2025版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第19講化學(xué)能與熱能練習(xí)含解析VIP

PAGE6-化學(xué)能與熱能一、選擇題1．(2024·邢臺期末)一種生產(chǎn)和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法中錯誤的是()A．氫能屬于二次能源B．圖中能量轉(zhuǎn)化的方式至少有6種C．太陽能電池的供電原理與燃料電池相同D．太陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源解析：選C。氫能屬于二次能源，A項正確；圖中涉及的能量轉(zhuǎn)化方式有太陽能、風(fēng)能、水能轉(zhuǎn)化為電能，電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，電能與光能、熱能的轉(zhuǎn)化等，B項正確；太陽能電池的供電原理是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而燃料電池的供電原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以二者供電原理不相同，C項錯誤；太陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源，D項正確。2．下列說法正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，還與反應(yīng)的途徑有關(guān)B．能量的釋放或汲取是以發(fā)生變更的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，且以物質(zhì)為主C．依據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式中的ΔH干脆相加即可得總反應(yīng)熱D．即使運用蓋斯定律也無法計算出碳不完全燃燒時的反應(yīng)熱解析：選B。化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，A項錯誤；結(jié)合蓋斯定律的內(nèi)容和應(yīng)用可知C項錯誤；運用蓋斯定律可計算出碳不完全燃燒時的反應(yīng)熱，D項錯誤。3．(2024·吉安五校聯(lián)考)物質(zhì)A在肯定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖推斷下列關(guān)系錯誤的是()A．A→F，ΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0C．C→F，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH6D．若A→C為放熱過程，則ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6>0解析：選C。依據(jù)蓋斯定律來分析推斷。A→F和F→A的焓變數(shù)值相等符號相反，A正確。由A循環(huán)到A，能量變更為0，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，B正確。由C→F，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，由F→C，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH6，二者的肯定值相等，符號相反，C錯誤。若A→C為放熱過程，則C→A為吸熱過程，即ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6>0，D正確。4．(2024·湖南H11教化聯(lián)盟聯(lián)考)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋100kJ·mol－1的能量變更如圖所示，推斷下列敘述中正確的是()A．加入催化劑，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH將減小B．每形成2molA—B鍵，將汲取bkJ能量C．每生成2分子AB(g)，將汲取(a－b)kJ能量D．該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于100kJ·mol－1解析：選D。催化劑不能變更反應(yīng)熱的大小，A項錯誤；形成化學(xué)鍵放出能量，B項錯誤；熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量，故每生成2molAB(g)，將汲取(a－b)kJ能量。5．(2024·晉豫省際大聯(lián)考)S2Cl2和SCl2均為重要的化工原料，都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。已知：①S2(l)＋Cl2(g)S2Cl2(g)ΔH1＝xkJ·mol－1②S2Cl2(g)＋Cl2(g)2SCl2(g)ΔH2＝y(tǒng)kJ·mol－1③相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示：化學(xué)鍵S—SS—ClCl—Cl鍵能/(kJ·mol－1)abc下列說法中錯誤的是()A．SCl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—ClB．S2Cl2的電子式為eq\o(Cl,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(S,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(S,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(Cl,\s\up5(??),\s\do5(??))C．y＝2b－a－cD．在S2(l)＋2Cl2(g)2SCl2(g)的反應(yīng)中，ΔH＝(x＋y)kJ·mol－1解析：選C。SCl2中原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，S應(yīng)當(dāng)形成兩個共價鍵，Cl只能形成1個共價鍵，所以SCl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—Cl，A項正確；S2Cl2中原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，S應(yīng)當(dāng)形成兩個共價鍵，Cl只能形成1個共價鍵，所以S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—S—Cl，則其電子式為eq\o(Cl,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(S,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(S,\s\up5(??),\s\do5(??))eq\o(Cl,\s\up5(??),\s\do5(??))，B項正確；反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，反應(yīng)②S2Cl2(g)＋Cl2(g)2SCl2(g)的焓變ΔH2＝y(tǒng)kJ·mol－1＝(a＋c－2b)kJ·mol－1，C項錯誤；反應(yīng)①＋反應(yīng)②可以得到：S2(l)＋2Cl2(g)2SCl2(g)，所以該反應(yīng)的焓變?yōu)棣＝(x＋y)kJ·mol－1，D項正確。6．(2024·天津河西區(qū)模擬)通過以下反應(yīng)均可獲得H2。下列有關(guān)說法不正確的是()①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝＋571.6kJ/mol②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝＋131.3kJ/mol③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝＋206.1kJ/molA．由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為571.6kJ/molB．反應(yīng)②中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量C．反應(yīng)③若改用新催化劑，ΔH3不變D．反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8kJ/mol解析：選A。A.101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量是燃燒熱，由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為285.8kJ/mol，A錯誤；B.反應(yīng)②的焓變大于0，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，B正確；C.反應(yīng)③運用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但是催化劑不影響反應(yīng)熱，所以改用新催化劑后ΔH3不變，C正確；D.依據(jù)蓋斯定律，由③－②可得：反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝(＋206.1kJ/mol)－(＋131.3kJ/mol)＝＋74.8kJ/mol，D正確。7．