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1、课时作业18化学能与热能一、选择题1我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括()原料来源广易燃烧、热值高储存方便制备工艺廉价易行ABCD2根据如图所示的反应判断，下列说法中错误的是()ACO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零C该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应3中国学者在水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过
2、程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：下列说法正确的是()A过程、过程均为放热过程B过程生成了具有极性共价键的H2、CO2C使用催化剂降低了水煤气变换反应的HD图示过程中的H2O均参与了反应过程4在一定温度时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线如图，下列叙述正确的是()A该反应的热化学方程式为：N23H22NH3H92 kJmol1Ba曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C加入催化剂，该化学反应的放热减少D反应物的总能量高于生成物的总能量5利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线
3、和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是()A.该反应的H91 kJmol1B加入催化剂，该反应的H变小C反应物的总能量大于生成物的总能量D如果该反应生成液态CH3OH，则H增大6某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是()A总反应为放热反应B使用催化剂后，活化能不变C反应是吸热反应，反应是放热反应DHH1H27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)
4、2H2O(l)H890.3 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1A.仅有 B仅有C仅有 D全部符合要求8已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1CH2=CH2(g)3O2(g)=2H2O(g)2CO2(g)H22CH3CH3(g)7O2(g)=6H2O(g)4CO2(g)H3CuO(s)H2(g)=Cu(s)H2O(g)H42Cu(s)O2(g)=2CuO(s)H5CH2=CH2(g)H2(g
5、)=CH3CH3(g)H6下列关于上述反应焓变(H)的判断正确的是()AH10BH20，H40CH1H4H5D2H6H12H2H39依据图示关系，下列说法不正确的是()A.石墨燃烧是放热反应B1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多CC(石墨，s)CO2 (g)=2CO(g)HH1H2D化学反应的H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关10已知：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.0 kJmol1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程：2Fe3O4(s)=6FeO(s)O2(g)H
6、313.2 kJmol1过程：下列说法不正确的是()A过程中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子B过程的热化学方程式为3FeO(s)H2O(l)=H2(g)Fe3O4(s)H128.9 kJmol1C过程、中能量转化的形式依次是太阳能化学能热能D铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点11在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()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 molL1NaOH溶液分别与0.5 molL1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D在
7、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、环形玻璃搅拌棒二、非选择题12甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。(1)反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。(2)已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.CH4(g)=C(s)2H2(g)H3为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。(3)反应物投料比采用n(H2O)n(CH4)41，大于初始反应的化学计量数之比，目的是_(选填字母序号)a促进CH4转化 b促进
8、CO转化为CO2c减少积炭生成(4)用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：_。13汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等，对人类和动、植物危害甚大。解决汽车尾气问题的主要方法是研究高效催化剂促使尾气中的一氧化碳和氮氧化物反应，转化成无污染的氮气和二氧化碳。在Co的催化作用下，CO(g)还原N2O(g)的反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态不发
9、生变化，在图中略去)。已知总反应的化学方程式为：CO(g)N2O(g)CO2(g)N2(g)。该反应分两步进行：第一步：Co(s)N2O(g)CoO(s)N2(g)H115.9 kJmol1；笫二步：_；H2_；(1)填写第二步反应的热化学方程式，并根据反应历程图计算H2的数值。(2)该反应的最高能垒(活化能)为_。课时作业18化学能与热能1解析：氢能是易燃烧、热值高、原料来源广的新能源；但它也有储存难、制备成本高等缺点，所以正确答案为A。答案：A2解析：碳酸钙受热分解的反应是吸热反应，焓变大于零，故CO2（g）和CaO（s）的总能量大于CaCO3（s）的总能量，A、B项说法正确；在CaCO3
10、中，Ca2和CO之间存在离子键，CO中C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成放出能量，C项说法正确；需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D项说法错误。答案：D3答案：D4解析：根据反应前后的能量变化计算出H92 kJmol1，但热化学方程式中各物质未注明状态，A项错误；加入催化剂后，活化能降低，所以b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线，B项错误；催化剂只改变反应历程不影响反应物、生成物的总能量，故该反应放出的热量不变，C项错误；由图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量，D项正确。答案：D5解析
11、：根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，A错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需要的活化能，而对H无影响，B错误；生成液态CH3OH时，释放出的能量更多，H更小，D错误。答案：C6解析：由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，总反应是放热反应，且HH1H2，A、C、D项正确；使用催化剂能降低反应所需的活化能，B项错误。答案：B7答案：B8解析：氢气、有机物燃烧的反应均是放热反应，H10、H20，H30，A项和B项错误；根据盖斯定律有2，故H12H4H5，C项错误；由盖斯定律可知D项正确。答案：D9解析：由题图知，石墨燃烧的H1393.5 kJmol1，为放热反应，
12、A项正确；根据图示，1 mol石墨完全燃烧转化为CO2，放出393.5 kJ热量，1 mol CO完全燃烧转化为CO2，放出283.0 kJ热量，故石墨放热多，B项正确；由题图知，C（石墨，s）O2（g）=CO2（g）H1、CO（g）O2（g）=CO2（g），H2，根据盖斯定律，由第一个反应第二个反应2，可得C（石墨，s）CO2（g）=2CO（g）HH12H2，C项错误；根据盖斯定律，化学反应的H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D项正确。答案：C10解析：过程中每消耗232 g Fe3O4反应生成0.5 mol O2，转移0.54 mol2
13、 mol电子，故A正确；由盖斯定律可知，总反应过程反应得过程反应，3FeO（s）H2O（l）=H2（g）Fe3O4（s） 则H571.0 kJmol1（313.2 kJmol1）128.9 kJmol1，故B正确；过程和进程都是吸热反应，过程是将光能转化为热能，热能转化为化学能，过程中能量转化的形式还是热能转化为化学能，故C错误；铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以水和Fe3O4为原料，具有成本低的特点，氢气和氧气分步生成，具有产物易分离的优点，故D正确。答案：C11答案：A12解析：（2）反应中有固体碳生成，而、中都没有碳参与反应，所以必须有一个有碳参与的反应的H才能计算H3
14、。答案：（1）CH42H2O4H2CO2（2）C（s）2H2O（g）=CO2（g）2H2（g）或C（s）CO2（g）=2CO（g）（3）abc（4）降低CaOCO2=CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积13解析：（1）总反应方程式为CO（g）N2O（g）CO2（g）N2（g）；第一步反应为Co（s）N2O（g）CoO（s）N2（g）H115.9 kJmol1；第二步反应总反应第一步反应，所以第二步反应为CoO（s）CO（g）Co（s）CO2（g）；据图可知该反应初始时的相对能量为15.9 kJmol1，末态的相对能量为358.6 kJmol1，所以该反应的H2 358.6 kJmol115.9 kJmol1374.5 kJmol1；（2）根据反应历程图像中的数据可知，由127.9 kJmol1到15.9 kJmol1这两个能量状态之间转化过程中能垒最高，为143.8 kJmol1。答案：（1）CoO（s）CO（g）Co（s） CO2（g）374.5 kJmol1（2）143.8 kJmol1