跟蹤檢測（三十二） 化學(xué)能與熱能（1）基本概念一課過（過基礎(chǔ)）1最新報(bào)道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下：下列說法中正確的是()ACO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B在該過程中，CO斷鍵形成C和OCCO和O形成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應(yīng)的過程解析：選C由題圖可知，CO和O生成CO2是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；由狀態(tài)、狀態(tài)可知，CO沒有斷鍵，B錯(cuò)誤；CO2中碳氧鍵為極性共價(jià)鍵，C正確；狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O反應(yīng)生成CO2的過程，不是CO與O2反應(yīng)的過程，D錯(cuò)誤。2. 已知2X(g)2Y(g)3Z(g)W(g)H，反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是()AHE2E1B正反應(yīng)的活化能等于E3C加入高效催化劑，H減小D恒壓下充入一定量的氦氣，n(Z)不變解析：選DH生成物的總能量反應(yīng)物的總能量E1E2，故A錯(cuò)誤；正反應(yīng)的活化能E3E2，故B錯(cuò)誤；催化劑對反應(yīng)的熱效應(yīng)無影響，故C錯(cuò)誤；恒壓條件下充入一定量的氦氣，該反應(yīng)平衡不移動(dòng)，n(Z)不變，故D正確。3(2019永州聯(lián)考)反應(yīng)N23H22NH3的能量變化如圖所示，其熱化學(xué)方程式正確的是()AN2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(bca)kJmol1BN2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba)kJmol1CN2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(bca)kJmol1DN2(g)3H2(g)2NH3(g)H(ab)kJmol1解析：選C由題圖可知，反應(yīng)物的能量高，則合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的總能量比1 mol NH3(g)的能量大(ba) kJ，故熱化學(xué)方程式為N2(g)H2(g)NH3(g)H(ba)kJmol1，則N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba)kJmol1，故B、D錯(cuò)誤；由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的總能量比1 mol NH3(l)的能量大(bca)kJ，故熱化學(xué)方程式為N2(g)H2(g)NH3(l)H(bca) kJmol1，則N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(bca)kJmol1，故A錯(cuò)誤，C正確。4將V1 mL 1.0 molL1HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1V250 mL)。下列敘述正確的是()A做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22 B該實(shí)驗(yàn)表明熱能可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能CNaOH溶液的濃度約為1.5 molL1D該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)解析：選C溫度為22 時(shí)加入鹽酸5 mL，則不是做該實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度，故A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)表明HCl溶液與NaOH溶液反應(yīng)是放熱的反應(yīng)，即表明化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能，故B錯(cuò)誤；恰好反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)的鹽酸的體積是30 mL，由V1V250 mL可知，消耗的NaOH溶液的體積為20 mL，恰好反應(yīng)時(shí)NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n，由HClNaOH=NaClH2O可知，n1.0 molL10.03 L0.03 mol，所以濃度c1.5 molL1，故C正確；只是該反應(yīng)放熱，其他有水生成的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。5(2016江蘇高考)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反應(yīng)中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B反應(yīng)為放熱反應(yīng)C反應(yīng)使用催化劑，H3減小D反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析：選D反應(yīng)是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A不正確；反應(yīng)中H20，是吸熱反應(yīng)，B不正確；反應(yīng)使用催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，H不變，C不正確；D項(xiàng)中，由蓋斯定律，反應(yīng)可得CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJmol1，正確。6下列有關(guān)能量的判斷和表示方法正確的是()A由C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.9 kJmol1，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 kJmol1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，放出熱量等于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解析：選A石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過程是吸熱反應(yīng)，金剛石能量高，石墨比金剛石更穩(wěn)定，A正確；等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃?，前者放出熱量更多，B錯(cuò)誤；含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合，醋酸為弱酸，溶于水電離需要吸熱，放出熱量小于57.3 kJ，C錯(cuò)誤；2 g H2的物質(zhì)的量為1 mol，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H<0，故氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2(285.8 kJmol1)571.6 kJmol1，D錯(cuò)誤。