高中考试化学特训练习含答案——化学能与热能

这是一份高中考试化学特训练习含答案——化学能与热能，共7页。试卷主要包含了6 kJ·ml-1，4 kJ·ml-1，7 kJ·ml-1，3 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。

基础巩固
1
.已知 2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )
A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生
B.相同条件下,2 ml H (g)的能量或 1 ml CO(g)的能量一定高于 1 ml CH OH(g)的能量
2
3
C.相同条件下,反应物 2 ml H (g)和 1 ml CO(g)的总能量一定高于生成物 1 ml CH OH(g)的总能量
2
3
D.达到平衡时,CO 的浓度与 CH3OH 的浓度一定相等
2
.
(2020 福建莆田模拟)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.改变催化剂,可改变该反应的活化能
( )
B.该反应为吸热反应,热效应等于 ΔH
C.反应过程 a 一定有催化剂参与
D.b 中反应的活化能等于 E1+E2
3
.“钙基固硫”是将煤中的硫元素以 CaSO4 的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会发生反
应Ⅰ和反应Ⅱ,导致脱硫效率降低。某温度下,反应Ⅰ的速率(v )大于反应Ⅱ的速率(v ),则下列反应过
1
2
程能量变化示意图正确的是( )
反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)
反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)
ΔH2=-175.6 kJ·ml-1
CaO(s)+SO (g)+CO (g)ꢀΔH =+218.4 kJ·ml-1
2
2
1
CaS(s)+4CO2(g)
4
.(2020 河北邯郸教学质量检测)工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理为
CH2 CH (g)+H O(g) CH CH OH(g)ꢀΔH。已知几种共价键的键能如下表所示:
2
2
3
2

C— C
H— C— C—
化学键
键能
H
C
O
C
O
4
13 615 463 348 351
/
(kJ·ml-1)
下列说法中错误的是( )
A.上述合成乙醇的反应是加成反应
B.相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等
C.碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2 倍
D.上述反应式中,ΔH=-96 kJ·ml-1
5
.(2020 河南开封模拟)已知室温下,将 CuSO ·5H O(s)溶于水会使溶液温度降低,将 CuSO (s)溶于水会
4
2
4
使溶液温度升高,则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH >0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀB.ΔH >ΔH
1
2
3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH =ΔH +ΔH
3
2
1
6
.(双选)(2020 广西桂林质检)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.已知 HF 气体溶于水放热,则 HF 的 ΔH1>0
B.相同条件下,HCl 的 ΔH2 比 HBr 的小
C.相同条件下,HCl 的 ΔH +ΔH 比 HI 的大
3
4
D.一定条件下,气态原子生成 1 ml H—X 放出 a kJ 的能量,则该条件下 ΔH2=+a kJ·ml-1
.(2020 四川成都模拟)(1)已知 C(s,石墨) C(s,金刚石) ΔH>0,则稳定性:金刚石 (填“>”
7
或“<”)石墨。
(2)已知:2C(s)+2O2(g)
2CO2(g)ꢀΔH1
2
C(s)+O2(g)
2CO(g)ꢀΔH2
则 ΔH (填“>”或“<”)ΔH 。
1
2
(3)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼
(N H )作为燃料,四氧化二氮作为氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:
2
4
①
②
N (g)+2O (g)
N O (g)ꢀΔH=+10.7 kJ·ml-1
2
2
2
4
N H (g)+O (g)
N (g)+2H O(g)ꢀΔH=-543 kJ·ml-1
2
4
2
2
2
写出气态肼和 N O 反应的热化学方程式: 。
2
4
(4)25 ℃、101 kPa 时,14 g CO 在足量的 O2 中充分燃烧,放出 141.3 kJ 的热量,则 CO 的燃烧热为
ΔH= 。

