專題訓(xùn)練(四)化學(xué)能與熱能時(shí)間：45分鐘 分值：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1(2013·杭州模擬)下列說(shuō)法不正確的是()A化學(xué)變化過(guò)程是原子的重新組合過(guò)程B根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況，化學(xué)反應(yīng)可分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)C化學(xué)反應(yīng)中的能量變化多少與其反應(yīng)物用量有關(guān)D化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來(lái)的解析從反應(yīng)物、生成物的組成可推知化學(xué)變化過(guò)程是原子的重新組合過(guò)程，A正確；化學(xué)反應(yīng)不是吸熱就是放熱，沒(méi)有無(wú)能量變化的反應(yīng)，B正確；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化多少與反應(yīng)物用量有關(guān)，C正確；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常以熱能形式表現(xiàn)出來(lái)，還有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來(lái)，D不正確。答案D2(2013·臨沂模擬)下列說(shuō)法正確的是()A熱化學(xué)方程式中，如果沒(méi)有注明溫度和壓強(qiáng)，則表示反應(yīng)熱是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得的B升高溫度或加入催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱C據(jù)能量守恒定律，反應(yīng)物的總能量一定等于生成物的總能量D物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化一定伴隨著能量變化解析反應(yīng)熱應(yīng)該是在常溫常壓下測(cè)定的，A不正確；加入催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，B不正確；任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，因此反應(yīng)物的總能量一定不等于生成物的總能量，C不正確，D正確。答案D3(2012·全國(guó))反應(yīng)ABC(H<0)分兩步進(jìn)行：ABX(H>0)，XC(H<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是()解析因總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)放出的熱量比反應(yīng)吸收的熱量多。A項(xiàng)，圖中反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，圖中反應(yīng)和反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，圖中反應(yīng)和反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤。答案D4(2013·北京卷)下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是()ABCD硅太陽(yáng)能電池鋰離子電池太陽(yáng)能集熱器燃?xì)庠罱馕龉杼?yáng)能電池工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰離子電池是化學(xué)電池，工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽(yáng)能集熱器工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；燃?xì)庠罟ぷ鲿r(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項(xiàng)正確。答案D5(2013·淮安一調(diào))下列有關(guān)能量的判斷或表示方法正確的是()A由C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.9 kJ·mol1，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)H57.3 kJ·mol1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量等于57.3 kJD2 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)H285.8 kJ·mol1解析A項(xiàng)中的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，生成物金剛石的能量較高，能量高的物質(zhì)不穩(wěn)定；B項(xiàng)中等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒均生成二氧化硫氣體，前者反應(yīng)物能量高，放出的熱量更多；C項(xiàng)中CH3COOH電離時(shí)吸熱，故最終放出的熱量小于57.3 kJ；D項(xiàng)中氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1。答案A6(2013·南昌調(diào)研)已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下：C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJ/molC6H6(g)15/2O2(g)6CO2(g)3H2O(l)H3 295 kJ/mol下列說(shuō)法正確的是()A1 mol C2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放熱大于1 300 kJB1 mol C6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱大于3 295 kJC相同條件下，等質(zhì)量的C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒，C6H6(g)放熱更多DC2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過(guò)程屬于放熱反應(yīng)解析液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱，則A中放熱應(yīng)小于1 300 kJ，錯(cuò)誤；液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低，則B中放出熱量應(yīng)小于3 295 kJ，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)計(jì)算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時(shí)乙炔放熱多，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，由3×得：3C2H2(g)=C6H6(g)H605 kJ·mol1，D項(xiàng)正確。答案D7(2013·鄭州一中月考)下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)為放熱反應(yīng)，則SO2的能量一定高于SO3的能量B已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)H>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，則任何酸堿中和反應(yīng)的熱效應(yīng)均為57.3 kJD已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1<H2解析A項(xiàng)說(shuō)明2 mol SO2和1 mol O2的總能量比2 mol SO3的能量高，但不能說(shuō)SO2的能量高于SO3的能量，A不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則金剛石的能量高于石墨，能量越高越不穩(wěn)定，B不正確；酸堿中和反應(yīng)的熱效應(yīng)不僅與生成H2O的物質(zhì)的量有關(guān)，還與酸、堿的濃度及強(qiáng)弱有關(guān)，C不正確；碳完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多，但比較H時(shí)應(yīng)帶符號(hào)比較，故H1<H2，D正確。答案D8(2013·安慶聯(lián)考)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJ·mol1，CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJ·mol1。若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4恰好能將一定量NO2還原成N2和H2O(g)，則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為()A114.8 kJ B232 kJC368.8 kJ D173.4 kJ解析由蓋斯定律知：CH4還原NO2生成N2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ·mol1，所以0.2 mol CH4參加反應(yīng)，放出的熱量為173.4 kJ。