Page10化學(xué)能與熱能一、選擇題1、肯定條件下，在水溶液中1molCl－，ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ/mol)相對(duì)大小如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．c是ClOeq\o\al(－,3)B．2b=a＋c反應(yīng)的ΔH為40kJ·mol－1C．a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定D．b→a＋d反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1【參考答案及解析】D[A項(xiàng)，c的化合價(jià)為＋3，應(yīng)為ClOeq\o\al(－,2)；B項(xiàng)，2b=a＋c的ΔH為(0＋100－2×60)kJ/mol＝－20kJ/mol；C項(xiàng)，能量越低越穩(wěn)定，a最穩(wěn)定；D項(xiàng)，ΔH＝(64＋0－3×60)kJ/mol＝－116kJ/mol。]2、A、B、C為3種單質(zhì)(其中A為固體,B、C為氣體),將D的飽和溶液滴入沸水中后接著煮沸,所得的分散系呈紅褐色,B、C反應(yīng)的產(chǎn)物易溶于水得到無(wú)色溶液E。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列推斷正確的是()。A.物質(zhì)B是H2 B.物質(zhì)C是Cl2C.物質(zhì)D是FeCl2 D.物質(zhì)F是FeCl2【解析】將D的飽和溶液滴入沸水中后接著煮沸,所得的分散系呈紅褐色,則D為FeCl3;結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系,依據(jù)A為固體單質(zhì),B、C為氣體單質(zhì)可知,A為Fe,B為Cl2,F為FeCl2;由于B、C反應(yīng)的產(chǎn)物易溶于水得到無(wú)色溶液E,則C為H2,E為HCl。【答案】D3、依據(jù)如圖所示的反應(yīng),推斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。A.CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B.該反應(yīng)的焓變大于零C.該反應(yīng)中既有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂,化學(xué)鍵斷裂汲取能量,化學(xué)鍵生成放出能量D.由該反應(yīng)可推出凡是須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)【解析】因?yàn)樘妓徕}受熱分解是吸熱反應(yīng),所以CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量,焓變大于零,A、B兩項(xiàng)均正確;在CaCO3中,Ca2+和C之間存在離子鍵,C中C與O之間存在共價(jià)鍵,故反應(yīng)中既有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂,斷鍵汲取能量,成鍵放出能量,C項(xiàng)正確;須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不肯定為吸熱反應(yīng),如碳的燃燒反應(yīng)就是放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D4、肯定條件下,化學(xué)反應(yīng)2H2+O22H2O的能量變更如圖所示,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為()。A.H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH=(a+b)kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1C.H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1【解析】由圖可知,A項(xiàng),ΔH=(a-b)kJ·mol-1;B項(xiàng),ΔH=2(a-b)kJ·mol-1;C項(xiàng),ΔH=(a-b-c)kJ·mol-1;D項(xiàng),ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1。【答案】D5、向20mL0.5mol·L-1硫酸溶液中逐滴加入燒堿溶液,測(cè)定混合溶液的溫度變更如圖所示。下列關(guān)于混合溶液的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.b點(diǎn)之前溫度上升是因?yàn)榘l(fā)生了放熱反應(yīng)B.bc段溫度降低是因?yàn)榘l(fā)生了吸熱反應(yīng)C.c(NaOH)=1mol·L-1D.b點(diǎn)時(shí)酸堿恰好反應(yīng)完全【解析】酸堿反應(yīng)時(shí)會(huì)放熱,導(dǎo)致溶液溫度上升,A項(xiàng)正確;bc段溫度降低是因?yàn)楹竺婕尤氲腘aOH溶液溫度比b點(diǎn)時(shí)混合溶液的溫度低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;2×20mL×0.5mol·L-1=c(NaOH)×20mL,c(NaOH)=1mol·L-1,C項(xiàng)正確;b點(diǎn)溫度達(dá)到最高點(diǎn),表明酸堿恰好反應(yīng)完全,D項(xiàng)正確。【答案】B6、相同條件下,下列各組熱化學(xué)方程式(溶液中的反應(yīng)均是在稀溶液之間進(jìn)行的)中,ΔH1>ΔH2的是()。A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH1;CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH2B.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH1;H+(aq)+NH3·H2O(aq)N(aq)+H2O(l)ΔH2C.S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH1;S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH2D.CO2(g)CO(g)+12O2(g)ΔH1;2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH2【解析】氫氣燃燒是放熱反應(yīng),ΔH1<0,石灰石的分解是吸熱反應(yīng),ΔH2>0,故ΔH1<ΔH2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;中和反應(yīng)放出熱量,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱數(shù)值大于弱堿與強(qiáng)酸反應(yīng)的中和熱數(shù)值,故ΔH1<ΔH2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氣態(tài)硫本身所具有的能量高于固態(tài)硫,其燃燒時(shí)所放出的熱量比等量的固態(tài)硫放出的熱量多,故ΔH1>ΔH2,C項(xiàng)正確;因CO燃燒生成CO2是放熱反應(yīng),所以CO2分解是吸熱反應(yīng),ΔH1為正值,前一個(gè)反應(yīng)汲取的熱量小于后者,故ΔH1<ΔH2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】C7、X、Y、Z、W有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,已知ΔH=ΔH1+ΔH2,則X、Y不行能是()。A.C、CO B.AlCl3、Al(OH)3C.Fe、Fe(NO3)2 D.Na2O、Na2O2【解析】依據(jù)ΔH=ΔH1+ΔH2分析X、Y、Z之間的轉(zhuǎn)化符合圖示即可。