2021届高考化学二轮复习化学能与热能综合【解析版】

化学能与热能

1．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成对环境有不良影响的活

化氧。反应过程的能量变化如下图。下列说法不正确

．．．的是（）

A．生成活化氧的总反应是吸热反应

B．反应前后氧元素的化合价发生改变

C．生成活化氧的反应在有水条件下更容易发生

D．反应过程中存在氧氧键的断裂和碳氧键的生成

【答案】A

【解析】A．根据图示，炭黑和氧气的总能量大于活化氧的总能量，生成活化氧的总反应是放热反应，故A错误；B．反应前氧气中O元素的化合价为0，在活化氧中O元素的化合价不为0，反应前后氧元素的化合价发生了改变，故B正确；C．根据图示，生成活化氧的反应在有水条件下的活化能小于无水条件下的活化能，反应更容易发生，故C正确；D．根据图示，反应物氧气中存在氧氧键，炭黑中存在碳碳键，生成物活化氧中存在碳氧键和碳碳键，因此反应过程中存在氧氧键的断裂和碳氧键的生成，故D正确；故选A。2．热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺是能源研究领域的重要课题。根据下图所给数据，下列说法正确的是（）

A．图1反应若使用催化剂，既可以改变反应路径，也可以改变其ΔH

B．图2中若H2O的状态为气态，则能量变化曲线可能为①

C．图3反应中反应物的总能量比生成物的总能量高

D．由图1、图2和图3可知，H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ·mol−1

【答案】D

【解析】催化剂不改变反应热，故A错误；H2O(g)的能量高于H2O(l)的能量，故B错误；图3反应中反应物的总能量比生成物的总能量低，故C错误；D. 由图1：SO2(g)+I2(s)+2H2O(l) =2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH=-151kJ·mol−1；由图2：SO2(g)+S(s)+2H2O(l)=H2S(g)+H2SO4(aq) ΔH

=-61kJ·mol−1；由图3：H2(g)+2I2(s)=2HI(aq) ΔH=+110kJ·mol−1，根据盖斯定理可知H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ·mol−1，故D正确；故选D。

3．H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，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

【答案】C

【解析】A．反应物的总能量大于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，根据图像，故说法正确；B．反应①中H的化合价由0价→+1价，部分I的化合价降低，属于氧化还原反应，反应②中，I的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故说法正确；C．反应①比反应②慢，说明反应①中正反映的活化能较小，反应②中正反应的活化能较大，故说法错误；D．根据盖斯定律，只与始态和终态有关，与反应的途径无关，因此ΔH=-218kJ·mol−1，故说法正确。

4．甲酸在催化剂表面可实现常温常压下制氢：HCOOH=CO2↑+H2↑，如图是由甲酸制氢过程的部分反应历程（catl、cat2表示不同的催化剂，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示），下列说法错误的是（）

A．催化剂的吸附过程降低了HCOOH的能量

B．上述历程中存在C－H键的断裂和C=O键的生成

C．由图可知，甲酸催化制氢是放热反应

D．HCOO*+H*=CO2↑+2H*是上述历程中的决速步骤

【答案】C

【解析】从第一步可以看出，HCOOH吸附在催化剂表面，其相对能量降低，故A选项正确；B．HCOO*生成CO2，有C－H键的断裂和C=O键的生成，故B选项正确；C．本图只是制氢过程的部分反应历程，不能由图得出为放热反应，故C选项不正确；D．不管用那种催化剂，此步反应HCOO*+H*=CO2+2H*的活化能明显更大，反应速率更慢，因此是决速步骤，故D选项正确；答案选C。

5．肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N键为942、O=O键为500、N—N键为154，则断裂1mol N—H 键所需的能量(kJ)是（）

A．194 B．391 C．516 D．658

【答案】B

【解析】根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH3=2752kJ/mol- 534kJ/mol=2218kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1mol N―H键所需的能量为x，旧键断裂吸收的能量：

154+4x+500=2218，解得x=391，故选项B正确。

6．（双选）已知反应S 2O2−8(aq)+2I−(aq)2SO2−4(aq)+I2(aq)，若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液，反应机理：①2Fe3+(aq)+2I−(aq)I 2(aq)+2Fe2+(aq)；②2Fe2+(aq)+S2O2−8(aq) 2Fe3+(aq)+2SO2−4(aq)；下列有关反应的说法不正确的是（）

A．增大S2O2−8浓度或I−浓度，反应①、反应②的反应速率均加快

B．Fe2+是该反应的催化剂

C．因为正反应的活化能比逆反应的活化能小，所以该反应是放热反应

D．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深

【答案】BD

【解析】A．根据反应方程式可知，增加S2O2−8浓度或I−浓度，反应①、反应②的反应速率均加快，A正确；B．根据总反应方程式可知，Fe3+是该反应的催化剂，B错误；C．根据图示可知，正反应的活化能比逆反应的活化能小，该反应是放热反应，C正确；D．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，蓝色变浅，D错误；答案选BD。

7．下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是（）

①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1C(s)+1

2

O2(g)=CO(g) ΔH2

②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2

③H2(g)+1

2

O2(g)=H2O(l) ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2

④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH1CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH2

A．②③④B．①②③④C．④D．①②

【答案】A

【解析】①碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热，反应的焓变是负值，故ΔH1＜ΔH2，故①不符合题意；②物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固体硫变为气态硫需要吸收热量，硫蒸气燃烧放热多，所以ΔH1＞ΔH2，故②符合