高考化学化学能与热能单元过关试题11页Word下载.docx
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A.由C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·
mol-1,可知:
石墨比金刚石更稳定
B.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量更多
C.由H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出热量等于57.3kJ
D.2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8kJ
选A 石墨转化为金刚石的过程是吸热反应,金刚石能量高,石墨比金刚石稳定,A正确;
等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,固体硫变为蒸气需要吸收热量,前者放出热量更多,B错误;
含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,醋酸为弱酸,溶于水电离需要吸热,放出热量小于57.3kJ,C错误;
2gH2的物质的量为1mol,此反应为放热反应,ΔH<
0,故氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=2×
(-285.8kJ·
mol-1)=-571.6kJ·
mol-1,D错误。
4.已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>
0,ΔH3<
0B.ΔH2>
0,ΔH4>
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+2ΔH5
选C 物质的燃烧反应均为放热反应,则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0,故A、B项错误;
将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,①=②+③,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;
根据盖斯定律,3×
③=④+2×
⑤,故3ΔH3=ΔH4+2ΔH5,D项错误。
5.已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键
H—N
N—N
Cl—Cl
NN
H—Cl
键能/(kJ·
mol-1)
391
193
243
946
432
N2H4(g)+2Cl2(g)===N2(g)+4HCl(g) ΔH。
下列推断正确的是( )
A.H(g)+Cl(g)===HCl(g) ΔH=+432kJ·
B.断裂1molCl—Cl键吸收能量比断裂1molNN键多703kJ
C.上述反应中,ΔH=-431kJ·
D.上述反应中,断裂极性键和非极性键,只形成极性键
选C 形成化学键时放出能量,A项错误;
根据表格数据知,氯氯键的键能小于氮氮三键键能,B项错误;
反应热等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差,ΔH=(391×
4+193+243×
2-946-432×
4)kJ·
mol-1=-431kJ·
mol-1,C项正确;
反应物N2H4中含极性键和非极性键,氯气中含非极性键,产物氮气中含非极性键,氯化氢中含极性键,所以该反应中断裂和形成的化学键都有极性键和非极性键,D项错误。
6.用H2可将工业废气中的NO催化还原成N2,其能量转化关系如下所示,则NO(g)+H2(g)===
N2(g)+H2O(g)的ΔH为( )
A.0.5(a+b-c-d)kJ·
mol-1B.0.5(c+a-d-b)kJ·
C.0.5(c+d-a-b)kJ·
mol-1D.0.5(b+d-a-c)kJ·
选A 根据题图知,NO中键能为0.5akJ·
mol-1,N2中键能为ckJ·
mol-1,H2中键能为0.5bkJ·
mol-1,H2O中键能为0.5dkJ·
mol-1,故该反应中ΔH=0.5akJ·
mol-1+0.5bkJ·
mol-1-
=0.5(a+b-c-d)kJ·
mol-1。
7.下列说法不正确的是( )
A.已知冰的熔化热为6.0kJ·
mol-1,冰中氢键键能为20kJ·
假设每摩尔冰中有2mol氢键,且熔化热完全用于打破冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,Ka=
。
若加入少量CH3COONa固体,则电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+向左移动,α减小,Ka变小
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3916kJ·
mol-1、-3747kJ·
mol-1和-3265kJ·
mol-1,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D.已知:
Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=489.0kJ·
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·
则4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1641.0kJ·
选B 本题考查反应热、盖斯定律、弱电解质的电离平衡和氢键等化学基本理论知识。
A中依题意可计算熔化热能破坏冰中氢键的比例为
×
100%=15%,故A选项正确;
B中醋酸溶液中加少量CH3COONa固体,电离平衡左移,醋酸电离度α减小,但电离常数Ka不变,故B选项错误;
C中若苯分子中存在独立的碳碳双键,则其标准燃烧热应为-[3916kJ·
mol-1-3×
(3916-3747)kJ·
mol-1]=-3409kJ·
mol-1≠-3265kJ·
mol-1,从而说明苯分子中不存在独立的碳碳双键,故C选项正确;
D选项由盖斯定律可求出所给反应的反应热ΔH=(-393.5kJ·
mol-1)×
6-(-283.0kJ·
6-489.0kJ·
mol-1×
2=-1641.0kJ·
mol-1,故D选项正确。
二、非选择题:
本大题包括4小题,共58分
8.(15分)写出下列反应的热化学方程式。
(1)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·
xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为________________________________。
(2)Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。
