2013高考化學一輪總復習6-2燃燒熱能源反應熱的計算新人教版(必修部分)

.6-2燃燒熱能源反應熱的計算一、選擇題1．以下列圖示關系中不正確的選項是()解析：一次能源與二次能源不能夠重疊。答案：B2．已知一些燃料的ΔH數(shù)據(jù)以下：燃料一氧化碳甲烷異辛烷乙醇ΔH－283.0－891.0－5461－1366.8kJ·mol－1kJ·mol－1kJ·mol－1kJ·mol－1使用上述燃料，最能表現(xiàn)“低碳經(jīng)濟”理念的是()A．一氧化碳B．甲烷C．異辛烷D．乙醇解析：燃燒放出的熱量相同時，生成CO2最少的(或生成1molCO2時放出的熱量最多的)吻合題意，B項正確。答案：B3．(2011·浙江舟山模擬)以下有關能源與能量的說法正確的選項是()A．煤和石油是經(jīng)過億萬年形成的，億萬年后煤和石油還會生成故兩者屬可再生能源B．蒸汽屬于一次能源C．凡經(jīng)過加熱而發(fā)生的反應都是吸熱反應，常溫下進行的反應都是放熱反應D．反應物和生成物的總能量決定反應是放熱還是吸熱解析：煤和石油是化石燃料，屬不能再生能源，A錯；蒸汽屬于二次能源，B錯；放熱專業(yè)..反應有時也要加熱才能進行，如碳的燃燒，C錯；反應是放熱還是吸熱，決定于反應物和生成物的總能量的相對大小，D對。答案：D4．(2011·海南高考)某反應的ΔH＝＋100kJ·mol－1，以下有關該反應的表達正確的選項是()A．正反應活化能小于100kJ·mol－1B．逆反應活化能必然小于100kJ·mol－1C．正反應活化能不小于100kJ·mol－1D．正反應活化能比逆反應活化能大100kJ·mol－1解析：過渡狀態(tài)的平均能量減去反應物分子的平均能量等于正反應的活化能，過渡狀態(tài)的平均能量減去生成物分子的平均能量等于逆反應的活化能；反應熱等于正反應的活化能減去逆反應的活化能。D選項正確。答案：D5．已知25℃、101kPa時，乙烯和乙炔(C2H2)燃燒的熱化學方程式分別為C2H4(g)＋3O(g)===2CO(g)＋2HO(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1；2CH(g)＋5O(g)===4CO(g)＋2HO(l)22222222ΔH＝－2600kJ·mol－1；又知燃燒時火焰的溫度乙炔高于乙烯。據(jù)此，以下說法不正確的選項是()A．物質的燃燒熱越大，火焰溫度越高B．相同條件低等體積乙烯和乙炔完好燃燒時，乙炔放熱較少C．25℃、101kPa時，1mol乙烯完好燃燒生成氣態(tài)產物時，放出的熱量小于1411kJD．乙炔的燃燒熱為1300kJ·mol－1－1的燃燒熱為－1，而乙炔燃燒的解析：CH的燃燒熱為1411kJ·mol，CH1300kJ·mol2422火焰溫度高于乙烯，A項錯誤。答案：A6．(2011·南師附中測試)已知：①101kPa時，C(s)＋1/2O(g)===CO(g)ΔH＝－21110.5kJ·mol－1＋－ΔH2＝－57.3kJ·mol－1；②稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)===H2O(l)。以下結論正確的選項是()A．若碳的燃燒熱用ΔH3來表示，則ΔH3<ΔH1B．若碳的燃燒熱用ΔH3來表示，則ΔH3>ΔH1C．濃硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為－57.3kJ·mol－1D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量專業(yè)..解析：ΔH自己有正負之分，放熱為負值，吸熱為正當。燃燒熱是指生成牢固氧化物所放出的熱量，碳燃燒生成的牢固氧化物為CO2，由于CO燃燒生成CO2是放熱反應，因此，ΔH3<ΔH1，A對B錯；C項濃硫酸溶于水要放熱，因此，濃硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱要小于－57.3kJ·mol－1；D項醋酸是弱電解質，電離過程要吸熱故稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出的熱量要小于57.3kJ。答案：A7．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1則2CO(g)＋2NO(g)===N(g)＋2CO(g)的ΔH是()A．－386kJ·molC．－746kJ·mol

