1、课时作业16化学能与热能时间：45分钟一、选择题1(2020湖北八校联考)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是(C)A氧分子的活化包括OO键的断裂与CO键的生成B每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量C水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eVD炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂解析：由题图可知，氧分子的活化是OO键的断裂与CO键的生成过程，A项正确；由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出的能量为0.29 eV，B项正确；无水时相对活化
2、能为0.75 eV，有水时相对活化能为0.57 eV，活化能降低0.18 eV，C项错误；炭黑颗粒可以活化氧分子，而生成的活化氧可以快速氧化SO2，因此炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，D项正确。2(2020四川攀枝花统考)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)A图示显示：起始时的2个H2O都参与了反应过程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：本题考查化学反应中水煤气变换反应
3、中的能量变化，以及催化剂的催化机理。根据反应过程示意图，起始时的2个H2O分别在过程、过程中发生化学键的断裂，因此起始时的2个H2O都参与了反应过程，A项正确；根据反应过程示意图，过程、都发生了水分子中HO键的断裂，化学键断裂为吸热过程，B项错误；过程中生成了H2，H2中的化学键为非极性共价键，C项错误；催化剂能改变反应的活化能，不能改变反应的H，D项错误。3(2020山西汾阳中学联考)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(D)共价键HHFFHFCFCClCIE/(kJmol1)436157568427330218A.C
4、Br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：本题考查利用键能计算反应热。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，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，其中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
5、 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。4(2020黑龙江齐齐哈尔八中模拟)已知：S(g)O2(g)=SO2(g)H1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2；2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l)H32H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H4；SO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H5。下列关于上述反应焓变的判断不正确的是(B)AH1H2BH3S(s)，则等量的S(g)完全燃烧生成SO
6、2(g)放出的热量多，故有H1H4，B错误。根据盖斯定律，由可得，则有H5H3H2，C正确。根据盖斯定律，由32可得，则有2H53H3H4，D正确。5(2020河南郑州实验中学模拟)氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是(D)A已知HF气体溶于水放热，则HF的H10，故A错误；由于HCl比HBr稳定，断键吸热，所以相同条件下HCl的H2比HBr的大，故B错误；H3H4代表H(g)H(aq)的焓变，与HX的种类无关，故C错误；一定条件下，气态原子生成1 mol HX键放出a kJ能量，则断开1 mol HX键形成气态原子吸收a kJ的能量，即H2a kJmol1，故D正确。6(2020河南商
7、丘一中联考)根据如下示意图，下列说法不正确的是(C)A反应的热化学方程式可表示为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H(ba) kJmol1B该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量Cn mol C和n mol H2O反应生成n mol CO和n mol H2吸收的热量一定为131.3n kJD1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ解析：本题考查化学反应中能量变化、反应热与键能等。1 mol C(s)、1 mol H2O(g)变成1 mol C(g)、2 mol H(g)和1
8、 mol O(g)吸收b kJ热量，1 mol C(g)、2 mol H(g)和1 mol O(g)变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出a kJ热量，则有C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H(ba) kJmol1，A正确；该反应生成物的总能量大于反应物的总能量，是吸热反应，则反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B正确；n mol C(s)和n mol H2O(g)反应生成n mol CO(g)和n mol H2(g)吸收的热量为131.3n kJ，若反应物和生成物的状态改变，则吸收热量的数值不同，C错误；由题图可知，1 mol C(g)、2 mol H(g)
9、、1 mol O(g)转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ，D正确。7(2020陕西汉中中学模拟)已知2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(C)A该反应是放热反应B途径与途径相比，可能是加入了催化剂C其他条件相同时，产生相同体积氧气放出的热量：途径途径D其他条件相同时，产生相同体积氧气所需的时间：途径途径解析：本题考查化学反应中能量变化、活化能对化学反应速率的影响。由图可知，2 mol H2O2(l)具有的能量高于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量，则该反应是放热反应，A正确；
10、途径与途径相比，途径的活化能降低，可能是加入了催化剂，B正确；催化剂只改变活化能，不改变H，故相同条件时途径和途径产生相同体积氧气放出的热量相同，C错误；途径加入了催化剂，降低了活化能，反应速率加快，故相同条件时产生相同体积氧气所需时间：途径途径，D正确。8(2020河南豫南九校联考)下列说法正确的是(B)A氢气的燃烧热为285.8 kJmol1，则分解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H285.8 kJmol1B密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g FeS时，放出19.12 kJ热量，则Fe(s)S(s)=FeS(s)H95.6 kJmo
