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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學(xué)能與熱能強化訓(xùn)練 1．下列設(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是(　　) A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 2．(xx山西太原二模)反應(yīng)A＋B―→C分兩步進(jìn)行：①A＋B―→X，②X―→C，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，E1表示反應(yīng)A＋B―→X的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．E2表示反應(yīng)X―→C的活化能 B．X是反應(yīng)A＋B―→C的催化劑 C．反應(yīng)A＋B―→C的ΔH<0 D．加入催化劑可改變反應(yīng)A＋B―→C的焓變 解析：選C。反應(yīng)X―→C的活化能小于E2，A錯誤；由①②可知，X是反應(yīng)A＋B―→C的中間產(chǎn)物，B錯誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)A＋B―→C是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，C正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不改變，D錯誤。 3．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJmol－1。 已知： 下列說法不正確的是(　　) A．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 B．?dāng)嚅_1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需能量大于斷開2 mol H—I鍵所需能量 C．?dāng)嚅_2 mol H—I鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ D．向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ 解析：選B。該反應(yīng)的ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需的能量小于斷開2 mol H—I鍵所需的能量，B項錯誤；ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)＝－a kJmol－1，故斷開2 mol H—I鍵所需的能量約為(c＋b＋a) kJ，C項正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項正確。 4．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJmol－1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。 H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol 分子中化學(xué)鍵斷裂 時需要吸收的能量/kJ 436 a 369 則表中a為(　　) A．404　　　　　　　　 B．260 C．230 D．200 解析：選D。本題主要考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。由已知得：Br2(l)===Br2(g)　ΔH2HBr(g)　ΔHaa 5．在1 200 ℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)： H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH2 2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH3 2S(g)===S2(g)　ΔH4 則ΔH4的正確表達(dá)式為(　　) A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2) 解析：選D。題中4個熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③、④，根據(jù)蓋斯定律可知，④＝(①＋③－3②)，即2S(g)===S2(g)　ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2)。 6．下列各組熱化學(xué)方程式的ΔH(　　) ①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔHSO2(g)　ΔH2H2O(g)　ΔH2H2O(l)　ΔHCaO(s)＋CO2(g)　ΔHCa(OH)2(s)　ΔH只有①③ B．只有①② C．只有②③ D．①②③ 解析：選D。由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時ΔH 7．(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))下列關(guān)于反應(yīng)過程中能量變化的說法，正確的是(　　) A．上圖中a、b曲線可分別表示反應(yīng)CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)　ΔH<0，使用和未使用催化劑時，反應(yīng)過程中的能量變化 B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2 C．同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同 D．在一定條件下，某可逆反應(yīng)的ΔH＝＋100 kJmol－1，則該反應(yīng)正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJmol－1 解析：選D。反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A錯誤；完全燃燒時釋放的能量多，但是ΔH<0，則ΔH1<ΔH2，B錯誤；ΔH的值與反應(yīng)條件無關(guān)，C錯誤；ΔH＝＋100 kJmol－1，說明為吸熱反應(yīng)，如圖。Ea(正)為正反應(yīng)活化能，Ea(逆)為逆反應(yīng)活化能，D正確。 8．運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。 (1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若起始時向容器內(nèi)充入2 mol N2和6 mol H2，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則Q________(填“＞”、“＜”或“＝”)184.8 kJ。 (3)已知： 1 mol N—H鍵斷裂時吸收的能量等于________ kJ。 解析：(1)根據(jù)題意直接寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1。 (2)因合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉(zhuǎn)化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。 (3)設(shè)形成1 mol N—H鍵放出的能量為E，根據(jù)題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量為945.8 kJ＋3436 kJ＝2 253.8 kJ，則有6E－2 253.8 kJ＝92.4 kJ，所以E≈391 kJ，故1 mol N—H鍵斷裂時吸收的能量為391 kJ。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1　(2)＜　(3)391 9. (1)圖甲是一定的溫度和壓強下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________ (ΔH的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)。 (2)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙所示： 乙 1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)首先寫出NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫出①NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－273 kJmol－1、②NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH2＝－73 kJmol－1，則由①＋②即得所求熱化學(xué)方程式。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－2(Q2－Q1) kJmol－1 (2)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJmol－1 10．(1)已知關(guān)于鐵的氧化物存在下列三個熱化學(xué)方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ/mol　① Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－15.73 kJ/mol?、? Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.4 kJ/mol?、? 則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝________kJ/mol。 (2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制?。? SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH 已知：①SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g) 2SOCl2(g) ΔH1＝－a kJ/mol ②SO2Cl2(g)＋SCl2(g) 2SOCl2(g) ΔH2＝－b kJ/mol ③a＞b＞0 則ΔH＝________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。 解析：(1)由[(①－②)－③]即得熱化學(xué)方程式CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218 kJ/mol。 (2)根據(jù)蓋斯定律，由①式－②式，得SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ/mol。 答案：(1)－218　(2)－(a－b) 11．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為 ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJmol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJmol－1 (1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”、“＜”或“＝”)890.3 kJ。 (2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2===2CO＋2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則： ①下圖能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。 ②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。 (3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量，但通過上述反應(yīng)可求出C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH＝________。 (4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是______(填字母)。 A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量 B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2 C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) D．將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料 解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)①1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。 ②CH4的轉(zhuǎn)化率＝155.8 kJ247.36 kJ100%≈63%。 (3)②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJmol－1。 (4)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJmol－1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項不正確。 答案：(1)＝　(2)①D　②63% (3)－74.8 kJmol－1　(4)C