－1B．＋386kJ·mol－1－1D．＋746kJ·mol－1解析：設供應的兩個反應分別為①、②，依照蓋斯定律，2CO(g)＋2NO(g)===N(g)＋2CO(g)能夠經(jīng)過①－②獲取，故該反應的ΔH＝－746kJ·mol－1。答案：C8．已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，測得放出熱量akJ。又知道12.0g碳完好燃燒，放出熱量為bkJ。則熱化學方程式1ΔH＝w，w等于()C(s)＋2O2(g)===CO(g)A．－(a－)kJ·mol－1bB．－(a＋)kJ·mol－1bC．－(5a－0.5b)kJ·mol－1D．－(10a－b)kJ·mol－1解析：依照題意得兩個方程式：①3C(s)＋2O(g)===2CO(g)＋CO(g)ΔH＝－210akJ·mol－122ΔH＝－bkJ·mol－1；則①－②整理得：1；②C(s)＋O(g)===CO(g)C(s)＋2O2(g)===CO(g)ΔH＝－(5a－0.5b)kJ·mol－1。答案：C9．(2011·深圳第一次調研)氯原子對O3分解有催化作用：專業(yè)..O3＋Cl===ClO＋O2H1ClO＋O===Cl＋O2H2大氣臭氧層的分解反應是：O3＋O===2OΔH，該反應的能量變化表示圖如上：以下表達中，正確的選項是()A．反應O3＋O===2O的ΔH＝E1－E3B．O3＋O===2O是放熱反應C．ΔH＝ΔH1＋ΔH2D．大氣層中的臭氧無法再生解析：本題觀察反應熱的知識，屬中檔題。從圖像中解析，O3和O的能量要高于2O的能量，故O和O3反應生成O2的反應為放熱反應，B項正確；從蓋斯定律知，將兩個反應疊加即得總反應，則ΔH也是由兩個反應的焓變相加而得的，C項正確。總反應的能量變化應為E2與E3的差值，A項錯。答案：BC10．吻合以以下列圖所示的轉變關系，且當X，Y，Z的物質的量相等時，存在焓變ΔH＝ΔH1＋ΔH2。滿足上述條件的X，Y可能是()①C，CO②S，SO2③Na，Na2O④AlCl3，Al(OH)3⑤Fe，F(xiàn)e(NO3)2⑥NaOH，Na2CO3A．①④⑤B．①②③C．①③④D．①③④⑤⑥專業(yè)..解析：由蓋斯定律可知，化學反應一步完成和分步完成，反應的焓變是相同的，爾后利點燃用發(fā)生的化學反應來解析焓變的關系，注意X、Y、Z的物質的量相等。①由C＋O2=====CO21點燃點燃1可看作C＋2O2=====CO、CO＋2O2=====CO2來完成，X、Y、Z的物質的量相等，吻合ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故①正確；②因S與O2反應生成SO2，不會直接生成SO3，則不吻合轉變，故②錯誤；點燃2O===NaO來完成，X、Y、Z物質③由2Na＋O=====NaO，可看作2Na＋2O===NaO、NaO＋22212221222的量相等時，不吻合H＝ΔH1＋ΔH2，故③錯誤；④由AlCl3＋4NaOH＝3NaCl＋NaAlO2＋2H2O，可看作AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH＝NaCl＋NaAlO2＋2H2O來完成，X、Y、Z的物質的量相等，吻合H＝ΔH＋ΔH，故④正確；⑤由Fe＋4HNO===Fe(NO)＋NO2H2O可看作Fe＋HNO3===Fe(NO3)2＋NO↑＋3H2O，F(xiàn)e(NO3)2＋HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋33333H2O來完成，x、y、z的物質的量相等，吻合H＝H1＋H2，故⑤正確；⑥由NaOH＋23121231212123123222222Y、Z的物質的量相等，而Y的物質的量為X的一半，不吻合題意，故⑥錯誤。故A項正確。答案：A11．半導體工業(yè)用石英砂做原料經(jīng)過三個重要反應生產單質硅SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)(石英砂)(粗硅)ΔH1＝＋682.44kJ·mol－1Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)ΔH＝－657.01kJ·mol－12(粗硅)SiCl4(l)＋2Mg(s)===2MgCl2(s)＋Si(s)(純硅)ΔH3＝－625.63kJ·mol－1生產1.00kg純硅放出的熱量為()A．－21435.71kJB．