(5)0.50 L 2.00 ml·L-1H SO 溶液与 2.10 L 1.00 ml·L-1 KOH 溶液完全反应,放出 114.6 kJ 热量,该反
2
4
应的中和热 ΔH= 。
(6)已知拆开 1 ml H—H、1 ml N—H、1 ml N≡N 分别需要的能量是 436 kJ、391 kJ、946 kJ,则
N 与 H 反应生成 NH 的热化学方程式是 。
2
2
3
能力提升
8
.(2020 湖南衡阳摸底)中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)
CO (g)+H (g)ꢀΔH]中攻克了低温
2
2
下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能(能吸附不同粒子)催化剂催化实现
的。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的 H2、CO2
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的 ΔH
D.图示过程中的 H2O 均参与了反应过程
9
.(双选)(2020 山东模拟)热催化合成氨面临的两难问题是:釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限
制导致 NH3 产率降低。我国科研人员研制了 Ti-H-Fe 双温区催化剂(Ti-H 区域和 Fe 区域的温度差可
超过 100 ℃)。Ti-H-Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*
标注。下列说法正确的是( )
A.①为 N≡N 的断裂过程
B.①②③在高温区发生,④⑤在低温区发生
C.④为氮原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域的传递过程
D.使用 Ti-H-Fe 双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
1
0.已知:2H (g)+O (g)
2H2O(g)ꢀΔH1
2
2
3
H (g)+Fe O (s)
2Fe(s)+3H2O(g)ꢀΔH2
2
2
3
3
2
2
Fe(s)+ O (g)
Fe O (s) ΔH
2
2
3
3
4
3
2
2
Al(s)+ O (g)
Al O (s) ΔH
2
2
3
2
Al(s)+Fe O (s)
Al O (s)+2Fe(s)ꢀΔH
5
2
3
2
3
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )

A.ΔH <0,ΔH >0
1
3
B.ΔH <0,ΔH <ΔH
3
5
4
C.ΔH =ΔH +ΔH
3
1
2
D.ΔH =ΔH +ΔH
5
3
4
1
1.根据已知信息,按要求写出指定反应的热化学方程式。
(1)LiH 可作飞船的燃料,已知下列反应:
①
②
③
2Li(s)+H2(g)
2H (g)+O (g)
2LiH(s)ꢀΔH=-182 kJ·ml-1
2H2O(l)ꢀΔH=-572 kJ·ml-1
2Li2O(s)ꢀΔH=-1 196 kJ·ml-1
2
2
4Li(s)+O2(g)
试写出 LiH 在 O2 中燃烧的热化学方程式: 。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示:
NH3
NO
NO2
HNO3
NH4NO3
已知:4NO(g)+4NH (g)+O (g)
4N (g)+6H O(g) ΔH=-1 745.2 kJ·ml-1;
3
2
2
2
6
NO(g)+4NH3(g)
5N (g)+6H O(g) ΔH=-1 925.2 kJ·ml-1。
2
2
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为 。
(3)饮用水中的 NO- 主要来自于 NH+。已知在微生物的作用下,NH+经过两步反应被氧化成 NO- 。两
3
4
4
3
步反应的能量变化示意图如下:
1
ml NH+全部被氧化成 NO- 的热化学方程式为 。
4
3
拓展深化
1
2.(1)(2020 河北沧州质检节选)甲醛(HCHO)俗称蚁醛,是一种重要的有机原料。
利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g) HCHO(g)+H (g)ꢀΔH =+92.09 kJ·ml-1
2
1
1
2
氧化法:CH OH(g)+ O (g)
HCHO(g)+H2O(g)ꢀΔH2
3
2
已知:2H (g)+O (g)
2H O(g)ꢀΔH =-483.64 kJ·ml-1 ,则 ΔH = 。
2
2
2
3
2
(2)(2020 广东梅州质检节选)雾霾天气严重影响了人们的身体健康,环境问题越来越受到人们的重
视。处理大气中的污染物,打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。汽车尾气中含有较多的 NOx
和 CO,两种气体均会使人体中毒。可以利用如下化学方法将其转化为无毒无害的物质。
①
已知:N (g)+O (g)
2NO(g) ΔH=+180 kJ·ml-1
2
2
2
CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH=-564 kJ·ml-1
请写出把汽车尾气转化为无毒无害物质的热化学方程式: 。

