新教材高考化学一轮复习课时作业18化学能与热能含答案

这是一份新教材高考化学一轮复习课时作业18化学能与热能含答案，共11页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．已知△（g）＋H2（g）―→CH3CH2CH3（g） ΔH＝－157 kJ·ml－1。已知环丙烷（g）的燃烧热ΔH＝－2 092 kJ·ml－1，丙烷（g）的燃烧热ΔH＝－2 220 kJ·ml－1，1 ml液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ·ml－1。则2 ml氢气完全燃烧生成气态水的ΔH （kJ·ml－1）为（ ）
A．－658 B．－482
C．－329 D．－285
2．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
A．已知：正丁烷（g）===异丁烷（g） ΔH<0，则正丁烷比异丁烷稳定
B．已知：C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－1 478.8 kJ·ml－1，则C2H4（g）的燃烧热ΔH＝－1 478.8 kJ·ml－1
C．已知：H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则稀Ba（OH）2（aq）和稀H2SO4（aq）完全反应生成1 ml H2O（l）时，放出57.3 kJ热量
D．已知：S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1；
S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2，则ΔH1>ΔH2
3．已知：①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－483.6 kJ·ml－1；②H2（g）＋S（g）===H2S（g） ΔH＝－20.1 kJ·ml－1，下列判断正确的是（ ）
A．若反应②中改用固态硫，则消耗1 ml S（s）反应放出的热量小于20.1 kJ
B．从焓变数值知，单质硫与氧气相比，更容易与氢气化合
C．由①②知，水的热稳定性弱于硫化氢
D．氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
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·ml－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·ml－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）＋ eq \f(1,2) O2（g）===CO2（g）＋2H2（g） ΔH＝－192.9 kJ·ml－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9 kJ·ml－1
C．H2（g）的燃烧热是285.8 kJ·ml－1，则2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）
ΔH＝＋571.6 kJ·ml－1
D．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·ml－1，则 eq \f(1,2) C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1 400 kJ·ml－1
5．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．CO2分解过程中存在所有旧化学键断裂和新化学键的形成
B．增大TiO2的表面积可提高催化效率
C．该反应中化学能转化为光能和热能
D．CO2分解反应的热化学方程式为
2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g） ΔH＝＋30 kJ·ml－1
6．335 ℃时，在恒容密闭反应器中1.00 ml C10H18（l）催化脱氢的反应过程如下：
反应1：C10H18（l）⇌C10H12（l）＋3H2（g）ΔH1
反应2：C10H12（l）⇌C10H8（l）＋2H2（g）ΔH2
测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间的变化关系及反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．使用催化剂能改变反应历程
B．更换催化剂后ΔH1、ΔH2也会随之改变
C．8 h时，反应1、2都未处于平衡状态
D．x1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的C10H12很快转变成C10H8
二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）
7．一定条件下，在水溶液中1 ml ClO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(x)) （x＝0，1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示。下列有关说法错误的是（ ）

A．如图离子中结合H＋能力最弱的是E
B．如图离子中最稳定的是A
C．C→B＋D反应的热化学方程式为
2ClO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(2)) （aq）===ClO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) （aq）＋ClO－（aq）ΔH＝－76 kJ·ml－1
D．B→A＋D的反应为吸热反应
8．根据下图所得判断正确的是（ ）
已知：H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44 kJ·ml－1
A．图1反应为吸热反应
B．图1反应使用催化剂时，不会改变其ΔH
C．图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①
D．图2中反应为CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41 kJ·ml－1
9．已知：①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1
②3H2（g）＋Fe2O3（s）===2Fe（s）＋3H2O（g） ΔH2
③2Fe（s）＋ eq \f(3,2) O2（g）===Fe2O3（s） ΔH3
④2Al（s）＋ eq \f(3,2) O2（g）===Al2O3（s） ΔH4
