2022届高考化学一轮复习训练题：-第18讲-化学能与热能课时集训.doc

第18讲　化学能与热能
课时集训
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知识点
基础
能力
挑战
燃烧热、中和热
1,2

吸热反应、放热反应、焓变
3
6,9

盖斯定律、反应热的计算、比较
4
7,8,10
12
综合
5
11
13

1.(2017·河北八所重点中学联考)下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是(　A　)
A.CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ/mol
B.C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJ/mol
C.H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l)　ΔH=-11 036 kJ/mol
解析:CO的化学计量数为1,产物为稳定氧化物,ΔH代表燃烧热,故A正确;C(s)的化学计量数为1,但产物不是稳定氧化物,ΔH不代表燃烧热,故B错误;H2的化学计量数为1,但H2O(g)不是其稳定状态,ΔH不代表燃烧热,故C错误;C8H18的化学计量数为2,产物是稳定氧化物,ΔH不代表燃烧热,故D错误。
2.(2018·山东师范大学附中模拟)下列说法或表示方法不正确的是(　D　)
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-1,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(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,可知,石墨比金刚石稳定
D.H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=285.8 kJ·mol-1
解析:反应的热效应只与始态、终态有关,与过程无关,盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现,故A正确;浓硫酸稀释过程中也放出热量,所以测得中和过程所放出的热量大于57.3 kJ,故B正确;能量越低的物质越稳定,由石墨生成金刚石吸热,说明金刚石能量高,故C正确;燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,则2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=571.6 kJ·mol-1,故D不正确。
3.(2017·山东东营期中)①H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是(　C　)
A.a<c<0 B.b>d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
解析:热化学方程式中化学计量数只表示物质的量,水从气态变为液态,放热,所以①与③比较,③放出的热量多,所以 0>a>c。②与④比较,④放出的热量多,所以0>b>d,热化学方程式化学计量数变化,焓变随之变化,所以b=2a<0,d=2c<0,故只有C正确。
4.(2017·山东德州检测)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　C　)
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH
不同
解析:生成物总能量可以低于或高于反应物总能量,即可以放热或吸热,A错误;影响化学反应速率的大小因素有浓度、温度、压强、催化剂、物质的表面积等因素,和吸放热反应没有必然的联系,B错误;物质发生化学反应可以分步进行,也可一步到位,但是能量是守恒的,应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变,C正确;同温同压下,同一个反应,化学方程式固定,无论条件如何,反应的ΔH相同。
5.煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:
a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;
b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。
这两个过程的化学方程式为
a.C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E1　①
b.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=E2　②
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=E3　③
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E4　④
(1)途径b相比途径a有较多的优点,请写出其中一点:
　。 
(2)上述四个热化学方程式ΔH>0的是 
(填序号)。
(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是　　　　。 
A.a比b多 B.a比b少
C.a与b在理论上相同
(4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为　　　　　　　。 
解析:(1)固体煤经处理变成气体燃料后,不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高。(2)①③④为燃烧反应,所以为放热反应,②为吸热反应。(3)由盖斯定律可知,反应一步完成或分步完成,其热效应相同,则等质量的煤分别通过题中两条不同的途径产生的可利用的总能量相同。(4)由盖斯定律可知:①=②+③+④,则能量为E1=E2+E3+E4。
答案:(1)不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高　(2)②　(3)C　(4)E1=E2+E3+E4

6.(2017·浙江杭州高三期末)根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是(　D　)

A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应
解析:碳酸钙受热分解的反应是吸热反应,焓变大于零,故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,A、B正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C中C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,旧化学键断裂需要吸收能量,新化学键形成放出能量,C正确;需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧需要加热,但该反应是放热反应,D错误。
7.导学号 96656116已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　 ΔH=
a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H、和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1 和462 kJ·mol-1,则a为(　D　)
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
解析:根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得:2H2O(g)
2H2(g)+O2(g)　ΔH=+(2a+220) kJ·mol-1,则有4×462 kJ·mol-1-
2×436 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1=(2a+220) kJ·mol-1,解得a=+130,故D正确。
8.(2018·江西赣州十三县市期中)根据如图所给信息,得出的结论正确的是(　B　)

A.碳的燃烧热ΔH为-b kJ·mol-1
B.2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-2(b-a) kJ·mol-1
C.2CO2(s)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+a kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH<-b kJ·mol-1
解析:1 mol C完全燃烧生成二氧化碳固体放热b kJ,碳的燃烧热应该是1 mol 碳单质完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量,故A错误;据图示可知,1 mol C燃烧生成CO放热(b-a) kJ,所以2 mol C燃烧生成CO放热2(b-a) kJ,故B正确;1 mol CO燃烧生成1 mol CO2(s)放热a kJ,所以 2CO2(s)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+2a kJ·mol-1,故C错误;生成二氧化碳固体,ΔH=-b kJ·mol-1,但是固体转化为气体吸热,所以ΔH>-b kJ·mol-1,故D错误。
9.(2017·辽宁沈阳期末)单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,下列说法正确的是(　C　)