,A項(xiàng)正確;,B項(xiàng)正確;,C項(xiàng)正確;Na2O、Na2O2不符合上述轉(zhuǎn)化關(guān)系,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D8、反應(yīng)A＋B→C分兩步進(jìn)行：①A＋B→X，②X→C，反應(yīng)過(guò)程中能量變更如圖所示，E1表示反應(yīng)A＋B→X的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是()A．E2表示反應(yīng)X→C的活化能B．X是反應(yīng)A＋B→C的催化劑C．反應(yīng)A＋B→C的ΔH<0D．加入催化劑可變更反應(yīng)A＋B→C的焓變解析：選C反應(yīng)X→C的活化能小于E2，A錯(cuò)誤；由①、②可知，X是反應(yīng)A＋B→C的中間產(chǎn)物，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)A＋B→C是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，C正確；加入催化劑可以加快反應(yīng)速率，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不變更，D錯(cuò)誤。9、常溫下,0.01mol·L-1的MOH溶液的pH為10。已知:2MOH(aq)+H2SO4(aq)M2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH1=-24.2kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH2=-57.3kJ·mol-1。則MOH在水溶液中電離的ΔH為()。A.+33.1kJ·mol-1 B.+45.2kJ·mol-1C.-81.5kJ·mol-1 D.-33.1kJ·mol-1【解析】依據(jù)題中0.01mol·L-1的MOH溶液的pH=10,可知MOH為弱堿,MOH溶液與硫酸的中和反應(yīng)可以看作兩個(gè)過(guò)程:MOH(aq)M+(aq)+OH-(aq)ΔH、H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH2。依據(jù)蓋斯定律可知,ΔH1=2(ΔH+ΔH2),則ΔH=12ΔH1-ΔH2=(-24.2kJ·mol-1)×12-(-57.3kJ·mol-1)=+45.2kJ·mol-1,B項(xiàng)正確。【答案】B10、下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是()。A.1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣,放出642kJ的熱量:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=+642kJ·mol-1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí),放出110.5kJ的熱量:2C(石墨,s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1C.已知H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1,則反應(yīng)2H2O(l)2H2(g)+O2(g)的ΔH=+572kJ·mol-1D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,則在肯定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量【解析】A項(xiàng),放熱反應(yīng),ΔH<0,錯(cuò)誤;B項(xiàng),12gC的物質(zhì)的量為1mol,ΔH=-221.0kJ·mol-1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),已知反應(yīng)為放熱反應(yīng),則其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH為“+”,ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,正確;D項(xiàng),反應(yīng)是可逆反應(yīng),0.5molN2和1.5molH2不能完全反應(yīng),錯(cuò)誤。【答案】C11、在298K、1.01×105Pa,將22gCO2通入0.75L1.0mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為akJ。已知該條件下1molCO2通入1L2.0mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出的熱量為bkJ。則CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式為()。A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2b-a)kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=+(4a-b)kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(4a-b)kJ·mol-1D.2CO2(g)+2NaOH(aq)2NaHCO3(aq) ΔH=-(8a-2b)kJ·mol-1【解析】依據(jù)題意,22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),n(CO2)=22g44g·mol-1=0.5mol,n(NaOH)=1mol·L-1×0.75L=0.75mol。該反應(yīng)既生成碳酸鈉又生成碳酸氫鈉,化學(xué)方程式為2CO2+3NaOHNaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反應(yīng)放出熱量為akJ,則2molCO2反應(yīng)放出熱量為4akJ,即熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+3NaOH(aq)NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)ΔH=-4akJ·mol-1①,又1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出bkJ的熱量,則熱化學(xué)方程式為2NaOH(aq)+CO2(g)Na2CO3(aq)+H2O(l)ΔH=-bkJ·mol-1②,由蓋斯定律可知,①-②可得,NaOH(aq)+CO2(g)NaHCO3(aq)【答案】C12、下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(ΔH的肯定值均正確)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃燒熱)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和熱)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反應(yīng)熱)D．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反應(yīng)熱)解析：選C燃燒熱要求可燃物的物質(zhì)的量必需為1mol，得到的氧化物必需是穩(wěn)定的氧化物，即H2O的狀態(tài)必需為液態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)小于0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；熱化學(xué)反應(yīng)方程式要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題1、(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH>0,則穩(wěn)定性:金剛石(填“>”或“<”)石墨。

