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1、 課時作業(yè)17　化學能與熱能 一、選擇題 1．如圖為1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反應生成SOCl2(g)的能量變化示意圖，已知E1＝x kJ·mol－1、E2＝y(tǒng) kJ·mol－1，下列有關說法中正確的是(　　) A．若在反應體系中加入催化劑，E1不變 B．若在反應體系中加入催化劑，ΔH減小 C．反應活化能等于y kJ·mol－1 D．1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反應生成SOCl2(g)的ΔH＝(x－y) kJ·mol－1 解析：本題考查了反應熱知識，意在考查考生的圖象分

2、析能力。觀察題給圖象，E1為反應的活化能，加入催化劑改變反應的活化能，但是ΔH不變；1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反應生成SOCl2(g)的反應熱數(shù)值為反應物和生成物的能量差，即ΔH＝(x－y) kJ·mol－1，故選D。 答案：D 2．已知熱化學方程式2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ/mol，則關于熱化學方程式“N2O4(g)2NO2(g)　ΔH0”的說法中正確的是(　　) A．熱化學方程式中的化學計量數(shù)表示分子數(shù) B．該反應ΔH0>0 C．該反應ΔH0＝－56.9 kJ/mol D．該反應可表示1 mol

3、N2O4投入容器中分解時的熱效應 解析：ΔH0＝＋56.9 kJ/mol，化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量，由于該反應為可逆反應，1 mol N2O4不可能完全分解，所以D項錯誤。 答案：B 3．已知化學方程式2AB(g)===A2(g)＋B2(g)所代表的化學反應的能量變化如圖所示： 則下列說法正確的是(　　) A．2AB(g)===A2(g)＋B2(g)為放熱反應 B．2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和 C．斷裂2 mol AB(g)吸收的熱量為y kJ D．斷裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和為x

4、kJ 解析：本題考查化學反應中的能量變化，意在考查考生對化學反應中能量變化原理的理解及通過圖象獲取信息的能力。選項A，由題給圖象可知生成物的總能量高于反應物的總能量，故為吸熱反應，錯誤。選項B，吸熱反應中，反應物的總能量比生成物的總能量低，錯誤。選項D，斷裂化學鍵要吸收能量，錯誤。 答案：C 4．已知一定條件下斷裂或形成某些化學鍵的能量關系如下表： 斷裂或形成的化學鍵 能量數(shù)據(jù) 斷裂1 mol H2分子中的化學鍵 吸收能量436 kJ 斷裂1 mol Cl2分子中的化學鍵 吸收能量243 kJ 形成1 mol HCl分子中的化學鍵 釋放能量431 kJ 對于反應：H2(

5、g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列說法正確的是(　　) A．該反應的反應熱ΔH>0 B．生成1 mol HCl時反應放熱431 kJ C．氫氣分子中的化學鍵比氯氣分子中的化學鍵更牢固 D．相同條件下，氫氣分子具有的能量高于氯氣分子具有的能量 解析：由于436 kJ＋243 kJ＝679 kJ<431 kJ×2＝862 kJ，所以該反應的反應熱ΔH<0，A錯誤；生成1 mol HCl時放出熱量91.5 kJ，B錯誤；氫氣的鍵能大于氯氣的鍵能，所以氫氣分子中的化學鍵更牢固，C正確；相同條件下，氫氣穩(wěn)定，氫氣分子具有的能量低于氯氣分子具有的能量，D錯誤

6、。 答案：C 5．肼(H2N—NH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O===O為500、N—N為154，O—H為452.5，則斷裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　) A．194　　　　B．391　　　　C．516　　　　D．658 解析：ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，由圖可知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1。設斷裂1 mol N—H所需能量為x kJ，則154 kJ＋4x kJ＋500 kJ－(942＋2×

7、2×452.5) kJ＝－534 kJ，可求得x＝391，答案選B。 答案：B 6．下列有關說法正確的是(　　) A．已知：HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH＝－26.5 kJ/mol，由此可知1 mol HI氣體在密閉容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的熱量 B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為ΔH＝－285.8 kJ/mol C．肼(N2H4)是一種用于火箭或燃料電池的原料，已知2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH＝＋108.3 kJ/mol① N2H4(l)＋O2(

8、g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ/mol② 則有反應：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－642.3 kJ/mol D．含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應的熱化學方程式為NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ/mol 解析：A項，反應為可逆反應，HI不能完全轉(zhuǎn)化為H2和I2，放出的熱量小于26.5 kJ；C項，②－①得：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(

9、g)　ΔH＝－642.3 kJ/mol，當H2O為液態(tài)時，ΔH應小于－642.3 kJ/mol；D項，醋酸為弱酸，醋酸和NaOH溶液的反應不但有中和反應，還有醋酸的電離過程，而電離過程是吸熱的，故醋酸和NaOH溶液反應的ΔH大于－57.4 kJ/mol。 答案：B 7．已知： (1)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1 (2)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 (3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3 (4)2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l) ΔH4 (5)2C(s)＋

10、2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH5 下列關于上述反應的焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1>0，ΔH2<0 B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1 C．ΔH3>0，ΔH5<0 D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3 解析：反應(1)和(2)都屬于燃燒反應，都是放熱反應，ΔH1<0，ΔH2<0，A項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，(2)×2＋(3)－(1)＝(5)，即ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B項正確；(3)中2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)是放熱反應，ΔH3<0，C項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，應該是ΔH4＝2ΔH3

