃需吸收熱量Q=75 ℃4.18 kJ(kg ℃)-14 kg=1254 kJ，若用液化氣需吸收熱量70%m47 MJkg-1103=1254 kJ m=0.04 kg，成本為0.04 kg2.60元/kg=0.104元，若用管道煤氣70%V15.6 MJm3103=1254 kJ V=0.114 m3，成本為0.114 m30.90元/m3=0.103元，因此用液化氣和管道煤氣差不多合算。 答案：(1)差不多合算(液化氣：0.104元，管道煤氣：0.103元) (2)屬開放型題目，只要敘述的理由合理均可以。