1、提能专训(六)化学能与热能(时间60分钟满分100分)一、选择题(共14小题，每题5分，共70分)1(2014嘉兴期末)X、Y、Z、W四种物质之间有如图所示的转化关系(部分物质未写全)，且已知反应热之间的关系符合等式：HH1H2，符合上述要求的X、Y可能是()S、SO2AlCl3、Al(OH)3CH2=CH2、CH3CH3CH3OH、HCHOABCD答案：C解析：若X为S，Y为SO2，则W为O2，Z为SO3，但S不能一步反应得到SO3，错误；若X为AlCl3，Y为Al(OH)3，则W可为NaOH，Z为NaAlO2，分别发生三个反应：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，Al(OH)3
2、NaOH=NaAlO22H2O, AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O，且HH1H2，正确；若X为CH2=CH2，Y为CH3CH3，则W为H2，但Z无法确定，错误；若X为CH3OH，Y为HCHO，则W为O2，Z为HCOOH，发生反应：2CH3OHO22HCHO2H2O,2HCHOO22HCOOH，CH3OHO2HCOOHH2O，且HH1H2，正确。2(2014河北石家庄质检)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(tBuNO)22(tBuNO)H50.5 kJ/mol，Ea90.4 kJ/mol。下列能量关系图合理的是()答案：D解析：H0，此反应为吸热反应，生成物的
3、总能量大于反应物的总能量，B、C项错误；再根据Ea和H的比例关系可知D项正确。3(2014北京东城期末)常温下，1 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答案：D解析：由于HBr键的键长在HCl键和HI键的键长之间，所以其键能在HCl键和HI键之间，A正确。表中HF键的键能最大，所以HF键
4、最稳定，B正确。1 mol H2断裂，1 mol HH键吸收436 kJ能量，C正确。D项，H反应物的总键能生成物的总键能(4361575682)kJmol1543 kJmol1，D错误。4(2014江西南昌一模)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1241.8 kJmol1，C(s)O2(g)=CO(g)H2110.5 kJmol1。由此可知焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H3，则H3为()A131.3 kJmol1 B131.3 kJmol1C352.3 kJmol1 D352.3 kJmol1答案：A解析：根据盖斯定律，由第二个反应减去第一
5、个反应可得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，则H3H2H1110.5 kJmol1(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1，A项正确。5(2014合肥质检)常温下，0.01 molL1 MOH溶液的pH为10。已知：2MOH(aq) H2SO4(aq)=M2SO4(aq)2H2O(l)H124.2 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l)H257.3 kJmol1则MOH在水溶液中电离的H为()A33.1 kJmol1 B45.2 kJmol1C81.5 kJmol1 D33.1 kJmol1答案：B解析：由题意知MOH为弱碱，首先将第一个热化学方程式改写成离子
6、方程式：MOH(aq)H(aq)=M(aq)H2O(l)H12.1 kJmol1，然后将其与H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1相减得：MOH(aq)M(aq)OH(aq)H45.2 kJmol1，B项正确。6(2014河北普通高中检测)为探究NaHCO3、Na2CO3与1 mol/L盐酸反应(设两反应分别是反应、反应)过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：序号液体固体混合前温度混合后最高温度35 mL水2.5 g NaHCO320 18.5 35 mL水3.2 g Na2CO320 24.3 35 mL盐酸2.5 g NaHCO320 16.2 35 mL盐酸3.2
7、 g Na2CO320 25.1 下列有关说法正确的是()A仅通过实验即可判断反应是吸热反应B仅通过实验即可判断反应是放热反应C通过实验可判断出反应、分别是吸热反应、放热反应D通过实验可判断出反应、分别是放热反应、吸热反应答案：C解析：仅通过实验可判断出NaHCO3溶于水是吸热反应；通过实验可判断出NaHCO3与盐酸反应是吸热反应；仅通过实验可判断出Na2CO3溶于水是放热反应；通过实验可判断出Na2CO3与盐酸反应是放热反应。综上所述，可判断出反应、分别是吸热反应、放热反应，C项正确。7(2014湖北八校联考)CH4、H2、CO的燃烧热H分别为890.31 kJ/mol、285.8 kJ/m
8、ol、110.5 kJ/mol，下列热化学方程式书写正确的是()ACH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.31 kJ/molB2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ/molCCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H175.3 kJ/molD2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H221 kJ/mol答案：D解析：本题考查了热化学方程式的书写，意在考查考生的理解能力、计算能力和判断能力。25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热。气态水不属于稳定的化合物，A选项错误；1 mol H2完全燃烧放
