高考化学二轮复习真题解密09化学能与热能(2份打包，解析版+原卷版，可预览)

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解密09 化学能与热能


1．了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

一、选择题
1．【•浙江1月选考】下列说法不正确的是( )
A．天然气的主要成分甲烷是高效，较洁净的燃料
B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
2．【•浙江1月选考】在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )

A．Ea为逆反应活化能，E为正反应活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea’－Ea
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移
3．【•浙江7月选考】关于下列的判断正确的是( )
CO(aq)＋H+(aq)HCO(aq) ΔH1
CO(aq)＋H2O(l)HCO(aq)＋OH−(aq) ΔH2
OH−(aq)＋H+(aq)H2O(l) ΔH3
OH−(aq)＋CH3COOH(aq)CH3COO−(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0　ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH3＜0　ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
4.【•浙江7月选考】100 mL 0.200 mol·L−1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。
已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g−1·℃−1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm−3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：
(1)反应放出的热量Q＝________J。
(2)反应Zn(s)＋CuSO4(aq)ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝________kJ·mol−1(列式计算)。
5．【•天津卷】理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )

A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
6．【•北京卷】依据图示关系，下列说法不正确的是( )

A．石墨燃烧是放热反应
B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
7．【2019•上海卷】根据图示下列说法正确的是( )

A． 断开非极性键和生成极性键的能量相同
B． 反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的OH键更牢固
C． O2(g)+H2(g)→OH(g)+H(g)-Q（Q>0)
D． H2O(g)→O2(g)+H2(g)+Q（Q>0)
8．【2019•浙江4月选考】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝CA项，Mg)：
　　M2+(g)＋CO32-(g)　　M2+(g)＋O2−(g)＋CO2(g)
　　　　　
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
9．【2019•江苏卷】氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A． 一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0
B． 氢氧燃料电池负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−
C． 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023
D． 反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：
ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
10．【2019• 北京卷】下列示意图与化学用语表述内容不相符的是（水合离子用相应离子符号表示)( )
A
B
C
D

NaCl溶于水

电解CuCl2溶液

CH3COOH在水中电离

H2与Cl2反应能量变化
NaCl=Na++Cl−
CuCl2=Cu2++2Cl−
CH3COOHCH3COO−+H+
H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)
ΔH=−183kJ·mol−1
11．【2018•北京卷】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是( )
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C―C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
12．【2018•江苏卷】下列说法正确的是( )
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C．3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023
D．在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快
13．【2017•江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是 ( )
①C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)=CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) =CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
14．【2016•海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为( )
A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1
C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1
15．【2016•海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )

A．由反应的ΔH=E5−E2
B．由反应的ΔH<0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
16．【2016•江苏卷】通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) ==2H2（g)+ O2（g) ΔH1=571.6kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢：C（s)+ H2O(g) ==CO（g)+ H2（g) ΔH2=131.3kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢：CH4（g)+ H2O(g) ==CO（g)+3H2（g) ΔH3=206.1kJ·mol–1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4（g)==C（s)+2H2（g)的ΔH=74.8 kJ·mol–1
17．【2016•上海卷】一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是( )
A．一定属于吸热反应 B．一定属于可逆反应
C．一定属于氧化还原反应 D．一定属于分解反应
二、非选择题
1．【2019•新课标Ⅰ卷】水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最大能垒（活化能)E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
2．【2019新课标Ⅱ卷】环戊二烯（)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
（1)已知：(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
3．【2019•新课标Ⅲ卷】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
4．【2019• 北京卷】氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 ……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。
5．【2019•天津卷】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________。
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
③2SiCl4(g)+H2(g)+ Si(s) + HCl (g) 3SiHCl3 (g) ΔH3
（4)反应③的ΔH3=______（用ΔH1，ΔH2表示)。
6．【2018•新课标Ⅰ卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题
①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
7．【2018•新课标Ⅱ卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。
8．【2018•新课标Ⅲ卷】三氯氢硅（SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
（2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)＝SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol−1
3SiH2Cl2(g)＝SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=−30 kJ·mol−1
则反应4SiHCl3(g)＝SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol−1。
9．【2018•北京卷】近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

（1)反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________。
10．【2018•天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
11．【2018•江苏卷】NOx（主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2（g)+H2O（l)=HNO3（aq)+HNO2（aq) ΔH=−116.1 kJ·mol−1
3HNO2（aq)=HNO3（aq)+2NO（g)+H2O（l) ΔH=75.9 kJ·mol−1
反应3NO2（g)+H2O（l)=2HNO3（aq)+NO（g)的ΔH=___________kJ·mol−1。
12．【2017•新课标Ⅰ卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ)和系统（Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
13．【2017•新课标Ⅱ卷】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1)正丁烷（C4H10)脱氢制1-丁烯（C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=−119 kJ·mol−1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·mol−1
反应①的ΔH1为________kJ·mol−1。
14．【2017•新课标Ⅲ卷】砷（As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（3)已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+5/2O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。
15．【2017•北京卷】TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2)制备钛（Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

（1)氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。
16．【2017•天津卷】（3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__________。
17．【2016•新课标Ⅱ卷】联氨（又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
（3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH 4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。
18．【2016•新课标Ⅲ卷】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
（4)如果采用NaClO、Ca（ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
②已知下列反应：
SO2(g)+2OH− (aq) ===SO32− (aq)+H2O(l) ΔH1
ClO− (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl− (aq) ΔH2
CaSO4(s) ===Ca2+（aq)+SO42−（aq)ΔH3
则反应SO2(g)+ Ca2+（aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。
19．【2016•浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2（g)+3H2（g)CH3OH（g)+H2O（g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1I
CO2（g)+H2（g)CO（g)+H2O（g)ΔH2II
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l)＝H2O（g)ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响)：
（1)反应II的ΔH2=_______kJ·mol-1。
20．【2016•四川卷】（5)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时：
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ/mol
5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ/mol
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。
21．【2016•天津卷】下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y

X

硫
Z
回答下列问题
（4)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式： ____。
22．【2016•天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
（1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。
（4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。