（全國通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 課時梯級作業(yè)十七 6.1 化學(xué)能與熱能一、選擇題(本題包括9小題,每題6分,共54分) 1.(2018·十堰模擬)根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷下列說法中錯誤的是()A.CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B.該反應(yīng)的焓變大于零C.該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂,化學(xué)鍵斷裂吸收能量,化學(xué)鍵生成放出能量D.由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)【解析】選D。因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng),CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量,焓變大于零,A、B正確;在CaCO3中,Ca2+和C之間存在離子鍵,C中C與O之間存在共價鍵,故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂,斷鍵吸收能量,成鍵放出能量,C正確;需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng),如碳的燃燒反應(yīng)就是放熱反應(yīng),D錯誤。2.H2與ICl的反應(yīng)分、兩步進(jìn)行,其能量曲線如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是()A.反應(yīng)、反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B.反應(yīng)、反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C.反應(yīng)比反應(yīng)的速率慢,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān)D.反應(yīng)、反應(yīng)的焓變之和為H=-218 kJ·mol-1【解析】選C。根據(jù)圖象可知,反應(yīng)和反應(yīng)中反應(yīng)物總能量都大于生成物,則反應(yīng)、均為放熱反應(yīng),A正確;反應(yīng)、中都存在元素化合價變化,所以反應(yīng)、都是氧化還原反應(yīng),B正確;反應(yīng)比反應(yīng)的速率慢,說明反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能較大,反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能較小,C錯誤;反應(yīng)、反應(yīng)總的能量變化為218 kJ,根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)、反應(yīng)的焓變之和為H=-218 kJ·mol-1,D正確。3.(2018·鹽城模擬)利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2)。下列有關(guān)說法正確的是()CH4(g)C(s)+2H2(g)H1 =+75.0 kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+ 41.0 kJ·mol-1CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)H3=-131.0 kJ·mol-1A.反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能C.反應(yīng)使用催化劑,H3減小D.反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的H4=+247 kJ·mol-1【解析】選D。反應(yīng)H>0,都是吸熱反應(yīng),吸收的熱量轉(zhuǎn)變成物質(zhì)的內(nèi)能,即熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,A、B均錯誤;催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,C錯誤;利用蓋斯定律,D選項可以將已知三個反應(yīng) +-,則H4=H1+H2-H3=75.0+41.0-(-131.0)=+247 (kJ·mol-1),D正確。4.已知X、Y、Z、W有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,已知焓變:H=H1+H2,則X、Y不可能是()A.C、COB.AlCl3、Al(OH)3C.Fe、Fe(NO3)2D.Na2O、Na2O2【解析】選D。根據(jù)H=H1+H2分析X、Y、Z之間的轉(zhuǎn)化符合圖示即可。 ,A正確;,B正確;,C正確;Na2O、Na2O2不符合上述轉(zhuǎn)化關(guān)系,D錯誤。5.已知熱化學(xué)方程式:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-Q kJ·mol-1(Q>0)。下列說法正確的是()A.相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量B.將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出的熱量為Q kJC.若使用催化劑,該反應(yīng)的|H|減小D.如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ,則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化【解析】選D。由于SO2和O2反應(yīng)放熱,所以相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量,A項錯誤;SO2和O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng),將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,轉(zhuǎn)化掉的SO2小于2 mol ,放出的熱量小于Q kJ,B項錯誤;催化劑只改變活化能不改變H,C項錯誤。6.硫酸是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品,下列為接觸法制硫酸的反應(yīng):4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)H=-3 412 kJ·mol-12SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6 kJ·mol-1SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)H=-130.3 kJ·mol-1下列說法正確的是()A.反應(yīng)中使用催化劑越多釋放出的熱量越大B.反應(yīng)中1 mol FeS2(s)參與反應(yīng)放出的熱量為3 412 kJC.64 g SO2與1 mol O2在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)釋放出98.3 kJ熱量D.FeS2生成H2SO4的熱化學(xué)方程式可表示為2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l)H=-2 620.4 kJ·mol-1【解析】選D。