1、 课时规范练 17 化学能与热能基础巩固1.已知 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生B.相同条件下,2 mol H (g)的能量或 1 mol CO(g)的能量一定高于 1 mol CH OH(g)的能量23C.相同条件下,反应物 2 mol H (g)和 1 mol CO(g)的总能量一定高于生成物 1 mol CH OH(g)的总能量23D.达到平衡时,CO 的浓度与 CH3OH 的浓度一定相等2.(2020 福建莆田模拟)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是A.改变催化剂,可改变该反应的活化
2、能( )B.该反应为吸热反应,热效应等于 HC.反应过程 a 一定有催化剂参与D.b 中反应的活化能等于 E1+E23.“钙基固硫”是将煤中的硫元素以 CaSO4 的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会发生反应和反应,导致脱硫效率降低。某温度下,反应的速率(v )大于反应的速率(v ),则下列反应过12程能量变化示意图正确的是( )反应:CaSO4(s)+CO(g)反应:CaSO4(s)+4CO(g)H2=-175.6 kJmol-1CaO(s)+SO (g)+CO (g)H =+218.4 kJmol-1221CaS(s)+4CO2(g)4.(2020 河北邯郸教学质量检测)工业
3、上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理为CH2 CH (g)+H O(g) CH CH OH(g)H。已知几种共价键的键能如下表所示:2232 C CH C C化学键键能HCOCO413 615 463 348 351/(kJmol-1)下列说法中错误的是( )A.上述合成乙醇的反应是加成反应B.相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等C.碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2 倍D.上述反应式中,H=-96 kJmol-15.(2020 河南开封模拟)已知室温下,将 CuSO 5H O(s)溶于水会使溶液温度降低,将 CuSO (s)溶于水会424使溶液温度升高,则下列
4、能量转化关系的判断不正确的是( )A.H 0B.H H123C.H3H1D.H =H +H3216.(双选)(2020 广西桂林质检)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )A.已知 HF 气体溶于水放热,则 HF 的 H10B.相同条件下,HCl 的 H2 比 HBr 的小C.相同条件下,HCl 的 H +H 比 HI 的大34D.一定条件下,气态原子生成 1 mol HX 放出 a kJ 的能量,则该条件下 H2=+a kJmol-1.(2020 四川成都模拟)(1)已知 C(s,石墨) C(s,金刚石) H0,则稳定性:金刚石 (填“”7或“”或“”)H 。12(3)火箭的第一、
5、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N H )作为燃料,四氧化二氮作为氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:24N (g)+2O (g)N O (g)H=+10.7 kJmol-12224N H (g)+O (g)N (g)+2H O(g)H=-543 kJmol-124222写出气态肼和 N O 反应的热化学方程式: 。24(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 CO 的燃烧热为H= 。 (5)0.50 L 2.00 molL-1H SO 溶液与 2.10 L 1.00 mol
6、L-1 KOH 溶液完全反应,放出 114.6 kJ 热量,该反24应的中和热 H= 。(6)已知拆开 1 mol HH、1 mol NH、1 mol NN 分别需要的能量是 436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N 与 H 反应生成 NH 的热化学方程式是 。223能力提升8.(2020 湖南衡阳摸底)中国学者在水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO (g)+H (g)H中攻克了低温22下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能(能吸附不同粒子)催化剂催化实现的。反应过程示意图如下:下列说法正确的是( )A.过程、过程均为放热过程B.过程生成了具有极性共价键的 H2、CO
7、2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的 HD.图示过程中的 H2O 均参与了反应过程9.(双选)(2020 山东模拟)热催化合成氨面临的两难问题是:釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH3 产率降低。我国科研人员研制了 Ti-H-Fe 双温区催化剂(Ti-H 区域和 Fe 区域的温度差可超过 100 )。Ti-H-Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )A.为 NN 的断裂过程B.在高温区发生,在低温区发生C.为氮原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域的传递过程D.使用 Ti-H-Fe 双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
8、10.已知:2H (g)+O (g)2H2O(g)H1223H (g)+Fe O (s)2Fe(s)+3H2O(g)H2223322Fe(s)+ O (g)Fe O (s) H22334322Al(s)+ O (g)Al O (s) H2232Al(s)+Fe O (s)Al O (s)+2Fe(s)H52323下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.H 013B.H 0,H 0,正确;B 项,根据题54241意可知,H 0,H H ,正确;C 项,H 0,则 H 0,正确;B 项,由于 HCl 比 HBr 稳定,所以相同条件下 HCl 的 H2 比 HBr 的大,错误;C项,H +H
