（通用版）2020高考化學一輪復習 跟蹤檢測（三十三）化學能與熱能（2）反應熱的比較與計算（過題型）（含解析）.doc

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跟蹤檢測（三十三） 化學能與熱能（2）——反應熱的比較與計算（過題型） 1．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃燒，放出50 kJ熱量，則二甲基肼的燃燒熱ΔH為(　　) A．－1 000 kJmol－1 B．－1 500 kJ C．－2 000 kJmol－1 D．－2 000 kJ 解析：選C　1.5 g二甲基肼的物質(zhì)的量是0.025 mol，根據(jù)燃燒熱的定義可知，1 mol二甲基肼完全燃燒放出的熱量應該為（50）kJmol－1＝2 000 kJmol－1 ，即二甲基肼的燃燒熱ΔH＝－2 000 kJmol－1。 2．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－241.8 kJmol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJmol－1 氣態(tài)分子中的化學鍵 斷開1 mol化學鍵所需的能量/kJ —H 465 O===O 498 下列說法不正確的是(　　) A．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8 kJmol－1 B．斷開1 mol H—H鍵需要吸收439.2 kJ的能量 C．相同條件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高 D．18 g H2O(l)完全分解生成氫氣和氧氣，需要吸收285.8 kJ的能量 解析：選A　根據(jù)燃燒熱的定義可知，反應②放出的熱量為氫氣的燃燒熱，ΔH＝ΔH2＝－285.8 kJmol－1，A項錯誤；ΔH1＝E(H—H)＋498 kJmol－1－2465 kJmol－1＝－241.8 kJmol－1，則E(H—H)＝439.2 kJmol－1，B項正確；氣態(tài)水液化時放出熱量，故相同條件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高，C項正確；根據(jù)反應②可知，H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJmol－1，D項正確。 3．根據(jù)Ca(OH)2/CaO 體系的能量循環(huán)圖： 下列說法正確的是(　　) A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0 C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 解析：選D　水蒸氣變成液態(tài)水會放出熱量，ΔH5<0，故A錯誤；氫氧化鈣分解生成氧化鈣固體和水蒸氣與液態(tài)水和氧化鈣反應生成氫氧化鈣不是可逆過程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B錯誤；由圖可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C錯誤；根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正確。 4.意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等科學家獲得了極具理論研究意義的N4分子(結(jié)構(gòu)如圖所示)。已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量，生成1 mol NN鍵放出942 kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，由N2(g)生成1 mol氣態(tài)N4的ΔH為(　　) A．＋882 kJmol－1　　　　　 B．＋441 kJmol－1 C．－882 kJmol－1 D．－441 kJmol－1 解析：選A　由N2(g)生成氣態(tài)N4的化學方程式為2N2(g)===N4(g)，根據(jù)反應熱與鍵能的關(guān)系可知，該反應的ΔH＝(2942 kJmol－1)－(6167 kJmol－1)＝＋882 kJmol－1。 5．在298 K、101 kPa時，已知： ①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 ②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2 ③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系正確的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析：選A　分析已知的三個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律，由①＋②2可得，2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)，則有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。 6．下列各組中兩個反應的反應熱，其中ΔH1>ΔH2的是(　　) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH1 2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　ΔH2 D．已知反應：C(s，金剛石)===C(s，石墨)　ΔH<0， C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 解析：選A　A項：，由于H2O(l)===2H2O(g)　ΔH>0，則ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正確。 B項：，由于S(s)===S(g)　ΔH>0，則ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，錯誤。 C項：SO2氧化成SO3是放熱反應，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸熱反應，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，錯誤。 D項：，根據(jù)蓋斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，則ΔH1<ΔH2，錯誤。 7．斷裂1 mol化學鍵所需的能量如下表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有關(guān)化學反應的能量變化如圖所示，則下列說法錯誤的是(　　) 化學鍵 N—N ===O N≡N N—H 鍵能(kJ) 154 500 942 a A．N2(g)比O2(g)穩(wěn)定 B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJmol－1 C．圖中的ΔH3＝＋2 218 kJmol－1 D．表中的a＝194 解析：選D　由表中數(shù)據(jù)可知，N≡N鍵的鍵能大于===O鍵的鍵能，則N2(g)比O2(g)穩(wěn)定，A正確；由能量變化圖示可知，反應N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝－534 kJmol－1，B正確；根據(jù)蓋斯定律，反應N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－2 752 kJmol－1)＋ΔH3＝－534 kJmol－1，則ΔH3＝＋2 218 kJmol－1，C正確；N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)的ΔH3＝＋2 218 kJmol－1，根據(jù)反應熱與鍵能的關(guān)系可得ΔH3＝(4a kJmol－1＋154 kJmol－1＋500 kJmol－1)＝＋2 218 kJmol－1，解得a＝391，D錯誤。 8．已知有以下四個熱化學反應方程式： ①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－a kJmol－1 ②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－b kJmol－1 ③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l) ΔH＝－c kJmol－1 ④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－d kJmol－1 其中a、b、c、d最大的是(　　) A．