写出该反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。
在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1molCuCl(s),放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是___________________________。
(4)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
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1molAX5,放出热量123.8kJ。
该反应的热化学方程式为___________________________________________________。
(5)一定条件下,在水溶液中1molCl-、ClO
(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。
B―→A+C反应的热化学方程式为___________________________(用离子符号表示)。
(1)该还原性气体为CO,易水解生成TiO2·
xH2O的液态化合物为TiCl4,反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-
2=-85.6kJ·
(2)Si与Cl2反应生成SiCl4,因其熔、沸点分别为-69℃和58℃,故室温下,SiCl4的状态为液态。
反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ·
(3)CuCl(s)与O2反应生成的黑色固体为CuO,每消耗1molCuCl(s)放出44.4kJ热量,则消耗4molCuCl(s)放出177.6kJ热量,反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·
(4)由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态,AX5为固态,反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8kJ·
(5)由题图可知A为Cl-,B为ClO-,C为ClO
,B→A+C为氧化还原反应。
其热化学方程式为3ClO-(aq)===ClO
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=63kJ·
mol-1+2×
0kJ·
60kJ·
mol-1=-117kJ·
【答案】:
(1)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85.6kJ·
(2)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ·
(3)4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s)ΔH=-177.6kJ·
(4)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8kJ·
(5)3ClO-(aq)===ClO
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117kJ·
9.(13分)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.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。
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,石墨的燃烧热为________。
②12g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,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946kJ·
mol-1、497kJ·
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.0kJ·
NO分子中化学键的键能为________kJ·
(4)综合上述有关信息,请写出用CO除去NO的热化学方程式:
_________________。
(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,答案选a、c、d。
(2)①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,1mol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-110.5kJ·
mol-1+(-283.0kJ·
mol-1)=-393.5kJ·
②12g石墨完全生成CO2,质量是44g,完全生成CO是28g,所以36g气体是混合气。
设CO2和CO的物质的量分别是x和y,则x+y=1mol、44x+28y=36g,解得x=y=0.5mol,所以实际放出的热量是0.5mol×
(110.5kJ·
mol-1+393.5kJ·
mol-1)=252.0kJ。
(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,所以946kJ·
mol-1+497kJ·
mol-1-2x=+180.0kJ·
mol-1,解得x=631.5kJ·
mol-1,即NO分子中化学键的键能为631.5kJ·
(4)根据图像可知①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ·
mol-1,又因为②N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.0kJ·
mol-1,所以根据盖斯定律可知,①-②即得到2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),所以反应热ΔH=-566kJ·
mol-1-180kJ·
mol-1=-746.0kJ·
(1)acd
(2)①石墨 -393.5kJ·
mol-1 ②252.0
(3)631.5 (4)2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0kJ·
10.(15分)雾霾已经成为部分城市发展的障碍。
雾霾形成的最主要原因是人为排放,其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。
回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有NO,N2与O2生成NO的过程如下:
