1、课时跟踪检测（二十五） 化学能与热能1下列选项中描述的过程能实现热能转化为化学能的是()解析：选DA、B项化学能转化为电能，C项化学能转化为热能。2.随着科技进步，新能源汽车越来越普遍。下列能源组合中，均属于新能源的一组是()天然气煤沼气能石油太阳能生物质能风能氢能ABC D解析：选D天然气、煤、石油都是化石能源，不是新能源，常见的新能源有：沼气能、太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，所以D符合。3已知：H2(g)O2(g)=H2O(g) H1241.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1气态分子中的化学键断开1 mol化学键所需的能量
2、/kJOH465O=O498下列说法不正确的是()A氢气的燃烧热H241.8 kJmol1B断开1 mol HH键需要吸收439.2 kJ的能量C相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高D18 g H2O(l)完全分解生成氢气和氧气，需要吸收285.8 kJ的能量解析：选A根据燃烧热的定义可知，反应放出的热量为氢气的燃烧热，HH2285.8 kJmol1，A项错误；H1E(HH)498 kJmol12465 kJmol1241.8 kJmol1，则E(HH)439.2 kJmol1，B项正确；气态水液化时放出热量，故相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol
3、H2O(l)能量高，C项正确；根据反应可知，H2O(l)=H2(g)O2(g)H285.8 kJmol1，D项正确。4(2020昌乐二中月考)已知：1 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出110.4 kJ热量，Cu2O与O2反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是()AC(s)的燃烧热为110.4 kJmol1B1 mol CuO分解生成Cu2O吸收292 kJ热量C反应2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能为640 kJmol1D足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)2CuO(s)=Cu2O(s)CO(g)H35.6 kJmol1解析：选DC(s)的燃烧热是指
4、1 mol C(s)完全燃烧生成稳定氧化物CO2(g)放出的热量，故C(s)的燃烧热不是110.4 kJmol1，A错误。2 mol Cu2O(s)和1 mol O2(g)反应生成4 mol CuO(s)放出的热量为(640348)kJ292 kJ，则1 mol CuO分解生成Cu2O吸收73 kJ热量，B错误。由图可知，反应2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能为348 kJmol1，C错误。1 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出110.4 kJ热量，则有C(s)O2(g)=CO(g)H110.4 kJmol1；由图可得Cu2O(s)O2(g)=2CuO(s)H146 kJm
5、ol1；根据盖斯定律，由可得：C(s)2CuO(s)=Cu2O(s)CO(g)，则有H(110.4 kJmol1)(146 kJmol1)35.6 kJmol1，D正确。5最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法中正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O形成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：选C由题图可知，CO和O生成CO2是放热反应，A错误；由状态、状态可知，CO没有断键，B错误；CO2中碳氧键为极性共价键，C正确；状态状态表示CO与O反应生成CO2
6、的过程，不是CO与O2反应的过程，D错误。6(2020汾阳中学联考)化学键的键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时所释放的能量，常用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是() 共价键HHFFHFCFCClCIE/(kJmol1)436157568427330218A.CBr键键能的可能范围是218 kJmol1E(CBr)330 kJmol1B表中最稳定的共价键是HF键CH2(g)=2H(g)H436 kJmol1DH2(g)F2(g)=2HF(g)H25 kJmol1解析：选D由表中键能数据可知，CF键、CCl键、CI键的键能依次减小，则E(CBr)介于E(CCl)和E(CI)之间，
7、其可能范围是218 kJmol1E(CBr)330 kJmol1，A正确；键能越大表示断裂1 mol该共价键吸收的能量越多，则该化学键越稳定，表中E(HF)最大，故表中最稳定的共价键是HF键，B正确；断键吸热，H2(g)=2H(g)过程中断裂1 mol HH键，则有H436 kJmol1，C正确；根据H与键能的关系可知，H2(g)F2(g)=2HF(g)的H(436 kJmol1157 kJmol1)(2568 kJmol1)543 kJmol1，D错误。7工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)H2O(g)= CO2(g)H2(g)。已知在25 时：C(s)O2(g)CO(g)H1111 kJ
8、mol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H2242 kJmol1C(s)O2(g) =CO2(g)H3394 kJmol1下列说法不正确的是()A25 时，CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1B增大压强，反应的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小C反应达到平衡时，每生成1 mol CO的同时生成0.5 mol O2D反应断开2 mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4 mol OH键所放出的能量少484 kJ解析：选B根据盖斯定律由得CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1，故A正确；平衡常数只与温度有关，增大压强K