－600.20kJC．＋21435.71kJD．＋1965.10kJ解析：第一將由石英制純硅的不相同路子列圖示以下：專業(yè)..依照蓋斯定律：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－600.20kJ·mol－1，生成1.00kg純硅放出熱量為：1000g/28g·mol－1×600.20kJ·mol－1＝21435.71kJ。答案：C12．(2011·濰坊質檢)已知熱化學方程式：2SO(g)＋O(g)2SO(g)ΔH＝－23QkJ·mol－1(Q>0)。以下說法正確的選項是()A．相同條件下，2molSO(g)和1molO2(g)所擁有的能量小于2molSO(g)所擁有的能23量B．將2molSO(g)和1molO(g)置于一密閉容器中充分反應后，放出熱量為QkJ22C．增大壓強或高升溫度，該平衡都向逆反應方向搬動D．如將必然量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱QkJ，則此過程中有2molSO2(g)被氧化解析：由于SO2和O2反應放熱，因此相同條件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所擁有的能量大于2molSO3(g)所擁有的能量，A錯誤。SO2和O2的反應是可逆反應，將2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密閉容器中充分反應后，參加反應的SO2小于2mol，放出的熱量小于QkJ，B錯誤。增大壓強，該平衡向正反應方向搬動，C錯誤。答案：D13．以下列圖是一個一次性加熱杯的表示圖，當水袋破裂時，水與固體碎塊混雜，可安全加熱杯內食品，加熱杯中可采用的固體碎塊是()A．硝酸銨B．生石灰C．氯化鈉D．碳化鈣專業(yè)..解析：氯化鈉溶于水，溶液溫度不變，而硝酸銨引起溶液溫度降低，碳化鈣溶于水產生氣體，故A、C、D均不宜采用；而生石灰溶于水放出大量的熱，引起溶液溫度高升，可加熱食品。答案：B14．將V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混雜平均后測量并記錄溶液溫度，實驗結果以以下列圖所示(實驗中向來保持V1＋V2＝50)。以下表達正確的選項是()A．做該實驗時環(huán)境溫度為22℃B．該實驗表示化學能能夠轉變成熱能C．NaOH溶液的濃度約是1.00mol·L－1D．該實驗表示有水生成的反應都是放熱反應解析：當加入5mLHCl溶液時，反應放出熱量，混雜液的溫度達到22℃，故環(huán)境的溫度應低于22℃。由圖像可知鹽酸與氫氧化鈉溶液反應是放熱反應，化學能轉變成熱能，當V為30mL時，恰好反應放出熱量最多，NaOH溶液的濃度為：11.00mol·L－1×30mL×10－3L·mL－1－1。－3－1＝1.50mol·L20mL×10L·mL有水生成的反應不用然是放熱反應，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。答案：B15．化學反應N2＋3H2===2NH3的能量變化以以下列圖所示，該反應的熱化學方程式是()專業(yè)..A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol

－13C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)2ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1132N2(g)＋2H2(g)===NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1解析：由蓋斯定律及圖示可推知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)的反應熱ΔH＝2akJ·mol－12bkJ·mol－1－2ckJ·mol－1＝2(a－b－c)kJ·mol－1，A項正確；N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)的反應熱ΔH＝2(a－b)kJ·mol－113的反應熱ΔH＝(a－b，B項錯；2N2(g)＋2H2(g)===NH3(l)－)kJ·mol－113＝(a－)kJ·mol－1，C項錯；N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的反應熱，D項錯。