1、1第一讲 化学能与热能课后达标训练一、选择题1(2018杭州期末)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( )A1 mol CO 2(g)和 1 mol CaO(s)的总能量大于 1 mol CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零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 1 mol CO2(g)和 1 mol CaO(s)的总能量大于 1 mol CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A 、B 正确；在 CaCO3
2、中，Ca 2 和 CO之间存在离子键，CO 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23 23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。2(2018上海奉贤区模拟)合成氨反应过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是( )A该反应的焓变小于零B该反应物的总能量高于生成物的总能量C该反应的热化学方程式为 3H2N 22NH 3 Q(Q0)D该反应是放热反应解析：选 C。由题图知，反应物的总能量高于生成物的总能量， H0，为放热反应，故 A、B、D 均正确；热化学方程式需
3、要标明物质状态，故 C 错误。3(2018徐州考前模拟冲刺卷)利用合成气(主要成分为 CO、CO 2和 H2)通过下列反应合成甲醇。下列说法正确的是( )反应：CO 2(g)H 2(g)CO(g) H 2O(g) H141 kJmol 1反应：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H299 kJmol 1反应：CO 2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(l) H3A反应为放热反应B增大反应的压强，H 2转化率提高2C反应使用催化剂， H2不变D H358 kJmol 1解析：选 C。反应焓变为正值，为吸热反应，故 A 错误；增大反应的压强，平衡不移动，H 2转化率不变，故 B
4、 错误；反应使用催化剂， H2不变，故 C 正确；根据盖斯定律 CO2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(g) H58 kJmol1 ，所以 CO2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(l) H358 kJmol 1 ，故 D 错误。4(2018广东四地六校联考)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )A已知 2C(s)2O 2(g)=2CO2(g) H1；2C(s)O 2(g)=2CO(g) H2，则 H1 H2B已知 C(石墨，s)= =C(金刚石，s) H0，则金刚石比石墨稳定C在稀溶液中：H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol，若将含
5、0.6 mol H2SO4的稀硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量等于 57.3 kJD放热反应一定不需要加热解析：选 C。碳完全燃烧放出的热量多，放热反应的反应热为负值，所以 H1 H2，A 错误；C(石墨，s)= =C(金刚石，s) H0，即金刚石的能量比石墨高，故石墨更稳定，B 错误；燃烧反应是放热反应，需要加热才能发生，D 错误。5(2018天津河西区模拟)通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法不正确的是( )太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O 2(g) H1571.6 kJ/mol焦炭与水反应制氢：C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)
6、H2131.3 kJ/mol甲烷与水反应制氢：CH4(g)H 2O(g)=CO(g)3H 2(g) H3206.1 kJ/molA由反应知 H2的燃烧热为 571.6 kJ/molB反应中生成物的总能量高于反应物的总能量C反应若改用新催化剂， H3不变化D反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的 H74.8 kJ/mol解析：选 A。A.在一定条件下，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热，由反应知 H2的燃烧热为 285.8 kJ/mol，A 错误；B.反应的焓变大于 0，说明该反应为吸热反应，生成物的总能量高于反应物的总能量，B 正确；C.反应使用催化剂，可以加
7、快反应速率，但是催化剂不影响反应热，所以改用新催化剂后 H3不变，C 正确；D.根据盖斯定律，可得：反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的 H(206.1 kJ/mol)(131.3 kJ/mol)74.8 kJ/mol，D 正确。6(2018保定第一次模拟)下列对于太阳能、生物质能和氢能利用的说法不正确的是3( )A芒硝晶体(Na 2SO410H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，晚上重新结晶放热，实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能B将植物的秸秆、杂草和人畜粪便等加入沼气发酵池中，在富氧条件下，经过缓慢、复杂的氧化反应最终生成沼气，从而有效利用生物质能C在工农业生产、日常生活中