11、－ΔH1，D項錯誤。 答案：B 8．下列說法正確的是(　　) A．如圖可以表示水分解過程中的能量變化 B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ/mol，則碳的燃燒熱為110.5 kJ/mol C．需要加熱的反應一定是吸熱反應，常溫下能發(fā)生的反應一定是放熱反應 D．已知Ⅰ：反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－a kJ/mol Ⅱ： 且a、b、c均大于零，則斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為(－a－b－c) kJ/mol 解析：本題考查化學反應過程中的能量變化，意在考查考生對化學反應中能量變化的有關概念的理解以及對

12、圖象的分析能力。A項，水的分解為吸熱反應，生成物的總能量大于反應物的總能量，且催化劑可有效降低反應的活化能，正確；B項，燃燒熱的概念中強調(diào)完全反應生成穩(wěn)定的氧化物，而該項反應中生成物為CO，錯誤；C項，常溫下能發(fā)生的反應不一定是放熱反應，如在常溫下Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應為吸熱反應，需要加熱的反應也不一定是吸熱反應，錯誤；D項，根據(jù)化學反應的過程為舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程，且斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵放出能量，可知斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為(a＋b＋c) kJ/mol。 答案：A 9．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

13、ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJ·mol－1 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 下列說法中正確的是(　　) A．H2(g)燃燒熱的ΔH為－571.6 kJ·mol－1 B．同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多 C.H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D．3H2(g)＋C

14、O2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝＋135.9 kJ·mol－1 解析：H2(g)燃燒熱的ΔH為－571.6 kJ·mol－1×；由 kJ、可知B正確；C選項，除生成水之外還有BaSO4沉淀生成，錯誤；D選項，①式×－②式×可知ΔH＝－131.4 kJ·mol－1，錯誤。 答案：B 10．已知3.6 g碳在6.4 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，測得放出熱量a kJ。又知道12.0 g碳完全燃燒，放出熱量為b kJ，則熱化學方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH等于(　　) A．－(a－b) kJ&

15、#183;mol－1 B．－(a＋b) kJ·mol－1 C．－(5a－0.5b) kJ·mol－1 D．－(10a－b) kJ·mol－1 解析：根據(jù)題意得兩個熱化學方程式： ①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g) ΔH＝－10a kJ·mol－1； ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1； 則(①－②)得C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－(5a－0.5b) kJ·mol－1。 答案：C 二、非選擇題 11．(1)甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包

16、含甲烷氧化和蒸氣重整。向反應系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學反應有 ①反應CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝ ________kJ·mol－1。 ②甲烷的燃燒熱為ΔH2，則ΔH2________ΔH1(填“>”“＝”或“<”)。 (2)物質(zhì)(t－BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應： (t－BuNO)22(t－BuNO)　ΔH。實驗測得該反應的ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，活化能Ea＝90.4 kJ·mol－1。下列能量關系圖合理的是________。 (3)工業(yè)上利用天然氣(主

17、要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－1，則生成1 m3(標準狀況)CO所需的熱量為________。 解析：(1)①由蒸氣重整的兩個反應可知，利用第二個反應減去第一個反應則得出該反應的反應熱為ΔH＝(165.0－206.2) kJ·mol－1＝－41.2 kJ·mol－1。②表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2。生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水釋放

18、出的熱量多，故ΔH2<ΔH1。 (2)由實驗測得該反應的反應熱ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，可知該反應是吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量，可排除能量關系圖B和C。又依據(jù)活化能Ea＝90.4 kJ·mol－1，Ea－ΔH<50.5 kJ·mol－1，能量關系圖A中，Ea－ΔH>50.5 kJ·mol－1，Ea與ΔH的比例不對。而能量關系圖D是合理的。 (3)首先寫出熱化學方程式： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1?、? CO(g)＋O2(

19、g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1?、? H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1?、? ①－(②＋③)×2得 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.3 kJ·mol－1 故標準狀況下生成1 m3 CO所需熱量為 ××247.3 kJ·mol－1 ≈5.52×103 kJ。 答案：(1)①－41.2?、?lt;　(2)D　(3)5.52×103 kJ 12．(1)全國很多地區(qū)都曾陷入嚴重

20、的霧霾和污染天氣中，冬季取暖排放的CO2、汽車尾氣等都是形成霧霾的因素。 已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋179.5 kJ·mol－1 ②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－112.3 kJ·mol－1 ③2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－759.8 kJ·mol－1 下圖是在101 kPa,298 K條件下1 mol NO2和1 mol CO反應生成1 mol CO2和1 mol NO過程中能量變化的示意圖。則a＝________。 (2)利用反應A可將釋放的CO2

21、轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價值的產(chǎn)品。 反應A：CO2＋H2OCO＋H2＋O2 已知： ①反應Ⅱ是________反應(填“吸熱”或“放熱”)，其原因是________________________________________________。 ②反應A的熱化學方程式是__________________。 (3)一定條件下，在容積為3 L的密閉容器中反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)達到化學平衡狀態(tài)。 根據(jù)題目有關信息，請在右下坐標圖中標示出該化學反應過程的能量變化(標明信息)。 答案：(1)368 (2)①吸熱　反應物總能量低于生成物總能量(或ΔH>0) ②CO2(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋524.8 kJ·mol－1 (3) 我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。