高考化学一轮复习 课时作业18 第6章 化学反应与能量 1

课时作业18化学能与热能
基础巩固
1．(2016·四川成都阶段测试)下列说法中正确的是( )
A．煤燃烧是化学能转化为光能的过程
B．1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
D．反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1说明在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
解析煤燃烧主要是化学能转化为热能的过程，A错误；1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热，B错误；中和热指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热，C错误；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则是放热反应，D正确。

答案 D
2．(2016·黑龙江哈尔滨高三检测)下列说法正确的是( )
A．石墨比金刚石稳定，故石墨转化为金刚石的反应可以自发进行
B．吸热反应能自发进行的原因是从外界获得了能量
C．SiO2常温下可以与NaOH溶液和HF溶液反应，说明其具有两性
D．反应A(g)＋B(g)===2C(s)可以自发进行，则其必为放热反应
解析石墨转化为金刚石的反应很难自发进行，A错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，吸热反应能自发进行的原因不一定是从外界获得了能量，B错误；SiO2常温下可以与NaOH 溶液和HF溶液反应，但二氧化硅不具有两性，C错误；反应A(g)＋B(g)===2C(s)可以自发进行，由于ΔS<0，则其必为放热反应，D正确。

答案 D
3．(2016·山东淄博高三检测)某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH
C．改变催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2
解析由图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物能量高于生成物能量，所以反应放热，C项正确。

答案 C
4．(2016·河北衡水高三检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/mol
B．碳与二氧化碳反应既是吸热反应，又是化合反应
C．热化学方程式中化学计量系数可表示分子个数
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析热化学方程式中化学计量系数只表示物质的量，C错；1 mol CH4燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热，D错。

答案 B
综合提升
5．(2016·江苏无锡常镇调研一)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。

下列说法正确的是( )
A．由MgCl2制取Mg是放热过程
B．热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C．常温下氧化性：F2<Cl2<Br2<I2
D．由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)，ΔH＝－117 kJ·mol－1
解析A项分析图像可知，MgCl2的能量低于Mg与Cl2的能量之和，依据能量守恒定律知由MgCl2制取Mg的反应为吸热反应；B项，物质的能量越低越稳定，化合物的稳定性顺序为：MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2；C项，同主族元素从上到下，非金属性减弱，则单质的氧化性的顺序为：F2>Cl2>Br2>I2；D项，分析图像可知反应的焓变等于－117 kJ·mol－1。

答案 D
6．(2016·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H—H F—F H—F H—Cl H—I
E(kJ·mol－1) 436 157 568 432 298
A.432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)===2H(g) ΔH＝＋436 kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)
ΔH＝－25 kJ·mol－1
解析A项，F、Cl、Br、I位于同一主族，原子半径逐渐增大，H—X(X＝F、Cl、Br、I)键键能逐渐减小，故432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1；B项，H—F共价键的键能最大，故H—F键最稳定；C项，共价键断裂要吸收能量，故H2(g)===2H(g) ΔH＝＋436 kJ·mol－1；D项，反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的反应热ΔH＝436 kJ·mol－1＋157 kJ·mo l －1－2×568 kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1。

答案 D
7．(2016·重庆模拟)已知热化学方程式C2H2(g)＋2.5O2(g)===2CO2(g)＋H2O(g) ΔH＝－1 256 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A．乙炔的燃烧热为1 256 kJ·mol－1
B．若转移10 mol电子，则消耗2.5 mol O2
C．若生成2 mol液态水，则ΔH＝－2 512 kJ·mol－1
D．若形成4 mol碳氧共用电子对，则放出的热量为2 512 kJ
解析燃烧热强调生成稳定的氧化物，如液态水，A项错误；气态水转化为液态水要放出热量，若生成2 mol液态水，则ΔH<－2 512 kJ·mol－1，C项错误；一个二氧化碳分子中含有4对共用电子对，当形成4 mol碳氧共用电子对时放出的热量为628 kJ，D项错误。

答案 B
8．(2016·宁夏银川模拟)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g) ƒCH3OH(g)过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的情况。