7氯原子對O3的分解有催化作用：O3Cl=ClOO2H1ClOO=ClO2H2該反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是()A反應(yīng)O3O=2O2的HE1E2B反應(yīng)O3O=2O2的HE2E3C反應(yīng)O3O=2O2是吸熱反應(yīng)D反應(yīng)O3O=2O2的HH1H2解析：選DA項(xiàng)和B項(xiàng)，依據(jù)圖像得出反應(yīng)O3O=2O2為放熱反應(yīng)，HE3E2；C項(xiàng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；D項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，得HH1H2。8在25 、101 kPa下，1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出22.68 kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.76 kJmol1B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H725.76 kJmol1D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1解析：選B因1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68 kJg132 g725.76 kJ熱量，所以2 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水的H1 451.52 kJmol1。9真空碳熱還原氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H3Q kJmol1下列有關(guān)說法正確的是()A反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能B反應(yīng)中若生成液態(tài)鋁，則反應(yīng)熱應(yīng)大于H2C反應(yīng)中生成1 mol AlCl3(g)時(shí)，需要吸收174.9 kJ的熱量D該生產(chǎn)工藝中能循環(huán)利用的物質(zhì)只有AlCl3解析：選BH1>0，說明反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，需要從外界吸收能量，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；液態(tài)鋁轉(zhuǎn)化成固態(tài)鋁，放出熱量，H<0，因此生成液態(tài)鋁的反應(yīng)熱大于H2，B項(xiàng)正確；根據(jù)蓋斯定律，由，則H3(1 344.11 169.2)kJmol1174.9 kJmol1，因此生成1 mol AlCl3(g)吸收的熱量是174.9 kJ287.45 kJ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是AlCl3和Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。101 mol石墨在一定條件下完全轉(zhuǎn)化為金剛石，其能量變化如圖所示，E1393.5 kJ、E2395.4 kJ，下列說法正確的是()A石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需吸收能量B石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于物理變化C金剛石比石墨穩(wěn)定D1 mol金剛石的能量大于1 mol CO2的能量解析：選A由題圖可知物質(zhì)的量均為1 mol的石墨與金剛石燃燒變成CO2時(shí)，金剛石放出熱量多，則金剛石能量高，石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需吸收能量，A正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；金剛石的能量大于石墨的能量，物質(zhì)的能量越大越不穩(wěn)定，則石墨比金剛石穩(wěn)定，C錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析可知，1 mol金剛石和1 mol氧氣的總能量高于1 mol CO2的能量，D錯(cuò)誤。11發(fā)射航天器用的運(yùn)載火箭使用的是以液氫為燃燒劑，液氧為氧化劑的高能低溫推進(jìn)劑，已知：H2(g)=H2(l)H10.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H26.84 kJmol1下列說法正確的是()AH2(g)與O2(g)反應(yīng)生成H2O(g)放熱483.6 kJmol1B氫氣的燃燒熱H241.8 kJmol1C火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)O2(l)=2H2O(g)H474.92 kJmol1DH2O(g)=H2O(l)H88 kJmol1解析：選C由題圖可知，每2 mol H2(g)與1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol H2O(g)放熱483.6 kJ，選項(xiàng)中未指明反應(yīng)物的物質(zhì)的量，故A錯(cuò)誤；氫氣的燃燒熱H kJmol1285.8 kJmol1，故B錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知，火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)O2(l)=2H2O(g)H(483.620.926.84)kJmol1474.92 kJmol1，故C正確；H2O(g)=H2O(l)H kJmol144 kJmol1，故D錯(cuò)誤。12已知：1 g C(s)燃燒生成一氧化碳放出9.2 kJ的熱量；氧化亞銅與氧氣反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列敘述正確的是()A碳C(s)的燃燒熱H110.4 kJmol1B1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的熱量C反應(yīng)2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能為292 kJmol1D足量炭粉與CuO反應(yīng)生成Cu2O的熱化學(xué)方程式為C(s)2CuO(s)=Cu2O(s)CO(g)H35.6 kJmol1解析：選D1 g C(s)燃燒生成CO放出9.2 kJ的熱量，則1 mol C(s)燃燒生成CO(g)放出的熱量為9.2 kJ12110.4 kJ，根據(jù)燃燒熱的概念可知，碳C(s)的燃燒熱H不等于110.4 kJmol1，A錯(cuò)誤；由圖可得2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)H292 kJmol1，故1 mol CuO分解生成Cu2O吸收73 kJ的熱量，B錯(cuò)誤；由題圖可知，反應(yīng)2Cu2O(s)O2(g)=4CuO(s)的活化能為348 kJmol1，C錯(cuò)誤；C(s)燃燒生成CO(g)的熱化學(xué)方程式為2C(s)O2(g)=2CO(g)H220.8 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律，由可得C(s)2CuO(s)=Cu2O(s)CO(g)的H(220.8 kJmol1)(292 kJmol1)35.6 kJmol1，D正確。13依據(jù)事實(shí)寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)1 g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時(shí)，放出33.4 kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為_。