1、课时作业16化学能与热能时间：45分钟一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)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0.2
2、9 eV，B项正确；无水时相对活化能为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
3、：本题考查化学反应中水煤气变换反应中的能量变化，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)4361
4、57568427330218A.CBr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
5、)=2H(g)过程中断裂1 mol 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检测)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)
6、，则等量的S(g)完全燃烧生成SO2(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 kJmo
7、l1，故D正确。6(2020河南商丘一中联考)根据如图所示，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
8、(g)、2 mol H(g)和1 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
9、 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，D正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7(2020陕西汉中中学检测)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：本题考查反应中能量变化、活化能对反应速率的影响等。该反应是放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量；反应
10、是使用了催化剂；由题意可知，反应的速率(v1)小于反应的速率(v2)，则反应的活化能大于反应的活化能，A、B、D正确。8下列说法正确的是(AB)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)H571.6 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 kJmol1C500 、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)
11、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(g)O2(g)H571.6 kJmol1，A正确；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 F
12、eS(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 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
13、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
14、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H2216 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正确。三、非选择题11(
15、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)SO2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1反应：CaSO4(s)4CO(g)=CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1反应：3CaSO4(s)
16、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)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
17、)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)
18、=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3ClO(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)H1
19、38 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)=2CuO(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
20、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
21、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。
