高三化学一轮复习课时作业10：化学能与热能

第六章化学反应与能量
第20讲化学能与热能
1．酸碱中和反应NaOH(？)＋HCl(？)―→NaCl(？)＋H2O(？)ΔH＝－57.6kJ·mol－1中，问号表示的状态正确的是()
A．NaOH：固B．盐酸：液
C．NaCl：溶液D．H2O：溶液
2．(2016·吉安二模)下列有关热化学方程式的叙述，正确的是()
A．1mol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
B．由N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，可知将1molN2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9kJ
C．由：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量为57.3kJ
D．已知101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，则1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ
3．已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。

下列说法正确的是()
A．相同条件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量B．将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为Q kJ
C．若使用催化剂，该反应的|ΔH|减小
D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2molSO2(g)被氧化
4．(2016·长沙一模)H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如下图所示，下列有关说法错误的是()
A．反应①、反应②均为放热反应
B．反应①、反应②均为氧化还原反应
C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关
D．反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1
5．(2016·北京朝阳一模)N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g)：
下列说法正确的是()
A．Ⅰ中破坏的均为极性键
B．Ⅳ中NH3与H2生成NH3
C．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH>0
6．臭氧层中臭氧分解历程如图所示，下列说法正确的是()
A．催化反应①、②均为放热反应
B．催化剂不能改变该反应的焓变
C．ClO是该反应的催化剂
D．在该反应过程中没有化学键的断裂与生成
7．参考下表键能数据，估算晶体硅在氧气中燃烧生成的二氧化硅晶体的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)中，ΔH的值为()
A.－
C．－61.2kJ·mol－1D．－245.2kJ·mol－1
8．常温下，1mol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()
A.432kJ·mol－
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)→2H(g)ΔH＝＋436kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－25kJ·mol－1
9．(2016·信阳、三门峡第一次联考)一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO－x(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示，下列有关说法正确的是()
A．e是ClO－3
B．b→a＋c反应的活化能为60kJ·mol－1
C．a、b、c、d、e中c最稳定
D．b→a＋d反应的热化学方程式为3ClO－(aq)===ClO－3(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1 10．火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。

已知下列各物质反应的热化学方程式：
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－533.23kJ·mol－1
H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH3＝－196.4kJ·mol－1
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为()
A．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋817.63kJ·mol－1
B．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.63kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－641.63kJ·mol－1
D．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－817.63kJ·mol－1
11．(2016·双鸭山一中高三上学期期末)已知下列反应的热化学方程式：
6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 3 H 2O(g)===H 2O(l) ΔH 4
则反应4C 3H 5(ONO 2)3(l)===12CO 2(g)＋10H 2O(l)＋O 2(g)＋6N 2(g)的ΔH 为( ) A ．12ΔH 3＋5ΔH 2－2ΔH 1＋10ΔH 4 B ．2ΔH 1－5ΔH 2－12ΔH 3＋10ΔH 4 C ．12ΔH 3－5ΔH 2－2ΔH 1＋10ΔH 4 D ．ΔH 1－5ΔH 2－12ΔH 3＋10ΔH 4 12．(2016·武汉一模)已知： 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 1
3H 2(g)＋Fe 2O 3(s)===2Fe(s)＋3H 2O(g) ΔH 2 2Fe(s)＋3
2O 2(g)===Fe 2O 3(s) ΔH 3
2Al(s)＋3
2
O 2(g)===Al 2O 3(s) ΔH 4
2Al(s)＋Fe 2O 3(s)===Al 2O 3(s)＋2Fe(s) ΔH 5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A ．ΔH 1＜0，ΔH 3>0 B ．ΔH 5＜0，ΔH 4＜ΔH 3 C ．ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3
D ．ΔH 3＝ΔH 4＋ΔH 5
13.N 2与H 2反应生成NH 3的过程中能量变化曲线如图所示。

若在一个固定容积的密闭容器中充入1molN 2和3molH 2，使反应N 2＋3H 2
2NH 3达到平衡，测得反应放出热量为Q 1。

填写下列空白： (1)Q 1________92kJ 。

(2)b 曲线是________时的能量变化曲线。

(3)上述条件下达到平衡时H 2的转化率为________。

(4)在温度体积一定的条件下，若通入2molN 2和6molH 2反应后放出的热量为Q 2kJ ，则2Q 1与Q 2的关系为______________。

14．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。

(1)①人们常用催化剂来选择反应进行的方向。

图1所示为一定条件下1molCH 3OH 与O 2发生反应时，生成CO 、CO 2或HCHO 的能量变化图[反应物O 2(g)和生成物H 2O(g)略去]。

在有催化剂作用下，CH 3OH 与O 2反应主要生成________(填“CO ”、“CO 2”或“HCHO ”)。

②2HCHO(g)＋O2(g)===2CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝____________________。

(2)反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图2所示，回答下列问题：
①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