⑤2Al（s）＋Fe2O3（s）===Al2O3（s）＋2Fe（s） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A．ΔH1<0，ΔH3＜0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
10．氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是（ ）
A.N2和H2被吸附在催化剂a表面发生反应
B.反应①的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·ml－1
C.反应②中，转移1.25 ml电子时消耗NH3的体积为5.6 L
D．催化剂a、b能提高反应速率和平衡转化率
三、非选择题
11．（1）科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示，对图中线间距离窄小的部分，其能量差用 eq \(=====,\s\up11(m↓),\s\d4( ↑)) 的方式表示。由图可知合成氨反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＝ kJ·ml－1，反应速率最慢的步骤的化学方程式为
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（2）已知CH4（g）＋H2O（g）⇌3H2（g）＋CO（g） ΔH1
FeO（s）＋H2（g）⇌Fe（s）＋H2O（g） ΔH2
FeO（s）＋CO（g）⇌Fe（s）＋CO2（g） ΔH3
则CH4（g）＋4FeO（s）⇌4Fe（s）＋2H2O（g）＋CO2（g）的ΔH＝ （用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示）。
12．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）上图是N2（g）和H2（g）反应生成1 ml NH3（g）过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：
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（2）NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO（g）＋2CO（g）⇌2CO2（g）＋N2（g） ΔH＝a kJ·ml－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a （填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
4NH3（g）＋3O2（g）===2N2（g）＋6H2O（g） ΔH1＝－a kJ·ml－1 ①
N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH2＝－b kJ·ml－1 ②
若1 ml NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ·ml－1（用含a、b的式子表示）。
（4）已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH1＝－25 kJ·ml－1
②3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g）ΔH2＝－47 kJ·ml－1
③Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g）ΔH3＝＋640 kJ·ml－1
请写出FeO（s）被CO（g）还原成Fe（s）和CO2（g）的热化学方程式：
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课时作业18 化学能与热能
1．解析：已知反应①为△（g）＋H2（g）―→CH3CH2CH3（g） ΔH1＝－157 kJ·ml－1。反应②：△（g）＋4.5O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l） ΔH2＝－2 092 kJ·ml－1，反应③：CH3CH2CH3（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l） ΔH3＝－2 220 kJ·ml－1，反应④：H2O（l）===H2O（g） ΔH4＝＋44 kJ·ml－1，则由盖斯定律，反应①－反应②＋反应③＋反应④得到反应：H2（g）＋0.5O2（g）===H2O（g） ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241 kJ·ml－1，则2 ml氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－482 kJ·ml－1，B正确。
答案：B
2．解析：正丁烷转化为异丁烷的反应为放热反应，说明等物质的量的异丁烷的能量比正丁烷低，物质能量越低越稳定，A项错误；燃烧热为1 ml纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，已知热化学方程式中生成物水为气态，则对应的ΔH不是C2H4（g）的燃烧热，B项错误；反应还生成了BaSO4（s），放热应大于57.3 kJ，C项错误；两个反应均是放热反应，S（g）完全燃烧时放热更多，故|ΔH1|<|ΔH2|，则ΔH1>ΔH2，D项正确。
答案：D
3．解析：固体变为气体，吸收热量，若反应②中改用固态硫，则消耗1 ml S （s）反应放出的热量小于20.1 kJ，A项正确；由热化学方程式可知，1 ml氢气与氧气反应放出的热量比1 ml氢气与硫反应放出的热量多221.7 kJ，说明氧气与单质硫相比更容易与氢气化合，B项错误；无法直接比较热稳定性，C项错误；燃烧热为标准状况下，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，反应①生成的是气态水而不是液态水，D项错误。
答案：A
4．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反应热的变化，即H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH≠2×（－57.3） kJ·ml－1，故A错误；CH3OH（g）的燃烧热为1 ml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·ml－1，则2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋571.6 kJ·ml－1，故C错误；由葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·ml－1可知，0.5 ml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 eq \f(1,2) C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1 400 kJ·ml－1，故D正确。