催化劑不影響反應(yīng)熱大小,A錯誤;反應(yīng)中1 mol FeS2(s)參與反應(yīng)放出的熱量為 kJ=853 kJ,B錯誤;由于反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),故1 mol SO2不能完全轉(zhuǎn)化為SO3,釋放出的熱量小于98.3 kJ,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由×+2×+4×可得:2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l)H=-2 620.4 kJ·mol-1,D正確。7.(2018·佳木斯模擬)已知:NaHCO3在水溶液中水解的熱化學(xué)方程式為NaHCO3(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+NaOH(aq)H=a kJ·mol-1;稀鹽酸和稀NaOH的中和熱為b kJ·mol-1。則等物質(zhì)的量的NaHCO3(aq)與稀鹽酸(aq)反應(yīng)的H等于()A.(a+b) kJ·mol-1B.(a-b) kJ·mol-1C.-(a-b) kJ·mol-1D.-(a+b) kJ·mol-1【解析】選B。理解中和熱的特點,抓住蓋斯定律的原理。根據(jù)中和熱的定義,可以寫出:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-b kJ·mol-1;NaHCO3水解的離子方程式為HC(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq)H=a kJ·mol-1。由蓋斯定律可知,所求反應(yīng)可通過+得HC(aq)+H+(aq)H2CO3(aq)H=(a-b) kJ·mol-1,B項正確。【加固訓(xùn)練】燃煤煙氣脫硫可用生物質(zhì)熱解氣(主要成分:CO、CH4、H2)將SO2在一定條件下還原為單質(zhì)硫。已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJ·mol-1CO2(g)+C(s)2CO(g)H2=+172.5 kJ·mol-1S(s)+O2(g)SO2(g)H3=-296.0 kJ·mol-1則反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)的H為()A.+270 kJ·mol-1B.+862 kJ·mol-1C.-270 kJ·mol-1D.-862 kJ·mol-1【解析】選C。根據(jù)蓋斯定律,由-可得,2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)H=H1-H2-H3=-393.5 kJ·mol-1-172.5 kJ·mol-1-(-296.0 kJ·mol-1)=-270 kJ·mol-1,本題選C。8.(2018·長春模擬)火箭燃料肼(H2NNH2)在燃燒過程中的能量變化如圖所示。已知:化學(xué)鍵NNOONNOHNH斷開1 mol共價鍵所需的能量/kJ159498943460a下列判斷錯誤的是()A.表中的a=389B.圖示中的H3=2 249 kJ·mol-1C.N2比O2穩(wěn)定D.N2H4在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJ·mol-1【解析】選A。H3=(498+159+4a)kJ·mol-1=(2 783-534)kJ·mol-1=2 249 kJ·mol-1,解得a=398,A錯誤、B正確;N2中鍵能大,因此比O2穩(wěn)定,C正確;根據(jù)圖象可知N2H4在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJ·mol-1,D正確。9.(能力挑戰(zhàn)題)已知:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+49.0 kJ·mol-1CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJ·mol-1下列說法正確的是()A.由反應(yīng)可計算CH3OH的燃燒熱B.反應(yīng)中的能量變化可以如圖表示,且H=E1-E2C.可推知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.8 kJ·mol-1D.可推知CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H<-192.9 kJ·mol-1【解析】選C。CH3OH的燃燒熱是1 mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時放出的熱量,故由反應(yīng)不能計算CH3OH的燃燒熱,A錯誤;反應(yīng)是吸熱反應(yīng),生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,圖象不符,B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由(-)×2可推知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.8 kJ·mol-1,C正確;由于CH3OH(l)CH3OH(g)H>0,可推知CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H>-192.9 kJ·mol-1,D錯誤。二、非選擇題(本題包括3小題,共46分)10.(14分)催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。(1)人們常用催化劑來選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向。圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時,生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去。在催化劑作用下,CH3OH與O2反應(yīng)主要生成_(填“CO”“CO2”或“HCHO”)。 2HCHO(g)+O2(g)2CO(g)+2H2O(g)H=_。 (2)反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖2所示,回答下列問題:該反應(yīng)是_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1和E2的變化:E1_(填“增大”“減小”或“不變”,下同),E2_。 反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響?_,原因是_。 【解析】(1)使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,活化能越低,普通分子越容易轉(zhuǎn)化成活化分子,反應(yīng)越容易,反應(yīng)速率越快,生成HCHO的活化能最低。根據(jù)圖可知2HCHO(g)+O2(g)2CO(g)+2H2O(g)中反應(yīng)物能量高,生成物能量低,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),然后依據(jù)圖中給出數(shù)據(jù)可得H=-(676-158-283)×2 kJ·mol-1=-470 kJ·mol-1。