8、需要大量应用氢能源，但需要解决氢气的廉价制备、氢气的储存和运输等问题D垃圾处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻了垃圾给城市造成的压力，改善了城市环境解析：选 B。A.芒硝晶体(Na 2SO410H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，实现了太阳能转化为化学能，晚上重新结晶放热，实现了化学能转化为热能，选项 A 正确；B.沼气是各种有机物质在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、pH 下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃性气体，而不是富氧条件下，选项 B 错误；C.在工农业生产、日常生活中需要大量应用氢能源，但需要解决氢气的廉价制备、氢气的储存和运输等问题，选项C 正确；D
9、.垃圾处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻了垃圾给城市造成的压力，改善了城市环境，选项 D 正确。7(2018广东粤西四校联考)已知：2H2O(g)=O2(g)2H 2(g) H1Cl2(g)H 2(g)=2HCl(g) H22Cl2(g)2H 2O(g)=4HCl(g)O 2(g) H3则 H3与 H1和 H2间的关系正确的是( )A H3 H12 H2 B H3 H1 H2C H3 H12 H2 D H3 H1 H2解析：选 A。2H 2O(g)=O2(g)2H 2(g) H1；Cl 2(g)H 2(g)=2HCl(g) H2；2Cl 2(g)2H 2O(g)=4HCl(
10、g)O 2(g) H3。由盖斯定律可知，2， H3 H12 H2，故本题选 A。8根据以下三个热化学方程式：2H 2S(g)3O 2(g)=2SO2(g)2H 2O(l) H1 Q1 kJ/mol2H 2S(g)O 2(g)=2S(s)2H 2O(l) H2 Q2 kJ/mol2H 2S(g)O 2(g)=2S(s)2H 2O(g) H3 Q3 kJ/mol判断 Q1、 Q2、 Q3三者关系正确的是( )4A Q1Q2Q3 B Q1Q3Q2C Q3Q2Q1 D Q2Q1Q3解析：选 A。由 得 S(s)O 2(g)=SO2(g) H ( H1 H2)Q2。由 得 H2O(g)=H2O(l) H
11、 ( H2 H3)Q3。故 Q1Q2Q3。129(2018金华十校期末)常温下，0.01 molL1 MOH 溶液的 pH 为 10。已知：2MOH(aq)H 2SO4(aq)=M2SO4(aq)2H 2O(l) H124.2 kJmol 1 ；H (aq)OH (aq)=H2O(l) H257.3 kJmol 1 。则 MOH 在水溶液中电离的 H 为( )A33.1 kJmol 1 B45.2 kJmol 1C81.5 kJmol 1 D33.1 kJmol 1解析：选 B。根据题中 0.01 mol/L MOH 溶液的 pH10，知 MOH 为弱碱，MOH 溶液与硫酸的中和反应可以看作两
12、个过程：MOH(aq)M (aq)OH (aq) H、H (aq)OH (aq)=H2O(l) H2，根据盖斯定律知 H12( H H2)，则 H H1 H2(24.2 12kJmol1 ) (57.3 kJmol 1 )45.2 kJmol 1 ，B 项正确。12二、非选择题10请参考题中图表，根据要求回答问题：(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO 过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1的变化是_(填“增大” “减小”或“不变” ，下同)， H 的变化是_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两
13、种反应的热化学方程式如下：CH 3OH(g)H 2O(g)=CO2(g)3H 2(g) H49.0 kJmol 1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g)12 H192.9 kJmol 15又知H 2O(g)=H2O(l) H44 kJmol1 ，则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为_。(3)如表所示是部分化学键的键能参数：化学键 PP PO O=O P=O键能/kJmol 1 a b c x已知白磷的燃烧热为 d kJmol1 ，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中 x_ kJmol 1 (用含 a、 b、 c、 d 的代数式表示)。解析：(1)观察图像， E1
14、应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是 H不变。(2)观察方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)白磷燃烧的化学方程式为 P45O 2 P4O10，结合题图中白磷及其完= = = = =点 燃 全燃烧产物的结构，根据“反应热反应物键能总和生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6 a5 c(4 x12 b) d，据此可得 x (d6 a5 c12 b)。14答案：(1)减小 不变(2)CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l)32 H764.7 kJmol 1(3) (d6 a5 c12 b)1411(20