答案：D
5．解析：CO2分解生成CO和O2的过程中，过程③ CO2中只断裂一个碳氧双键，并不是所有化学键断裂，A错误；增大TiO2的比表面积就增大了TiO2的接触面积和吸附能力，可提高催化效率，B正确；从图示可以看出，光能和热能转化为化学能，C错误；从图中键能数据可计算出，CO2分解反应的焓变ΔH＝（2×1 598－2×1 072－496） kJ·ml－1＝＋556 kJ·ml－1，D错误。
答案：B
6．解析：使用催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应历程，A项正确；使用催化剂，不能改变反应物和生成物的总能量，即不能改变反应的焓变（ΔH），B项错误；8 h之后，C10H8的产率还在增加，说明反应2未达平衡，而C10H8是由C10H12转化而来的，且C10H12的产率几乎保持不变，说明反应1也未达平衡，C项正确；由图像可以看出反应2的活化能低于反应1的活化能，故反应1生成的C10H12快速转化为C10H8，从而使x1显著低于x2，D项正确。
答案：B
7．解析：酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子能力越强，E对应的是高氯酸根离子，高氯酸是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子能力最弱，故A正确；能量越低越稳定，A最稳定，故B正确；ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝64＋60－2×100＝－76 kJ·ml－1，故C正确；3ClO－（aq）===2Cl－（aq）＋ClO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) （aq）的ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝0＋64－3×60＝－116 kJ·ml－1，B→A＋D的反应为放热反应，故D错误。
答案：D
8．解析：由图1曲线变化可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，故该反应为放热反应，A项错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的焓变，B项正确；结合图1和图2可得出热化学方程式：CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41 kJ·ml－1，D项正确；由已知信息及D项分析中的热化学方程式，结合盖斯定律可得：CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（l） ΔH＝－3 kJ·ml－1，该反应为放热反应，而图2中的曲线①表示的是吸热反应，C项错误。
答案：BD
9．解析：根据已学知识，①式是燃烧反应，属于典型的放热反应，ΔH1<0；②式是需要持续加热的反应，属于典型的吸热反应，ΔH2>0； eq \f(3,2) ×①式－②式可得③式：2Fe（s）＋ eq \f(3,2) O2（g）===Fe2O3（s） ΔH3＝ eq \f(3,2) ΔH1－ΔH2，由于ΔH1<0，ΔH2>0，所以ΔH3<0，A正确。ΔH1＝ eq \f(2,3) （ΔH2＋ΔH3），C错误。⑤式是铝热反应，属于典型的放热反应，则ΔH5<0，③式＋⑤式可得④式：2Al（s）＋ eq \f(3,2) O2（g）===Al2O3（s） ΔH4＝ΔH3＋ΔH5，由于ΔH3<0，ΔH5<0，则ΔH4<0，所以ΔH4<ΔH3（负值的绝对值大的反而小），B正确。ΔH3＝ΔH4－ΔH5，D错误。
答案：AB
10．解析：由图1可知，N2和H2都被吸附在催化剂a的表面上发生反应，A正确；由图2知反应①的热化学方程式中，ΔH＝（508－600） kJ·ml－1＝－92 kJ·ml－1，B正确；由图1知，反应②是NH3被O2氧化为NO的过程，发生反应4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4( )) 4NO＋6H2O，计算知，转移1.25 ml 电子时，消耗标准状况下NH3的体积为5.6 L，C错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能提高反应的平衡转化率，D错误。
答案：AB
11．解析：（1）根据图可知 eq \f(1,2) N2（g）＋ eq \f(3,2) H2（g） ⇌NH3（g） ΔH＝－46 kJ·ml－1，故N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＝－92 kJ·ml－1。活化能越高，反应越慢，从图中可以看出Nad＋3Had―→NHad＋2Had的反应活化能最大。（2）利用盖斯定律可知ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋ΔH3。
答案：（1）－92 Nad＋3Had⇌NHad＋2Had
（2）ΔH1＋3ΔH2＋ΔH3
12．解析：（1）N2和H2反应的热化学方程式：N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·ml－1。（2）催化剂只改变反应速率，不改变反应的反应热，所以2NO（g）＋2CO（g）⇌2CO2（g）＋N2（g） ΔH＝a kJ·ml－1，使用机动车尾气催化转化器后，a不变。（3）①－②×3得4NH3（g）＋6NO（g）===5N2（g）＋6H2O（g） ΔH1－3ΔH2＝（3b－a） kJ·ml－1，若1 ml NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ eq \f(3b－a,4) kJ·ml－1。（4）①× eq \f(1,2) －②× eq \f(1,6) －③× eq \f(1,3) 得FeO（s）被CO（g）还原成Fe（s）和CO2（g）的热化学方程式：FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－218 kJ·ml－1。
答案：（1）N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·ml－1 （2）不变 （3） eq \f(3b－a,4)
（4）FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－218 kJ·ml－1