（通用版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十二）化學(xué)能與熱能（1）基本概念一課過（過基礎(chǔ)）（含解析）.doc

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跟蹤檢測（三十二） 化學(xué)能與熱能（1）——基本概念一課過（過基礎(chǔ)） 1．最新報道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下： 下列說法中正確的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng) B．在該過程中，CO斷鍵形成C和O C．CO和O形成了具有極性共價鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程 解析：選C　由題圖可知，CO和O生成CO2是放熱反應(yīng)，A錯誤；由狀態(tài)Ⅰ、狀態(tài)Ⅱ可知，CO沒有斷鍵，B錯誤；CO2中碳氧鍵為極性共價鍵，C正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應(yīng)生成CO2的過程，不是CO與O2反應(yīng)的過程，D錯誤。 2. 已知2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋W(g)　ΔH，反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．ΔH＝E2－E1 B．正反應(yīng)的活化能等于E3 C．加入高效催化劑，ΔH減小 D．恒壓下充入一定量的氦氣，n(Z)不變 解析：選D　ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量＝E1－E2，故A錯誤；正反應(yīng)的活化能＝E3－E2，故B錯誤；催化劑對反應(yīng)的熱效應(yīng)無影響，故C錯誤；恒壓條件下充入一定量的氦氣，該反應(yīng)平衡不移動，n(Z)不變，故D正確。 3．(2019永州聯(lián)考)反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示，其熱化學(xué)方程式正確的是(　　) A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝＋2(b＋c－a)kJmol－1 B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝＋2(b－a)kJmol－1 C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a)kJmol－1 D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－(a＋b)kJmol－1 解析：選C　由題圖可知，反應(yīng)物的能量高，則合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的總能量比1 mol NH3(g)的能量大(b－a) kJ，故熱化學(xué)方程式為N2(g)＋H2(g)NH3(g)　ΔH＝－(b－a)kJmol－1，則N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－2(b－a)kJmol－1，故B、D錯誤；由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的總能量比1 mol NH3(l)的能量大(b＋c－a)kJ，故熱化學(xué)方程式為N2(g)＋H2(g)NH3(l)　ΔH＝－(b＋c－a) kJ mol－1，則N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)　ΔH＝－2(b＋c－a)kJmol－1，故A錯誤，C正確。 4．將V1 mL 1.0 molL－1HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結(jié)果如圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50 mL)。下列敘述正確的是(　　) A．做該實驗時環(huán)境溫度為22 ℃ B．該實驗表明熱能可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．NaOH溶液的濃度約為1.5 molL－1 D．該實驗表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 解析：選C　溫度為22 ℃時加入鹽酸5 mL，則不是做該實驗時的環(huán)境溫度，故A錯誤；該實驗表明HCl溶液與NaOH溶液反應(yīng)是放熱的反應(yīng)，即表明化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能，故B錯誤；恰好反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸的體積是30 mL，由V1＋V2＝50 mL可知，消耗的NaOH溶液的體積為20 mL，恰好反應(yīng)時NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n，由HCl＋ NaOH===NaCl＋H2O可知，n＝1.0 molL－10.03 L＝0.03 mol，所以濃度c＝＝1.5 molL－1，故C正確；只是該反應(yīng)放熱，其他有水生成的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)，故D錯誤。 5．(2016江蘇高考)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是(　　) ①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJmol－1 ②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＝131.3 kJmol－1 ③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJmol－1 A．反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．反應(yīng)②為放熱反應(yīng) C．反應(yīng)③使用催化劑，ΔH3減小 D．反應(yīng)CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJmol－1 解析：選D　反應(yīng)①是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A不正確；反應(yīng)②中ΔH2＞0，是吸熱反應(yīng)，B不正確；反應(yīng)③使用催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，ΔH不變，C不正確；D項中，由蓋斯定律，反應(yīng)③－②可得CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝74.8 kJmol－1，正確。 6．下列有關(guān)能量的判斷和表示方法正確的是(　　) A．由C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＝＋1.9 kJmol－1，可知：石墨比金剛石更穩(wěn)定 B．等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多 C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，放出熱量等于57.3 kJ D．2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ 解析：選A　石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過程是吸熱反應(yīng)，金剛石能量高，石墨比金剛石更穩(wěn)定，A正確；等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃?，前者放出熱量更多，B錯誤；含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，醋酸為弱酸，溶于水電離需要吸熱，放出熱量小于57.3 kJ，C錯誤；2 g H2的物質(zhì)的量為1 mol，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，故氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2(－285.8 kJmol－1)＝－571.6 kJmol－1，D錯誤。 7．