c22ΔHb答案：A二、非選擇題16．(2012·北京理綜)用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。利用反應A，CuO/CuCl2可實現(xiàn)氯的循環(huán)作用。反應A：4HCl＋O2Cl2＋2HO22400℃(1)已知：i.反應A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的熱量。ii.專業(yè)..①H2O的電子式是_______________________________________________________________________。②反應A的熱化學方程式是________________________________________________________________________。③斷開1molH—O鍵與斷開1molH—Cl鍵所需能量相差約為________kJ，H2O中H—O鍵比HCl中H—Cl鍵(填“強”或“弱”)________。(2)對于反應A，以下列圖是在4種投料比[n(HCl)：n(O2)，分別為1：1、2：1、4：1、6：1]下，反應溫度對HCl平衡轉變率影響的曲線。①曲線b對應的投料比是_______________________________________________________________________。②當曲線b、c、d對應的投料比達到相同的HCl平衡轉變率時，對應的反應溫度與投料比的關系是________。③投料比為2：1、溫度為400℃時，平衡混雜氣中Cl2的物質的量分數(shù)是________________________________________________________________________。解析：(1)由題給條件可知，4molHCl被氧化，放出熱量為115.6kJ，可知ΔH＝－115.6kJ/mol；由ΔH＝－(生成物鍵能之和－反應物鍵能之和)可得，E(H—O)－E(H—Cl)＝[115.6＋(498－2×243)/4kJ/mol]＝31.9kJ/mol，鍵能越大，化學鍵越牢固、越強，因此水專業(yè)..中的H—O鍵比氯化氫中H—Cl鍵強。(2)在其他條件不變時，O2的量越大，HCl的轉變率越大，由此可確定a為6：1，b為4：1，c為2：1，d為1：1；由圖可知，當HCl的轉變率相同時，溫度由低到高對應的投料比為4：1、2：1、1：1，由此可確定溫度與投料比的關系是：投料比越高達到相同轉變率所需的溫度越低；由圖可讀出投料比為2：1、溫度為400℃時，HCl的轉變率為80%，設投入的HCl為2mol，O2為1mol，由此可建立三段式：CuO/CuCl24HCl＋O2Cl＋2HO222400℃n(起)/mol2100Δn/mol1.60.40.80.8n(平)/mol0.40.60.80.8因此平衡混雜氣中Cl2的物質的量分數(shù)＝0.8mol×100%＝30.8%。0.4mol＋0.6mol＋0.8mol＋0.8答案：(1)①400℃②4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2HO(g)ΔH＝－115.6kJ/mol32強①4：1②投料比越高，對應的反應溫度越低30.8%17．(2012·安徽八校聯(lián)考)甲醛是一種重要的化工產品，可利用甲醇催化脫氫制備。甲醛與氣態(tài)甲醇轉變的能量關系以以下列圖所示。專業(yè)..甲醇催化脫氫轉變成甲醛的反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應熱可否相同？________，原因是什么？_____________________________________________________________________________________________________________________。寫出甲醇催化脫氫轉變成甲醛的熱化學反應方程式。_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)甲醇催化脫氫轉變成甲醛的過程中，若是要使反應溫度保持在700℃，需向系統(tǒng)中點燃通入空氣，則進料甲醇與空氣的物質的量理論比值為多少？