(3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的熱量。此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(4)2.3 g某液態(tài)有機(jī)物和一定量的氧氣混合點(diǎn)燃，恰好完全燃燒，生成2.7 g液態(tài)水和2.24 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)并放出68.35 kJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。解析：(1)1 g 碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需吸收10.94 kJ熱量，則碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1。(2)2.0 g 肼氣體完全燃燒生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí)放出33.4 kJ熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1。(3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的熱量，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H1 669.8 kJmol123 339.6 kJmol1。(4)通過燃燒的產(chǎn)物可知該有機(jī)物中肯定含有碳元素和氫元素，可能含有氧元素。n(H2O)0.15 mol，n(H)0.3 mol，m(H)0.3 g，n(CO2)0.1 mol，n(C)0.1 mol，m(C)1.2 g，則碳元素和氫元素的質(zhì)量之和是0.3 g1.2 g1.5 g<2.3 g，故該有機(jī)物中還含有氧元素，氧元素的質(zhì)量是2.3 g1.5 g0.8 g，n(O)0.05 mol，從而可確定該有機(jī)物的分子式為C2H6O，該液態(tài)有機(jī)物為C2H5OH(l)，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol1。答案：(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1(2)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1(3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 339.6 kJmol1(4)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol114化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。(1)蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化學(xué)方程式分別為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1則356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為_。(2)家用液化氣中主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓時(shí)，當(dāng)1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí)，放出熱量50 kJ。試寫出該狀態(tài)下表示丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_。(3)環(huán)境保護(hù)問題正越來越受到關(guān)注，二氧化碳是主要的溫室氣體，而節(jié)能減排可以有效地降低二氧化碳的排放量。有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是_(填字母)。A電解水制氫：2H2O2H2O2B高溫使水分解制氫：2H2O2H2O2C太陽光催化分解水制氫：2H2O2H2O2D天然氣制氫：CH4H2OCO3H2解析：(1)將題給反應(yīng)依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律2可得CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H802.3 kJmol1244 kJmol1890.3 kJmol1,356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)中甲烷的物質(zhì)的量為2 mol，所以完全燃燒放出的熱量為1 780.6 kJ。(2)根據(jù)燃燒熱的定義，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所釋放的熱量，所以該狀態(tài)下丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1。(3)電解水需要大量的電能，A錯(cuò)誤；高溫使水分解需要大量的燃料，并產(chǎn)生大量的CO2及其他污染環(huán)境的氣體，B錯(cuò)誤；太陽能是自然存在的，最節(jié)能，C正確；天然氣高溫制氫氣也需要大量的燃料，D錯(cuò)誤。答案：(1)1 780.6 kJ(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1(3)C15(1)甲烷重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：反應(yīng)過程化學(xué)方程式焓變H(kJmol1)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0蒸汽重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0反應(yīng)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_kJmol1。甲烷的燃燒熱為H2，則H2_H1(填“>”“”或“<”)。(2)物質(zhì)(tBuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：(tBuNO)22(tBuNO)H實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的H50.5 kJmol1，活化能Ea90.4 kJmol1。下列能量關(guān)系圖合理的是_。解析：(1)由蒸汽重整的兩個(gè)反應(yīng)可知，利用第二個(gè)反應(yīng)減去第一個(gè)反應(yīng)則得出該反應(yīng)的H(165.0206.2)kJmol141.2 kJmol1。表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2，生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水釋放出的熱量多，故H2<H1。(2)由實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的H50.5 kJmol1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量?？膳懦芰筷P(guān)系圖B和C，又依據(jù)活化能Ea90.4 kJmol1，EaH<50.5 kJmol1，能量關(guān)系圖A中，EaH>50.5 kJmol1，Ea與H的比例不正確。而能量關(guān)系圖D是合理的。答案：(1)41.2<(2)D