9、不变，故B错误；反应，每生成1 mol CO的同时生成0.5 mol O2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；焓变反应物的键能之和生成物的键能之和，因此反应断开2 mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4 mol OH键所放出的能量少484 kJ，故D正确。8根据合成氨反应的能量变化示意图，下列有关说法正确的是()A断裂0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)中所有的化学键释放a kJ热量BNH3(g)=NH3(l)Hc kJmol1CN2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ab)kJmol1D2NH3(l)N2(g)3H2(g)H2(bca)k
10、Jmol1解析：选D断裂化学键需要吸收能量，则断裂0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)中所有的化学键吸收a kJ热量，A错误；NH3(g)变成NH3(l)放出热量，则有NH3(g)=NH3(l)Hc kJmol1，B错误；反应N2(g)H2(g)NH3(g)的正、逆反应的活化能分别为a kJmol1、b kJmol1，则反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H2(a kJmol1b kJmol1)2(ab)kJmol1，C错误；反应NH3(l)N2(g)H2(g)的正、逆反应活化能分别为(bc)kJmol1、a kJmol1，则该反应的H(bc)kJmol1a kJmol
11、1(bca)kJmol1，故有2NH3(l)N2(g)3H2(g)H2(bca)kJmol1，D正确。9下列关于热化学反应的描述中正确的是()A已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应：H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)的反应热H2(57.3)kJmol1B燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1CH2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(g)=2
12、H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1D葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则 C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1解析：选D反应过程中除了H和OH反应放热，BaSO4沉淀的生成也伴随有反应热的变化，即H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3)kJmol1，故A错误；CH3OH(g)的燃烧热为1 mol甲醇蒸气燃烧转化为二氧化碳和液态水放出的热量，不能生成氢气，故B错误；H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1,2H2O(l)=2H2(g)O2(
13、g)H571.6 kJmol1，故C错误；由葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1可知，0.5 mol葡萄糖完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为1 400 kJ，即C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1，故D正确。10我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：下列说法正确的是()A图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应B过程、过程均为放热过程C过程只生成了极性共价键D使用催化剂降低了水煤气变换反应的H解析：选A
14、根据反应过程示意图，过程中1个水分子中的化学键断裂，过程中另一个水分子中的化学键断裂，过程中形成了新的分子，因此起始时的2个H2O最终都参与了反应，A项正确；过程、中水分子中的化学键断裂，为吸热过程，B项错误；过程中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2中的化学键为非极性键，C项错误；催化剂不能改变反应的H，D项错误。11已知：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H1CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H2下列推断正确的是()A若CO的燃烧热H为H3，则H2的燃烧热H为H3H1B反应CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)的HH2H1C若反应的反
15、应物总能量低于生成物总能量，则H20D若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则H10解析：选BCO的燃烧热H为H3，则有CO(g)O2(g)=CO2(g)H3；根据盖斯定律，由可得H2(g)O2(g)=H2O(g)，则该反应的H4H3H1，由于生成物是H2O(g)，故H2的燃烧热H不是H3H1，A错误。根据盖斯定律，由可得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，则该反应的HH2H1，B正确。若反应的反应物总能量低于生成物总能量，该反应是吸热反应，则有H20，C错误。等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则有H3H4；根据盖斯定律，由可得CO
16、(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)，则有H1H3H40，D错误。12依据事实写出下列反应的热化学方程式。(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 热量，此反应的热化学方程式为_。(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为_。(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。此反应的热化学方程式为_。(4)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.