(2024·河南豫北、豫南第一次聯(lián)考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反應(yīng)組成，1molHBr被氧化為Br2放出12.67kJ熱量，其能量與反應(yīng)過程曲線如圖所示。(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)=HOOBr(g)(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)=2HOBr(g)(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)=H2O(g)＋Br2(g)下列說法中正確的是()A．三步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B．步驟(Ⅰ)的反應(yīng)速率最慢C．HOOBr比HBr和O2穩(wěn)定D．熱化學(xué)方程式為4HBr(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2Br2(g)ΔH＝－12.67kJ·mol－1解析：選B。放熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量，依據(jù)題圖可知，第一步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項錯誤；步驟(Ⅰ)為吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致體系溫度降低，反應(yīng)速率減慢，其余反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度上升，反應(yīng)速率加快，B項正確；HOOBr的總能量比HBr和O2的總能量高，能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定，C項錯誤；依據(jù)題意，1molHBr被氧化為Br2放出12.67kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為4HBr(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2Br2(g)ΔH＝－50.68kJ·mol－1，D項錯誤。8．(2024·廣東粵西四校聯(lián)考)已知：2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2解析：選A。①2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1；②Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)ΔH2；③2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3。由蓋斯定律可知，③＝①＋2×②，則ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故選A。9．火箭推動器常以聯(lián)氨(N2H4)為燃料、過氧化氫為助燃劑。已知下列各物質(zhì)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－533.23kJ·mol－1H2O(g)=H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－12H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH3＝－196.4kJ·mol－1則聯(lián)氨與過氧化氫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為()A．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋817.63kJ·mol－1B．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63kJ·mol－1C．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－641.63kJ·mol－1D．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－817.63kJ·mol－1解析：選B。將題中的反應(yīng)依次編號為①、②、③，生成液態(tài)水的反應(yīng)熱ΔH＝ΔH1＋ΔH3＋2×ΔH2＝－817.63kJ·mol－1，生成氣態(tài)水的反應(yīng)熱ΔH＝ΔH1＋ΔH3－2×ΔH2＝－641.63kJ·mol－1，可得出B正確。二、非選擇題10．試比較下列各組ΔH的大小。(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0則ΔH1________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＜0則ΔH1________ΔH2。(3)兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2＜0則ΔH1________ΔH2。解析：(1)因為C(g)=C(l)ΔH3＜0則ΔH3＝ΔH2－ΔH1＜0，ΔH2＜ΔH1。ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。(3)依據(jù)常識可知，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＜0，又因為ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2＞ΔH1。答案：(1)＞(2)＜(3)＜11．請參考題中圖表，依據(jù)要求回答問題：(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變更示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變更是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變更是________。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，則甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：化學(xué)鍵P—PP—OO=OP=O鍵能/(kJ·mol－1)abcx已知白磷的燃燒熱為dkJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。解析：(1)視察圖像，E1應(yīng)為反應(yīng)的活化能，加入催化劑反應(yīng)的活化能減小，但是ΔH不變。(2)視察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學(xué)方程式做如下運算：②×3－①×2＋③×2，即可求出甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式。(3)白磷燃燒的化學(xué)方程式為P4＋5O2eq\o(=,\s\up7(點燃))P4O10，結(jié)合題圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，依據(jù)“反應(yīng)熱＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)。答案：(1)減小不變(2)CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1(3)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)12．(2024·大連模擬)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的探討特點。Ⅰ.已知：4HCl(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\do5(400℃))2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184kJ·mol－1(1)H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________________。(2)斷開1molH—O鍵所需能量為________kJ。Ⅱ.已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2kJ·mol－1 ①CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4kJ·mol－1 ②又知CH4的燃燒熱為890.3kJ·mol－1。(1)利用上述已知條件寫出甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法，CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________。(3)高溫下H2O可分解生成分子或原子。高溫下水分解體系中主要氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是________，等物質(zhì)的量的A、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是________。解析：Ⅰ.(1)依據(jù)蓋斯定律，由第一個熱化學(xué)方程式＋其次個熱化學(xué)方程式×2可得2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－115.6k