2022届新高考化学第一轮复习课时作业：化学能与热能（含解析）

2022届新高考化学第一轮复习课时作业

化学能与热能

一、选择题

1、N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g)，下列说法正确的是(  )

A．Ⅰ中破坏的均为极性键

B．Ⅳ中NH2与H的总键能大于NH3中的总键能

C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均为放热过程

D．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH>0

解析：由图可知，过程Ⅰ为N2＋H2―→N＋3H，故破坏的化学键均为非极性键，A错误。NH2＋H具有的总能量高于NH3具有的总能量，该过程放出热量，则Ⅳ中NH2＋H的总键能小于NH3中的总键能，B错误。由图可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ过程中反应物具有的总能量均大于生成物具有的总能量，故均为放热过程，C正确。由图可知， mol N2＋ mol H2具有的总能量高于1 mol NH3具有的总能量，则该反应为放热反应，ΔH<0，D错误。

答案：C

2、由金红石TiO2制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2―→TiCl4Ti。已知：

①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2

③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3

则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为(　　)

A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2 

B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2

C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 

D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2

解析：根据盖斯定律，由2×①－②＋③可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故C项正确。

答案：C

3、下列有关能量的判断和表示方法正确的是(　　)

A．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知：石墨比金刚石更稳定

B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多

C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1可知：含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出热量等于57.3 kJ

D．2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ

解析：石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH 的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3 kJ，C错误；2 g H2的物质的量为1 mol，此反应为放热反应，ΔH<0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＝－571.6 kJ·mol－1，D错误。

答案：A

4、随着科技进步，新能源汽车越来越普遍。下列能源组合中，均属于新能源的一组是(  )

①天然气　②煤　③沼气能　④石油　⑤太阳能　⑥生物质能　⑦风能

⑧氢能

A．①②③④           B.①⑤⑥⑦⑧

C．③④⑤⑥⑦⑧        D.③⑤⑥⑦⑧

解析：天然气、煤、石油都是化石能源，不是新能源，常见的新能源有：沼气能、太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，所以D符合。

答案：D

5、M转化为N分两步完成：①M(g)＋Q(s) R(s)　ΔH1>0；②M(g)＋R(s)N(g)＋Q(s)　ΔH2<0。转化过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是(  )

A．反应②的逆反应的活化能为E4 kJ·mol－1

B．反应①的正反应的活化能一定大于ΔH1

C．R是该反应的催化剂

D．2M(g) N(g)的ΔH＝(E5－E1) kJ·mol－1

解析：由图可知，反应②的逆反应的活化能为(E4－E1) kJ·mol－1，A错误。反应①的正反应的活化能为(E5－E2) kJ·mol－1，而反应①的ΔH1＝(E3－E2) kJ·mol－1，故反应①的正反应的活化能大于ΔH1，B正确。M转化为N分两步完成，R是反应①的产物，是反应②的反应物，是该反应的中间产物，不是该反应的催化剂，C错误。由图可得，2 M(g) N(g)的ΔH＝(E1－E2) kJ·mol－1，D错误。

答案：B

4．下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　)

A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1

B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1, 则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1

C．H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1

D．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则 C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1

解析：反应过程中除了H＋和OH－反应放热，BaSO4沉淀的生成也伴随有沉淀热的变化，即H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH≠2×(－57.3)kJ·mol－1，故A错误；CH3OH(g)的燃烧热为1 mol甲醇蒸气燃烧转化为二氧化碳和液态水放出的热量，不能生成氢气，故B错误；H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1,2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，液态水转化为气态水是吸热的，故C错误；由葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1可知，0.5 mol葡萄糖完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为1 400 kJ，即C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1，故D正确。

答案：D

5．在298 K、100 kPa时，已知：

2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1

Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2

2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2   

B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 

D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

解析：第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得，由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。

答案：A

6．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)

A．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反应热)

B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和热)

C．C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)

D．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ/mol(反应热)

解析：A.热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，故A错误；B.中和反应是放热反应，ΔH应小于0，故B错误；C.燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态必须为液态，故C错误；D.热化学方程式的书写注明了物质的聚集状态、ΔH的正负号、数值、单位均正确，故D正确。

答案：D

7、已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：

则表中x为(　　)

A．920   B.557 

C．463   D.188

解析：根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x kJ，解得x＝463。

答案：C

8、下列关于热化学反应的描述正确的是(　　)

A．CO的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋283.0 kJ·mol－1

B．HCl和NaOH反应的中和热(ΔH)等于－57.3 kJ·mol－1，则CH3COOH和Ba(OH)2的中和热也等于－57.3 kJ·mol－1

C．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量少

D．已知：H—H键的键能为a kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为b kJ·mol－1，H—Cl键的键能为c kJ·mol－1，则生成1 mol HCl放出的能量为 kJ

解析：CO的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则有CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，从而可得2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋566.0 kJ·mol－1，A错误。CH3COOH是弱酸，电离过程中要吸收能量，故CH3COOH和Ba(OH)2的中和热不等于－57.3 kJ·mol－1，B错误。等物质的量的S(g)具有的能量高于S(s)，故等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确。已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH<0，则有ΔH＝(a＋b－2c) kJ·mol－1＝－(2c－a－b) kJ·mol－1，则生成1 mol HCl时，放出的热量为kJ，D错误。

答案：C

9、CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下：

①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1

③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．ΔH1＞0

B．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJ·mol－1

C．CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%

D．2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)

