2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第一節(jié) 化學(xué)能與熱能(含解析) 新人教版
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1、【高考總復(fù)習(xí)】2013高考化學(xué)專題復(fù)習(xí):第一節(jié) 化學(xué)能與熱能(人教版) 一、雙項(xiàng)選擇題 1.(2011年海南)某反應(yīng)的ΔH=+100 kJ/mol,下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是( ) A.正反應(yīng)活化能小于100 kJ/mol B.逆反應(yīng)活化能一定小于100 kJ/mol C.正反應(yīng)活化能不小于100 kJ/mol D.正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJ/mol 解析:某反應(yīng)的ΔH=+100 kJ/mol,說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),且正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能大100 kJ·mol-1,正反應(yīng)的活化能應(yīng)大于100 kJ/mol,無(wú)法確定逆反應(yīng)的活化能大小。 答案:
2、CD 命題立意:本題考查活化能、反應(yīng)中的能量變化與ΔH的關(guān)系等問(wèn)題,側(cè)重考查考生對(duì)活化能的理解與應(yīng)用,題目的難度較小。 2.(2011年北京理綜)25 ℃、101 kPa下:①2Na(s)+O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414 kJ/mol ②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ/mol 下列說(shuō)法正確的是( ) A.①和②產(chǎn)物的陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比不相等 B.①和②生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同 C.常溫下Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O,隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快 D.25 ℃、100 kPa下,Na2O2(s)+2Na
3、(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ/mol 解析:A項(xiàng)Na2O2中的陰離子是O,所以Na2O2中陽(yáng)離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為2∶1,與Na2O相同,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)兩種情況下生成等物質(zhì)的量的生成物時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)溫度升高后產(chǎn)物是Na2O2,故C錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 答案:D 3.氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式,可用下列兩種方程式表示: 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-Q2kJ/mol Q1與Q2的關(guān)系為( ) A.Q1=Q2 B.Q2>Q1 C.Q1>2Q2
4、 D.Q1<2Q2 解析:若前者的生成物也為H2O(g),則Q1=2Q2,而生成的水為液態(tài),故Q1>2Q2。 答案:C 4.氫能是一種既高效又干凈的新能源。氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括:①原料來(lái)源廣?、谝兹紵?、熱值高 ③儲(chǔ)存方便 ④制備工藝廉價(jià)易行 A.①③ B.①② C.③④ D.②④ 解析:氫能來(lái)源于水的分解,原料普遍,①正確;氫氣易燃,放出的熱量多,②正確;氫氣易燃且體積所占空間大,若壓縮則需要高壓,因此儲(chǔ)存不方便,③錯(cuò);水的分解需要大量的能量,④錯(cuò)。 答案:B 5.(2012年山東省山師大附中高三第二次模擬)根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 (i)I
5、2(s)+H2(g) 2HI(g) ΔH1=+26.48 kJ/mol (ii)I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH2=-9.48 kJ/mol。 下列判斷正確的是( ) A.反應(yīng)(ii)的產(chǎn)物比反應(yīng)(i)的產(chǎn)物穩(wěn)定 B.1 mol I2(s)比1 mol I2(g)總能量低35.96 kJ C.254 g I2中通入2 g H2(g)充分反應(yīng)放熱9.48 kJ D.反應(yīng)(ii)反應(yīng)物的總能量比反應(yīng)(i)反應(yīng)物的總能量高17 kJ 答案:B 6.(2012年重慶卷)肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(k
6、J):N≡N為942、O=O為500、N-N為154,則斷裂1 mol N-H鍵所需的能量(kJ)是( ) A.194 B.391 C.516 D.658 解析:由圖可知N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH3。由蓋斯定律可知ΔH3=ΔH1-ΔH2=2218 kJ/mol,E(N-N)+4E(N-H)+E(O=O)=2218。解之得E(N-H)=391 kJ/mol,故選B。 答案:B 7.下列說(shuō)法或表示方法正確的是( ) A.測(cè)定HCl和NaOH的中和熱時(shí),每次實(shí)驗(yàn)均應(yīng)測(cè)量三個(gè)溫度,即鹽酸的起始溫度、NaOH的起始
7、溫度和反應(yīng)穩(wěn)定后的溫度 B.由“C(石墨)―→C(金剛石) ΔH=+1.9 kJ/mol”可知金剛石比石墨穩(wěn)定 C.在101 kPa時(shí),2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ 解析:反應(yīng)后的讀數(shù)應(yīng)取溫度計(jì)測(cè)到的最高讀數(shù),A項(xiàng)錯(cuò);B項(xiàng)ΔH>0,說(shuō)明反應(yīng)吸熱,金剛石的
8、能量高,能量越高越不穩(wěn)定,故B項(xiàng)錯(cuò);放熱反應(yīng)的焓變應(yīng)為負(fù)值,C項(xiàng)錯(cuò);因?yàn)闈饬蛩嵩谙♂寱r(shí)還要放出一部分能量,故D項(xiàng)正確。 答案:D 8.(2012年大綱全國(guó))反應(yīng)A+B→C(ΔH<0)分兩步進(jìn)行:①A+B→X(ΔH>0),②X→C(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是( ) 解析:對(duì)于吸熱反應(yīng),E生成物>E反應(yīng)物,對(duì)于放熱反應(yīng),E生成物<E反應(yīng)物,綜合分析,D正確。 答案:D 9.(2012年山東省濰坊市重點(diǎn)中學(xué)高三2月月考)一定條件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知: ①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O
9、(g) ΔH=-574 kJ·mol-1 ②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1 下列正確的選項(xiàng)是( ) A.CH4催化還原NOx為N2的過(guò)程中,若x=1.6,則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol B.CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-867 kJ·mol-1 C.若0.2 mol CH4還原NO2至N2,在上述條件下放出的熱量為173.4 kJ D.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol 答案:C 10
10、.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-574.6 kJ/mol 2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ/mol H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 下列說(shuō)法正確的是( ) A.H2(g)的燃燒熱為574.6 kJ/mol B.1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol C.同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多 D.3H2(g)+CO2(g)
