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1、專題訓練(四)　化學能與熱能 時間：45分鐘　 分值：100分 一、選擇題(每小題5分，共50分) 1．(2013·杭州模擬)下列說法不正確的是(　　) A．化學變化過程是原子的重新組合過程 B．根據(jù)化學反應中的能量變化情況，化學反應可分為吸熱反應和放熱反應 C．化學反應中的能量變化多少與其反應物用量有關 D．化學反應中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的 解析　從反應物、生成物的組成可推知化學變化過程是原子的重新組合過程，A正確；化學反應不是吸熱就是放熱，沒有無能量變化的反應，B正確；化學反應中的能量變化多少與反應物用量有關，C正確；化學反應中的能量變化通常以熱能形式表現(xiàn)出來，

2、還有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來，D不正確。 答案　D 2．(2013·臨沂模擬)下列說法正確的是(　　) A．熱化學方程式中，如果沒有注明溫度和壓強，則表示反應熱是在標準狀況下測得的 B．升高溫度或加入催化劑，可以改變化學反應的反應熱 C．據(jù)能量守恒定律，反應物的總能量一定等于生成物的總能量 D．物質(zhì)發(fā)生化學變化一定伴隨著能量變化 解析　反應熱應該是在常溫常壓下測定的，A不正確；加入催化劑不能改變化學反應的反應熱，B不正確；任何化學反應都伴隨著能量的變化，因此反應物的總能量一定不等于生成物的總能量，C不正確，D正確。 答案　D 3．(2012·全國)反應A＋B―→C(ΔH<

3、0)分兩步進行： ①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。 下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是(　　) 解析　因總反應為放熱反應，反應①為吸熱反應，反應②為放熱反應，所以反應②放出的熱量比反應①吸收的熱量多。A項，圖中反應①為放熱反應，反應②為吸熱反應，且總反應為吸熱反應，錯誤；B項，圖中反應①和反應②均為吸熱反應，錯誤；C項，圖中反應①和反應②均為放熱反應，錯誤。 答案　D 4．(2013·北京卷)下列設備工作時，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是(　　) A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃氣灶 解析　硅太

4、陽能電池工作時將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項錯誤；鋰離子電池是化學電池，工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項錯誤；燃氣灶工作時將化學能轉(zhuǎn)化為熱能，D項正確。 答案　D 5．(2013·淮安一調(diào))下列有關能量的判斷或表示方法正確的是(　　) A．由C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，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)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH

5、的溶液混合，放出的熱量等于57.3 kJ D．2 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方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 解析　A項中的反應是吸熱反應，生成物金剛石的能量較高，能量高的物質(zhì)不穩(wěn)定；B項中等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒均生成二氧化硫氣體，前者反應物能量高，放出的熱量更多；C項中CH3COOH電離時吸熱，故最終放出的熱量小于57.3 kJ；D項中氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1。 答案　A 6．(2013·南

6、昌調(diào)研)已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學方程式如下： ①C2H2(g)＋5/2O2(g)―→2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 300 kJ/mol ②C6H6(g)＋15/2O2(g)―→6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－3 295 kJ/mol 下列說法正確的是(　　) A．1 mol C2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時放熱大于1 300 kJ B．1 mol C6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時放熱大于3 295 kJ C．相同條件下，等質(zhì)量的C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒，C6H6(g)放熱更多 D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過程屬于放熱反應

7、 解析　液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱，則A中放熱應小于1 300 kJ，錯誤；液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低，則B中放出熱量應小于3 295 kJ，B項錯誤；通過計算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時乙炔放熱多，C項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，由3×①－②得：3C2H2(g)===C6H6(g)　ΔH＝－605 kJ·mol－1，D項正確。 答案　D 7．(2013·鄭州一中月考)下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是(　　) A．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為放熱反應，則SO2的能量一定高于SO3的能量 B．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 C．

8、已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3 kJ D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1<ΔH2 解析　A項說明2 mol SO2和1 mol O2的總能量比2 mol SO3的能量高，但不能說SO2的能量高于SO3的能量，A不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則金剛石的能量高于石墨，能量越高越不穩(wěn)定，B不正確；酸堿中和反應的熱效應不僅與生成H2O的物質(zhì)的量有關，還與酸、堿的濃度及強弱有關，C不正確；碳完全燃燒比不完全燃燒放出

9、的能量多，但比較ΔH時應帶符號比較，故ΔH1<ΔH2，D正確。 答案　D 8．(2013·安慶聯(lián)考)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol－1，CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 160 kJ·mol－1。若在標準狀況下4.48 L CH4恰好能將一定量NO2還原成N2和H2O(g)，則整個過程中放出的熱量為(　　) A．114.8 kJ B．232 kJ C．368.8 kJ D．173.4 kJ 解析　由

10、蓋斯定律知：CH4還原NO2生成N2和H2O(g)的熱化學方程式為CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，所以0.2 mol CH4參加反應，放出的熱量為173.4 kJ。 答案　D 9．(2013·長春模擬)25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mo