9、热285.8 kJ，2 mol H2完全燃烧应放热571.6 kJ，B选项错误；根据燃烧热的概念和盖斯定律可知，CO(g)H2O(l)=CO2(g)H2(g)H175.3 kJ/mol，C选项错误。8(2014辽宁沈阳质量监测)在一定条件下，S8 (s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)及SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的H表示生成1 mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是()AS8(s)的燃烧热H8(ab) kJmol1B2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H2b kJmol1CS8(s)8O2(g)=8SO2(g)Ha kJmol1D由1 mol S
10、8 (s)生成SO3的反应热H(ab) kJmol1答案：A解析：根据燃烧热的概念和图像数据可求出S8(s)的燃烧热为H8(ab)kJ/mol，A项正确；三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气的反应为吸热反应，用“”表示，B项错误；C项反应热应为H8a kJ/mol，错误；D项反应热应为H8(ab) kJ/mol，错误。9(2014洛阳质检)已知：H2(g)O2(g)=H2O(l)H1285.8 kJmol1H2(g)=H2(l)H20.92 kJmol1O2(g)=O2 (l)H36.84 kJmol1 H2O(g)=H2O(l)H444 kJmol1下列说法正确的是()A上述四个变化都是吸热的B1
11、 mol液态H2的能量大于1 mol气态H2的能量CH2的燃烧热(H)为285.8 kJmol1D火箭中液氢燃烧的热化学方程式为H2(l)O2(l)=H2O(g)H285.8 kJmol1答案：C解析：A项，题给的4个变化都是放热的，错误；B项，根据HE生成物E反应物，1 mol液态H2的能量小于1 mol气态H2的能量，错误；C项，符合燃烧热的概念，正确；D项，根据盖斯定律计算H234.04 kJ/mol，错误。10(2014广东模拟)已知某化学反应A2(g)2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为BAB)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是()A该反应的进行一定需要加热B该反
12、应的H(E1E2)kJmol1C该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D断裂1 mol AA键和2 mol BB键，放出E1 kJ能量答案：C解析：A选项，有的吸热反应不需要加热就能反应；B选项，H(E1E2)kJmol1；C选项，反应物的能量之和小，说明键能总和大；D选项，断裂化学键应吸收能量。11(2014天津调研)某废水中含有的NH在一定条件下可被O2氧化，反应过程如下：NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H273 kJ/molNO(aq)O2(g)=NO(aq)H73 kJ/mol。下列叙述正确的是()A上述反应条件下，NH比NO稳定B0.1 mol NH
13、3比0.1 mol NH含有的电子数少C反应中0.1 mol NH被氧化时，有0.6 mol e转移DNH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H200 kJ/mol答案：C解析：由NH转化成NO，反应放热，说明NH的能量高，则不稳定，A项错误；NH3和NH均含有10个电子，B项错误；C项，NH中N为3价，NO中N为3价，化合价升高6，正确；将反应式相加，得D项中反应的H273(73) kJ/mol346 kJ/mol，D项错误。12(2014太原调研)在同温同压下，下列各组热化学方程式中，H2H1的是()AS(s)O2(g)=SO2(g)H1；S(g)O2(g)=SO2(
14、g)H2B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1；H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H2DCO(g)O2(g)=CO2(g)H1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2 答案：C解析：分析四个选项知所涉及反应均是放热反应，H均小于0，所以反应放出热量越多，对应的H反而越小。A项，已知S(g)S(s)需要放热，所以前一反应放出的热量少，H1H2，错误；B项，H2O(g)H2O(l)需要放出热量，所以前一反应放出热量少，H1H2，错误；C项，由方程式中化学计量数知H12H2H1，正确；D项，由化学计量
15、数知H1H2H2，错误。13(2014武汉调研)已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表：断裂或形成的化学键能量数据断裂1 mol H2分子中的化学键吸收能量436 kJ断裂1 mol Cl2分子中的化学键吸收能量243 kJ形成1 mol HCl分子中的化学键释放能量431 kJ对于反应：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)，下列说法正确的是()A该反应的反应热H0B生成1 mol HCl时反应放热431 kJC氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固D相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量答案：C解析：A项，该反应的H(4362434312)kJ/mol183
16、 kJ/mol，错误；B项，生成1 mol HCl时放出91.5 kJ的热量，错误；C项，断开HH键的键能比断开ClCl键的键能要大，所以化学键更牢固，正确；D项，化学键牢固，说明物质稳定，分子本身具有的能量低，错误。142014赣州市十二县(市)重点中学模拟可逆反应A(g)3B(g)2C(g)HQ kJ/mol。有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1 mol A和3 mol B，在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1 kJ；在相同的条件下，向乙容器中加入2 mol C达到平衡后吸收热量为Q2 kJ；已知Q13Q2。下列叙述不正确的是()A甲中A的转化率为75%BQ1Q2QC达到
