1、化学能与热能(1)基本概念一课过(过基础)1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的过程,不是CO与O2反应的过程,D错误。2. 已知2X(g)2Y(g)3Z(g)W(g)H,反应过程能量变化如图所示,下列说法
2、正确的是()AHE2E1B正反应的活化能等于E3C加入高效催化剂,H减小D恒压下充入一定量的氦气,n(Z)不变解析:选DH生成物的总能量反应物的总能量E1E2,故A错误;正反应的活化能E3E2,故B错误;催化剂对反应的热效应无影响,故C错误;恒压条件下充入一定量的氦气,该反应平衡不移动,n(Z)不变,故D正确。3(2021永州联考)反应N23H22NH3的能量变化如图所示,其热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(bca)kJmol1BN2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba)kJmol1CN2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(bca)kJmol1DN2
3、(g)3H2(g)2NH3(g)H(ab)kJmol1解析:选C由题图可知,反应物的能量高,则合成氨的反应为放热反应,由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(g)的能量大(ba) kJ,故热化学方程式为N2(g)H2(g)NH3(g)H(ba)kJmol1,则N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba)kJmol1,故B、D错误;由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(l)的能量大(bca)kJ,故热化学方程式为N2(g)H2(g)NH3(l)H(bca) kJmol1,则N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(bc
4、a)kJmol1,故A错误,C正确。4将V1 mL 1.0 molL1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是()A做该实验时环境温度为22 B该实验表明热能可转化为化学能CNaOH溶液的浓度约为1.5 molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析:选C温度为22 时加入盐酸5 mL,则不是做该实验时的环境温度,故A错误;该实验表明HCl溶液与NaOH溶液反应是放热的反应,即表明化学能可转化为热能,故B错误;恰好反应时参加反应的盐酸的体积是30 mL,由V1V250 mL可知,消耗的
5、NaOH溶液的体积为20 mL,恰好反应时NaOH溶液中溶质的物质的量是n,由HClNaOH=NaClH2O可知,n1.0 molL10.03 L0.03 mol,所以浓度c1.5 molL1,故C正确;只是该反应放热,其他有水生成的反应不一定是放热反应,如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应,故D错误。5(江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与水反应制氢:CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g
6、)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂,H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析:选D反应是太阳能转化为化学能,A不正确;反应中H20,是吸热反应,B不正确;反应使用催化剂不能改变反应的焓变,H不变,C不正确;D项中,由盖斯定律,反应可得CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJmol1,正确。6下列有关能量的判断和表示方法正确的是()A由C(s,石墨)=C(s,金刚石)H1.9 kJmol1,可知:石墨比金刚石更稳定B等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量更多C由H(aq)OH(aq)=
7、H2O(l)H57.3 kJmol1,可知:含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量等于57.3 kJD2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ解析:选A石墨转化为金刚石的过程是吸热反应,金刚石能量高,石墨比金刚石更稳定,A正确;等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,固体硫变为蒸气需要吸收热量,前者放出热量更多,B错误;含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,醋酸为弱酸,溶于水电离需要吸热,放出热量小于57.3 kJ,C错误;2 g
8、 H2的物质的量为1 mol,此反应为放热反应,H0,说明反应是吸热反应,需要从外界吸收能量,热能转化为化学能,A项错误;液态铝转化成固态铝,放出热量,H0,因此生成液态铝的反应热大于H2,B项正确;根据盖斯定律,由,则H3(1 344.11 169.2)kJmol1174.9 kJmol1,因此生成1 mol AlCl3(g)吸收的热量是174.9 kJ287.45 kJ,C项错误;该生产工艺中可以循环使用的物质是AlCl3和Cl2,D项错误。101 mol石墨在一定条件下完全转化为金刚石,其能量变化如图所示,E1393.5 kJ、E2395.4 kJ,下列说法正确的是()A石墨完全转化为金
9、刚石需吸收能量B石墨转化为金刚石属于物理变化C金刚石比石墨稳定D1 mol金刚石的能量大于1 mol CO2的能量解析:选A由题图可知物质的量均为1 mol的石墨与金刚石燃烧变成CO2时,金刚石放出热量多,则金刚石能量高,石墨完全转化为金刚石需吸收能量,A正确;石墨转化为金刚石发生的是化学反应,属于化学变化,B错误;金刚石的能量大于石墨的能量,物质的能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,C错误;根据以上分析可知,1 mol金刚石和1 mol氧气的总能量高于1 mol CO2的能量,D错误。11发射航天器用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂,液氧为氧化剂的高能低温推进剂,已知:H2(g)=H2(l
10、)H10.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H26.84 kJmol1下列说法正确的是()AH2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJmol1B氢气的燃烧热H241.8 kJmol1C火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)O2(l)=2H2O(g)H474.92 kJmol1DH2O(g)=H2O(l)H88 kJmol1解析:选C由题图可知,每2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放热483.6 kJ,选项中未指明反应物的物质的量,故A错误;氢气的燃烧热H kJmol1285.8 kJmol1,故B错误;由盖斯定律可知,火
11、箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)O2(l)=2H2O(g)H(483.620.926.84)kJmol1474.92 kJmol1,故C正确;H2O(g)=H2O(l)H kJmol144 kJmol1,故D错误。12已知:1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是()A碳C(s)的燃烧热H110.4 kJmol1B1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的热量C反应2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能为292 kJmol1D足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)2CuO(s)=
12、Cu2O(s)CO(g)H35.6 kJmol1解析:选D1 g C(s)燃烧生成CO放出9.2 kJ的热量,则1 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出的热量为9.2 kJ12110.4 kJ,根据燃烧热的概念可知,碳C(s)的燃烧热H不等于110.4 kJmol1,A错误;由图可得2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)H292 kJmol1,故1 mol CuO分解生成Cu2O吸收73 kJ的热量,B错误;由题图可知,反应2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能为348 kJmol1,C错误;C(s)燃烧生成CO(g)的热化学方程式为2C(s)O2(g)=2CO(g)H220
13、.8 kJmol1,根据盖斯定律,由可得C(s)2CuO(s)=Cu2O(s)CO(g)的H(220.8 kJmol1)(292 kJmol1)35.6 kJmol1,D正确。13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)气体完全燃烧生成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
14、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68.35 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 肼气体完全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
15、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 kJmol123 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 g”“”或“”)。(2)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(tBuNO)22(tBuNO)H实验测得该反应的H50.5 kJmol1,活化能Ea90.4 kJmol1。下列能量关系图合理的是_。解析:(1)由蒸汽重整的两个反应可知,利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的H(165.0206.2)kJmol141.2 kJmol1。表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2,生成液态水比生成气态水释放出的热量多,故H2H1。(2)由实验测得该反应的H50.5 kJmol1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C,又依据活化能Ea90.4 kJmol1,EaH50.5 kJmol1,Ea与H的比例不正确。而能量关系图D是合理的。答案:(1)41.2(2)D