氯原子對O3的分解有催化作用： O3＋Cl===ClO＋O2　ΔH1 ClO＋O===Cl＋O2　ΔH2 該反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是(　　) A．反應(yīng)O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E2 B．反應(yīng)O3＋O===2O2的ΔH＝E2－E3 C．反應(yīng)O3＋O===2O2是吸熱反應(yīng) D．反應(yīng)O3＋O===2O2的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 解析：選D　A項和B項，依據(jù)圖像得出反應(yīng)O3＋O===2O2為放熱反應(yīng)，ΔH＝E3－E2；C項，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；D項，根據(jù)蓋斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 8．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出22.68 kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是(　　) A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.76 kJmol－1 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 451.52 kJmol－1 C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.76 kJmol－1 D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1 451.52 kJmol－1 解析：選B　因1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68 kJg－132 g＝725.76 kJ熱量，所以2 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水的ΔH＝－1 451.52 kJmol－1。 9．真空碳熱還原——氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下： ①Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJmol－1 ②2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJmol－1 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH3＝Q kJmol－1 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．反應(yīng)①中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 B．反應(yīng)②中若生成液態(tài)鋁，則反應(yīng)熱應(yīng)大于ΔH2 C．反應(yīng)③中生成1 mol AlCl3(g)時，需要吸收174.9 kJ的熱量 D．該生產(chǎn)工藝中能循環(huán)利用的物質(zhì)只有AlCl3 解析：選B　ΔH1>0，說明反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，需要從外界吸收能量，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項錯誤；液態(tài)鋁轉(zhuǎn)化成固態(tài)鋁，放出熱量，ΔH<0，因此生成液態(tài)鋁的反應(yīng)熱大于ΔH2，B項正確；根據(jù)蓋斯定律，由①－②＝③，則ΔH3＝(＋1 344.1－1 169.2)kJmol－1＝＋174.9 kJmol－1，因此生成1 mol AlCl3(g)吸收的熱量是174.9 kJ2＝87.45 kJ，C項錯誤；該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是AlCl3和Cl2，D項錯誤。 10．1 mol石墨在一定條件下完全轉(zhuǎn)化為金剛石，其能量變化如圖所示，ΔE1＝393.5 kJ、ΔE2＝395.4 kJ，下列說法正確的是(　　) A．石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需吸收能量 B．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于物理變化 C．金剛石比石墨穩(wěn)定 D．1 mol金剛石的能量大于1 mol CO2的能量 解析：選A　由題圖可知物質(zhì)的量均為1 mol的石墨與金剛石燃燒變成CO2時，金剛石放出熱量多，則金剛石能量高，石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需吸收能量，A正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)變化，B錯誤；金剛石的能量大于石墨的能量，物質(zhì)的能量越大越不穩(wěn)定，則石墨比金剛石穩(wěn)定，C錯誤；根據(jù)以上分析可知，1 mol金剛石和1 mol氧氣的總能量高于1 mol CO2的能量，D錯誤。 11．發(fā)射航天器用的運載火箭使用的是以液氫為燃燒劑，液氧為氧化劑的高能低溫推進劑，已知： ①H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJmol－1 ②O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJmol－1 下列說法正確的是(　　) A．H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成H2O(g)放熱483.6 kJmol－1 B．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8 kJmol－1 C．火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJmol－1 D．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－88 kJmol－1 解析：選C　由題圖可知，每2 mol H2(g)與1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol H2O(g)放熱483.6 kJ，選項中未指明反應(yīng)物的物質(zhì)的量，故A錯誤；氫氣的燃燒熱ΔH＝ kJmol－1＝－285.8 kJmol－1，故B錯誤；由蓋斯定律可知，火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－(483.6－20.92－6.84)kJmol－1＝－474.92 kJ mol－1，故C正確；H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝ kJmol－1＝－44 kJmol－1，故D錯誤。 12．已知：1 g C(s)燃燒生成一氧化碳放出9.2 kJ的熱量；氧化亞銅與氧氣反應(yīng)的能量變化如圖所示。 下列敘述正確的是(　　) A．碳[C(s)]的燃燒熱ΔH＝－110.4 kJmol－1 B．1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的熱量 C．反應(yīng)2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)的活化能為292 kJmol－1 D．足量炭粉與CuO反應(yīng)生成Cu2O的熱化學(xué)方程式為C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝＋35.6 kJmol－1 解析：選D　1 g C(s)燃燒生成CO放出9.2 kJ的熱量，則1 mol C(s)燃燒生成CO(g)放出的熱量為9.2 kJ12＝110.4 kJ，根據(jù)燃燒熱的概念可知，碳[C(s)]的燃燒熱ΔH不等于－110.4 kJmol－1，A錯誤；由圖可得①2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH＝－292 kJmol－1，故1 mol CuO分解生成Cu2O吸收73 kJ的熱量，B錯誤；由題圖可知，反應(yīng)2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)的活化能為348 kJmol－1，C錯誤；C(s)燃燒生成CO(g)的熱化學(xué)方程式為②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220.8 kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，由②－①可得C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g)的ΔH＝(－220.8 kJmol－1)－(－292 kJmol－1)＝＋35.6 kJmol－1，D正確。 