2020届高考化学一轮复习-化学能与热能化学能与热能作业(共15页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上核心素养提升练 十六化学能与热能(25分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每题7分,共21分)1.碳酸钙分解的反应需要在高温下持续加热,根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是()A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B.该反应为吸热反应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发生的反应均为吸热反应【解析】选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应,所以CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,故A、B正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,

2、C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,旧化学键断裂吸收能量,新化学键形成放出能量,C正确;需要加热才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错误。【加固训练】(2019沧州模拟)关于下图所示转化关系(X代表卤素),说法不正确的是()A.2H(g)+2X(g)2HX(g)H30B.生成HX的反应热与途径无关,所以H1=H2+H3C.F、Cl、Br的非金属性依次减弱,所以途径吸收的热量依次增多D.F2、Cl2分别发生反应,则焓变,前者小【解析】选C。C项,F、Cl、Br的非金属性依次减弱,则途径吸收的热量应依次减小。D项,F2和H2反应放出热量

3、更多,焓变更小。2.铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红,每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是()A.2FeCO3+O2Fe2O3+2CO2H=-130 kJmol-1 B.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=+260 kJmol-1C.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260 kJmol-1D.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=+130 k

4、Jmol-1【解析】选C。160 g铁红的物质的量为1 mol,每生成 160 g 固体铁红放出130 kJ热量,生成2 mol Fe2O3放出260 kJ热量,所以热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260 kJmol-1,故C正确。【加固训练】根据如图所给的信息,得出的结论正确的是()A.48 g碳完全燃烧放出的热量为1 574 kJmol-1B.2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJmol-1C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H=283.0 kJmol-1D.C(s)+O2(g)CO2(s)H=-393.5 kJm

5、ol-1【解析】选B。48 g碳完全燃烧生成CO2气体,放出的热量为1 574 kJ,A错误;根据图象可知,C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1,故2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJmol-1,B正确;根据图象可知,CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H=566.0 kJmol-1,C错误;根据图象可知,C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1,D错误。3.(新题预测)美国大推力运载火箭“太空发射系统”将于2018年执行首次飞行任务,其所需燃料为高能火

6、箭燃料肼。已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ):NN为942、OO为500、NN为154,OH为452.5,则断裂1 mol NH所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658【解析】选B。H=反应物的总键能-生成物的总键能,由图可知N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJmol-1。设断裂1 mol NH所需能量为x kJ,则154 kJ+4x kJ+500 kJ-(942+22452.5) kJ=-534 kJ,可求得x=391,答案选B。二、非选择题(本题包括2小题,共29分)4.(14分)(1)已知:Fe(s)+O2(g)FeO(

7、s)H1=-272.0 kJmol-1;2Al(s)+O2(g)Al2O3(s)H2=-1 675.7 kJmol-1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_。某同学认为,铝热反应可用于工业炼铁,你的判断是_(填“能”或“不能”),你的理由是_。(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。据图判断该反应是_(填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。其中B历程表明此反应采用的条件为_(填字母)。A.升高温度B.增大反应物的浓度C.降低温度D.使用催化剂【解析】(1)该铝热

8、反应的化学反应方程式为3FeO(s)+2Al(s)Al2O3(s)+3Fe(s),可由-3得到,故H=H2-H13=-1 675.7-(-272.03)=-859.7(kJmol-1)。铝热反应为引发反应,需消耗大量能量,因此不适合用于工业炼铁。(2)结合图象,反应物的能量低于产物能量,该反应吸热;升温平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大。B历程活化能降低,表明此反应使用了催化剂。答案:(1)3FeO(s)+2Al(s)Al2O3(s)+3Fe(s)H=-859.7 kJmol-1不能该反应为引发反应,需消耗大量能量,成本较高(2)吸增大D5.(15分)(2019大连模拟)氢气是一种清洁能

9、源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。世纪金榜导学号已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJmol-1又知CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1。(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式: _。(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法,CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(3)高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是_,等

10、物质的量的A、H2化学能较低的物质是_。【解析】(1)由CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1可得甲烷完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1。(2)根据盖斯定律,由2-即可得到CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJmol-1。(3)观察图象信息知,高温时水先分解生成H2、O2,然后两种单质分子可继续分解成氢原子、氧原子,由于氢原子比氧原子多,故A是氢原子,B是氧原子。氢气分子分解成氢原子时需要吸收能量,故化学能较低的物质是氢气分子。答案:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g

11、)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1(2)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJmol-1(3)H、O(或氢原子、氧原子)H2(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)1.(2019枣阳模拟)BeCl2是有机反应的催化剂。铍和氯气反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.E2是正反应的活化能B.该反应的H0;2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-220 kJmol-1;2-得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(2a+220) kJmol-10,即4462-496-2436=2a+220,解得a=+13

