高中化學(xué)專題攻略：專題03 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

2014高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精練03《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》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(shí)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,燃料燃燒時(shí)又將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。答案：C2.2003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(shí)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?dòng)能解析：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：C3已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，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=-4bkJ·mol-1B.C2H2(g)+O2(g)====2CO2(g)+H2O(l);ΔH=2bkJ·mol-1C.2C2H2(g)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2bkJ·mol-1D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=bkJ·mol-1解析：放熱反應(yīng)中ΔH＜0，所以B、D錯(cuò)誤。生成1molCO2時(shí)放出bkJ的熱量，所以，生成4molCO2時(shí)放出熱量為4bkJ,所以A正確。答案：A4.氫氣是人類最理想的能源。已知在25℃、101kPa下，1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量142.9kJ，則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A.2H2+O2====2H2O；ΔH=142.9kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=-142.9·mol-1C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=-571.6·mol-1D.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(cuò)，B錯(cuò)。D錯(cuò)，應(yīng)為“-”。答案：C5.已知25℃、101kPa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=-393.51kJ·mol-1C(金剛石,s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-395.41kJ·mol-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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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＝1.91kJ·mol-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：A6.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=-57.3kJ·mol-1，向1L0.5mol·L-1的NaOH溶液中加入稀醋酸、濃H2SO4、稀HNO3，則恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系正確的是()A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C.ΔH2＞ΔH1＞ΔH3D.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=-57.3kJ·mol-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(shí)，醋酸的電離平衡向電離的方向移動(dòng)，電離過程要吸熱，因此中和反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ·mol-1，ΔH1>-57.3kJ·mol-1；而H2SO4稀釋時(shí)要放出熱量，所以ΔH2<-57.3kJ·mol-1,故D符合題意。答案：D7.(2010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1-2A.2A(g)+B(g)====2C(g)；ΔH＜0B.2A(g)+B(g)====2C(g)；ΔH＞0C.2A+B====2C；ΔH＜0D.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(2A+B)＞E(C)，該反應(yīng)2A(g)+B(g)====2C(g)為放熱反應(yīng)(ΔH＜0)，A正確、B錯(cuò)誤。又因熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)狀態(tài)，故C、D錯(cuò)誤。答案：A8.分析某種煤氣的體積組成如下：H250%、CH430%、CO10%、N26%、CO24%。已知：H2(g)+O2(g)====H2O(l);ΔH=－285.8kJ·mol-1CO(g)+O2(g)====CO2(g);ΔH=－282.6kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l);ΔH=－890.3kJ·mol-1則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，224L該種煤氣燃燒時(shí)放出的熱量為()A.1461.7KjB.4382.5kJC.4665.1kJD.5811.5kJ解析：本題考查熱化學(xué)方程式的計(jì)算。由題意知224L該種煤氣中含H2：(224L×50%)÷22.4L·mol-1=5mol，完全燃燒放出熱量為5mol×285.8kJ·mol-1=1429kJ；同理CO放熱(224L×10%)÷22.4L·mol-1×282.6kJ·mol-1=282.6kJ；CH4放熱(224L×30%)÷22.4L·mol-1×890.36kJ·mol-1=2670.9kJ；三者之和為4382.5kJ，B正確。答案：B9.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(shí)，即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵?，并放出大量熱。已?.4mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵?，放?56.652kJ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=+44kJ·mol-1，由16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)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(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________。解析：(1)①由反應(yīng)時(shí)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(shí)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256.652kJ×=641.63kJ·mol-1。(2)16g肼的物質(zhì)的量為0.50mol，與N2H4完全反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的總熱量為：Q=641.63kJ·mol-1×0.50mol+4×0.50mol×44kJ·mol-1=408.815kJ。答案：(1)N2H4(l)+2H2O2(l)====N2(g)+4H2O(g);ΔH=-641.63kJ·mol-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=-2220.0kJ·mol-1已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為CO(g)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-282.57kJ·mol-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=-571.6kJ·mol-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(jì)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15.6MJ·kg-1，每立方米是0.90元，液化氣是C3—C4的烷烯烴，熱值47.3MJ·kg-1，每千克2.60元，水的比熱容為4.18kJ·(kg·℃)-1。(1)將一壺水(以4L計(jì))，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(jì))(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4kg水從25℃至100℃需吸收熱量Q=75℃×4.18kJ·(kg·℃)-1×4