2018届高考化学第一轮总复习检测25.doc

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专题七　化学能与热能

根据高考命题大数据软件分析，重点关注第2、3、6、7、11及创新导向题。
模拟精选题
1.（2016·黑龙江哈师大附中期中）下列变化过程，属于放热反应的是（　　）
①水蒸气变成液态水　②酸碱中和反应　③浓硫酸稀释
④固体氢氧化钠溶于水　⑤氢气在氯气中燃烧　⑥食物腐败
A.②③④⑤⑥ B.②③④
C.②⑤⑥ D.①③⑤
答案　C
2.（2016·宁夏银川模拟）用玻璃棒迅速搅拌如图一所示装置内（小烧杯与玻璃片之间有一薄层水）的固体混合物。稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起。下列有关该反应的说法中正确的是（　　）

A.反应中有化学能转化为热能
B.反应中的能量关系如图二
C.是吸热反应
D.化学键的总键能：反应物<生成物
答案　C
3.（2016·银川一中一模，13）已知：2C（s）＋O2（g）===2CO（g）
ΔH＝－217 kJ·mol－1
C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝b kJ·mol－1
H—H、O—H和O===O键的键能分别为436、462和495 kJ·mol－1，则b为（　　）
A.＋352 B.＋132 C.－120 D.－330
答案　B
4.（2016·福建厦门一中期中）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（　　）
A.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
B.已知C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1
D.已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2　则ΔH1<ΔH2
解析　A.表示氢气燃烧热时产物中的水为液态，故A错误； B.已知C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，则石墨能量低稳定，故B错误；C.含20.0 g即0.5 mol的NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，没有标明状态，故C错误； D.已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2 ，完全反应放出的能量高，故ΔH1<ΔH2，故D正确；答案为D。
答案　D
5.（2016·湖南永州二模，12）将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：
TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（l）＋O2（g）
ΔH＝＋140.5 kJ·mol－1
C（s，石墨）＋O2（g）===CO（g）
ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s，石墨）===TiCl4（l）＋2CO（g）的ΔH是（　　）
A.－80.5 kJ·mol－1 B.－30.0 kJ·mol－1
C.＋30.0 kJ·mol－1 D.＋80.5 kJ·mol－1
解析　设已知反应热化学方程式分别标为①、②，目标反应可由题给反应①＋②×2得到，所以ΔH＝＋140.5 kJ·mol－1＋（－110.5 kJ·mol－1）×2＝－80.5 kJ·mol－1。
答案　A
6.（2016·湖北荆州期末，7）下列说法正确的是（　　）
A.氢气的燃烧热为285.5 kJ/mol，则电解水的热化学方程式为2H2O（l）2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋285.5 kJ/mol
B.已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3 kJ/mol，则稀H2SO4溶液和稀Ba（OH）2溶液反应的反应热ΔH＝2×（－57.3） kJ/mol
C.在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能
D.已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为AX3（l）＋X2（g）===AX5（s）　ΔH＝－123.8 kJ/mol
解析　H2的燃烧热指1 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量，所以电解水的ΔH＝＋571 kJ·mol－1，A项错误；稀硫酸和稀Ba（OH）2反应除酸碱中和外还有Ba2＋与SO的反应，同样有热效应，B项错误；燃烧反应中还有化学能转化为光能等，C项错误；由题给信息可知室温时AX3为液态，AX5为固态，D项正确。
答案　D
7.（2016·河南洛阳期末）白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得，相关热化学方程式如下：2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）===6CaO（s）＋P4（s）＋10CO（g）　ΔH1＝＋3 359.26 kJ·mol－1　CaO（s）＋SiO2（s）===CaSiO3（s）　ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1
2Ca3（PO4）2（s）＋6SiO2（s）＋10C（s）===6CaSiO3（s）＋P4（s）＋10CO（g）　ΔH3
则ΔH3等于（　　）
A.＋2 821.6 kJ·mol－1 B.－3 269.65 kJ·mol－1
C.－2 821.6 kJ·mol－1 D.＋3 269.65 kJ·mol－1
解析　将题干中的三个反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，①＋②×6＝③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝3 359.26 kJ·mol－1＋（－89.6 kJ·mol－1）×6＝＋2 821.6 kJ·mol－1，A项正确；B项、C项、D项错误。
答案　A
8.（2015·乌鲁木齐模拟）常温下，0.01 mol·L－1MOH溶液的pH为10。已知：2MOH（aq）＋H2SO4（aq）===M2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH1＝－24.2 kJ·mol－1；H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为（　　）
A.＋33.1 kJ·mol－1 B.＋45.2 kJ·mol－1
C.－81.5 kJ·mol－1 D.－33.1 kJ·mol－1
解析　根据题中0.01 mol/L MOH溶液的pH＝10，知MOH为弱碱，MOH溶液与硫酸的中和反应可以看做两个过程：MOH（aq）M＋（aq）＋OH－（aq）　ΔH、H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH2，根据盖斯定律知ΔH1＝2（ΔH＋ΔH2），则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝（－24.2 kJ·mol－1）×－（－57.3 kJ·mol－1）＝＋45.2 kJ·mol－1，B项正确。
答案　B
9.（2015·山西晋商四校联考，13）已知：H2（g）＋Cl2（s）2HCl（g）　ΔH＝＋a kJ/mol
H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）　ΔH＝－d kJ/mol
，且a、b、c、d均大于零，则下列说法正确的是（　　）
A.断开1 mol H—Cl键所需的能量为－a－b－c
B.b＞c，则氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
C.Cl2（s）===Cl2（g）　ΔH＝＋（a＋d） kJ·mol－1
D.向1 mol Cl2（g）中通入1 mol H2（g），发生反应时放热d kJ
解析　A项，由反应②有ΔH＝－d＝反应物的键能之和－生成物键能之和＝b＋c－2x，x＝，断开1 mol H—Cl键所需能量为，错误；B项，只能说明H—H键的键能大于Cl—Cl的键能，无法判断两者分子的能量，错误；C项，由盖斯定律，反应①－②获得题给反应，正确；D项，H2和Cl2反应是可逆反应，不能进行到底，放出热量小于d kJ，错误。
答案　C
10.（2014·湖北黄冈中学3月模拟）一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量Q kJ，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐。则此条件下反应：C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）的ΔH为（　　）
A.－16Q kJ·mol－1 B.＋8Q kJ·mol－1
C.＋16Q kJ·mol－1 D.－8Q kJ·mol－1
解析　由题意知，二氧化碳的物质的量为0.25 mol，结合关系式C4H10～4CO2，可知丁烷为mol，即mol丁烷完全燃烧放出热量Q kJ，故1 mol丁烷完全燃烧放出热量为16Q kJ，选A。
答案　A
11.（2016·长沙质检）（1）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu（s）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋H2（g）
ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1
2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）
ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2（g）＋O2（g）===H2O（l）
ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为：______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
（2）甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
①101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为____________________________
____________________________。
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种反应原理是：
a.CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）
ΔH1＝＋49.0 kJ·mol－1
b.CH3OH（g）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）　ΔH2
已知H2（g）＋O2（g）===H2O（g）
ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
则反应②的ΔH2＝　　　　kJ·mol－1。
解析　（1）将题中3个热化学方程式依次标为①、②、③，由①＋②×＋③得：Cu（s）＋H2O2（l）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝[64.39＋（－196.46）×＋（－285.84）]kJ·mol－1＝－319.68 kJ·mol－1
（2）②由CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）　ΔH1＝＋49.0 kJ·mol－1和H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1相加可得：CH3OH（g）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）　ΔH2＝（－241.8＋49.0）kJ·mol－1＝－192.8 kJ·mol－1。
答案　（1）Cu（s）＋H2O2（l）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1
（2）①CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－726.51kJ·mol－1　②－192.8
12.（2015·湖北部分重点中学联考，16）已知E1＝134 kJ/mol、E2＝368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：