12、0,答案选B。二、非选择题(本题包括2小题,共32分)4.(16分)(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应,反应和为副反应。世纪金榜导学号CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g)H1=-47.3 kJmol-1CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)H2=+210.5 kJmol-1CO(g)C(s)+CO2(g)H3=-86.2 kJmol-1反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的H=_(用H1

13、、H2和H3表示)。(2)已知:25 、101 kPa时,Mn(s)+O2(g)MnO2(s)H=-520 kJmol-1S(s)+O2(g)SO2(g)H=-297 kJmol-1Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s)H=-1 065 kJmol-1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:反应:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)

14、NH4HCO3(aq)H2反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3H3与H1、H2之间的关系是H3=_。(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)H=+66.0 kJmol-1WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)H=-137.9 kJmol-1则WO2(s)WO2(g)的H=_。【解析】(1)根据盖斯定律,由4+2得2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)H=4H1+H2+2H3。(2)将已知3个热化学方程式依次

15、编号为,根据盖斯定律由-得MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)H=-1 065 kJmol-1+520 kJmol-1+297 kJmol-1=-248 kJmol-1。(3)根据题中三个反应,反应=反应2-反应,因此H3=2H2-H1。(4)根据题意由-可得WO2(s)WO2(g)H=+203.9 kJmol-1。答案:(1)4H1+H2+2H3(2)MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)H=-248 kJmol-1(3)2H2-H1(4)+203.9 kJmol-15.(16分)(2019成都模拟)(1)已知C(s,石墨)C(s,金刚石)H0,则稳定性:金刚石_石墨(填“”或

16、“”或“0,说明该反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:金刚石石墨。(2)H1表示碳完全燃烧的反应热,H2表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热多,且放热越多H越小。因此,H1H2。(3)根据盖斯定律,由2-得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=2(-543 kJmol-1)-(+10.7 kJmol-1)=-1 096.7 kJmol-1。(4)25 、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ的热量,则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ2=

17、282.6 kJ,即CO的燃烧热H=-282.6 kJmol-1。(5)n(H2SO4)=0.50 L2.00 molL-1=1 mol,n(KOH)=2.10 L1.00 molL-1=2.10 mol,二者反应时,KOH过量,1 mol H2SO4完全反应生成2 mol H2O(l),放出114.6 kJ热量,故稀硫酸与KOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为114.6 kJ=57.3 kJ,故该反应的中和热H=-57.3 kJmol-1。(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=E(NN)+3E(HH)-23E(NH)=9

18、46 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。答案:(1)(2)(3)2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 096.7 kJmol-1(4)-282.6 kJmol-1(5)-57.3 kJmol-1(6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-1【加固训练】能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。(1)下列做法有助于能源“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

19、.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,增加资源的重复使用、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。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,石墨的燃烧热为_。12 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_ kJ。(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJmol-1、497 kJmol-1。N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.0 kJmol-1。NO分子中化学键的键

20、能为_ kJmol-1。(4)综合上述有关信息,请写出用CO除去NO的热化学方程式:_。【解析】(1)煤、石油、天然气都是化石燃料,是不可再生的,所以b项错误,其余都正确。(2)根据图像可知,金刚石的总能量大于石墨的,所以石墨比金刚石稳定。燃烧热是在一定条件下,1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,所以根据图像可以看出石墨的燃烧热是-110.5 kJmol-1+(-283.0 kJmol-1)=-393.5 kJmol-1。12 g石墨完全燃烧生成CO2,质量是44 g,完全燃烧生成CO是28 g,所以36 g气体是混合气。设CO2和CO的物质的量分别是x和y,则x+y=1

21、 mol 、44x+28y=36 g,解得x=y=0.5 mol,所以实际放出的热量是0.5 mol (110.5 kJmol-1+393.5 kJmol-1)=252.0 kJ。(3)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,设NO分子中化学键的键能是x,所以946 kJmol-1+497 kJmol-1-2x=+180.0 kJmol-1,解得x=631.5 kJmol-1,即NO分子中化学键的键能为631.5 kJmol-1。(4)根据图象可知,2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566 kJmol-1,又因为N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.0 kJmol-1,所以根据盖斯定律可知,-即得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),所以反应热H=-566 kJmol-1-180 kJmol-1=-746.0 kJmol-1。答案:(1)acd(2)石墨-393.5 kJmol-1252.0(3)631.5(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746.0 kJmol-1关闭Word文档返回原板块专心-专注-专业