11、l－1 B．KOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 C．C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 解析　中和熱是指一定條件下，稀溶液中酸和堿反應生成1 mol水時放出的熱量，選項A錯誤，B正確；燃燒熱是指在一定條件下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，選項C、D錯誤。 答案　B

12、 10．(2013·福建卷)某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO。其過程如下： mCeO2(m－x)CeO2·xCe＋xO2 (m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO 下列說法不正確的是(　　) A．該過程中CeO2沒有消耗 B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化 C．右圖中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負極反應式為CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O 解析　由①、②兩個反應可知，CeO2在反應前后沒有變化，沒有消耗，A項正確；由題給反應可知該過程實現(xiàn)了太陽能向化學

13、能的轉(zhuǎn)化，B項正確；由能量圖可知，ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，C項錯誤；書寫電池電極反應式時，要注意電解質(zhì)溶液的影響，堿性條件下生成的CO2會與OH－反應生成CO，D項正確。 答案　C 二、填空題(共50分) 11．(10分)(2013·太原質(zhì)檢)已知某反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反應過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。 (1)該反應是________反應(填“吸熱”或“放熱”)，該反應的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代數(shù)式表示)，1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量____

14、____(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。 (2)若在反應體系中加入催化劑使反應速率增大，則E1和E2的變化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 解析　(1)從圖象中看出反應物的能量低，產(chǎn)物的能量高，該反應一定為吸熱反應。E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，E1與E2的差值就是該反應的焓變。(2)催化劑能通過降低化學反應的活化能來加快化學反應速率，對于可逆反應，催化劑能同時降低正反應和逆反應的活化能，但反應的焓變不會變化。 答案　(1)吸熱　E1－E2　一定低 (2)減小　減小　不變 12．(9分

15、)(2013·東北三省四市聯(lián)考)(1)25 ℃、101 kPa時，1 g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為________________________________________。 (2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_____________ ___________________________________________________________。 (3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。0.25 mol N

16、2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時，放出133.5 kJ熱量，則肼燃燒的熱化學方程式為______ _______________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(3)先寫出肼燃燒的化學方程式：N2H4＋O2===N2＋2H2O，據(jù)0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成N2和H2O(g)，放出熱量133.5 kJ，則1 mol N2H4完全燃燒放出的熱量為534 kJ。 答案　(

17、1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol－1 (2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 (3)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1 13．(15分)①CaCO3(s)===CaO＋CO2(g)　ΔH＝177.7 kJ ②C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ/mol ③H2SO4(l)＋NaOH(l)===Na2SO4(l)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 k

18、J/mol ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol ⑤CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol ⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol ⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－517.6 kJ/mol (1)上述熱化學方程式中，不正確的有________，不正確的理由分別是_______________________________________________________________。 (2)根據(jù)上述信息，寫出C轉(zhuǎn)化為

19、CO的熱化學方程式_____________。 (3)上述反應中，表示燃燒熱的熱化學方程式有________________；表示中和熱的熱化學方程式有________________________。 答案　(1)①②③ ①CaO沒標狀態(tài)，ΔH＝＋177.7 kJ/mol； ②H2O的狀態(tài)應為“g”； ③H2SO4、NaOH和Na2SO4的狀態(tài)不是“l(fā)”應為“aq” (2)C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol (3)④⑤　⑥ 14．(16分)1918年，Lewis提出反應速率的碰撞理論：反應物分子間的相互碰撞是反應進行的必要條件，但并不是每次

20、碰撞都能引起反應，只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學反應。能引發(fā)化學反應的碰撞稱之為有效碰撞。 (1)圖①是HI分解反應中HI分子之間的幾種碰撞示意圖，其中屬于有效碰撞的是________(選填“A”、“B”或“C”)。 (2)20世紀30年代Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎上提出化學反應的過渡態(tài)理論：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量的過渡態(tài)。圖②是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：_________________________________________________

21、_______ ______________________________________________________________。 (3)過渡態(tài)理論認為，催化劑改變反應速率的原因是改變了反應的途徑，對大多數(shù)反應而言主要是通過改變過渡態(tài)而導致有效碰撞所需要的能量發(fā)生變化。請在圖②中作出NO2和CO反應時使用催化劑而使反應速率加快的能量變化示意圖。 (4)進一步研究表明，化學反應的能量變化(ΔH)與反應物和生成物的鍵能有關。鍵能可以簡單地理解為斷開1 mol化學鍵所需吸收的能量，下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/k

22、J·mol－1 197 360 499 x 已知白磷的燃燒熱為2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖③所示，則上表中x＝________。 解析　(1)有效碰撞是發(fā)生化學反應的碰撞，即有新物質(zhì)生成的碰撞，顯然選C項。 (2)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應放熱，反之吸熱，注意熱化學方程式必須標明反應物和生成物的狀態(tài)。 (3)催化劑主要使有效碰撞的能量降低，使反應的門檻降低，即過渡態(tài)時的能量較低。 (4)P4＋5O2===P4O10，燃燒熱為(4x＋12×360)－(6×197＋5×499)＝2 378.0，求得x＝433.75 kJ/mol。 答案　(1)C (2)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　 ΔH＝－234 kJ/mol (3)下圖虛線所示 (4)433.75