②
工业上可采用 CH3OH
CO+2H 的方法来制取高纯度的 CO 和 H 。我国学者采用量子力学方
2
2
法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的
物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH*
方式 B:CH3OH*
CH O*+H* E =+103.1 kJ·ml-1
3
a
CH *+OH* E =+249.3 kJ·ml-1
3
b
由活化能 E 值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为 (填“A”或“B”)。
③
如图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的方程式为 。
课时规范练 17 化学能与热能
1
.C A 项,放热反应与反应条件无关,放热反应也可能需要加热才发生,错误;物质的能量
与状态有关,由放热反应可知,相同条件下,2 ml H2(g)的能量与 1 ml CO(g)的能量之和
一定高于 1 ml CH3OH(g)的能量,B 错误、C 正确;D 项,反应达到平衡时,各物质的浓度
不变,浓度是否相等与起始量、转化率有关,错误。
2
.A E 、E 分别代表反应过程中两步反应的活化能,不同的催化剂,反应的活化能不同,
1
2
故 A 正确;反应物能量高于生成物,反应为放热反应,ΔH=生成物能量-反应物能量,故 B 错
误;b 中使用了催化剂,故 C 错误;b 中反应的活化能为 E1,故 D 错误。
3
.A 反应Ⅰ为吸热反应,说明反应Ⅰ生成物的总能量比反应物的总能量高,排除 B、C
选项;反应Ⅰ的速率(v )大于反应Ⅱ的速率(v ),则说明反应Ⅰ的活化能较小,反应Ⅱ的活
1
2
化能较大,排除 D 选项,选项 A 正确。
4
.D 题给反应式的 ΔH=615 kJ·ml-1+413 kJ·ml-1×4+463 kJ·ml-1×2-348 kJ·ml-1-413
kJ·ml-1×5-463 kJ·ml-1-351 kJ·ml-1=-34 kJ·ml-1,D 项错误。
.CꢀA 项,CuSO ·5H O(s)受热分解生成 CuSO (s),为吸热反应,ΔH >0,正确;B 项,根据题
5
4
2
4
1
意可知,ΔH >0,ΔH <0,则 ΔH >ΔH ,正确;C 项,ΔH <0,ΔH >0,则 ΔH <ΔH ,错误;D 项,根据
2
3
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3
3
1
3
1
盖斯定律可知:ΔH =ΔH +ΔH ,正确。
2
1
3
6
.AD A 项,已知 HF 气体溶于水放热,则 HF 气体溶于水的逆过程吸热,即 HF 的 ΔH1>0,
正确;B 项,由于 HCl 比 HBr 稳定,所以相同条件下 HCl 的 ΔH2 比 HBr 的大,错误;C
项,ΔH +ΔH 代表 H(g)→H+(aq)的焓变,与是 HCl 还是 HI 无关,错误;D 项,一定条件下,气
3
4
态原子生成 1 ml H—X 放出 a kJ 的能量,则断开 1 ml H—X 形成气态原子吸收 a kJ 的
能量,即 ΔH2=+a kJ·ml-1,正确。