（1）图Ⅰ是1 mol NO2（g）和1 mol CO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），ΔH的变化是　　　　。NO2和CO反应的热化学方程式为：_________________
_______________________________________________________________。
（2）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Ⅰ：2NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）（NH4）2CO3（aq）　ΔH1
反应Ⅱ：NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）NH4HCO3（aq）　ΔH2
反应Ⅲ：（NH4）2CO3（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）2NH4HCO3（aq）　ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝　　　　。
（3）下表所示是部分化学键的键能参数：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/kJ·mol－1
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为d kJ/mol，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图Ⅱ所示，表中x＝　　　　 kJ·mol－1（用含a、b、c、d的代数式表示）。
解析　（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，但E2－E1不变，即反应热不改变，由图知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO放出热量368－134＝234 kJ，该反应的热化学方程式为NO2（g）＋CO（g）===NO（g）＋CO2（g）　ΔH＝－234 kJ·mol－1；（2）观察方程式，利用盖斯定律，②×2－①得方程式③，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1；（3）白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2===P4O10，1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol P—P、5 mol O===O，形成12 mol P—O、4 mol P===O，故12 mol×b kJ·mol－1＋4 mol×x kJ·mol－1－（6 mol×a kJ·mol－1＋5 mol×c kJ·mol－1）＝d kJ·mol－1，解得x＝（6a＋5c＋d－12b） kJ·mol－1。
答案　（1）减小　不变
NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）　ΔH＝－234 kJ/mol
（2）2ΔH2－ΔH1
（3）（d＋6a＋5c－12b）
创新导向题
考向一　化学反应的反应热
角度1　能量转化形式的判断
角度2　定量考查键能与反应热的关系
1.已知Zn（s）＋H2SO4（aq）===ZnSO4（aq）＋H2（g）　ΔH＜0；则下列叙述不正确的是（　　）
A.该反应的ΔH值与反应物用量无关
B.该反应的化学能可以转化为电能
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应中反应物的化学键断裂放出能量，生成物的化学键形成吸收能量
解析　反应放出或吸收的热量与反应物的用量成正比，但ΔH值是与化学方程式相对应的，与反应物的用量无关，与化学方程式中各物质的化学计量数有关，故A对；该反应是能自发进行的氧化还原反应，其中的化学能可以通过原电池转化为电能，故B对；ΔH＜0，说明反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C对；断键时吸收能量，成键时放出能量，故D不对。
答案　D
2.已知4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（l）　ΔH＝－x kJ·mol－1。蒸发1 mol H2O（l）需要吸收的能量为44 kJ·mol－1，其他相关数据如下表：