A.S(s,单斜)S(s,正交)　ΔH=+0.33 kJ/mol
B.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
C.正交硫比单斜硫稳定
D.①表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ
解析:单斜硫的能量比正交硫的能量高,S(s,单斜)S(s,正交)ΔH=
-0.33 kJ/mol,为放热反应,故A错误;由图像可以看出,单斜硫的能量比正交硫的能量高,故B错误;由图像可以看出,单斜硫的能量比正交硫的能量高,物质的能量越高越不稳定,则正交硫比单斜硫稳定,故C正确;①式反应需断裂单斜硫中S—S键和键,不仅仅是断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量,故D错误。
10.(2017·山东师范大学附中模拟)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(　D　)
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:依据溴原子半径大于氯原子小于碘原子,半径越大键能越小,结合图表中数据可知432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1,故A正确;键能越大形成的化学键越稳定,表中键能最大的是H—F,最稳定的共价键是H—F键,故B正确;氢气变化为氢原子,所吸收的热量等于氢气中断裂化学键需要的能量,H2(g)2H(g)　ΔH=+436 kJ·mol-1,故C正确;依据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和计算判断,ΔH=
436 kJ·mol-1+157 kJ·mol-1-2×568 kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,
H2(g)+F2(g)2HF(g)　ΔH=-543 kJ·mol-1,故D错误。
11.导学号 96656117碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:

ΔH=+88.6 kJ·mol-1。则M、N相比,较稳定的是　　　　。 
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)
CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,则a　　　　(填“>”“<”或“=”)726.5。 
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 
　 。 
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+
3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1 176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移 1 mol电子放出的热量为　　　　。 
解析:(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量少,故a<726.5。(3)由题意知,2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g),当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量,所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)　ΔH=-290 kJ·mol-1。(4)所给反应中转移12个电子,故每转移1 mol电子放出的热量为
1 176 kJ÷12=98 kJ。
答案:(1)M　(2)<
(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)　
ΔH=-290 kJ·mol-1
(4)98 kJ

12.(2017·山东东营期中)向足量H2SO4溶液中加入100 mL
0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为(　B　)
A.Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-2.92 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-18 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-0.72 kJ·mol-1
解析:100 mL 0.4 mol·L-1 Ba(OH)2的物质的量为0.04 mol,向H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液反应放出热量5.12 kJ,故有①2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=
-128 kJ·mol-1,100 mL 0.4 mol·L-1 盐酸中HCl的物质的量为
0.04 mol,根据放出的热量为2.2 kJ,可知②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH2=-=-55 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①-②×2可得Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-18 kJ·mol-1。
13.新的《环境空气质量标准》中有关环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
(1)已知部分化学键的键能如下:
化学键
H—S
S—S
SO
H—O
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
试根据这些数据计算下面这个反应的ΔH(用含a、b、c、d的代数式表示)
2H2S(g)+SO2(g)3S(g)+2H2O(g)　ΔH=　　　　　　　　　　　　(已知S为S8分子) 

(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=a kJ/mol;欲计算反应CH4(g)+4NO(g)CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓变ΔH2则还需要查询某反应的焓变ΔH3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH3=b kJ/mol,该反应的热化学方程式是 
　 , 
据此计算出ΔH2=　　　　 kJ/mol(用含a、b的式子表示)。 
(3)已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出X kJ热量。已知单质碳的燃烧热为Y kJ/mol,则1 mol C与O2(g)反应生成CO(g)的反应热ΔH为　 。 
(4)绿色能源是使用时不会对环境造成污染的能源,下列属于绿色能源的是　　　　。 
①太阳能　②风能　③潮汐能　④煤　⑤天然气　⑥石油
解析:(1)根据题图S8分子有8个共价键,则一个S原子平均有一个共价键。ΔH=∑E(反应物键能)-∑E(生成物键能)=4×a kJ/mol+2×
c kJ/mol-3×b kJ/mol-4×d kJ/mol=(4a+2c-3b-4d) kJ/mol。
(2)根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)+2O2(g)4NO(g)　ΔH=a kJ/mol-ΔH2=2b kJ/mol,则ΔH2=
(a-2b) kJ/mol,同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方
程式。
(3)3.6 g C的物质的量为0.3 mol,6.4 g氧气的物质的量为0.2 mol,反应物耗尽,生成物有CO和CO2,设有CO的物质的量为x mol,据C原子守恒,则CO2的物质的量有(0.3-x)mol,据O原子守恒得:x+2×
(0.3-x)=2×0.2,x=0.2,即反应后有CO:0.2 mol,CO2:0.1 mol,C的燃烧热是指1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量,综上,生成0.2 mol CO放出的热量为(X-0.1Y)kJ,则1 mol C燃烧生成CO放出的热量为5(X-0.1Y) kJ,其ΔH=-(5X-0.5Y) kJ/mol。
答案:(1)(4a+2c-3b-4d) kJ/mol
(2)N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH3=b kJ/mol　(a-2b)
(3)-(5X-0.5Y) kJ/mol
(4)①②③