(2)已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2則ΔH1(填“>”或“<”)ΔH2。

(3)“嫦娥五號(hào)”預(yù)料在海南文昌放射中心放射,火箭的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來(lái)制備。用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化劑,二者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知:①N2(g)+2O2(g)N2O4(g) ΔH=+10.7kJ·mol-1;②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543kJ·mol-1。寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

(4)25℃、101kPa時(shí),14gCO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3kJ熱量,則CO的燃燒熱ΔH=。

(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液與2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ熱量,該反應(yīng)的中和熱ΔH=。

(6)已知斷開(kāi)1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別須要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式是。

【解析】(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH>0,則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此石墨的總能量低于金剛石的總能量,而能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,故穩(wěn)定性:金剛石<石墨。(2)ΔH1表示碳完全燃燒的反應(yīng)熱,ΔH2表示碳不完全燃燒的反應(yīng)熱,碳完全燃燒放熱多,且放熱越多ΔH越小。因此,ΔH1<ΔH2。(3)依據(jù)蓋斯定律,由2×②-①得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=2×(-543kJ·mol-1)-(+10.7kJ·mol-1)=-1096.7kJ·mol-1。(4)25℃、101kPa時(shí),14gCO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3kJ熱量,則1molCO完全燃燒放出的熱量是141.3kJ×2=282.6kJ,即CO的燃燒熱ΔH=-282.6kJ·mol-1。(5)n(H2SO4)=0.50L×2.00mol·L-1=1mol,n(KOH)=2.10L×1.00mol·L-1=2.10mol,二者反應(yīng)時(shí),KOH過(guò)量,1molH2SO4完全反應(yīng)生成2molH2O(l),放出114.6kJ熱量,故稀硫酸與稀KOH溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量為12×114.6kJ=57.3kJ,故該反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3kJ·mol-1(6)N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式可表示為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-2×3E(N—H)=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1。【答案】(1)<(2)<(3)2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096.7kJ·mol-1(4)-282.6kJ·mol-1(5)-57.3kJ·mol-1(6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-12、按要求回答下列問(wèn)題：(1)已知在常溫常壓下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1275.6kJ·mol－1②H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________________________。(2)已知：CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH1＝－192.9kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝－120.9kJ·mol－1則甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變?chǔ)3＝_____________________________。(3)苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯(C6H5—CH2CH3)為原料，采納催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5—CH=CH2)的反應(yīng)方程式為C6H5—CH2CH3(g)=C6H5—CH