a(chǎn) B．b C．c D．d 解析：選C?、倥c②相比生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量多，所以b>a，④中各物質(zhì)的物質(zhì)的量均為①中的一半，所以d＝a，③與②相比，2 mol C3H8燃燒生成4 mol CO2和2 mol CO，相當于此反應中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃燒， mol C3H8不完全燃燒，故c大于b，所以c最大。 9．常溫下，斷裂1 mol化學鍵所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷，下列說法不正確的是(　　) 化學鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I E/ (kJmol－1) 436 157 568 432 298 A．432 kJmol－1>E(H—Br)>298 kJmol－1 B．表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵 C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJmol－1 D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJmol－1 解析：選D　溴原子半徑大于氯原子小于碘原子，半徑越大鍵能越小，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知432 kJmol－1>E (H—Br)>298 kJmol－1，A項正確；鍵能越大形成的化學鍵越穩(wěn)定，鍵能最大的是H—F鍵，則最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵，B項正確；氫氣轉(zhuǎn)化為氫原子吸收的能量等于斷裂H—H鍵需要的能量：H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJmol－1，C項正確；依據(jù)鍵能計算，反應焓變＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，ΔH＝436 kJmol－1＋157 kJmol－1－2568 kJmol－1＝－543 kJmol－1，D項錯誤。 10．用H2可將工業(yè)廢氣中的NO催化還原成N2，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示，則NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g)的ΔH為(　　) A．0.5(a＋b－c－d)kJmol－1 B．0.5(c＋a－d－b)kJmol－1 C．0.5(c＋d－a－b)kJmol－1 D．0.5(b＋d－a－c)kJmol－1 解析：選A　根據(jù)題圖知，NO中鍵能為0.5a kJmol－1，N2中鍵能為c kJmol－1，H2中鍵能為0.5b kJmol－1，H2O中鍵能為0.5d kJmol－1，故該反應中ΔH＝0.5a kJmol－1＋0.5b kJmol－1－＝0.5(a＋b－c－d)kJmol－1。 11．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　 ΔH＝a kJmol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJmol－1 H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436 kJmol－1、496 kJmol－1和462 kJmol－1，則a為(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 解析：選D　按題給順序?qū)㈩}中兩個熱化學方程式分別編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律由①2－②可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220) kJmol－1，則：4462 kJmol－1－2436 kJmol－1－496 kJmol－1＝(2a＋220)kJmol－1，解得a＝＋130。 12．(2018廣安期中)根據(jù)以下熱化學方程式，ΔH1和ΔH2的大小比較錯誤的是(　　) A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 則有ΔH1>ΔH2 B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1 Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，則有ΔH1<ΔH2 C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2 則有ΔH1<ΔH2 D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1 Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，則有ΔH1<ΔH2 解析：選A　將A中的熱化學方程式依次編號為①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A錯誤；等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)與H2(g)反應生成HBr(g)放出的熱量比1 mol Br2(l)與H2(g)反應生成HBr(g)放出的熱量多，則有ΔH1<ΔH2，B正確；將C中的兩個反應依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，則有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，則ΔH1<ΔH2，C正確；Cl原子半徑比Br原子半徑小，H—Cl鍵的鍵能比H—Br鍵的鍵能大，故ΔH1<ΔH2，D正確。 13．聯(lián)氨可用作火箭燃料，回答下列問題： (1)在發(fā)射“神舟”十一號的火箭推進器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當兩者混合時即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJmol－1； H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJmol－1 若用6.4 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水，則整個過程中放出的熱量為________。 (2)“嫦娥二號”衛(wèi)星使用液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)作推進劑。N2O4與偏二甲肼燃燒產(chǎn)物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量熱，已知10.0 g液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)四氧化二氮完全燃燒可放出425 kJ熱量，該反應的熱化學方程式為____________。 (3)火箭的常規(guī)燃料是液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)肼(N2H4)，N2O4作氧化劑，有人認為若用氟氣代替四氧化二氮作氧化劑，反應釋放的能量更大(兩者反應生成氮氣和氟化氫氣體)。已知： ①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0 kJmol－1 ②H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269.0 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJmol－1 請寫出肼和氟氣反應的熱化學方程式： ___________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJmol－1 ②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJmol－1 ③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJmol－1 ④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1 請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學方程式： __________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)6.4 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.2 mol。