9、代表 H(g)H+(aq)的焓变,与是 HCl 还是 HI 无关,错误;D 项,一定条件下,气34态原子生成 1 mol HX 放出 a kJ 的能量,则断开 1 mol HX 形成气态原子吸收 a kJ 的能量,即 H2=+a kJmol-1,正确。 7.答案 (1)(2)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)H 表示碳完全燃烧的反应热,H 表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热12多,且放热越多 H 越小。因此 H H 。12(3)根据盖斯定律,由 2-得:2N H (g)+N O (g) 3N (g)+4H O
10、(g)242422H=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 1mol CO(即 28 g CO)完全燃烧放出的热量是 141.3 kJ2=282.6 kJ,即 CO 的燃烧热 H=-282.6 kJmol-1。(5)0.50 L 2.00 molL-1 H SO 溶液与 2.10 L 1.00 molL-1 KOH 溶液完全反应的中和241212热的热化学方程式为 H SO (aq)+KOH(aq)K SO (aq)+H
11、O(l)H=-57.3 kJmol-1。24242(6)N 与 H 反应生成 NH 的热化学方程式可表示为 N (g)+3H (g) 2NH3(g) 22322H=E(NN)+3E(HH)-23E(NH)=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92kJmol-1。8.D 根据反应过程示意图,过程是水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,A 项错误;过程中 CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2 中的化学键为非极性键,B 项错误;催化剂不能改变反应的 H,C 项错误;根据反应过程示意图可知,过程中水分子中的化学键断裂,过程也是水分子中的化学
12、键断裂的过程,过程中形成了水分子,因此 H2O 均参与了反应过程,D 项正确。.BC 从图中反应历程看,为 N 被吸附,N 中化学键没有断开,A 项错误;合成氨反应922是放热反应,反应历程的最后是指形成 NH,即合成 NH3,故需要在低温下,才能获得更多的 NH ,即是将 N 吸附并断键的过程,是形成 NH 的过程,是低温区,32由题中信息知,两个区域相差一定的温度,则为高温区,B 项正确;处的变化为 Ti-H-Fe*N 转变成 Ti-H*N-Fe,即氮原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域传递,C 项正确;合成氨反应为放热反应,催化剂不会改变反应的热效应,D 项错误。10.B H 和 O 反
13、应生成 H O 的反应放热,铁和氧气的反应也放热,故 A 错误;铝热反应2223232为放热反应,故 H 0,设 2Fe(s)+ O (g) Fe O (s)H ,2Al(s)+ O (g) Al O (s)52233223H ,由-可得:2Al(s)+Fe O (s) Al O (s)+2Fe(s)H =H -H 0,可得42323543H H 、H =H -H ,故 B 正确、D 错误;已知:3H (g)+Fe O (s) 2Fe(s)+3H2O(g)43345223 3223H ,2Fe(s)+ O (g) Fe O (s)H ,将(+) 可得:2H (g)+O (g) 2H2O(g)2
14、22332223H = (H +H ),故 C 错误。12311.答案 (1)2LiH(s)+O2(g) Li O(s)+H O(l)H=-702 kJmol-122(2)4NH (g)+5O (g) 4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-132(3)N +(aq)+2O (g) N - (aq)+2H+(aq)+H O(l)H=-346 kJmol-1H4O322解析 (1)根据已知的三个热化学方程式可得,2LiH(s) 2Li(s)+H2(g)H=+182 kJmol-1,122Li(s)+ O (g) Li2O(s)H=-598 kJmol-1,212H (g)+
15、 O (g) H2O(l)H=-286 kJmol-1,22将上述三式相加可得:2LiH(s)+O2(g) Li O(s)+H O(l)22H=-702 kJmol-1。(2)将已知的两个热化学方程式依次标记为和,根据盖斯定律,由5-4得:4NH (g)+5O (g) 4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1。32(3)写出两步反应的热化学方程式并依次标为和,根据盖斯定律,由+得:N +H4(aq)+2O2(g) N - (aq)+2H+(aq)+H O(l)H=-346 kJmol-1。O3212.答案 (1)-149.73 kJmol-1(2)2NO(g)+2CO(
16、g) 2CO (g)+N (g)H=-744 kJmol-122ACHO*+3H* CO*+4H*3 + 2解析 (1)根据盖斯定律,-2H +2H =H ,则有 H =1=-149.73 kJmol-1。12322(2)汽车尾气中含有 NO 和 CO,可转化为无毒的 N 和 CO ,化学方程式为222NO(g)+2CO(g) 2CO (g)+N (g)。根据盖斯定律,由已知的两个热化学方程式可22得,2NO(g)+2CO(g) 2CO (g)+N (g)H=-744 kJmol-1。22一般来说,活化能越低化学反应速率越快,在相同的时间内可以得到更多的产物,因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为 A。反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多时生成物的能量与反应物的能量差值最大。根据图示,过渡态两端的物质能量差值最大,放热最多,该步反应的方程式为 CHO*+3H* CO*+4H*。
