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限时集训(十八) 化学反应与热能 (限时：60分钟 满分：100分) 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分) 1．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是( ) A．由Zn和稀H2SO4制氢气 B．灼热的炭粉与二氧化碳反应 C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合 D．碳酸钙的分解 2．下列说法正确的是( ) A．(2012·安徽高考)NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O反应中，储氢、释氢过程均无能量变化 B．(2011·江苏高考)右图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 C．(2011·浙江高考)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律 D．(2012·福建高考)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)和 4SO2(g)＋2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等 3．(2012·南昌一模)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H－O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H－H键断裂时吸收热量为( ) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 4．(2011·重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( ) A．－1 780 kJ/mol B．－1 220 kJ/mol C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol 5．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是( ) A．C (s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋571.6 kJ/mol C．CH4(g)＋2O2 (g)===CO2 (g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ/mol D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2 (g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ/mol 6．根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ/mol。 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( ) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3 7．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断下列说法正确的是( ) A．CO的燃烧热为283 kJ B．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系 C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJ/mol D．CO2(g)与Na2O2(s)反应放出113 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023 8．已知：2H2(g) ＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol CH4(g) ＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ/mol 现有H2与CH4的混合气体112 L (标准状况) ，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( ) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 9．下列说法或表示法正确的是( ) A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；ΔH＝－221.0 kJ/mol。则C(碳)的燃烧热为110.5 kJ/mol C．在稀溶液中： H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol 10．(2012·重庆高考)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)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A．194 B．391 C．516 D．658 二、非选择题(本题包括4小题，共50分) 11．(11分)(1)根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是________。 A．其热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2 (g) ΔH＝＋41 kJ/mol B．该反应为吸热反应 C．该反应为放热反应 D．当H2O为液态时，其反应热的值小于41 kJ/mol (2)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。 (3)如图是某温度下，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为___________________________________________ ________________________________________________________________________。 a、b两条曲线产生区别的原因很可能是_________________________________ ________________________________________________________________________。 12．(12分)(2012·海门高三一模)当前能源危机是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。 (1)下列做法有利于能源“开源节流”的是________ (填字母)。 a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求 c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 d．减少资源消耗，加大资源的重复使用、资源的循环再生 (2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 ①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的标准燃烧热ΔH＝________。 ②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。 (3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ/mol、497 kJ/mol。 N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.0 kJ/mol。 NO分子中化学键的键能为________ kJ/mol。 (4)综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：________________________。 13．(13分)为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)实验测得5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知： C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1 根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH＝________________________________________________________________________。 14．(14分)A：丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b kJ/mol 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－c kJ/mol 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－d kJ/mol (a、b、c、d均为正值) 请回答下列问题： (1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。 (2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，则在化学反应时，反应物就需要______(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是____________________。 (3)b与a、c、d的数学关系式是_______________________________________________。 B：火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。 (1)写出肼和过氧化氢的结构式：肼________，过氧化氢________。 (2)写出反应的热化学方程式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。 (4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答 案 限时集训(十八) 化学反应与热能 1．A 2.C 3.C 4.B 5.D 6．选A ①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－Q1 kJ/mol ②2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH2＝－Q2 kJ/mol ③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH3＝－Q3 kJ/mol 由得：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝(ΔH1－ΔH2)<0， 所以(－Q1＋Q2)<0，即Q1>Q2。 由得：H2O(g)===H2O(l)ΔH＝(ΔH2－ΔH3)<0， 所以(－Q2＋Q3)<0，即Q2>Q3。 故Q1>Q2>Q3。 7．选C A错，燃烧热的单位应是kJ/mol；B项，图中没有标注物质的物质的量；C项，由CO2(s)===CO2(g) ΔH>0及盖斯定律可知C项正确；D项，当反应放出113 kJ热量时，参加反应的CO2为0.5 mol，电子转移数为0.5×6.02×1023。 8．B 9.C 10．选B 根据图示，可得如下热化学方程式：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－534 kJ/mol ①；2N(g)＋4H(g)＋2O(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－2 752 kJ/mol②。根据盖斯定律，①－②有：N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g) ΔH3＝＋2 218 kJ/mol，设断裂1 mol N—H键所需的能量为x kJ，则有4x kJ＋154 kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，解得x＝391，故断裂1 mol N—H键所需的能量为391 kJ。 11．解析：(1)以图示形式将反应CO2 (g)＋H2 (g)===CO(g)＋H2O(g)的质变与能变呈现出来，并要求判断反应类型及ΔH情况。根据所给图示可知，A选项将反应的反应物与生成物弄反了，故不对；生成物的能量比反应物的能量高，故该反应为吸热反应，B选项正确，则C选项错误；D选项未限定H2O的物质的量，故不对。 (3)b曲线的反应中使用催化剂，可以降低反应的活化能，但反应的热效应不会改变。 答案：(1)B (2)S(s)＋O2 (g)===SO2 (g) ΔH＝－296.8 kJ/mol (3)N2 (g)＋3H2 (g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/mol a不使用催化剂，b使用了催化剂 12．解析：(1)通过分析只有b项不利于能源“开源节流”。 (2)①石墨的能量较低，更稳定。石墨的燃烧热指1 mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。②12 g石墨和24 g氧气反应，即1 mol C和0.75 mol O2反应，则生成0.5 mol CO和0.5 mol CO2，放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ/mol＋0.5 mol×393.5 kJ/mol＝252.0 kJ。 (3)ΔH＝E(N2)＋E(O2)－2E(NO)，2E(NO)＝946 kJ/mol＋497 kJ/mol－180.0 kJ/mol，E(NO)＝631.5 kJ/mol。 (4)已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ/mol，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.0 kJ/mol，目标反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可由两个反应相减获得，则ΔH＝－746.0 kJ/mol。 答案：(1)acd (2)石墨 －393.5 kJ/mol 252.0 kJ (3)631.5 (4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.0 kJ/mol 13．(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452.8 kJ·mol－1 (2)＋226.7 kJ·mol－1 14．解析：A：(1)等量的丙烷燃烧，生成物均是CO2(g)、H2O(l)，由盖斯定律知途径Ⅱ经过三步反应放出的热量与途径Ⅰ放出的热量相等。 (2)ΔH>0，所以该反应物的总能量低于生成物的总能量。反应时，反应物就需要吸收能量转化为生成物。一般来说，吸热反应在发生时，需要加热，而且丙烷(烷烃)是一种常温下能稳定存在的物质，所以可判断丙烷分解为丙烯和氢气的反应是需要加热的。 (3)由化学方程式的叠加和盖斯定律推知：－a＝b＋()＋()，即2b＝c＋d－2a。 B：(1)由分子式分析各元素的化合价，结合元素原子的价电子数，推出化合物中各原子的成键数目，可得N2H4、H2O2的结构式为。 (2)反应物和产物均已知，利用氧化还原反应方程式的配平技巧，可将反应方程式写出。添上各物质的聚集状态及ΔH数值就可写出热化学方程式。 (3)16 g肼反应生成气态水时放出热量是 kJ，并且生成的气态水是2 mol,2 mol气态水液化又放出88 kJ的热量，共放出408.8 kJ的热量。 (4)结合反应产物的性质进行分析。 答案：A：(1)等于 (2)小于 吸收 加热 (3)2b＝c＋d－2a B：(1) 、H—O—O—H (2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.625 kJ/mol (3)408.8 (4)产物是N2和H2O，对环境无污染 | ||||||||||||||||||||||||||||||
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