答案D9(2013·長(zhǎng)春模擬)25 、101 kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ·mol1BKOH(aq)1/2H2SO4(aq)=1/2K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol1CC8H18(l)25/2O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJ·mol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJ·mol1解析中和熱是指一定條件下，稀溶液中酸和堿反應(yīng)生成1 mol水時(shí)放出的熱量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；燃燒熱是指在一定條件下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案B10(2013·福建卷)某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽(yáng)能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO。其過(guò)程如下：mCeO2(mx)CeO2·xCexO2(mx)CeO2·xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列說(shuō)法不正確的是()A該過(guò)程中CeO2沒(méi)有消耗B該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C右圖中H1H2H3D以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO4OH2e=CO2H2O解析由、兩個(gè)反應(yīng)可知，CeO2在反應(yīng)前后沒(méi)有變化，沒(méi)有消耗，A項(xiàng)正確；由題給反應(yīng)可知該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，B項(xiàng)正確；由能量圖可知，H1(H2H3)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；書寫電池電極反應(yīng)式時(shí)，要注意電解質(zhì)溶液的影響，堿性條件下生成的CO2會(huì)與OH反應(yīng)生成CO，D項(xiàng)正確。答案C二、填空題(共50分)11(10分)(2013·太原質(zhì)檢)已知某反應(yīng)A(g)B(g)C(g)D(g)，反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示，回答下列問(wèn)題。(1)該反應(yīng)是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)，該反應(yīng)的H_kJ·mol1(用含E1、E2的代數(shù)式表示)，1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量_(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反應(yīng)體系中加入催化劑使反應(yīng)速率增大，則E1和E2的變化是：E1_，E2_，H_(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析(1)從圖象中看出反應(yīng)物的能量低，產(chǎn)物的能量高，該反應(yīng)一定為吸熱反應(yīng)。E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，E1與E2的差值就是該反應(yīng)的焓變。(2)催化劑能通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑能同時(shí)降低正反應(yīng)和逆反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)的焓變不會(huì)變化。答案(1)吸熱E1E2一定低(2)減小減小不變12(9分)(2013·東北三省四市聯(lián)考)(1)25 、101 kPa時(shí)，1 g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68 kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5 kJ熱量，則肼燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。解析(3)先寫出肼燃燒的化學(xué)方程式：N2H4O2=N22H2O，據(jù)0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成N2和H2O(g)，放出熱量133.5 kJ，則1 mol N2H4完全燃燒放出的熱量為534 kJ。答案(1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.76 kJ·mol1(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ·mol1(3)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJ·mol113(15分)CaCO3(s)=CaOCO2(g)H177.7 kJC(s)H2O(s)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/molH2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)H57.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ/molHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6 kJ/mol(1)上述熱化學(xué)方程式中，不正確的有_，不正確的理由分別是_。(2)根據(jù)上述信息，寫出C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學(xué)方程式_。(3)上述反應(yīng)中，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式有_；表示中和熱的熱化學(xué)方程式有_。答案(1)CaO沒(méi)標(biāo)狀態(tài)，H177.7 kJ/mol；H2O的狀態(tài)應(yīng)為“g”；H2SO4、NaOH和Na2SO4的狀態(tài)不是“l(fā)”應(yīng)為“aq”(2)C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/mol(3)14(16分)1918年，Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞。(1)圖是HI分解反應(yīng)中HI分子之間的幾種碰撞示意圖，其中屬于有效碰撞的是_(選填“A”、“B”或“C”)。(2)20世紀(jì)30年代Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)理論：化學(xué)反應(yīng)并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過(guò)程中經(jīng)過(guò)一個(gè)高能量的過(guò)渡態(tài)。圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(3)過(guò)渡態(tài)理論認(rèn)為，催化劑改變反應(yīng)速率的原因是改變了反應(yīng)的途徑，對(duì)大多數(shù)反應(yīng)而言主要是通過(guò)改變過(guò)渡態(tài)而導(dǎo)致有效碰撞所需要的能量發(fā)生變化。請(qǐng)?jiān)趫D中作出NO2和CO反應(yīng)時(shí)使用催化劑而使反應(yīng)速率加快的能量變化示意圖。(4)進(jìn)一步研究表明，化學(xué)反應(yīng)的能量變化(H)與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡(jiǎn)單地理解為斷開(kāi)1 mol化學(xué)鍵所需吸收的能量，下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵PPPOO=OP=O鍵能/kJ·mol1197360499x已知白磷的燃燒熱為2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中x_。解析(1)有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞，即有新物質(zhì)生成的碰撞，顯然選C項(xiàng)。(2)當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，反之吸熱，注意熱化學(xué)方程式必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。(3)催化劑主要使有效碰撞的能量降低，使反應(yīng)的門檻降低，即過(guò)渡態(tài)時(shí)的能量較低。(4)P45O2=P4O10，燃燒熱為(4x12×360)(6×1975×499)2 378.0，求得x433.75 kJ/mol。答案(1)C(2)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ/mol(3)下圖虛線所示(4)433.75