7
.答案 (1)<ꢀ(2)<
(3)2N H (g)+N O (g) 3N (g)+4H O(g) ΔH=-1 096.7 kJ·ml-1
2
4
2
4
2
2
(4)-282.6 kJ·ml-1
(5)-57.3 kJ·ml-1
(6)N (g)+3H (g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml-1
2
2
解析 (1)已知 C(s,石墨) C(s,金刚石) ΔH>0,说明该反应是吸热反应,因此石墨的总能
量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:金刚石<石墨。
(2)ΔH 表示碳完全燃烧的反应热,ΔH 表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热
1
2
多,且放热越多 ΔH 越小。因此 ΔH <ΔH 。
1
2
(3)根据盖斯定律,由 2×②-①得:
2
N H (g)+N O (g) 3N (g)+4H O(g)
2
4
2
4
2
2
ΔH=2×(-543 kJ·ml-1)-(+10.7 kJ·ml-1)=-1 096.7 kJ·ml-1。
(4)25 ℃、101 kPa 时,14 g CO 在足量的 O2 中充分燃烧,放出 141.3 kJ 的热量,则 1
ml CO(即 28 g CO)完全燃烧放出的热量是 141.3 kJ×2=282.6 kJ,即 CO 的燃烧热 ΔH=-
2
82.6 kJ·ml-1。
(5)0.50 L 2.00 ml·L-1 H SO 溶液与 2.10 L 1.00 ml·L-1 KOH 溶液完全反应的中和
2
4
1
2
1
2
热的热化学方程式为 H SO (aq)+KOH(aq)
K SO (aq)+H O(l)ꢀΔH=-57.3 kJ·ml-1。
2
4
2
4
2
(6)N 与 H 反应生成 NH 的热化学方程式可表示为 N (g)+3H (g) 2NH3(g)
2
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3
2
2
ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-2×3E(N—H)=946 kJ·ml-1+3×436 kJ·ml-1-6×391 kJ·ml-1=-92
kJ·ml-1。
8
.D 根据反应过程示意图,过程Ⅰ是水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,A 项错
误;过程Ⅲ中 CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2 中的化学键为非
极性键,B 项错误;催化剂不能改变反应的 ΔH,C 项错误;根据反应过程示意图可知,过程
Ⅰ
中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了
水分子,因此 H2O 均参与了反应过程,D 项正确。
.BC 从图中反应历程看,①为 N 被吸附,N 中化学键没有断开,A 项错误;合成氨反应
9
2
2
是放热反应,反应历程的最后是指形成 N—H,即合成 NH3,故需要在低温下,才能获得更
多的 NH ,即①②③是将 N 吸附并断键的过程,④⑤是形成 N—H 的过程,④⑤是低温区,
3
2
由题中信息知,两个区域相差一定的温度,则①②③为高温区,B 项正确;④处的变化为 Ti-
H-Fe*N 转变成 Ti-H*N-Fe,即氮原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域传递,C 项正确;合成氨反应为
放热反应,催化剂不会改变反应的热效应,D 项错误。
1
0.B H 和 O 反应生成 H O 的反应放热,铁和氧气的反应也放热,故 A 错误;铝热反应
2
2
2
3
2
3
2
为放热反应,故 ΔH <0,设 2Fe(s)+ O (g) Fe O (s)ꢀΔH ③,2Al(s)+ O (g) Al O (s)ꢀ
5
2
2
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3
2
2
3
ΔH ④,由④-③可得:2Al(s)+Fe O (s) Al O (s)+2Fe(s)ꢀΔH =ΔH -ΔH <0,可得
4
2
3
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3
5
4
3
ΔH <ΔH 、ΔH =ΔH -ΔH ,故 B 正确、D 错误;已知:3H (g)+Fe O (s) 2Fe(s)+3H2O(g)ꢀ
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3
ΔH ②,2Fe(s)+ O (g) Fe O (s)ꢀΔH ③,将(②+③)× 可得:2H (g)+O (g) 2H2O(g)ꢀ
2
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2
2
2
3
ΔH = (ΔH +ΔH ),故 C 错误。
1
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3
1
1.答案 (1)2LiH(s)+O2(g) Li O(s)+H O(l)ꢀΔH=-702 kJ·ml-1
2
2
(2)4NH (g)+5O (g) 4NO(g)+6H2O(g)ꢀΔH=-1 025.2 kJ·ml-1
3
2
(3)N +(aq)+2O (g) N - (aq)+2H+(aq)+H O(l)ꢀΔH=-346 kJ·ml-1
H
4
O
3
2
2
解析 (1)根据已知的三个热化学方程式可得,2LiH(s) 2Li(s)+H2(g)ꢀΔH=+182 kJ·ml-1,
1
2
2
Li(s)+ O (g) Li2O(s)ꢀΔH=-598 kJ·ml-1,
2
1
2
H (g)+ O (g) H2O(l)ꢀΔH=-286 kJ·ml-1,
2
2
将上述三式相加可得:2LiH(s)+O2(g) Li O(s)+H O(l)
2
2
ΔH=-702 kJ·ml-1。
(2)将已知的两个热化学方程式依次标记为①和②,根据盖斯定律,由①×5-②×4
得:4NH (g)+5O (g) 4NO(g)+6H2O(g)ꢀΔH=-1 025.2 kJ·ml-1。
3
2
(3)写出两步反应的热化学方程式并依次标为①和②,根据盖斯定律,由①+②得:N +
H
4
(aq)+2O2(g) N - (aq)+2H+(aq)+H O(l)ꢀΔH=-346 kJ·ml-1。
O
3
2
1
2.答案 (1)-149.73 kJ·ml-1
(2)①2NO(g)+2CO(g) 2CO (g)+N (g)ꢀΔH=-744 kJ·ml-1
2
2
②
③
A
CHO*+3H* CO*+4H*
Δ퐻3 + 2Δ퐻
解析 (1)根据盖斯定律,-2ΔH +2ΔH =ΔH ,则有 ΔH =
1=-149.73 kJ·ml-1
。
1
2
3
2
2
(2)①汽车尾气中含有 NO 和 CO,可转化为无毒的 N 和 CO ,化学方程式为
2
2
2
NO(g)+2CO(g) 2CO (g)+N (g)。根据盖斯定律,由已知的两个热化学方程式可
2
2
得,2NO(g)+2CO(g) 2CO (g)+N (g)ꢀΔH=-744 kJ·ml-1。
2
2
②
一般来说,活化能越低化学反应速率越快,在相同的时间内可以得到更多的产物,
因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为 A。
反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多时生成物的能量与反应物的能量
③
差值最大。根据图示,过渡态Ⅳ两端的物质能量差值最大,放热最多,该步反应的方程式
为 CHO*+3H* CO*+4H*。