2015届高考化学第一轮课时演练习题19.doc

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[随堂演练]
授课提示：对应学生用书第83页
1．(2013年高考北京卷)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是(　　)
A
B
C
D

硅太阳能电池
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶

解析：硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，A项错误；锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，B项错误；太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置，C项错误；燃气通过燃气灶发生燃烧反应，如CH4＋2O2CO2＋2H2O，实现了化学能到热能的转化，D项正确。
答案：D
2．下列叙述中正确的是(　　)
A．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照条件下和点燃条件下的ΔH不同
B．常温下，反应2A(s)＋B(g)===2C(g)＋D(g)不能自发进行，则该反应的焓变一定大于零
C．需要加热的化学反应，生成物的总能量一定高于反应物的总能量
D．化学反应中必伴随着能量的变化，其表现形式只有热能
解析：ΔH只与反应的始末态有关，与反应的过程无关，A选项错误；加热的目的只是促进反应发生，与反应吸热放热无关，如碳燃烧是放热反应，但反应需加热才能发生，C选项错误；化学反应中的能量变化有多种表现形式，如光能、热能、电能等，D选项错误。
答案：B
3．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJ·mol－1；N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH＝＋180 kJ·mol－1；则2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是(　　)
A．－386 kJ·mol－1　　　 B．＋386 kJ·mol－1
C．－746 kJ·mol－1 D．＋746 kJ·mol－1
解析：设提供的两个反应分别为①、②，根据盖斯定律，2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可以通过①－②得到，故该反应的ΔH＝－746 kJ·mol－1。
答案：C

4．(2014年大连模拟)已知化学反应：A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(　　)

A．每生成2分子AB吸收b kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量
解析：观察题给图像可以得到，反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。
答案：B
5．(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题：
①用太阳能分解10 mol水消耗的能量是________ kJ；
②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________；
(2)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：________________________________________________________________________。
解析：(1)①根据氢气的燃烧热写出热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1①，则分解10 mol水消耗能量为2 858 kJ。
②根据燃烧热再写出热化学方程式：
CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－726.5 kJ·mol－1②
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　
ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1③
方程式②－③可得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)，则ΔH＝ΔH2－ΔH3＝－726.5 kJ·mol－1－(－283.0 kJ·mol－1)＝－443.5 kJ·mol－1。

(2)根据盖斯定律将第一个反应和第二个反应相加即得该热化学反应方程式：
TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g)
ΔH＝－81 kJ·mol－1。
答案：(1)①2 858　②CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1
(2)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1
[课时作业]
一、选择题
1．(2012年高考江苏卷)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)

A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析：解本题的关键是正确理解图像的意义。不难看出，E1>E2，正反应的活化能大于逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2>0，故该反应为吸热反应，故A、D均错。催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故B错，C对。
答案：C
2．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　)
A．－1 780 kJ/mol　　　　 B．－1 220 kJ/mol
C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol
解析：断裂1 mol S—S键吸收能量280 kJ，断裂3 mol F—F键吸收能量3×160 kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，释放的总能量为Q放＝330 kJ×6＝1 980 kJ，由反应方程式：S(s)＋3F2(g)＝SF6(g)可知，ΔH＝760 kJ/mol－1 980 kJ/mol＝－1 220 kJ/mol。
答案：B

3．下列说法正确的是(　　)
A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B．若反应为放热反应，则该反应不必加热就可发生
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．化学反应都伴随着能量的变化
解析：反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，选项A、B错误；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，而反应发生的难易程度与反应吸热还是放热无关，选项C错误。
答案：D
4.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，醋酸溶液、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应放出的热量关系图如图所示。则下列描述正确的是(　　)

