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1、2020 届（人教版）高考化学一轮专题：化学能与热能巩固练习及参考答案 专题：化学能与热能 一、选择题 1、下列关于热化学反应的描述中正确的是()A已知 NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1，则含 40.0 g NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出 57.3 kJ 的热量 B CO(g)的燃烧热是 283.0 kJmol1，则 2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的 H(2283.0)kJmol1 C1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D在 101 kPa 时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出 285
2、.8 kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ/mol【参考答案及解析】B A 项，醋酸为弱酸，电离时要吸热，放出的热量应小于57.3 kJ；C 项，甲烷的燃烧热指的是 CH4燃烧生成液态 H2O；D 项，反应中的 H应为285.82 kJ/mol。2、元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具,下列说法不正确的是()。A.同周期的主族元素中,第A 族元素的原子半径最小 B.元素周期表中从B 族到B 族十个纵列的元素都是金属元素 C.第A 族元素的原子,其半径越大,气态氢化物越稳定 D.室温下,0 族元素的单质都是气体【解析】C 项,第
3、A 族元素的原子,从上到下,原子半径逐渐增大,元素的非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,不正确。【答案】C 3、列说法中正确的是()。A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应 C.生成物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,H0 D.H 的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】A 项,物质变化与能量变化是化学反应的两大特征,错误;B 项,该反应为放热反应,错误;D 项,H 与化学计量数成正比,错误。【答案】C 4、下列关于反应 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6
4、H2O(g)H=-905 kJmol-1的叙述不正确的是()。A.生成物的总能量小于反应物的总能量 B.化学方程式中的化学计量数表示分子数 C.该反应为放热反应 D.该反应中每 4 mol NH3(g)被氧化,放出 905 kJ 热量【解析】4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905 kJmol-1,该反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A、C 两项均正确;热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不能表示微粒数,B 项错误;依据元素化合价变化分析可知,4 mol NH3被氧化放出 905 kJ 热量,D 项正确。【答案】B 5、在测定中和热的实验中,下
5、列说法正确的是()。A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差 B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C.用 0.5 molL-1的 NaOH 溶液分别与 0.5 molL-1 的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同 D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒【解析】搅拌可加快反应速率,减小热量损耗带来的误差,A 项正确;实验中温度计水银球应插入液面以下,且不能与小烧杯底部接触,B 项错误;盐酸为强酸,醋酸为弱酸,弱酸电离要吸收能量,因此实验中二者测得的中和热数值不同,C 项错误;
6、在测定中和热的实验中不需要容量瓶,D 项错误。【答案】A 6、已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=Q1 kJmol-1;室温下,溶解 1 mol 无水硫酸铜时放热 Q2 kJ,则下列说法正确的是()。A.Q1Q2 B.Q1=Q2 C.Q10,CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=Q1 kJmol-1,CuSO4(s)CuSO4(aq)H=-Q2 kJmol-10,-可得,CuSO4(s)CuSO4(aq)H=(H1-Q1)kJmol-1=-Q2 kJmol-1Q2,故 A 项正确。【答案】A 7
7、、下列热化学方程式书写正确的是(H 的绝对值均正确)()。A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1367.0 kJmol-1(燃烧热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJmol-1(中和热)C.S(s)+O2(g)SO2(g)H=-296.8 kJmol-1(反应热)D.2NO2O2+2NO H=+116.2 kJmol-1(反应热)【解析】燃烧热要求可燃物的物质的量必须为 1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,即 H2O 的状态必须为液态,A 项错误;中和反应是放热反应,H 应小于 0,B 项错误;热化
8、学方程式要注明物质的聚集状态,D 项错误。【答案】C 8、航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知 1 kg 金属铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是()ABe12O2=BeO H564.3 kJmol1 BBe(s)12O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1 CBe(s)12O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1 DBe(s)12O2(g)=BeO(g)H564.3 kJmol1 解析：选 C 1 kg Be 的物质的量为 1 000 g9 gmol11 0009 mol，又因
9、为 1 kg 铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 mol铍完全燃烧放出的热量为62 7001 0009 kJ564.3 kJ，Be 与氧气反应生成 BeO，则其热化学方程式为：Be(s)12O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1。9、H2和 I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-a kJmol-1。已知:下列说法正确的是()。A.H2、I2和 HI 分子中的化学键都是非极性共价键 B.断开 2 mol HI 分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJ C.相同条件下,1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)的总能量小于 2 mol