由蓋斯定律可知：液態(tài)肼與H2O2反應生成N2和液態(tài)水的熱化學方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－(641.6＋444)kJmol－1＝－817.6 kJmol－1，故0.2 mol 液態(tài)肼放出的熱量為0.2 mol817.6 kJ mol－1＝163.52 kJ。 (2)N2O4與偏二甲肼反應的產(chǎn)物為CO2、N2和氣態(tài)水，1 mol C2H8N2(l)與N2O4(l)完全燃燒放出的熱量為60 g＝2 550.0 kJ。該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJmol－1。 (3)根據(jù)蓋斯定律，由①＋②4－③2得： N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1 126.0 kJmol－1。 (4)根據(jù)蓋斯定律，由④＋③－①－②得： H2(l)＋O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46 kJmol－1。 答案：(1)163.52 kJ (2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJmol－1 (3)N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 126.0 kJmol－1 (4)H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJmol－1 14．(1)下列三個反應在某密閉容器中進行： 反應①：Fe(s)＋CO2(g)===FeO(s)＋CO(g) ΔH1＝a kJmol－1 反應②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝b kJmol－1 反應③：2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)　ΔH3＝________kJmol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 (2)焦炭與CO、CO2、H2均是重要的化工原料，由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下： 反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.58 kJmol－1 反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.19 kJmol－1 反應Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3 則反應Ⅲ的ΔH3＝________kJmol－1。 (3)一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定下來，但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，相關(guān)的熱化學方程式如下： ①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋210.5 kJmol－1 ②CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.3 kJmol－1 反應：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)的 ΔH＝________kJmol－1。 (4)根據(jù)下列3個熱化學方程式： ①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8 kJmol－1 ②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.2 kJmol－1 ③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋19.4 kJmol－1 寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學方程式：________________________________________________________________________。 解析：(1)分析反應①和②，根據(jù)蓋斯定律，由①2＋②可得2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)，則有ΔH3＝2ΔH1＋ΔH2＝2a kJmol－1＋b kJmol－1＝(2a＋b) kJmol－1。 (2)分析反應Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由反應Ⅰ－Ⅱ可得反應Ⅲ，則有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－49.58 kJmol－1)－(＋41.19 kJmol－1)＝－90.77 kJmol－1。 (3)根據(jù)蓋斯定律，由②4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)，則有ΔH＝4ΔH2－ΔH1＝(－47.3 kJmol－1)4－(＋210.5 kJmol－1)＝－399.7 kJmol－1。 (4)分析已知的三個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律，由①3－②－③2可得6CO(g)＋6FeO(s)===6Fe(s)＋6CO2(g)，則有ΔH＝(－24.8 kJmol－1)3－(－47.2 kJmol－1)－(＋19.4 kJmol－1)2＝－66 kJmol－1，從而可得熱化學方程式：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJmol－1。 答案：(1)2a＋b　(2)－90.77　(3)－399.7 (4)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJmol－1 15．請參考題中圖表，已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，根據(jù)要求回答下列問題： (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJmol－1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數(shù)。 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/(kJmol－1) a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝________________ kJmol－1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 解析：(1)觀察圖，E1應為正反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1。 (2)觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式如下運算：②3－①2＋③2，即可得出甲醇蒸氣燃燒的熱化學方程式。 (3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結(jié)合題圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，根據(jù)“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 答案：(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJmol－1 (3)(d＋6a＋5c－12b)