②在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，E2________。

③反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？________，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

15．(1)已知：
若甲醇的燃烧热为ΔH3，试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l)的ΔH＝________________________________________________________________________。

若ΔH1＝－285.8kJ·mol－1，ΔH2＝＋283.0kJ·mol－1，某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ能量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为________。

(2)以CH4和H2O为原料，通过下列反应也可以制备甲醇。

Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.0kJ·mol－1
Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－129.0kJ·mol－1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_______________________。

答案精析
1．C 2.D 3.D 4.C
5．C[A项，Ⅰ中破坏的是N2、H2中的非极性键，错误；B项，Ⅳ中是NH2和H生成NH3，不是NH3和H2生成NH3，错误；C项，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程均是能量降低，所以都是放热过程，正确；D项，由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，因此ΔH ＜0，错误。

]
6．B[由题可知反应①为吸热反应，反应②为放热反应，A错误；催化剂改变了反应的活化能，没有改变反应的焓变，B正确；ClO是中间产物，Cl是催化剂，C错误；任何化学反应中都既有化学键的断裂又有化学键的形成，D错误。

]
7．A[硅和二氧化硅均是原子晶体，其中在晶体硅中每个硅原子形成4÷2＝2个Si—Si键，在二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个Si—O键。

由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热ΔH＝2×176 kJ·mol－1＋498.8 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，故选A。

]
8．D[A项，Br的非金属性介于Cl、I之间，所以E(H—Br)介于E(H—Cl)、E(H—I)之间，即432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1，正确；B项，根据表中的数据，H—F键的键能最大，所以表中最稳定的共价键是H—F键，正确；C项，破坏化学键需要吸收能量，所以H2(g)→2H(g)ΔH＝＋436 kJ·mol－1，正确；D项，H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝436 kJ·mol－1＋157 kJ·mol －1－2×568 kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，错误。

]
9．D[A项，e中Cl元素化合价为＋7价，而ClO－3中Cl元素化合价为＋5价，错误；B项，b→a＋c反应的活化能为40kJ·mol－1，错误；C项，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最稳定，错误；D项，b→a＋d，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO－===ClO－3＋2Cl－，反应热＝64kJ·mol－1＋2×0kJ·mol－1－3×60kJ·mol－1＝－116kJ·mol－1，所以该热化学反应方程式为3ClO－(aq)===ClO－3(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1，正确。

]
10．B[将题中的反应编号①、②、③，生成液态水时的反应热＝①＋③＋2×②，生成气态水的反应热＝①＋③－2×②，可求出B正确。

]
11．A 12.B
13．(1)＜ (2)加入催化剂 (3)Q 1/92 (4)Q 2>2Q 1
14．(1)①HCHO ②－470kJ·mol －
1 (2)①放热 ②减小 减小 ③否 反应物和生成物的能量差是不变的
解析 (1)①使用催化剂可以降低反应的活化能，活化能越低，普通分子越容易转化成活化分
子，反应越容易，反应速率越快，生成HCHO 的活化能最低。

②根据图表可知2HCHO(g)＋O 2(g)===2CO(g)＋2H 2O(g)中反应物能量高，生成物能量低，故该反应为放热反应，然后依据图中给出数据可得ΔH ＝－[(676－158－283)×2]kJ·mol －1＝－470kJ·mol －1。

(2)①反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应。

②反应体系中加入催化剂，降低反应所需的活化能，所以E 1、E 2均减小，但ΔH 不变。

15．(1)2ΔH 1－ΔH 2－ΔH 3 1∶1
(2)CH 4(g)＋H 2O(g)===CH 3OH(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋77kJ·mol －
1
解析 (1)由反应Ⅰ可得①H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1，由反应Ⅱ可得②CO 2(g)===CO(g)＋12O 2(g) ΔH 2，由甲醇的燃烧热可得③CH 3OH(l)＋3
2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 3，将①×2－②－③可得目标热化学方程式，故ΔH ＝2ΔH 1－ΔH 2－ΔH 3。

由ΔH 1、ΔH 2可知H 2、CO 的燃烧热分别为285.8kJ·mol －1、283.0kJ·mol －1，混合气体完全燃烧生成3.6g 液态水，n (H 2O)＝0.2mol ，n (H 2)＝0.2mol ，H 2燃烧放出的热量Q ＝0.2mol ×285.8kJ·mol －1＝57.16kJ ，则混合气体中CO 燃烧放出的热量为113.74kJ －57.16kJ ＝56.58kJ ，则混合气体中n (CO)＝56.58kJ
283kJ·mol －1
≈0.2mol 。

(2)依据盖斯定律，Ⅰ＋Ⅱ得到：CH 4(g)＋H 2O(g)===CH 3OH(g)＋H 2(g) ΔH ＝(206.0－129.0) kJ·mol －1＝＋77kJ·mol －1。