下列判断正确的是( )
A．该反应的ΔH＝＋91 kJ·mol－1
B．加入催化剂，该反应的ΔH变小
C．反应物的总能量大于生成物的能量
D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH增大
解析根据图示可知，反应物的总能量大于生成物的能量，该反应是放热反应，故A 错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，对反应热无影响，B错误；生成液态CH3OH释放的热量更多，ΔH更小，D错误。

答案 C
9．(2016·江苏高三检测)下列说法或表示方法不正确的是( )
A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C．由C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定
D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式可表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol 解析A项，正确。

B项，浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以放出的热量大于57.3 kJ，正确。

C项，物质的能量越低越稳定，故正确。

D项，表示燃烧热的热化学方程式中燃料的化学计量数是1，故错误。

答案 D
10．(2016·北京东城检测)碘与氢气反应的热化学方程式是
①I2(g)＋H2(g) ƒ2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ·mol－1
②I2(s)＋H2(g) ƒ2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．①的产物比②的产物稳定
B．I2(s)===I2(g) ΔH＝＋17.00 kJ·mol－1
C．②的反应物总能量比①的反应物总能量低
D．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，发生反应时放热9.48 kJ
解析将反应②看作由两个过程组成，第一个过程是I2(s)===I2(g)，第二个过程是反应①，由①、②两个反应的反应热可知I2(s)===I2(g) ΔH＝＋35.96 kJ·mol－1，所以②中反应物的总能量低。

D项，H2(g)和I2(g)的反应是可逆反应，二者实际反应量均小于1 mol，所以放出的热量小于9.48 kJ。

答案 C
11．(2016·山东潍坊高三检测)(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。

反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1
4
CaSO4(s)＋CO(g) ƒ
1
4
CaS(s)＋CO2(g)
ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1
②CaSO4(s)＋CO(g) ƒCaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1
③CO(g) ƒ1
2
C(s)＋
1
2
CO2(g)
ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g) ƒCaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝
________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3)表示)。

(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) ƒ (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) ƒNH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) ƒ2NH4HCO3(aq) ΔH3
ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3＝________。

(3)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：
WO2(s)＋2H2(g) ƒW(s)＋2H2O(g) ΔH＝＋66.0 kJ·mol－1
WO2(g)＋2H2(g) ƒW(s)＋2H2O(g) ΔH＝－137.9 kJ·mol－1
则WO2(s) ƒWO2(g)的ΔH＝________。

答案(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3(2)2ΔH2－ΔH1(3)＋203.9 kJ·mol－1
体验高考
12．(2015·北京卷)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。

其反应过程如下图所示：
(1)反应Ⅰ的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。

该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是________(选填序号)。

a．两层溶液的密度存在差异
b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶
c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是
________________________________________________________________________。

③经检测，H2SO4层中c(H＋)∶c(SO2－4)＝2.06∶1，其比值大于2的原因是________________________________________________________________________。

(3)反应Ⅱ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJ·mol－1
它由两步反应组成：
ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g) ΔH＝＋177 kJ·mol－1；
ⅱ.SO3(g)分解。

L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。

如图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是________。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由。

________________________________________________________________________。

解析(1)仔细观察题图可知，反应I的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。

(2)①溶液分为两层，说明溶液的密度肯定存在差异，a正确；加I2前，H2SO4溶液和HI溶液互溶，b错误；依题意，I2在HI层中的浓度比在H2SO4层中的高，说明I2在HI溶液中比在H2SO4溶
液中易溶，c正确。

②I2在HI溶液中的浓度大于在H2SO4溶液中的浓度，故溶液颜色前者较深，可用观察溶液颜色深浅的方法辨别两层溶液。

③H2SO4层含有少量HI，故c(H
＋)∶c(SO2－
4)>2。

(3)根据盖斯定律可得，2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋550 kJ·mol－
1－2×(＋177 kJ·mol－1)＝＋196 kJ·mol－1，故升高温度，平衡正向移动，SO
3的平衡转化率增大；增大压强，平衡逆向移动，SO3的平衡转化率减小，故X代表的物理量是压强，曲线L1对应的温度比L2低。

答案(1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI
(2)①a、c ②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层③H2SO4层中含有少量HI
(3)①压强②L1<L2，SO3(g)分解的热化学方程式：2SO3(g) ƒ
2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝
＋196 kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大。