15、18石家庄一模)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料，而氢气、二甲醚等都是很有发展前景的新能源。(1)在 25 、101 kPa 时，1 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是 55.64 kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为 C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H 2 220.0 kJmol1 ，已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H565.14 kJmol1 ，试计算相同物质的量的 C3H8(g)和CO(g)完全燃烧产生的热量的比
16、值_(保留小数点后一位)。(3)氢气既能与氮气反应又能与氧气反应，但是反应的条件却不相同。已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g)6 H483.6 kJmol 13H2(g)N 2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol 1计算断裂 1 mol NN 键需要吸收能量_kJ。(4)由合成气(组成为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H190.1 kJmol 1CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H249.0 kJmol 1水煤气变换反应：CO(g)H 2O
17、(g)=CO2(g)H 2(g) H341.1 kJmol 1二甲醚合成反应：2CH 3OH(g)=CH3OCH3(g)H 2O(g) H424.5 kJmol 1由 H2和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。根据化学反应原理，分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响：_。解析：(1)燃烧热是指 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。(2)2 220.0 kJmol1 kJmol1 7.9。(3)在反应 3H2(g)N 2(g)2NH 3(g)中，断565.142裂 1 mol NN 键和 3 mol HH 键，形成 6 mol NH 键，则 6E(N
18、H) E(NN)3 E(HH)92.4 kJmol1 ，则 E(NN)1 173.2 kJmol1 2436 kJmol1 392.4 kJmol1 946 kJmol1 。(4)根据盖斯定律， 2得：2CO(g)4H 2(g)=CH3OCH3(g)H 2O(g) H90.1 kJmol1 224.5 kJmol1 204.7 kJmol1 。该反应为气体分子数减少的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于提高反应速率和促进二甲醚的生成。答案：(1)CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.24 kJmol 17(2)7.9(3)946(4)2CO(g)4H 2(g)=
19、CH3OCH3(g)H 2O(g) H204.7 kJmol1 该反应气体分子数减少，增大压强，平衡正向移动，CO 和 H2的转化率增大，CH 3OCH3产率增加；增大压强，CO 和 H2浓度增加，反应速率增大12(1)CO、CH 4均为常见的可燃性气体。已知在 101 kPa 时，CO 的燃烧热为 283 kJmol1 。相同条件下，若 2 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为 1 mol CO完全燃烧放出热量的 6.30 倍，CH 4完全燃烧反应的热化学方程式是_。(2)已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H 2(g)3N 2(g)9O 2(g)=2C3H5(ONO2)3(
20、l) H12H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H2C(s)O 2(g)=CO2(g) H3则反应 4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H 2O(g)O 2(g)6N 2(g)的 H 为_(用 H1、 H2、 H3表示)。(3)已知一定温度和压强下，合成氨反应：N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92.0 kJmol1 ，将 1 mol N2和 3 mol H2充入一密闭容器中，保持恒温恒压下，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，测得 N2的转化率为 20%。若在相同条件下，起始时在该容器中充入 2 mol NH3，反应达到平衡时的热量变化是_(填“吸收”或“放出
21、”)_kJ 热量。解析：(1)由题意可知，1 mol CO 完全燃烧放出热量 283 kJ，则 1 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量 6.30283 kJ891.45 kJ，则 CH4完全燃烧的热化学方12程式为 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H891.45 kJmol 1 。(2)根据盖斯定律，将已知热化学方程式依次编号为、，由 1252即得所给热化学方程式，则 H12 H35 H22 H1。(3)由题意可知，2 mol NH3完全分解吸收的热量为92.0 kJ。恒温恒压下，合成氨反应中 N2的转化率为 20%，则相同条件下氨的分解反应中，氨的分解率为 80%，即该氨的分解反应中吸收的热量92.0 kJ80%73.6 kJ。答案：(1)CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H891.45 kJmol 1(2)12 H35 H22 H1(3)吸收 73.6