17、平衡后，再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B、1.5 mol C，平衡向正向移动D乙中的热化学方程式为2C(g)A(g)3B(g)HQ2 kJ/mol答案：D解析：由于Q13Q2，可知n甲(A)3n乙(A)，设甲中达到平衡时转化了x mol A，则n乙(A) mol。甲A(g)3B(g)2C(g)起始(mol) 13 0转化(mol) x3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2x乙 A(g)3B(g) 2C(g)起始(mol) 00 2转化(mol) x x平衡(mol) x 2x由题可知：“1 mol A、3 mol B”与“2 mol C”是等效物料，它们在同温同容的条
18、件下建立的平衡状态完全相同，则1x，x0.75。A项：甲中A的转化率为(A)100%75%，正确。B项：由于甲乙是物料守恒，从等效平衡角度分析QQ1Q2，正确。C项：再加入“0.25 mol A、0.75 mol B、1.5 mol C”与再加入“2 mol C”等效，在恒温恒容条件下相当于增大压强，平衡向生成C的方向移动，正确。D项：乙中反应掉的C为x mol0.5 mol，所给热化学方程式中2 mol C对应的反应热为4Q2 kJ/mol，错误。二、非选择题(共2小题，共30分)15(15分)(2014湖北恩施高中教学质量检测)SO2(g)1/2O2(g)SO3(g)反应过程中的能量变化如
19、图所示，已知由SO2(g)完全氧化产生2 mol SO3(g)的H198 kJ/mol。请回答下列问题：(1)如图中所表示的热化学方程式的意义为_。E的大小对该反应的反应热有无影响？_。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_ _，理由是_。(2)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理中第二步的化学方程式_。(3)已知单质硫的燃烧热(H)为296 kJmol1，计算由S(s)生成3.5 mol SO3(g)放出的热量是_。(4)废气中的SO2的含量可用滴定法测量，将一定量的废气通过足
20、量NaOH溶液吸收，然后用碘水滴定，请写出滴定过程中发生的离子方程式_，应选择_作指示剂。答案：(1)在一定的温度和压强下，1 mol SO2气体与0.5 mol O2反应生成1 mol SO3气体放出热量99 kJ无降低因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低(2)4VO2O2=2V2O5(3)1 382.5 kJ(4)SOI2H2O=SO2I2H淀粉溶液解析：(1)图表示的意义为在一定的温度和压强下，1 mol SO2气体与0.5 mol O2反应生成1 mol SO3气体放出热量99 kJ。由于反应热只与始态和终态有关，而与E无关，使用催化剂会使B点降低，E减小。因为催化剂改变了反应的历
21、程，使活化能E降低。(2)VO2被O2氧化的方程式为4VO2O2=2V2O5。(3)S(s)O2(g)=SO2(g)H296 kJmol1SO2(g)O2=SO3(g)H99 kJmol1得S(s)O2(g)=SO3(g)H395 kJmol1故生成3.5 mol SO3放出热量为3.5 mol395 kJmol11 382.5 kJ。(4)发生的离子方程式为SOI2H2O=SO2I2H，由于反应物中有I2，反应后I2生成为I，故应选用淀粉溶液作指示剂，若蓝色变成无色说明I2全部生成了I。16(15分)(2014海门质检)CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要
22、的意义。(1)金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。在通常状况下，金刚石和石墨中，_(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的燃烧热(H)为_kJmol1。石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式：_ _。(2)采用电化学法可将CO2转化为甲烷。试写出以氢氧化钾水溶液作电解质溶液时，该转化的电极反应方程式为_ _。(3)CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇。已知：H2O(l)H2O(g)H44 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol12CO(g)4H2(g)CH3CH2OH(g)H2O(g)H256.1 kJmo
23、l1。则：2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(l)H_。下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。对上述流程的分析，下列说法正确的是_。A该流程至少包含4种形式的能量转化B装置X中阴极反应为2H2O4e=4HO2C合成塔中生成乙醇的反应是化合反应D流程设计体现了绿色化学思想如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应式为_。答案：(1)石墨393.5C(s、石墨)CO2(g)=2CO(g)H172.5 kJmol1(2)CO28e6H2O=CH48OH(3)305.7 kJmol1ADCH3
24、CH2OH4eH2O=4HCH3COOH解析：(1)能量越低越稳定，图中石墨的能量低于金刚石；由图像可知石墨的燃烧热：HH2H3393.5 kJmol1。将反应C(s、石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1和2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H283.02 kJmol1相减即得：C(s、石墨)CO2(g)=2CO(g)H172.5 kJmol1。(2)O2H4得8e，生成8个单位的带负电荷的离子，结合电解液是氢氧化钾水溶液，带负电荷的离子是OH。(3)由盖斯定律：23可得H(256.1 kJmol1)(41.2 kJmol1)2(44 kJmol1)3305.7 kJmol1；A项，光能电能、电能化学能，热能化学能，化学能化学能，热能动能，正确；B项，电解水时阴极反应式为2H2O2e=2OHH2，错误，C项，合成塔中的反应方程式为6H22CO2=CH3CH2OH3H2O，错误；D项，产物是乙醇和水，无污染，正确。由图可判断总反应式：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2O，正极反应式：O24e4H=2H2O，两式相减得负极反应式：CH3CH2OH4eH2O=4HCH3COOH。