1、第18讲 化学能与热能1一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是 ()A氢能属于二次能源B图中能量转化的方式至少有6种C太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D太阳能、风能、氢能都属于新能源解析：氢能属于二次能源，A项正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，B项正确；太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，C项错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。答案：C2下列有关氢原子(用H表示)与氢分子的说法错误的是()A化学能：2 mol H1 mo
2、l H2B氢原子间发生碰撞就可转化为H2C稳定性：H0解析：A项，AF和FA的焓变数值相等、符号相反，A项正确；B项，由A循环到A，能量变化为0，即H1H2H3H4H5H60，B项正确；C项，由CF，HH3H4H5，由FC，HH1H2H6，二者H的绝对值相等，符号相反，故C项错误；D项，若AC为放热过程，则CA为吸热过程，即H3H4H5H60，D项正确。答案：C5(2021河南信阳检测)通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径：aCH3CH2OH(g)H2O(g)=4H2(g)2CO(g)H1256.6 kJmol1b2CH3CH2OH(g)O2(g)=6H2(g)4CO(g)H227.6 kJmo
3、l1则下列说法正确的是()A升高a的反应温度，乙醇的转化率增大B由b可知：乙醇的燃烧热为13.8 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485.6 kJmol1D制取等量的氢气，途径b消耗的能量更多解析：途径a反应吸热，升高a的反应温度，平衡正向移动，乙醇的转化率增大，故A正确；乙醇的燃烧热应该是1 mol乙醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量，故B错误；根据盖斯定律b2a得：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485.6 kJmol1，故C错误；根据热化学方程式知，制取等量的氢气，途径a消耗的能量更多，故D错误。答案：A6在25 、101 kPa时，C(s)、H2(g)
4、、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、870.3 kJmol1，则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()A488.3 kJmol1B488.3 kJmol1C191 kJmol1D191 kJmol1解析：由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H870.3 kJmol1。则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)可由
5、反应22得出，则反应热为393.5 kJmol12(285.8 kJmol12)(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。答案：A7已知丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为()A55 kJB220 kJC550 kJD1 108 kJ解析：由丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1，可写出其燃烧的热化学方程式C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 215 kJmol1，丙烷完全燃烧产生1.8 g水，n(H2O)0.1 mol，所以反应放出的热量Q0.1 mol55 kJ，A项正确。答案：A8常温下，1
6、 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是()共价键HHFFHFHClHIE/(kJmol1)436157568432298A.432 kJmol1E(HBr)298 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：观察表中数据知，氟、氯、碘与氢原子形成的化学键的键能逐渐减小，故432 kJmol1E(HBr)298 kJmol1，A项正确；表中HF共价键的键能最大，即HF共价键最稳定，B项正确；H2(g)2H(g)，共价键断裂要吸收能量，即H2(g)2H
7、(g)H436 kJmol1，C项正确；反应H2(g)F2(g)=2HF(g)的反应热H436 kJmol1157 kJmol12568 kJmol1543 kJmol1，D项不正确。答案：D9在含Fe3的S2O和I的混合溶液中，反应S2O(aq)2I(aq)=2SO(aq)I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤：2Fe3(aq)2I(aq)=I2(aq)2Fe2(aq)步骤：2Fe2(aq)S2O(aq)=2Fe3(aq)2SO(aq)下列有关该反应的说法正确的是()A化学反应速率与Fe3浓度的大小有关B该反应为吸热反应CFe2是该反应的催化剂D若不加Fe3，则正反应的活化能
8、比逆反应的大解析：A项，Fe3可以看作该反应的催化剂，根据反应机理知，化学反应速率与Fe3浓度的大小有关，故A正确；B项，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应为放热反应，故B不正确；C项，Fe3是该反应的催化剂，故C不正确；D项，此反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于逆反应活化能，故D不正确。答案：A10一定条件下，在水溶液中1 mol ClO(x0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是()A上述离子中结合H能力最强的是EB上述离子中最稳定的是ACCBD反应的热化学方程式为2ClO(aq)=ClO(aq)ClO(aq)H76 kJmol1D
9、BAD的反应物的键能之和小于生成物的键能之和解析：A项，酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子能力越强，E对应的是ClO，HClO4是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子能力最弱，错误；B项，据能量越低越稳定原理知，A最稳定，正确；C项，H生成物的总能量反应物的总能量(64602100)kJmol176 kJmol1，所以CBD反应的热化学方程式为2ClO(aq)=ClO(aq)ClO(aq)H76 kJmol1，正确；D项，3ClO(aq)=2Cl(aq)ClO(aq)的H(064360)kJmol1116 kJmol1，所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和，D正确。答案：A11某实验小组用0.5
10、0 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定。(1)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白： 温度次数起始温度t1/终止温度t2/温度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 molL1NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和
11、后生成溶液的比热容c4.18 J/(g)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度解析：(2)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0 。H kJmol153.5 kJmol1。放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。答案：(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq
12、)2H2O(l)H114.6 kJmol1(2)4.053.5 kJmol1bB组提升题组122SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是 ()A该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B500 、101 kPa下，将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热a kJ，其热化学方程式为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H2a kJmol1C该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能DHE1E2，使用催化剂
13、改变活化能，但不改变反应热解析：根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，A项正确；SO2与O2反应是可逆反应，1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)不可能反应完全，B项错误；该反应是放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键能，C项正确；使用催化剂能改变反应的活化能，但不会影响反应热，D项正确。答案：B13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 ()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
14、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：A项，由图可知，氧分子的活化是OO键的断裂与CO键的生成过程，故A正确；B项，由图可知，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0.29 eV的能量，故B正确；C项，由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18 eV，故C错误；D项，活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，故D正确。答案：C14(2021大连模拟)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已
15、知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H206.2 kJmol1 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247.4 kJmol1 又知CH4的燃烧热为890.3 kJmol1。(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式为_。(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(3)高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是_，等物质的量的A、H2化学能较低的物质是_。解析：(1)由CH4的燃烧热为890
16、.3 kJmol1可得甲烷完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1。(2)根据盖斯定律，由2即可得到CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1。(3)观察图像信息知，高温时水先分解生成氢原子和氧原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式知，氢原子的物质的量是氧原子的2倍，故A是氢原子，B是氧原子。氢气分子分解成氢原子时需要吸收能量，故化学能较低的物质是氢气分子。答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1(2)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1(3)H、O(或氢原子、氧原子)H2
