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第1節(jié) 化學能與熱能 1．(2017高考江蘇卷)通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是(　　) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJmol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJmol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJmol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJmol－1 A．反應①、②為反應③提供原料氣 B．反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C．反應CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJmol－1 D．反應2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1 解析：選C。反應①的產(chǎn)物為CO和H2，反應②的產(chǎn)物為CO2和H2，反應③的原料為CO2和H2，A項正確；反應③將溫室氣體CO2轉化為燃料CH3OH，B項正確；反應④中生成物H2O為氣體，C項中生成物H2O為液體，故C項中反應的焓變不等于 kJmol－1，C項錯誤；依據(jù)蓋斯定律，由②2＋③2＋④，可得所求反應的焓變，D項正確。 2．(2016高考海南卷)油酸甘油酯(相對分子質量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應： C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l) 已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為(　　) A．3.8104 kJmol－1 B．－3.8104 kJmol－1 C．3.4104 kJmol－1 D．－3.4104 kJmol－1 解析：選D。燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ，則1 mol油酸甘油酯完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量為1 mol884 gmol－1＝3.4104 kJ，所以ΔH＝－3.4104 kJmol－1。 3．(2015高考上海卷改編)已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反應進程的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．加入催化劑，減小了反應的熱效應 B．加入催化劑，可提高H2O2的平衡轉化率 C．H2O2分解的熱化學方程式：H2O2===H2O＋O2　ΔH<0 D．反應物的總能量高于生成物的總能量 解析：選D。加入催化劑，減小了反應的活化能，使反應在較低的溫度下發(fā)生，但是反應的熱效應不變，A項錯誤；加入催化劑，可提高H2O2分解的反應速率，但不能改變平衡狀態(tài)，對轉化率無影響，B項錯誤；熱化學方程式要符合質量守恒定律，且要注明聚集狀態(tài)，C項錯誤；根據(jù)圖示可知反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，D項正確。 4．(2015高考北京卷)最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下： 下列說法正確的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸熱反應 B．在該過程中，CO斷鍵形成C和O C．CO和O形成了具有極性共價鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程 解析：選C。 A．狀態(tài)Ⅰ總能量為反應物總能量，狀態(tài)Ⅲ總能量為生成物總能量，由圖示知反應物的總能量大于生成物的總能量，故該反應為放熱反應。B．從狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的圖示可以看出，反應中CO并未斷裂成C和O，C、O原子間一直有化學鍵。C．由圖示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C與O形成極性共價鍵。D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應生成CO2的過程，并不是CO與O2反應的過程。 5．(2015高考重慶卷)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝ x kJmol－1。 已知：碳的燃燒熱ΔH1＝a kJmol－1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJmol－1 則x為(　　) A．3a＋b－c　 B．c－3a－b C．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b 解析：選A。已知碳的燃燒熱為ΔH1＝a kJmol－1，則表示碳燃燒熱的熱化學方程式為①C(s)＋O2(g)===CO2 (g)　ΔH1＝a kJmol－1，將另外兩個熱化學方程式進行編號，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝ c kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，由①3＋②－③得ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。 6．[2016高考全國卷Ⅲ，27(4)②]已知下列反應： SO2(g)＋2OH－ (aq) ===SO (aq)＋H2O(l)　ΔH1 ClO－ (aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3 則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－ (aq) === CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－ (aq)的ΔH＝________________。 解析：設三個反應依次是a、b、c，根據(jù)蓋斯定律，由a＋b－c得：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 答案：ΔH1＋ΔH2－ΔH3 7．[2016高考全國卷Ⅱ，26(3)]①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　 ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝－1 048.9 kJmol－1 上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4＝____________，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為_______________________________________________________________。 解析：根據(jù)蓋斯定律，由③2－②2－①可得④，則ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；聯(lián)氨和N2O4反應釋放出大量熱、產(chǎn)物無污染、產(chǎn)生大量氣體等，故聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑。 答案：2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反應放熱量大、產(chǎn)生大量氣體 8．[2015高考全國卷Ⅱ，27(1)]甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應如下： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學鍵 H—H C—O H—O C—H E/(kJmol－1) 436 343 1 076 465 413 由此計算ΔH1＝________kJmol－1；已知ΔH2＝－58 kJmol－1，則ΔH3＝________kJmol－1。 解析：根據(jù)鍵能與反應熱的關系可知，ΔH1＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(1 076 kJmol－1＋2436 kJmol－1)－(413 kJmol－13＋343 kJmol－1＋465 kJmol－1)＝－99 kJmol－1。 根據(jù)蓋斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJmol－1)－(－99 kJmol－1)＝＋41 kJmol－1。 答案：－99　＋41