10、 HI(g)的总能量 D.向密闭容器中加入 2 mol H2(g)和 2 mol I2(g),充分反应后放出的热量为 2a kJ【解析】A 项,HI 分子中的化学键是极性键,错误;B 项,由热化学方程式可知,反应放出 a kJ 的能量,其中断开 1 mol I2和 1 mol H2分子中的化学键共吸收(b+c)kJ 的能量,则形成 2 mol HI 分子中的化学键需放出(a+b+c)kJ 的能量,那么断开 2 mol HI 分子中的化学键就需吸收(a+b+c)kJ 的能量,正确;C 项,反应是放热反应,所以 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)的总能量高于 2 mol HI(g)的
11、总能量,错误;D 项,反应是可逆反应,放出的热量应小于 2a kJ,错误。【答案】B 10、实验测得:101 kPa 时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出 285.8 kJ 的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和 CO2,放出 890.3 kJ 的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=+890.3 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2
12、O(l)H=-571.6 kJmol-1 A.B.C.D.【解析】1 mol CH4完全燃烧生成液态水和 CO2,放出 890.3 kJ 的热量,则热化学方程式为 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1,故均错误,正确;1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出 285.8 kJ 的热量,则热化学方程式为 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1,故正确。【答案】B 11、肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量(kJ):NN 键为 942,OO 键为 5
13、00,NN 键为 154。则断裂 1 mol NH 键所需的能量(kJ)是()。A.194 B.391 C.516 D.658【解析】由图示可知断开 1 mol N2H4(g)和 1 mol O2中所有化学键需要吸收的总能量为 2752 kJ-534 kJ=2218 kJ,则断裂 1 mol NH 键所需的能量为 kJ=391 kJ。【答案】B 12、胶状液氢(主要成分是 H2和 CH4)有望于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得 101 kPa 时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和 CO2，放出 890.3 kJ 的
14、热量。下列热化学方程式书写正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1 BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1 CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1 DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1 解析：选 B 热化学方程式中各物质前面的系数表示反应物的物质的量，A 选项错误；物质的状态不同，反应的热效应不同，C 选项错误；放热反应 H 用“”表示，吸热反应 H 用“”表示，D 选项错误。二、非选择题（一）(1)图 1 是在一定温度和压强下,
15、N2和 H2反应生成 1 mol NH3过程中的能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(H 的数值用含 Q1、Q2的代数式表示):。(2)根据最新“人工固氮”的研究,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量 Fe2O3的 TiO2)表面与水发生反应 2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H1=-92.4 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H2=-571.6 kJmol-1。则 H=。(3)在微生物作用下,N 经过两步反应被氧化成 N。两步反应的能量变化示意图如图 2 所示。第一步反应是 (填“
16、放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。1 mol N(aq)全部被氧化成 N(aq)的热化学方程式为。【解析】(1)由图示知反应物的能量比生成物的能量高,由此可写出对应的热化学方程式。(2)将两个已知方程式依次编号为,根据盖斯定律,由2-3即可求出 H。(3)因第一步反应中反应物能量高,故其为放热反应;由图可知,N(aq)+1.5O2(g)N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-273 kJmol-1;N(aq)+0.5O2(g)N(aq)H=-73 kJmol-1,由+即可得到目标热化学方程式。【答案】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=2(Q1-Q2)kJmol-1(2)
17、+1530 kJmol-1(3)放热 H=-273 kJmol-10(或反应物总能量大于生成物总能量)N(aq)+2O2(g)2H+(aq)+N(aq)+H2O(l)H=-346 kJmol-1（二）到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1，断裂 1 mol H H 键吸收的能量为 436 kJ，断裂 1 mol ClCl 键吸收的能量为 247 kJ，则形成 1 mol HCl 键放出的能量为
18、_。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1 C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1 标准状况下 22.4 L H2和甲烷的混合气体在足量的 O2中充分燃烧反应放出588.05 kJ 的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算 C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)的反应热 H 为_。解析：(1)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1，该反应的 H旧键断裂吸收
19、的能量新键形成放出的能量，设形成 1 mol HCl 键放出的能量为x，则每发生这样的反应 1 mol，H436 kJmol1247 kJmol12x185 kJmol1，解得 x434 kJmol1，所以每形成 1 mol HCl 键放出 434 kJ 的能量。(2)设混合气体中 CH4的物质的量为 a，H2的物质的量为 b，ab1 mol,890.3 kJmol1a571.6 kJmol1b2588.05 kJ，解得 a0.5 mol，b0.5 mol，所以H2的质量为 0.5 mol 2 gmol11.0 g。根据反应 C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)可知，即得，该反应的反应热为 H571.6 kJmol1393.5 kJmol1890.3 kJmol174.8 kJmol1。答案：(1)434 kJ(2)1.0 g 74.8 kJmol1