A．A是稀硝酸与NaOH溶液反应
B．B是醋酸溶液与NaOH溶液反应
C．b＝5.73
D．C是浓硫酸与NaOH溶液反应
解析：根据中和热定义：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量。醋酸是弱酸，电离会吸热，浓硫酸溶解会放出大量热，所以醋酸溶液、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 L 0.1 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应实际放出的热量顺序为：浓硫酸(A)>稀硝酸(B)>醋酸溶液(C)，b点是生成0.1 mol H2O所放出的热量，所以b点的值为5.73。
答案：C
5．(2014年邯郸模拟)已知：H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的ΔH＝－1 584.2 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则生成BaSO4的焓变ΔH等于(　　)
A．－1 528.6 kJ·mol－1 B．－1 473 kJ·mol－1
C．＋1 473 kJ·mol－1 D．＋1 528.6 kJ·mol－1
解析：H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)的反应：2H＋(aq)＋2OH－(aq)＋Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1584.2 kJ/mol可拆分为两个独立的过程：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－55.6 kJ/mol，Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)　ΔH2，则ΔH2＝ΔH－2ΔH1＝－1584.2 kJ/mol－2×(－55.6 kJ/mol)≈－1473 kJ/mol。
答案：B
6．根据碘与氢气反应的热化学方程式，下列判断正确的是(　　)
①I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ/mol
②I2(s)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ/mol
A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ
B．氢气燃烧热ΔH＝－9.48 kJ/mol
C．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
D．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含能量相差17.00 kJ
解析：选项A，反应①为可逆反应，254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，二者不能完全反应，所以放出热量小于9.48 kJ。选项B，不符合燃烧热定义，错误。选项C，反应②为吸热反应，反应①为放热反应，所以反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低。选项D，根据盖斯定律，①－②可得：I2(g)I2(s)　ΔH＝－35.96 kJ/mol，所以1 mol固态碘与1 mol气态碘所含能量相差35.96 kJ。
答案：C
7．生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/kJ·mol－1
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是(　　)
A．过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B．过程N(g)＋3F(g)―→NF3(g)放出能量
C．反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
解析：选项A是拆键的过程，吸收能量，A错。选项B是成键的过程，放出能量，B正确。选项C中反应的ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝941.7＋3×154.8－6×283.0＝－291.9(kJ·mol－1)，因此C错。化学反应过程中必有键的断裂与生成，所以D错。若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则只是物态变化。
答案：B
8．(2013年高考重庆卷)已知：
P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，
P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，
P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。
下列叙述正确的是(　　)
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1
D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol－1
解析：P原子半径大于Cl原子半径，P—P键键长大于P—Cl键，故P—P键键能小于P—Cl键键能，A项错误；设P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1……①，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1……②，利用盖斯定律(②－①)可得Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)的ΔH，B项错误；Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)　ΔH＝(b－a)kJ·mol－1，根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，设Cl—Cl键键能为x kJ·mol－1，则：x＋3×1.2c－5c＝(b－a)，x＝(b－a＋5.6c)，C正确；①×5－②×3得2P4(g)＋12PCl5(g)===20PCl3(g)　ΔH＝(5a－3b)kJ·mol－1，设P—P键键能为y kJ·mol－1，则：12y＋60c－72c＝5a－3b，y＝(5a－3b＋12c)，D项错误。
答案：C
9．(能力题)已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量a kJ。又知道12.0 g碳完全燃烧，放出热量为b kJ。则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH，则ΔH等于(　　)
A．－(a－b)kJ·mol－1
B．－(a＋b)kJ·mol－1
C．－(5a－0.5b)kJ·mol－1
D．－(10a－b)kJ·mol－1
解析：根据题意得两个化学方程式：①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－10a kJ·mol－1；②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1；则①－②整理得：C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－(5a－0.5b)kJ·mol－1。
答案：C
二、非选择题
10．已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________kJ/mol(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol 气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol 气体C和1 mol气体D具有的总能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)一般硫粉含有S(单斜)和S(正交)两种同素异形体。已知常温下：
S(单斜)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－297.16 kJ/mol
S(正交)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－296.83 kJ/mol
下列说法正确的是________。
A．S(g)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH>－297.16 kJ/mol
B．单斜硫转变为正交硫的能量变化可用如图表示

C．常温下正交硫比单斜硫稳定
D．单斜硫转化为正交硫的反应是物理变化
解析：(1)从图像中看出反应物的能量低，生成物的能量高，该反应一定为吸热反应，反应焓变ΔH＝E生成物－E反应物。(2)催化剂是通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率的，对于可逆反应，催化剂能同等程度地降低正反应和逆反应的活化能。(3)固态硫变成气态硫需要吸热，则S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH<－297.16 kJ/mol，故A错误；根据盖斯定律可知，S(单斜)===S(正交)　ΔH＝－0.33 kJ/mol，即单斜硫的总能量高于正交硫，故正交硫更稳定一些，B错误，C正确；同素异形体之间的转换属于化学变化，D错误。
答案：(1)吸热　(E1－E2)　一定低
(2)减小　减小　不变　(3)C

11．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得：5 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_______________________________________。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能(kJ·mol－1)
436
391
945
已知反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝a kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据计算a的数值，列出简单的计算式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ/mol
根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)燃烧1 mol CH3OH的ΔH＝－113.5 kJ÷5 g×32 g·mol－1＝－726.4 kJ·mol－1，由此可写出相应的热化学方程式。
(3)解答该题的核心任务就是由反应①②③得到反应④：
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2599 kJ·mol－1③
2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH④
不难看出，(①×4＋②－③)/2即得到④，反应热也由此求出。
答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－726.4 kJ·mol－1或2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1
(2)a＝3×436＋945－6×391＝－93
(3)ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)/2＝＋226.7 kJ·mol－1
12．(能力题)Ⅰ.到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
(1)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
标准状况下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是________。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH为________。
(2)在100 g碳不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1∶2。已知：
C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)
ΔH1＝－110.35 kJ/mol
CO(g)＋1/2O2===CO2(g)
ΔH2＝－282.57 kJ/mol
则与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量是________。
Ⅱ.发射飞船的火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出356.652 kJ的热量。

(1)反应的热化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol，16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。
(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)设H2、CH4的物质的量分别是x、y，则

解得：x＝y＝0.5 mol
则m(H2)＝2 g·mol－1×0.5 mol＝1 g。
由②＋③－①得：
C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)
ΔH＝(－393.5－571.6＋890.3)kJ/mol
＝－74.8 kJ/mol。
(2)100 g C的物质的量为100 g/12 g·mol－1＝ mol。所以CO的物质的量为 mol×1/3＝ mol。
故损失的热量为282.57 kJ/mol× mol
≈784.92 kJ。
Ⅱ.首先写出反应方程式：N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑，1 mol液态肼产生的热量为
356．652 kJ/0.4＝891.63 kJ。
(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－891.63 kJ/mol。
(2)由于H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ/mol，故
N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－891.63 kJ/mol＋4×(－44.0) kJ/mol
＝－1 067.63 kJ/mol，
故16 g液态肼燃烧生成液态水时放出热量为：
×1 067.63 kJ/mol＝533.815 kJ。
(3)肼与双氧水反应产生N2和H2O(g)，产物不污染环境。
答案：Ⅰ.(1)1 g　－74.8 kJ/mol
(2)785(或784.92)
Ⅱ.(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－891.63 kJ/mol
(2)533.815
(3)产物不会污染环境

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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