①1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量________(填“高”或“低”)。
②
N2(g)+
O2(g)===NO(g)的ΔH=________。
③NO与CO反应的热化学方程式可以表示为:
2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH=akJ·
mol-1,但该反应速率很慢,若使用机动车尾气催化转化器,可以使尾气中的NO与CO转化成无害物质排出。
上述反应在使用“催化转化器”后,a值________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氢能源是绿色燃料,可以减少汽车尾气的排放,利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气:
CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH1。
下图是该反应的能量变化图:
①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)的ΔH1________(选填“>”“=”或“<”)0。
②图中途径(Ⅱ)的条件是________________________,途径(Ⅰ)的反应热________(选填“>”“=”或“<”)途径(Ⅱ)的反应热。
③已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH2
2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3三者的关系式为:
___________________________________。
【解析】
(1)①N2与O2反应生成NO的热化学方程式为N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=[945+498+2×
(-630)]kJ·
mol-1=+183kJ·
mol-1,由此可知1molO2与1molN2的总能量低于2molNO的总能量。
O2(g)===NO(g) ΔH=+183kJ·
=+91.5kJ·
③催化剂只能改变化学反应速率,与该反应的反应热无关。
(2)①由题图可知,生成物的总能量高于反应物的总能量,故该反应为吸热反应,则焓变ΔH1>0。
②途径(Ⅱ)活化能降低,故采用了催化剂;
无论是途径(Ⅰ),还是途径(Ⅱ),生成物的总能量和反应物的总能量均不变,故反应热保持不变。
③将ΔH1、ΔH2、ΔH3对应的热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由①×
2+②×
6即可得到③,故ΔH3=2×
ΔH1+6×
ΔH2。
【答案】
(1)①低 ②+91.5kJ·
mol-1 ③不变
(2)①> ②使用催化剂 = ③ΔH3=2×
ΔH2
11.(15分)金属钒(V)及其化合物有着广泛的用途。
请回答以下问题:
(1)钒在溶液中的主要聚合状态与溶液的pH关系如图1所示。
V2O
中V元素的化合价是________,请写出溶液中VO
转化为V2O
的离子方程式:
___________________________
________________。
(2)“弱碱性铵盐沉钒法”原理是在含有钒元素的溶液中加入铵盐后形成NH4VO3沉淀,图2是在工业生产中不同pH环境下沉钒率的测定值。
实际工业生产中常选择pH=7.5为沉钒的最佳条件,当pH超过8.0时沉钒率降低,其原因是溶液中的VO
、________________________。
(请另写出一点原因)
(3)NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=p的催化剂,其催化原理如图3所示。
①过程a和过程b的热化学方程式为V2O5(s)+SO2(g)
V2O4(s)+SO3(g) ΔH=q;
V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)
2VOSO4(s) ΔH=r。
请写出过程c的热化学方程式:
__________________________________________
②T℃下,反应:
2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g) ΔH>0中SO3的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图4所示。
T℃下,将2molSO3置于10L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10MPa。
B点的化学平衡常数的值是________。
(4)全钒液流电池是一种可充电电池,装置如图5所示。
若在放电过程中有H+从A池移向B池,则:
①放电过程中,起负极作用的是________池。
(填“A”或“B”)
②充电过程中,阳极反应式为___________________________________________。
(1)设V2O
中V元素的化合价是x,则2x-2×
7=-4,解得x=+5。
溶液中VO
,V的化合价不变,离子方程式为2VO
+2OH-
V2O
+H2O。
(2)沉钒原理为加入铵盐后形成NH4VO3沉淀,当pH超过8.0时,NH
容易转化为NH3·
H2O,沉钒率降低。
(3)①根据盖斯定律,由总的热化学方程式2SO2(g)+O22SO3(g) ΔH=p减去过程a、过程b的热化学方程式,可得过程c的热化学方程式为2VOSO4(s)V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)ΔH=p-q-r。
②反应达到平衡后,体系总压强为0.10MPa,则A点为平衡点,此时SO3的转化率为20%,则达平衡时SO3为1.6mol,SO2为0.4mol,O2为0.2mol,A点化学平衡常数K=
=
=0.00125。
B点与A点温度相同,化学平衡常数相等。
(4)①根据原电池工作时阳离子向正极移动及“放电过程中H+从A池移向B池”知,A池起负极作用,B池起正极作用。
②充电过程的阳极反应与放电过程的正极反应互为逆反应,由图可知,放电时正极上发生还原反应,VO
转化为VO2+,则充电过程中,阳极上发生氧化反应,VO2+转化为VO
,阳极反应式为VO2+-e-+H2O===VO
+2H+。
(1)+5 2VO
+H2O
(2)pH过大,溶液中的NH
会转化为NH3·
H2O(合理即可)
(3)①2VOSO4(s)
V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g) ΔH=p-q-r
②0.00125
(4)①A ②VO2+-e-+H2O==VO
+2H+
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- 高考 化学 化学能 热能 单元 过关 试题 11