NH3（g）
O2（g）
NO（g）
H2O（g）
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
a
b
z
d
则表中z（用x、a、b、d表示）的大小为（　　）
A.（x＋4a＋5b－6d－264）/4
B.（x＋12a＋5b－12d－264）/4
C.（x＋4a＋5b－6d－44）/4
D.（x＋12a＋5b－12d－44）/4
解析　本题考查反应热的计算，考查考生的计算能力。难度中等。由题意知当反应生成气态水时，ΔH＝（－x＋44×6）kJ·mol－1，根据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，得ΔH＝4a＋5b－4z－6d＝－x＋44×6，解得z＝（x＋4a＋5b－6d－264）/4。
答案　A
考向二　 热化学方程式的书写
角度1　热化学方程式的书写的正误判断
角度2　信息型热化学方程式的书写
角度3　与图像有关的热化学方程式的书写与判断
3.下列说法中，正确的是（　　）
A.在25 ℃ 101 kPa下，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可表示为：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
B.表示中和热的化学方程式：H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C.将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的正极相连，负极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀
D.已知热化学方程式：S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝a kJ·mol－1
S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝b kJ·mol－1　则b>a
解析　A.在101 kPa、25 ℃时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则2 mol H2完全燃烧生成液态水，放出571.6 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式可表示为：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，故A正确；B.强酸、强碱的稀溶液完全反应生成1 mol水时放出的热量为57.3 kJ，则其热化学方程式可表示为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，故B错误；C.在电解池中，阳极金属更容易被腐蚀，阴极上的金属被保护，将水库中的水闸（钢板）与外加直接电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀，故C错误；D.气态S比固态S所含能量高，所以气态S燃烧放热多，放热越多焓变越小，所以a＞b，故D错误；答案为A。
答案　A
4.（1）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和H2（g），在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4（s）放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________
___________________________________________________________。
（2）降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l），再制备浓硝酸。
①已知：2NO2（g）N2O4（g）　ΔH1
2NO2（g）N2O4（l）　ΔH2
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）　　　　。

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_____________________________
_______________________________________________________________。
（3）CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl（s），放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_________________________________________________________
______________________________________________________________。
解析　（1）由于0.1 mol NaBH4反应放出21.6 kJ的热量，所以1 mol NaBH4反应放出216 kJ的热量，正确的热化学方程式为NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）　ΔH＝－216 kJ/mol。
（2）①降低温度，NO2转化成N2O4，所以ΔH1＜0，ΔH2＜0，再根据物质（N2O4）的状态可判断出NO2转化成液态N2O4，放热更多。故选A。
②N2O4与O2、H2O发生化合反应，产物应为HNO3，所以反应方程式为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3。
（3）根据题意可写出化学方程式为4CuCl＋O2===2CuCl2＋2CuO；根据题中数据知，消耗4 mol CuCl（s）放热为44.4 kJ×4＝177.6 kJ，故该反应的热化学方程式为：4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1。
答案　（1）NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）　ΔH＝－216 kJ/mol
（2）①A　②2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
（3）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
考向三　盖斯定律的应用
角度1　由已知热化学方程式求已知反应的反应热
角度2　由已知热化学方程式求未知反应的反应热
角度3　由未知热化学方程式求已知反应的反应热
角度4　结合化学键求反应热
5.完成下列各题：
（1）已知：25 ℃、101 kPa时，Mn（s）＋O2（g）===MnO2（s）
ΔH＝－520 kJ·mol－1
S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－297 kJ·mol－1
Mn（s）＋S（s）＋2O2（g）===MnSO4（s）
ΔH＝－1 065 kJ·mol－1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是
______________________________________________________________。
（2）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①为主反应，反应②和③为副反应。
① 1/4CaSO4（s）＋CO（g）1/4CaS（s）＋CO2（g）
ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1
② CaSO4（s）＋CO（g）CaO（s）＋CO2（g） ＋SO2（g）
ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1
③ CO（g）1/2C（s）＋1/2CO2（g）
ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1
反应2CaSO4（s）＋7CO（g）CaS（s）＋CaO（s）＋6CO2（g）＋C（s）＋SO2（g）的ΔH＝　　　　（用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示）
（3）焙烧明矾和硫产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH1＝－197 kJ·mol－1；
H2O（g）===H2O（l）　ΔH2＝－44 kJ·mol－1；
2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）
ΔH3＝－545 kJ·mol－1。
则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是________________________
________________________________________________________________________________________________________________。
答案　（1）MnO2（s）＋SO2（g）MnSO4（s）
ΔH＝－248 kJ·mol－1
（2）4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
（3）SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（l）
ΔH＝－130 kJ·mol－1

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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