ΔH＝(2a＋4b－c)kJ·mol－1

解析：燃烧反应都是放热反应，则CO与O2反应的反应热为负值，即ΔH1＜0，故A错误；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJ·mol－1，物质的状态不同，反应热不同，故B错误；反应物全部转化为目标产物时，反应的原子利用率为100%,2CO2＋6H2===C2H5OH＋3H2O，有H2O生成，则原子利用率小于100%，故C错误；由盖斯定律可知，2×①＋4×②－③得到目标方程式，即2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　ΔH＝(2a＋4b－c)kJ·mol－1，故D正确。

答案：D

二、非选择题

10、(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、__________________________、____________。

(2)量取反应物时，取50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸，还需加入的试剂是____________。

A．50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液

B．50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液

C．1.0 g NaOH固体

(3)实验时大烧杯上若不盖硬纸板，求得中和热ΔH的数值____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(4)由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。

①设充分反应后溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化，则ΔH1＝__________；ΔH2＝____________。(已知溶液密度均为1 g/cm3)②ΔH1≠ΔH2的原因是

___________________________。

解析：(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、量筒。(2)量取反应物时，取50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸，还需加入等体积但浓度略大的NaOH溶液，使酸被完全中和，并且根据酸的浓度和体积计算生成水的物质的量。(3)实验时大烧杯上若不盖硬纸板，则中和放出的热量散失得多，温度计测得的温度偏小，中和反应放出的热量偏小，由ΔH＝－可知，计算出的中和热ΔH偏大。(4)①ΔH1＝－kJ/mol＝－kJ/mol≈－56.8 kJ/mol；ΔH2＝－kJ/mol＝－ kJ/mol≈－52.7 kJ/mol。②ΔH1≠ΔH2，原因是NaOH是强碱，NH3·H2O是弱碱，NH3·H2O电离出OH－时需要吸热，导致中和反应放出的热量减小，中和热ΔH的值偏高。

答案：(1)环形玻璃搅拌棒　量筒

(2)B　(3)偏大

(4)①－56.8 kJ/mol　－52.7 kJ/mol　②NaOH是强碱；NH3·H2O是弱碱，电离吸热，放出热量少，中和热ΔH2偏大

13．多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

Ⅰ.硅粉与HCl在300℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为__________________。

SiHCl3的电子式为___________________。

Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：

①SiCl4(g)＋H2(g) SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1>0

②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s) 4SiHCl3(g)　ΔH2<0

③3SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g) 3SiHCl3(g)　ΔH3>0

(4)反应③的ΔH3＝________(用ΔH1，ΔH2表示)。温度升高，反应③的平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析：Ⅰ.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；

Ⅱ.(4)将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以ΔH3＝ΔH2－ΔH1，因ΔH2<0、ΔH1>0，所以ΔH3必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。

答案：Ⅰ.Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1

Ⅱ.(4)ΔH2－ΔH1　减小

14．道路千万条，安全第一条，行车不规范，亲人两行泪。减少交通事故除遵守交通法规正确驾驶外，安全措施也极为重要。汽车的安全气嚢内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解或发生反应，产生大量气体，充满气囊，从而保护驾驶员和乘客的安全。

请回答下列问题：

(1)下列判断正确的是________。

A．道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关

B．NH4NO3、KNO3中含有化学键的类型完全相同

C．NaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应

D．NaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心，以免发生爆炸

(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示：

①叠氮化钠的爆炸反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

②若爆炸过程中有30 mol非极性键生成(一个共用电子对为一个化学健)，则反应的能量变化为________kJ(用含a、b的代数式表示)，消耗叠氮化钠的质量为____________g。

(3)若安全气囊内充的是叠氮化钠和硝酸钾，撞击时发生的反应是10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑。当该反应的氧化产物比还原产物多1.4 mol，则转移电子的物质的量是____________mol，同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末，其在安全气囊内所起的作用可能是__________________。

解析：(1)A. 道路起雾，水分子不变，水分子中化学键不变，A项错误；B. NH4NO3含离子键、极性共价键，KNO3中钾离子与硝酸根离子之间为离子键，硝酸根离子中N与O原子之间为极性共价键，则两者化学键类型相同，B项正确；C. NaN3具有还原性，可和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应，C项错误；D. NaN3受到猛烈撞击时，就会发生化学变化；NH4NO3固体属于易燃易爆固体，在储存和使用时都必须格外小心，以免发生爆炸，D项正确；(2)①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；②发生3NaN3===Na3N＋4N2↑，氮气中N≡N非极性键，由反应及图可知生成12 mol非极性键放热为(a－b) kJ，则有30 mol非极性键生成(一个共用电子对为一个化学健)，则反应的能量变化为(a－b) kJ×＝ 2.5(a－b)，消耗叠氮化钠的质量为mol×65 g/mol ＝ 487.5 g；(3)10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑中，KNO3中N元素由＋5价降低为0，反应中共转移10电子，NaN3中N元素的化合价由－价升至0价，根据N守恒，氧化产物与还原产物物质的量之比为15∶1，由反应可知，生成16 mol N2时氧化产物比还原产物多14 mol，若氧化产物比还原产物多1.4 mol，则该反应生成氮气为＝ 1.6 mol，根据关系式16N2～10e－可知转移电子的物质的量是×1.6 mol＝1 mol；同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末，其在安全气囊内所起的作用可能是SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐，减少对人体的伤害。

答案：(1)B、D

(2)放热　2.5(a－b)　487.5   

(3)1 　SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐，减少对人体的伤害