2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學(xué)能與熱能強(qiáng)化訓(xùn)練1下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃?xì)庠?(xx·山西太原二模)反應(yīng)ABC分兩步進(jìn)行：ABX，XC，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，E1表示反應(yīng)ABX的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是()AE2表示反應(yīng)XC的活化能BX是反應(yīng)ABC的催化劑C反應(yīng)ABC的H<0D加入催化劑可改變反應(yīng)ABC的焓變解析：選C。反應(yīng)XC的活化能小于E2，A錯(cuò)誤；由可知，X是反應(yīng)ABC的中間產(chǎn)物，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)ABC是放熱反應(yīng)，即H<0，C正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不改變，D錯(cuò)誤。3H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJ·mol1。已知：下列說法不正確的是()A反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量C斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ解析：選B。該反應(yīng)的H0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需的能量小于斷開2 mol HI鍵所需的能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJ·mol1，故斷開2 mol HI鍵所需的能量約為(cba) kJ，C項(xiàng)正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項(xiàng)正確。4已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJ·mol1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol 分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為()A404 B260C230 D200解析：選D。本題主要考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。由已知得：Br2(l)=Br2(g)H2HBr(g)Haa5在1 200 時(shí)，天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H1H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H22H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4則H4的正確表達(dá)式為()AH4(H1H23H3)BH4(H1H23H3)CH4(H1H23H3)DH4(H1H33H2)解析：選D。題中4個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、，根據(jù)蓋斯定律可知，(3×)，即2S(g)=S2(g)H4(H1H33H2)。6下列各組熱化學(xué)方程式的H()S(s)O2(g)=SO2(g)HSO2(g)H2H2O(g)H2H2O(l)HCaO(s)CO2(g)HCa(OH)2(s)H只有 B只有C只有 D解析：選D。由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時(shí)H7(xx·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))下列關(guān)于反應(yīng)過程中能量變化的說法，正確的是()A上圖中a、b曲線可分別表示反應(yīng)CH2=CH2(g)H2(g)CH3CH3(g)H<0，使用和未使用催化劑時(shí)，反應(yīng)過程中的能量變化B已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1>H2C同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H不同D在一定條件下，某可逆反應(yīng)的H100 kJ·mol1，則該反應(yīng)正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJ·mol1解析：選D。反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，H>0，A錯(cuò)誤；完全燃燒時(shí)釋放的能量多，但是H<0，則H1<H2，B錯(cuò)誤；H的值與反應(yīng)條件無關(guān)，C錯(cuò)誤；H100 kJ·mol1，說明為吸熱反應(yīng)，如圖。Ea(正)為正反應(yīng)活化能，Ea(逆)為逆反應(yīng)活化能，D正確。8運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)若起始時(shí)向容器內(nèi)充入2 mol N2和6 mol H2，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則Q_(填“”、“”或“”)184.8 kJ。(3)已知：1 mol NH鍵斷裂時(shí)吸收的能量等于_ kJ。解析：(1)根據(jù)題意直接寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1。(2)因合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉(zhuǎn)化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。(3)設(shè)形成1 mol NH鍵放出的能量為E，根據(jù)題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量為945.8 kJ3×436 kJ2 253.8 kJ，則有6×E2 253.8 kJ92.4 kJ，所以E391 kJ，故1 mol NH鍵斷裂時(shí)吸收的能量為391 kJ。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1(2)(3)3919.(1)圖甲是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式：_(H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)。(2)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙所示：乙1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學(xué)方程式為_。解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)首先寫出NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫出NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H1273 kJ·mol1、NO(aq)O2(g)=NO(aq)H273 kJ·mol1，則由即得所求熱化學(xué)方程式。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H2(Q2Q1) kJ·mol1(2)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJ·mol110(1)已知關(guān)于鐵的氧化物存在下列三個(gè)熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H_kJ/mol。(2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制?。篠O2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H已知：SO2(g)Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H1a kJ/molSO2Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H2b kJ/molab0則H_kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。解析：(1)由()××即得熱化學(xué)方程式CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol。(2)根據(jù)蓋斯定律，由式式，得SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H(ab) kJ/mol。答案：(1)218(2)(ab)11CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量_(填“”、“”或“”)890.3 kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4CO2=2CO2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則：下圖能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是_(填字母)。若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時(shí)間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為_。(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測(cè)量，但通過上述反應(yīng)可求出C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱H_。(4)目前對(duì)于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn)，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是_(填字母)。A尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量B尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2C尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)D將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。CH4的轉(zhuǎn)化率155.8 kJ÷247.36 kJ×100%63%。(3)即得C(s)2H2(g)=CH4(g)H74.8 kJ·mol1。(4)已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項(xiàng)不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項(xiàng)不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項(xiàng)正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項(xiàng)不正確。答案：(1)(2)D63%(3)74.8 kJ·mol1(4)C