13．依據(jù)事實寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 (1)1 g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4 kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的熱量。此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)2.3 g某液態(tài)有機物和一定量的氧氣混合點燃，恰好完全燃燒，生成2.7 g液態(tài)水和2.24 L CO2(標準狀況)并放出68.35 kJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)1 g 碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需吸收10.94 kJ熱量，則碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.28 kJ mol－1。 (2)2.0 g 肼氣體完全燃燒生成氮氣和水蒸氣時放出33.4 kJ熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJmol－1。 (3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的熱量，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－1 669.8 kJmol－12＝－3 339.6 kJ mol－1。 (4)通過燃燒的產(chǎn)物可知該有機物中肯定含有碳元素和氫元素，可能含有氧元素。n(H2O)＝＝0.15 mol，n(H)＝0.3 mol，m(H)＝0.3 g，n(CO2)＝＝0.1 mol，n(C)＝0.1 mol，m(C)＝1.2 g，則碳元素和氫元素的質(zhì)量之和是0.3 g＋1.2 g＝1.5 g<2.3 g，故該有機物中還含有氧元素，氧元素的質(zhì)量是2.3 g－1.5 g＝0.8 g，n(O)＝0.05 mol，從而可確定該有機物的分子式為C2H6O，該液態(tài)有機物為C2H5OH(l)，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 367 kJmol－1。 答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.28 kJmol－1 (2)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJmol－1 (3)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－3 339.6 kJmol－1 (4)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 367 kJmol－1 14．化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。 (1)蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化學(xué)方程式分別為 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJmol－1 H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1 則356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為________。 (2)家用液化氣中主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓時，當1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50 kJ。試寫出該狀態(tài)下表示丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________。 (3)環(huán)境保護問題正越來越受到關(guān)注，二氧化碳是主要的溫室氣體，而節(jié)能減排可以有效地降低二氧化碳的排放量。有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是________(填字母)。 A．電解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ B．高溫使水分解制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ C．太陽光催化分解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ D．天然氣制氫：CH4＋H2OCO＋3H2 解析：(1)將題給反應(yīng)依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律①－2②可得CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－802.3 kJmol－1－244 kJmol－1＝－890.3 kJ mol－1,356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)中甲烷的物質(zhì)的量為2 mol，所以完全燃燒放出的熱量為1 780.6 kJ。 (2)根據(jù)燃燒熱的定義，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所釋放的熱量，所以該狀態(tài)下丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝ －2 900 kJmol－1。 (3)電解水需要大量的電能，A錯誤；高溫使水分解需要大量的燃料，并產(chǎn)生大量的CO2及其他污染環(huán)境的氣體，B錯誤；太陽能是自然存在的，最節(jié)能，C正確；天然氣高溫制氫氣也需要大量的燃料，D錯誤。 答案：(1)1 780.6 kJ (2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2 900 kJmol－1 (3)C 15．(1)甲烷重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有： 反應(yīng) 過程 化學(xué)方程式 焓變ΔH (kJmol－1) 甲烷 氧化 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1 CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) －322.0 蒸汽 重整 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ＋206.2 CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ＋165.0 ①反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJmol－1。 ②甲烷的燃燒熱為ΔH2，則ΔH2________ΔH1(填“>”“＝”或“<”)。 (2)物質(zhì)(t－BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)： (t－BuNO)22(t－BuNO)　　ΔH 實驗測得該反應(yīng)的ΔH＝＋50.5 kJmol－1，活化能Ea＝90.4 kJmol－1。下列能量關(guān)系圖合理的是________。 解析：(1)①由蒸汽重整的兩個反應(yīng)可知，利用第二個反應(yīng)減去第一個反應(yīng)則得出該反應(yīng)的ΔH＝(165.0－206.2)kJmol－1＝－41.2 kJmol－1。②表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2，生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水釋放出的熱量多，故ΔH2<ΔH1。(2)由實驗測得該反應(yīng)的ΔH＝＋50.5 kJmol－1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量。可排除能量關(guān)系圖B和C，又依據(jù)活化能Ea＝90.4 kJ mol－1，Ea－ΔH<50.5 kJmol－1，能量關(guān)系圖A中，Ea－ΔH>50.5 kJmol－1，Ea與ΔH的比例不正確。而能量關(guān)系圖D是合理的。 答案：(1)①－41.2?、? (2)D