(2)反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,為放熱反應(yīng)。反應(yīng)體系中加入催化劑,降低反應(yīng)所需的活化能,所以E1、E2均減小,但H不變。答案:(1)HCHO-470 kJ·mol-1(2)放熱減小減小否反應(yīng)物和生成物的能量差是不變的11.(15分)(2018·大連模擬)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究特點。.已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115.6 kJ·mol-1H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=-184 kJ·mol-1(1)H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式是  _。 (2)斷開1 mol HO鍵所需能量為_ kJ。 .已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H=+247.4 kJ·mol-1又知CH4的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1。(1)利用上述已知條件寫出甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式:_。 (2)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法,CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_。 (3)高溫下H2O可分解生成分子或原子。高溫下水分解體系中主要氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是_,等物質(zhì)的量的A、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是_。 【解析】.(1)根據(jù)蓋斯定律,由第一個熱化學(xué)方程式+第二個熱化學(xué)方程式×2可得2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-115.6 kJ·mol-1-184 kJ·mol-1×2=-483.6 kJ·mol-1。(2)反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)發(fā)生過程中斷裂2 mol HH鍵和1 mol OO鍵,形成4 mol HO鍵,則2E(HH)+E(OO)-4E(HO)=-483.6 kJ·mol-1,E(HO)= kJ·mol-1=462.9 kJ·mol-1,即斷開1 mol HO鍵所需能量為462.9 kJ。.(1)由CH4的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1可得甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ·mol-1。(2)根據(jù)蓋斯定律,由×2-即可得到CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1。(3)觀察圖象信息知,高溫時水先分解生成H2、O2,然后兩種單質(zhì)分子可繼續(xù)分解成氫原子、氧原子,由于氫原子比氧原子多,故A是氫原子,B是氧原子。氫氣分子分解成氫原子時需要吸收能量,故化學(xué)能較低的物質(zhì)是氫氣分子。答案:.(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1(合理即可)(2)462.9.(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ·mol-1(2)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1(3)H、O(或氫原子、氧原子)H212.(17分)(能力挑戰(zhàn)題)人類研究氫能源從未間斷過,而熱化學(xué)循環(huán)分解水制 H2是在水反應(yīng)體系中加入一種中間物,經(jīng)歷不同的反應(yīng)階段,最終將水分解為H2和O2,這是一種節(jié)約能源、節(jié)省反應(yīng)物料的技術(shù),圖1是熱化學(xué)循環(huán)制氫氣的流程:(1)實驗測得,1 g H2燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。  (2)整個流程參與循環(huán)的物質(zhì)是_和_(填化學(xué)式),最難進(jìn)行的反應(yīng)是_ _(填序號)。 (3)汞雖然有毒,但用途廣泛。用汞和溴化鈣作催化劑,可以在較低溫度下經(jīng)過下列反應(yīng)使水分解制氫氣和氧氣:CaBr2+2H2O Ca(OH)2+2HBr;HgBr2+Ca(OH)2 CaBr2+HgO+H2O;2HgO 2Hg+O2。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 (4)合成氨用的H2可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖2所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_。 【解析】(1)1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ熱量,則2 g氫氣即1 mol 氫氣燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ的熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJ·mol-1。(2)反應(yīng)為二氧化硫和碘單質(zhì)、水的反應(yīng):SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,反應(yīng)為硫酸分解生成二氧化硫、水、氧氣:2H2SO42SO2+O2+2H2O,反應(yīng)為碘化氫分解:2HIH2+I2,整個流程參與循環(huán)的物質(zhì)是SO2、I2,最難進(jìn)行的反應(yīng)是。(3)根據(jù)反應(yīng)知反應(yīng)有HgBr2生成,根據(jù)HgBr2知反應(yīng)的產(chǎn)物HBr參與反應(yīng),所以反應(yīng)為Hg+2HBrHgBr2+H2。(4)由題圖可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO(g)+O2 (g)CO2(g)H=-282 kJ·mol-1,H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJ·mol-1,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-846.3 kJ·mol-1,由蓋斯定律-(+×3)得所求反應(yīng)的H=+161.1 kJ·mol-1,則熱化學(xué)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+161.1 kJ·mol-1。答案:(1)H2(g)+O2(g)H2O(l) H=-285.8 kJ·mol-1(2)SO2I2(3)Hg+2HBrHgBr2+H2(4)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+161.1 kJ·mol-1