11、l1C500 、30 MPa时，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，则N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1D已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应放出57.3 kJ热量解析：本题考查燃烧热、中和热及热化学方程式的判断。氢气的燃烧热为285.8 kJmol1，据此可得2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，根据热化学方程式的书写规则及方法，分解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(
12、g)O2(g)H571.6 kJmol1，A错误；9.6 g硫粉和11.2 g铁粉的物质的量分别为0.3 mol、0.2 mol，二者充分反应生成0.2 mol FeS(硫粉有剩余)，放出19.12 kJ热量，则生成1 mol FeS(s)时放出的热量为19.12 kJ595.6 kJ，B正确；N2和H2合成氨的反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应放热19.3 kJ，此时生成的NH3(g)的物质的量小于1 mol，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H38.6 kJmol1，C错误；0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应生成1 mol
13、H2O，同时生成0.5 mol BaSO4，生成BaSO4也会放热，故反应放出的热量大于57.3 kJ，D错误。9(2020吉林长春田家炳实验中学月考)天然气可催化重整制备合成气(CO、H2)，其有关反应如下：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H1CH4(g)=C(s)2H2(g)H275 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H3111 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H4394 kJmol1下列说法正确的是(B)A反应在较低温度下能自发进行BCO的燃烧热为283 kJmol1C若3 mol C(s)燃烧生成1 mol CO(g)和2 mol CO2(g)，则
14、损失的热量为111 kJD在上述反应中，H1247 kJmol1解析：本题考查燃烧热、反应热的计算、反应自发进行的方向等。反应的正反应是气体分子数增加的吸热反应，则有H0、S0，欲使该反应自发进行，应满足HTSH2C稳定性：HClHBrD2HBr(g)Cl2(g)=Br2(g)2HCl(g)H解析：本题考查反应热的计算及比较、物质的稳定性、盖斯定律的应用等。根据H与键能的关系，反应2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)的H1(6391 kJmol13243 kJmol1)(945 kJmol16432 kJmol1)462 kJmol1，A正确。利用A中计算方法同样可求得H22
15、16 kJmol1，则有H1HBr，C错误。根据盖斯定律，由()可得2HBr(g)Cl2(g)=Br2(g)2HCl(g)，则该反应的H，D错误。二、非选择题11(2020陕西韩城模拟)化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。请回答下列问题：(1)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：第一步反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJmol1。(2)已知：反应：CaSO4(s)CO(g)=CaO(s)SO
16、2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1反应：CaSO4(s)4CO(g)=CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1反应：3CaSO4(s)CaS(s)=4CaO(s)4SO2(g)H3反应中H31_049.2_kJmol1。能使反应、速率加快的措施有增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等(写出其中的任意两条即可)(写出两条)。解析：本题考查化学反应中能量的变化、热化学方程式的书写、反应速率的影响因素等。(1)第一步反应中，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，则该反应是放热反应。由图可知，第一步、第二步反应的热化学方程式分别为.NH(aq)
17、O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H273 kJmol1；.NO(aq)O2(g)=NO(aq)H73 kJmol1。根据盖斯定律，由可得NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)，则该反应的H(273 kJmol1)(73 kJmol1)346 kJmol1。(2)分析题给热化学方程式，根据盖斯定律，由4可得反应，则反应中H3(218.4 kJmol1)4(175.6 kJmol1)1 049.2 kJmol1。欲使反应、速率加快，可采取的措施有增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等。12(2020山东临沂平邑一中月考)氯及其化合物
18、在生产、生活中应用广泛。(1)已知：Cl2(g)2NaOH(aq)=NaCl(aq)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H415.5 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Cl(填离子符号，下同)最不稳定的离子是ClO。反应3Cl
19、O(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)的H117_kJmol1。写出ClO反应生成ClO和Cl的热化学方程式：4ClO(aq)=3ClO(aq)Cl(aq)H138 kJmol1。(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2CuCl2(s)O2(g)=2C
20、uO(s)2Cl2(g)H2125.4 kJmol1。过程流过的气体通过稀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溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅)。解析：本题考查反应热的计算、热化学方程式的书写、盖斯定律的应用、实验现象的描述等。(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)=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
21、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)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。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，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。