17、35 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式：_。解析：(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1。(2)2.0 g肼气体燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1。(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量，则此反应的热化学方程式为4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H1 669.8 kJm
18、ol123 339.6 kJmol1。(4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。n(H2O)0.15 mol，n(H)0.3 mol，m(H)0.3 g，n(CO2)0.1 mol，n(C)0.1 mol，m(C)1.2 g，则碳元素和氢元素的质量之和是0.3 g1.2 g1.5 g2.3 g，故该有机物中还含有氧元素，氧元素的质量是2.3 g1.5 g0.8 g，n(O)0.05 mol，从而可确定该有机物的分子式为C2H6O，该液态有机物为C2H5OH(l)，故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 k
19、Jmol1。答案：(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1(2)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1(3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 339.6 kJmol1(4)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol113化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJmol1H2O(l)=H2
20、O(g)H44 kJmol1则356 g“可燃冰”(分子式为CH49H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为_。(2)家用液化气中主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压时，当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出该状态下表示丁烷燃烧热的热化学方程式：_。(3)环境保护问题正越来越受到关注，二氧化碳是主要的温室气体，而节能减排可以有效地降低二氧化碳的排放量。有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是_(填字母)。A电解水制氢：2H2O2H2O2B高温使水分解制氢：2H2O2H2O2C太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2O2D天然气制氢：C
21、H4H2OCO3H2解析：(1)将题给反应依次编号为、，根据盖斯定律2可得CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H802.3 kJmol1244 kJmol1890.3 kJmol1，356 g“可燃冰”(分子式为CH49H2O)中甲烷的物质的量为2 mol，所以完全燃烧放出的热量为1 780.6 kJ。(2)根据燃烧热的定义，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，所以该状态下丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1。(3)电解水需要大量的电能，A错误；高温使水分解需要大量的燃料，并产生大量的CO2
22、及其他污染环境的气体，B错误；太阳能是自然存在的，最节能，C正确；天然气高温制氢气也需要大量的燃料，D错误。答案：(1)1 780.6 kJ(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1(3)C14红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据图像，回答下列问题：(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是_。(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是_。(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol
23、PCl5(g)的H3_；P(s)和Cl2(g)一步反应生成1 mol PCl5(g)的H4_H3(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)由题图结合题给信息可知，P(s)和Cl2(g)反应生成1 mol PCl3(g)的H1306 kJmol1，则反应的热化学方程式为P(s)Cl2(g)=PCl3(g)H1306 kJmol1。(2)PCl3(g)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)的H293 kJmol1，则反应的热化学方程式为PCl3(g)Cl2(g)=PCl5(g)H293 kJmol1。结合H的数值与反应进行方向的关系推知，PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的
24、热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1。(3)根据盖斯定律可知，P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的H3H1H2(306 kJmol1)(93 kJmol1)399 kJmol1。根据盖斯定律可知，无论化学反应是一步完成还是分多步完成，其反应热是相同的，则有H4H3。答案：(1)P(s)Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJmol1(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1(3)399 kJmol1等于15氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。(1)已知：Cl2(g)2NaOH(aq)=NaCl(aq
25、)NaClO(aq)H2O(l)H1101.1 kJmol13NaClO(aq)=NaClO3(aq)2NaCl(aq) H2112.2 kJmol1则反应3Cl2(g)6NaOH(aq)=5NaCl(aq)NaClO3(aq)3H2O(l)的H_kJmol1。(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示：离子Cl(aq)ClO(aq)ClO(aq)ClO(aq)ClO(aq)相对能量/(kJmol1)0601016338在上述五种离子中，最稳定的离子是_(填离子符号，下同)，最不稳定的离子是_。反应3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)的H_。写出ClO反应生成ClO和Cl的热化学方程式：
26、_。(3)以HCl为原料，用O2氧化制取Cl2，可提高效益，减少污染。反应如下：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g) H115.4 kJmol1上述反应在同一反应器中，通过控制合适条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示：已知过程的反应为2HCl(g)CuO(s)CuCl2(s)H2O(g)H1120.4 kJmol1过程反应的热化学方程式为_。过程流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测，氯化初期主要为不含HCl的气体，判断氯化结束时溶液的现象为_。解析：(1)分析题给热化学方程式，根据盖斯定律，由3可得3Cl2(g)6NaOH(aq)
27、=5NaCl(aq)NaClO3(aq)3H2O(l)，则有H3H1H2(101.1 kJmol1)3(112.2 kJmol1)415.5 kJmol1。(2)物质具有的能量越高，其稳定性越弱，故最稳定的离子是Cl，最不稳定的离子是ClO。H生成物的总能量反应物的总能量，则反应3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)的H63 kJmol1360 kJmol1117 kJmol1。由ClO生成ClO和Cl的反应为4ClO(aq)=3ClO(aq)Cl(aq)，该反应的H338 kJmol1463 kJmol1138 kJmol1。(3)由图可知，过程(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)
28、O2(g)=2CuO(s)2Cl2(g)。将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为，将过程反应的热化学方程式编号为，其H记为H2，根据盖斯定律，由2可得2CuCl2(s)O2(g)=2CuO(s)2Cl2(g)，则有H2(115.4 kJmol1)(120.4 kJmol1)2125.4 kJmol1。氯化初期主要为不含HCl的气体，则初期溶液呈红色，氯化结束时，HCl与NaOH溶液发生中和反应，溶液褪色。答案：(1)415.5(2)ClClO117 kJmol14ClO(aq)=3ClO(aq)Cl(aq)H138 kJmol1(3)2CuCl2(s)O2(g)=2CuO(s)2Cl2(g) H2125.4 kJmol1溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅)