河南省罗山高中2022届高三化学一轮复习2.1化学能与热能的相互转化精盐时练1含解析新人教版必修2

2.1化学能与热能的相互转化（1）1、下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是（）A．0.01mol·L﹣1NH4Al（SO4）2溶液与0.02mol·L﹣1Ba（OH）2溶液等体积混合：NH4++Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣=2BaSO4↓+Al（OH）3↓+NH3·H2OB．一定条件下，将0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣38.6kJ·mol﹣1C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣571.6kJ·mol﹣1，则H2的燃烧热为571.6kJ·mol﹣1D．CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol﹣1，则CO2分解的热化学方程式为：2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）△H=+283.0kJ·mol﹣1【答案】A【解析】A、0.01mol·L﹣1NH4Al（SO4）2溶液与0.02mol·L﹣1Ba（OH）2溶液等体积混合，则铵根离子、铝离子、硫酸根离子、钡离子、氢氧根离子的物质的量之比是：1：1：2：2：4，离子方程式为：NH4++Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣=2BaSO4↓+Al（OH）3↓+NH3·H2O，故A正确；B、1molN2（g）和3molH2（g）置于密闭的容器中的反应是可逆反应，不会生成2molNH3（g），放出的热量小于38.6kJ，故B错误；C、H2与O2发生反应过程的燃烧热应该是1molH2燃烧生成液态水放出的热量，故C错误；D、燃烧热是指燃烧1mol物质生成稳定的产物所放出的热量，CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol﹣1，即2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ·mol﹣1互为可逆反应的过程焓变的符号相反，数值相等，所以2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）△H=+566.0kJ·mol﹣1，故D错误．故选A．2、2022年初，我国南方遭受雪灾，为使公路上积雪融化，工作人员在公路上撒氯化钠作融雪剂，下列说法中不正确的是()A．雪是由水蒸气凝华而成的，该过程有能量放出B．雪融化为水时要吸收能量．导致环境温度降低C．氯化钠可作融雪剂是因为它的熔点高D．氯化钠可作融雪剂是因为氯化钠溶液的凝固点比水低【答案】C3、据北京市园林局的不完全统计，城八区范围内共有11000余株行道树、149万余株绿篱、色块等灌木、近20万平方米草坪遭受严重盐害或死亡，直接影响了2022年“绿色奥运”开展。我国今年遭遇了特大雪灾，我国科学家用氯化钙、尿素、葡萄糖酸钠等为原料成功研制出一种新型复合融雪剂。下列说法正确的是()A．葡萄糖酸钠是非电解质B．传统的氯化钠融雪剂由于价格偏高而减少使用C．大量使用传统的氯化钠融雪剂会造成植物枯死D．传统的氯化钠融雪剂通过升高水的凝固点实现雪融化【答案】C4、已知在25℃，101kPa下，1g（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出10\n48.40kJ热量．表示上述反应的热化学方程式正确的是（）A．B．C．D．【答案】B5、右图是设计的一种航天器能量储存系统原理示意图。它是利用太阳能和物质间的物质变化和能量转换实现循环使用。下列说法正确的是（）A.二氧化硅是太阳能电池的光电转换材料B.装置X中阳极反应式：Br2+2e-2Br―C.装置Y中正极反应式为：Br2+2e-2Br―D.有了这套装置后就不用考虑节能减排了【答案】C6、已知：(1)胆矾失水的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1kJ/mol(2)室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH＝－Q2kJ·mol－1(3)胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水时溶液温度降低。则Q1与Q2的关系是(Q1、Q2为正数)（）A、Q1>Q2　　　　B、Q1＝Q2C、Q1<Q2D、无法确定【答案】A7、已知2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l）△H＝—571.6kJ·mol—1，2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g）△H＝—483.6kJ·mol—1。下列说法正确的是（）A．1molH2O(l)变成1mo1H2O(g)，吸收88kJ能量B．1molH2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，吸收241.8kJ能量C．2molH2(g)和1molO2(g)的总能量小于2molH2O(l)的能量D．可以寻找特殊催化剂使H2O分解，同时放出能量【答案】B8、一些烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热/kJ·mol-1化合物燃烧热/kJ·mol-1甲烷891.0正丁烷2878．010\n乙烷1560.8异丁烷2869．6丙烷2221.52-甲基丁烷3531．3下列表达正确的是（）A．乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)；△H=-1560.8kJ·mol-1B．正戊烷的燃烧热小于3531.3kJ·mol-1C．稳定性：正丁烷<异丁烷D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多【答案】C9、化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是（）A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(1);△H=2(a-b-c)kJ·mol-1B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=2(b-a)kJ·mol-1C.N2(g)+H2(g)=NH3(1);△H=(h+c-a)kJ·mol-1D.N2(g)+H2(g)=NH3(g);△H=(a+b)kJ·mol-1【答案】A10、下列热化学方程式正确的是（绝对值均正确）（）A．C2H5OH（l）+3O2（g）==2CO2（g）+3H2O（g）；△H=—1367.0kJ/mol（燃烧热）B．NaOH（aq）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H2O（l）；△H=+57.3kJ/mol（中和热）C．S（s）+O2（g）===SO2（g）；△H=—269.8kJ/mol（反应热）D．2NO2==O2+2NO；△H=+116.2kJ/mol（反应热）【答案】C11、灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。已知：①Sn（s，白）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH1②Sn（s，灰）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH2③Sn（s，灰）Sn（s，白）ΔH3=+2.1kJ·mol-1下列说法正确的是（）A．ΔH1>ΔH2B．灰锡和白锡本质上是同一种物质C．相同条件下，白锡越多，与盐酸反应越快D．锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏【答案】D12、金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的热能。据此，试判断在100kPa压强下，下列结论正确的是（）①、石墨比金刚石稳定②、金刚石比石墨稳定③、1mol石墨比1mol金刚石的总能量高④、1mol石墨比1mol金刚石的总能量低A.①④B.②③C.①③D.②④【答案】A13、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)△H=+140.5kJ/molC(s,石墨)+1/2O2(g)==CO(g)△H=-110.5kJ/mol则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)==TiCl4(l)+2CO(g)的△H是（）A．+80.5kJ/molB．+30.0kJ/molC．-30.0kJ/molD．-80.5kJ/mol10\n【答案】D14、下列说法正确的是（）A．相同质量的热水比冷水含有更多的热量B．化学反应限度大，该反应的速率也大C．在相同条件下，分子破裂为原子所吸收的能量与相应原子结合成分子所放出的能量数值相同D．化石燃料的开采与使用，有利于节能减排与保护环境【答案】C15、下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（）【答案】D16、如图所示，把试管放入盛25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中．试完成下列问题（提示：氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低）（1）实验中观察到的现象是　　；（2）产生上述现象的原因是　　．（3）写出有关反应的离子方程式　　．（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量　　（填“大于”“小于”或“等于”）镁片的盐酸的总能量．【答案】（1）镁片上有大量气泡，镁片逐渐溶解，烧杯中溶液变浑浊；（2）镁与盐酸反应产生H2，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中溶解度随温度升高而减小；（3）Mg+2H+=Mg2++H2↑；（4）小于．10\n【解析】（1）镁与盐酸剧烈反应，可观察到产生大量气体，反应放出热量使饱和溶液温度升高，析出固体溶质，观察到溶液变浑浊，故答案为：镁片上有大量气泡，镁片逐渐溶解，烧杯中溶液变浑浊；（2）镁与盐酸剧烈反应，产生氢气并放出大量的热，由于氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以饱和石灰水升温后析出的氢氧化钙使溶液呈浑浊状，故答案为：镁与盐酸反应产生H2，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中溶解度随温度升高而减小；（3）镁与盐酸发生置换反应，生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，离子方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2↑，故答案为：Mg+2H+=Mg2++H2↑；（4）当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片的盐酸的总能量，故答案为：小于．17、在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察如图，然后回答问题。(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为________。【答案】(1)放热　需要　－(E1－E2)(2)409kJ·mol－1【解析】(1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为ΔH＝－(E1－E2)；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。(2)由图可知，在反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8kJ·mol－1中，活化分子的最低能量比反应物的能量高167.2kJ·mol－1；该反应是放热反应，反应物的能量又比生成物的能量高241.8kJ·mol－1，因此活化分子的最低能量比生成物的能量高(241.8＋167.2)kJ·mol－1＝409kJ·mol－1(或逆反应是吸热反应，活化能高于原反应的活化能，应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物的能量差，即409kJ·mol－1)。18、现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素，原子序数依次增大。已知A与E、D与F分别同主族，E、F、G同周期；A、C的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等，A与D形成的化合物常温下为液态，A分别与F、G形成的气体分子电子总数相等、B有多种同素异形体，其中一种是原子晶体，是自然界中最硬的物质，可做首饰品或做切削工具。10\n请回答下列问题：（1）元素C在周期表中的位置是元素E的原子结构示意图为（2）C的气态氢化物的水化物与其最高价氧化物的水化物可发生反应，离子方程式为：（3）在一定条件下，A、D的单质和A、D、E形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池负极的电极反应式为，该电池在放电过程中，电解质溶液的pH将(填“增大”、“减小”或“不变”)。（4）化合物C2A4(g)是一种高效清洁的火箭燃料，0.25molC2A4完全燃烧的生成物是一种气态单质和一种气态化合物，它们对环境无污染，同时放出热量133.5kJ的热量。则该反应的热化学方程式为（用具体物质化学式表示）。【答案】（1）第二周期VA；+11821（2）NH3.H2O+H+=NH4++H2O（3）H2+2OH--2e-=2H2O减小（4）N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ·mol-119、可以将氧化还原反应2H2＋O2＝2H2O设计成原电池。（1）利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极的电极反应式为；负极的电极反应式为。（2）把H2改成CH4，KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式为，当导线中通过4mol电子时，需消耗mol的KOH；将4molCH4完全与Cl2发生取代反应，并生成等物质的量的四种氯代物，则理论上需要消耗Cl2的物质的量为mol。【答案】（1）O2＋4H+＋4eˉ＝2H2O（2分）；2H2－4eˉ＝4H+（2分）；（2）CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O（2分）；1（1分）；10（1分）；20、依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应式为；X电极上发生的电极反应为；（填反应类型）（3）外电路中的电子是从电极流向电极。（4）当有1.6g铜溶解时，银棒增重。10\n【答案】（1）Cu；AgNO3（2）正极；Ag++e-=Ag；氧化反应（3）X（或Cu）；Ag（4）5.4g21、气体A由C、H、F、S中的三种元素组成。将标准状况下1.12L的气体A在过量的O2中完全燃烧，恢复原状态，放出QkJ的热量。已知气态生成物全部被过量的Ca(OH)2溶液吸收，可以得到6.95g沉淀。再取相同条件下的1.12L气体A装入一个薄膜袋里，袋和气体的总质量为2.20g。(已知CaSO3、CaF2、CaCO3常温下难溶于水)(1)根据上述数据估算，A的相对分子质量不会大于_________________________。(2)通过计算、分析可确定A的化学式为_________________________________。(3)薄膜袋的质量为________________________________。(4)写出该条件下A在O2中燃烧的热化学方程式：___________________________。【答案】(1)44(2)CH3F(3)0.50g(4)2CH3F(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2HF(g)+2H2O(l)；ΔH=－40QkJ·mol－1【解析】(1)n(A)==0.05mol，若不考虑薄膜袋的质量，则M(A)===44g·mol－1，所以A的相对分子质量不会大于44。(2)由于A的相对分子质量小于44，所以A分子中不可能同时含有S、C或S、F两种元素，即A中不含S元素，A只由C、H、F三种元素组成。设A中碳原子与氟原子的个数分别为m和n，根据题意有：0.05mol(100g·mol－1×m+80g·mol－1×)=6.95g，化简得：100m+40n=139，显然只有m=n=1时成立，根据碳的四价原则可知A的化学式为CH3F。(3)薄膜袋的质量为：2.20g－0.05mol×34g·mol－1=0.50g。(4)1molCH3F完全燃烧时放出的热量为：×QkJ=20QkJ，所以该条件下A在O2中燃烧的化学方程式为：2CH3F(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2HF(g)+2H2O(l)；ΔH=－40QkJ·mol－1。22、“氢能”被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气的燃烧效率非常高，只要在汽油中加入4%的氢气，就可使内燃机节油40%。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g）ΔH＝206.2kJ·mol－1CH4（g）＋CO2（g）=2CO（g）＋2H2（g）ΔH＝247.4kJ·mol－12H2S（g）=2H2（g）＋S2（g）ΔH＝169.8kJ·mol－1（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为。（2）H2S热分解制氢气时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式：。（3）H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示。图中A、B表示的物质依次是。10\n（4）电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为。（5）Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为。【答案】（1）CH4（g）＋2H2O（g）=CO2（g）＋4H2（g）ΔH＝165.0kJ·mol－1（2）为H2S热分解反应提供热量2H2S＋SO2=2H2O＋3S↓（或4H2S＋2SO2=4H2O＋3S2↓）（3）H、O（或氢原子、氧原子）（4）CO（NH2）2＋8OH－－6e－=CO32-＋N2↑＋6H2O（5）2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2【解析】（1）根据盖斯定律将第一个热化学方程式扩大两倍再减去第二个热化学方程式即得该热化学方程式，ΔH也进行相应的计算得ΔH＝206.2kJ·mol－1×2－247.4kJ·mol－1＝165.0kJ·mol－1。（2）硫化氢燃烧放热，为其分解提供能量。硫化氢和二氧化硫反应生成单质硫和水。（3）1molH2O分解首先得到2molH和1molO，故曲线A为H，曲线B为O。（4）根据装置图可知阳极产生了N2，阴极产生了H2，再分析元素化合价的升降，可知阴极H＋得电子生成氢气，在阳极[CO（NH2）2]失电子生成N2，同时再结合电荷守恒和质量守恒可知还生成CO32-。（5）根据原子守恒和金属元素氢化物中氢的质量分数为0.077可判断，该金属元素的氢化物为MgH2。23、一定条件下，有如下反应：2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）ΔH1="-"566．0kJ·mol-13Fe（s）+2O2（g）＝Fe3O4（s）ΔH2=-1118．3kJ·mol-1Fe3O4（s）+4CO（g）3Fe（s）+4CO2（g）ΔH3（1）试计算，ΔH3=（2）已知1100℃时，反应Fe3O4（s）+4CO（g）3Fe（s）+4CO2（g）ΔH3的化学平衡常数为4．8×10-3。若在1100℃时，测得高炉中c（CO2）=0．020mol·L-1，c（CO）=0．10mol·L-1，此时该反应（填“是”或“否”）处于平衡状态，理由是，此时υ正υ逆（填“>”、“<”或“=”）。（3）下列试剂可以用于吸收工业尾气中的CO2的是。a．（NH4）2CO3溶液b．氨水c．NaHSO3溶液d．CaCl2溶液【答案】（1）—13．7kJ？mol￣1（2）否该条件下c4（CO2）/c4（CO）=0．0016<4．8×10-3，所以不处于平衡状态。>（3）ab【解析】（1）根据盖斯定律，ΔH3=2ΔH1—ΔH2=—13．7kJ？mol￣1。（2）由高炉中c（CO2）=0．020mol·L-1，c（CO）=0．10mol·L-1，求出Q=c4（CO2）/c410\n（CO）=（0．020mol·L-1）4÷（0．10mol·L-1）4=0．0016<4．8×10-3，所以不处于平衡状态；浓度商Q小于平衡常数，说明平衡正向移动，所以υ正>υ逆。（3）a、（NH4）2CO3能与CO2、H2O反应生成NH4HCO3，可以吸收CO2，正确；b、NH3、H2O与CO2反应生成（NH4）2CO3或NH4HCO3，可以吸收CO2，正确；c、NaHSO3不与CO2反应，不能吸收CO2，错误；d、CaCl2不与CO2反应，不能吸收CO2，错误。24、美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于2022年5月升空修复哈勃望远镜。(1)“亚铁兰蒂斯”号使用的燃料是液氢和液氧，下面是298K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ/molC(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ/mol相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是________，等质量的氢气和碳完全燃烧时产生热量的比是________(保留1位小数)。(2)已知：H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92kJ/molO2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84kJ/molH2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0kJ/mol请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：______________________________________________________。(3)如果此次“亚特兰蒂斯”号所携带的燃料为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量________kJ(保留3位有效数字)。【答案】(1)H2　4.4:1　(2)H2(l)＋1/2O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46kJ/mol(3)5.94×108【解析】25、能源可以划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需依靠其他形式间接制取的能源称为二级能源。例如自然界中的煤即为一级能源,而H2是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6kJ/mol,根据以上叙述回答:(1)下列叙述中正确的是　　　　。a.电能是二级能源b.水能是二级能源c.天然气是一级能源d.水煤气是一级能源(2)请你再列举一些一级能源和二级能源一级能源:　;二级能源:　。(3)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点不正确的是　　　　(填字母)。a.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用b.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料实惠c.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重10\nd.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率(4)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向正确的是　　　　。a.组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源b.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气c.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量d.寻找特殊催化剂,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气【答案】(1)ac(2)煤、石油、风能等　氢能、核能等(3)b　(4)bd(1)直接获得的为一级能源,例如水、天然气、煤、石油等,需要其他形式间接制取的为二级能源,例如电能、氢能、水煤气等能源。(3)应该充分利用煤,不应过多地把煤作燃料。(4)利用氢,关键是廉价地获得H2。H2O的分解是吸热反应,不可能释放能量。10