1[假設：H2(g)＋O2(g)=====H2O(g)2ΔH＝－akJ·mol－1，在空氣中氧氣體積分數(shù)為0.2，a>0]________________________________________________________________________。解析：(1)1molHCHO和1molH2的總能量(E2)大于1molCH3OH總能量(E1)，則反應催化劑CH3OH=====HCHO＋H2是一個吸熱反應。過程Ⅰ與過程Ⅱ誠然反應的路子不相同，但是化學反應的反應熱只與反應系統(tǒng)的初步狀態(tài)和最后狀態(tài)有關，而與反應路子沒關，因此反應熱相同。催化劑(3)CH3OH(g)=====HCHO(g)＋H2(g)H＝(E2－E1)kJ·mol－1要點注意各物質狀態(tài)，HCHO是氣態(tài)。催化劑(4)CH3OH(g)=====HCHO(g)＋H2(g)－1H＝(E2－E1)kJ·mol專業(yè)..1mol(－1E2－E1)kJ·mol3321－1n(CHOH)n(CHOH)·(E－E)kJ·molH2(g)＋1O2(g)===H2O(g)H＝－akJ·mol－120.5mol－1akJ·moln(O2)2n(O2)×akJ·mol－1則有n(CH3OH)×(E2－E1)＝2n(O2)×a，nCHOH2anCHOH2a3，即3＝。n＝n空氣O2E2－E15E2－E1答案：(1)吸熱相同一個化學反應的反應熱僅與反應系統(tǒng)的初步狀態(tài)和最后狀態(tài)有關，而與反應的路子沒關催化劑(3)CH3OH(g)=====HCHO(g)＋H2(g)H＝(E2－E1)kJ·mol－1nCH3OH2an空氣＝5E2－E118．平時把翻開1mol某化學鍵所吸取的能量看作該化學鍵的鍵能。已知部分化學鍵的鍵能以下：化學鍵N—HN—NO===ON≡NO—H鍵能(kJ·mol－1)386167498946460發(fā)射神舟飛船的長征火箭用了肼(N2H4，氣態(tài))為燃料，若它在氧氣(氣態(tài))中燃燒，生成N2(氣態(tài))和H2O(液態(tài))。1mol肼完好燃燒時放出的熱量為________。為了提高肼(N2H4)燃燒過程中釋放的能量，常用二氧化氮作氧化劑代替氧氣，這兩者反應生成氮氣和水蒸氣。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1242222－1②NH(g)＋O(g)===N(g)＋2HO(g)ΔH＝－534kJ·mol試寫出肼和NO完好反應的熱化學方程式：__________2______________________________________________________________________________________________________________________________________。隨著中國空間技術的發(fā)展，搜尋更高效的火箭推進劑也被提到了議事日程。在實驗室我國科研人員應用電子計算機模擬出擁有高能量的物質N60，它的結構與C60十分相似。已專業(yè)..知N60分子中每個N原子均以氮氮鍵結合三個氮原子，且N60分子結構中每個氮原子均形成8個電子的牢固結構。試推測1個N60的結構含有________個N—N鍵。解析：(1)據(jù)題意，肼燃燒時發(fā)生反應為N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)，故ΔH＝[(386×4＋167)＋498]－(946＋2×2×460)＝－577(kJ·mol－1)，即1mol肼完好燃燒時放出的熱量為577kJ。依照題意，要求計算以下反應的反應熱的值：③N2H4(g)＋NO2(g)===3/2N2(g)＋2H2O(g)ΔH3。依照蓋斯定律，一個反應僅與其始態(tài)和終態(tài)有關，而與其過程沒關，則存在：②－①÷2＝③，即：ΔH3＝ΔH2－ΔH1÷2＝－567.85kJ·mol－1。由于氮原子最外層電子數(shù)為5，而已知N60分子中每個N原子均以氮氮鍵結合三個氮原子，故N60分子中只存在著N—N鍵，再依照原子的均攤思想，在N60分子中應共有90個N—N鍵。答案：(1)577kJ(2)N2H4(g)＋NO(g)===3/2N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－567.85kJ·mol－12(3)9019．已知單質硫在平時條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8擁有相似的結構特