1、课时规范练17化学能与热能基础巩固1.已知2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生B.相同条件下,2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量C.相同条件下,反应物2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于生成物1 mol CH3OH(g)的总能量D.达到平衡时,CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等2.(2020福建莆田模拟)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是()A.改变催化剂,可改变该反应的活化能B.该反应为吸热反应,热效应等
2、于HC.反应过程a一定有催化剂参与D.b中反应的活化能等于E1+E23.“钙基固硫”是将煤中的硫元素以CaSO4的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的CO又会发生反应和反应,导致脱硫效率降低。某温度下,反应的速率(v1)大于反应的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是()反应:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=+218.4 kJmol-1反应:CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)H2=-175.6 kJmol-14.(2020河北邯郸教学质量检测)工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理为CH2CH2(
3、g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)H。已知几种共价键的键能如下表所示:化学键CHCCHOCCCO键能/(kJmol-1)413615463348351下列说法中错误的是()A.上述合成乙醇的反应是加成反应B.相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等C.碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍D.上述反应式中,H=-96 kJmol-15.(2020河南开封模拟)已知室温下,将CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,则下列能量转化关系的判断不正确的是()A.H10B.H2H3C.H3H1D.H2=H1+H36.(双选)(2020广西桂林
4、质检)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是()A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H10B.相同条件下,HCl的H2比HBr的小C.相同条件下,HCl的H3+H4比HI的大D.一定条件下,气态原子生成1 mol HX放出a kJ的能量,则该条件下H2=+a kJmol-17.(2020四川成都模拟)(1)已知C(s,石墨)C(s,金刚石)H0,则稳定性:金刚石(填“”或“”或“”)H2。(3)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作为燃料,四氧化二氮作为氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:N2(g)+2O2(g)N2O4(g
5、)H=+10.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-543 kJmol-1写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式:。(4)25 、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ的热量,则CO的燃烧热为H=。(5)0.50 L 2.00 molL-1H2SO4溶液与2.10 L 1.00 molL-1 KOH溶液完全反应,放出114.6 kJ热量,该反应的中和热H=。(6)已知拆开1 mol HH、1 mol NH、1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式
6、是。能力提升8.(2020湖南衡阳摸底)中国学者在水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H中攻克了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能(能吸附不同粒子)催化剂催化实现的。反应过程示意图如下:下列说法正确的是()A.过程、过程均为放热过程B.过程生成了具有极性共价键的H2、CO2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的HD.图示过程中的H2O均参与了反应过程9.(双选)(2020山东模拟)热催化合成氨面临的两难问题是:釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催化剂(Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过
7、100 )。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是()A.为NN的断裂过程B.在高温区发生,在低温区发生C.为氮原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应10.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H13H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)H22Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)H32Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)H42Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H10
8、B.H50,H40,正确;B项,根据题意可知,H20,H3H3,正确;C项,H30,则H30,正确;B项,由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的H2比HBr的大,错误;C项,H3+H4代表H(g)H+(aq)的焓变,与是HCl还是HI无关,错误;D项,一定条件下,气态原子生成1 mol HX放出a kJ的能量,则断开1 mol HX形成气态原子吸收a kJ的能量,即H2=+a kJmol-1,正确。7.答案 (1)(2)0,说明该反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:金刚石石墨。(2)H1表示碳完全燃烧的反应热,H2表示碳不完全燃烧的反应
9、热,碳完全燃烧放热多,且放热越多H越小。因此H1H2。(3)根据盖斯定律,由2-得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=2(-543 kJmol-1)-(+10.7 kJmol-1)=-1 096.7 kJmol-1。(4)25 、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ的热量,则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ2=282.6 kJ,即CO的燃烧热H=-282.6 kJmol-1。(5)0.50 L 2.00 molL-1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 molL-1 KOH溶液完全
10、反应的中和热的热化学方程式为12H2SO4(aq)+KOH(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=E(NN)+3E(HH)-23E(NH)=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。8.D根据反应过程示意图,过程是水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,A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,B项错误;催化剂不能改变反应的H,C项错误;根据反应过程示意图可知
11、,过程中水分子中的化学键断裂,过程也是水分子中的化学键断裂的过程,过程中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,D项正确。9.BC从图中反应历程看,为N2被吸附,N2中化学键没有断开,A项错误;合成氨反应是放热反应,反应历程的最后是指形成NH,即合成NH3,故需要在低温下,才能获得更多的NH3,即是将N2吸附并断键的过程,是形成NH的过程,是低温区,由题中信息知,两个区域相差一定的温度,则为高温区,B项正确;处的变化为Ti-H-Fe*N转变成Ti-H*N-Fe,即氮原子由Fe区域向Ti-H区域传递,C项正确;合成氨反应为放热反应,催化剂不会改变反应的热效应,D项错误。10.BH2和O2反应生
12、成H2O的反应放热,铁和氧气的反应也放热,故A错误;铝热反应为放热反应,故H50,设2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)H3,2Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)H4,由-可得:2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)H5=H4-H30,可得H4H3、H3=H4-H5,故B正确、D错误;已知:3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)H2,2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)H3,将(+)23可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H1=23(H2+H3),故C错误。11.答案 (1)2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2
13、O(l)H=-702 kJmol-1(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1(3)NH4+(aq)+2O2(g)NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-346 kJmol-1解析 (1)根据已知的三个热化学方程式可得,2LiH(s)2Li(s)+H2(g)H=+182 kJmol-1,2Li(s)+12O2(g)Li2O(s)H=-598 kJmol-1,H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-286 kJmol-1,将上述三式相加可得:2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)H=-702 kJmol-1。
14、(2)将已知的两个热化学方程式依次标记为和,根据盖斯定律,由5-4得:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1。(3)写出两步反应的热化学方程式并依次标为和,根据盖斯定律,由+得:NH4+(aq)+2O2(g)NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-346 kJmol-1。12.答案 (1)-149.73 kJmol-1(2)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-744 kJmol-1ACHO*+3H*CO*+4H*解析 (1)根据盖斯定律,-2H1+2H2=H3,则有H2=H3+2H12=-149.73 kJmol-1 。(2)汽车尾气中含有NO和CO,可转化为无毒的N2和CO2,化学方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。根据盖斯定律,由已知的两个热化学方程式可得,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-744 kJmol-1。一般来说,活化能越低化学反应速率越快,在相同的时间内可以得到更多的产物,因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为A。反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多时生成物的能量与反应物的能量差值最大。根据图示,过渡态两端的物质能量差值最大,放热最多,该步反应的方程式为CHO*+3H*CO*+4H*。