11、===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ/mol 解析:燃燒熱是指在25 ℃、101 kPa下,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。A項(xiàng)中根據(jù)已知熱化學(xué)反應(yīng)方程式可知H2(g)的燃燒熱為287.3 kJ·mol-1,不正確;B項(xiàng)中有BaSO4(s)生成,而生成BaSO4也是放熱的,所以放出的熱量比57.3 kJ多,即B項(xiàng)中的ΔH<-57.3 kJ/mol,不正確;D項(xiàng)中按蓋斯定律可知正確的是3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-135.9 kJ/mol。 答案:C 11.(2012年5月山東棗莊市理綜模擬(有
12、刪動(dòng))) (1)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-437.3 kJ·mol-1 ① 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-571.6 kJ·mol- 1 ② 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3=-566.0 kJ·mol-1 ③ 則:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=________________________________________________________________________。 (2)某文獻(xiàn)報(bào)道:在30 ℃、30 MPa條件下,以Fe、CoCl2作催
13、化劑,CO2和H2反應(yīng)生成丁烷和戊烷。假定在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化劑,若CO2和H2的轉(zhuǎn)化率均為100%,產(chǎn)物只有丁烷和戊烷,n(H2)/n(CO2)=a,則a的取值范圍為_(kāi)_______。 解析:(1)由①-×②-×③得 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) 則ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=+131.5 kJ·mol-1 (2)由13H2+4CO2===C4H10+8H2O 知全部生成丁烷時(shí)= 若全部生成戊烷, 16H2+5CO2===C5H12+10H2O = 故a的取值范圍為<a< 答案:(1)+131.5 kJ·mol-1 (2)
14、<a<或3.2<a<3.25 12.水煤氣(主要成分CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過(guò)熾熱的炭層制得。已知: ①C(s)+H2O(s)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol ②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol ③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol ④H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ/mol ⑤H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ/mol (1)將2.4 g炭轉(zhuǎn)化為水煤氣,再完全燃燒,整個(gè)過(guò)程ΔH=___
15、_____kJ/mol。 (2)由CO、H2在一定條件下獲得汽油的替代品——甲醇,甲醇的燃燒熱為726.5 kJ/mol,試寫出由CO、H2生成甲醇的熱化學(xué)方程式______________。 解析:(1)由蓋斯定律可得②+③?C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,所以0.2 mol C完全燃燒,ΔH=-78.7 kJ/mol。 (2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH1 CH3OH(l)+O2(g)―→CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ/mol(燃燒熱,水為液態(tài)) 由蓋斯定律可得ΔH1=[-283.0+(-
16、285.8)×2-(-726.5)]kJ/mol=-128.1 kJ/mol。 答案:(1)-78.7 (2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-128.1 kJ/mol 13.紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如下圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。 根據(jù)上圖回答下列問(wèn)題: (1)P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式是________________________; (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式是____________________; 上述分解反應(yīng)是一個(gè)
17、可逆反應(yīng)。溫度T1時(shí),在密閉容器中加入0.80 mol PCl5,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)PCl5還剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反應(yīng)溫度由T1升高到T2,平衡時(shí)PCl5的分解率為α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”); (3)工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行,先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3,然后降溫,再和Cl2反應(yīng)生成PCl5。原因是____________________________; (4)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH3=________,P和Cl2一步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3
18、(填“大于”、“小于”或“等于”); (5)PCl5與足量水充分反應(yīng),最終生成兩種酸,其化學(xué)方程式是__________________。 解析:(1)、(2)中ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量,不難寫出兩個(gè)熱化學(xué)方程式。分解率α1=×100%=25%;升溫,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),因PCl5的分解要吸熱,故升溫使其分解率增大,α2>α1。 (3)降溫,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。 (4)根據(jù)蓋斯定律:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不論是一步完成還是多步完成,其熱效應(yīng)總是相同 的。 (5)PCl5和水的反應(yīng)為水解反應(yīng)。 答案:(1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306
19、 kJ·mol-1 (2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=93 kJ·mol-1 25% 大于 (3)兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),降溫有利于提高產(chǎn)率,防止產(chǎn)物分解 (4)-399 kJ·mol-1 等于 (5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl 14.(1)廣州亞運(yùn)會(huì)“潮流”火炬采用具有廣州民間特色的象牙雕鏤空工藝,以水的和諧與火的激情交相凝聚為理念,寄托了亞洲人民共同推進(jìn)和平與發(fā)展的期望?;鹁鎯?nèi)熊熊大火來(lái)源于丙烷的燃燒,丙烷是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問(wèn)題: ①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過(guò)程中的能量變化圖,請(qǐng)?jiān)趫D中的括
20、號(hào)內(nèi)填入“+”或“-”。 ②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:______________。 ③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料,應(yīng)用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1 645 kJ熱量,則混合氣體中,丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。 (2)蓋斯定律認(rèn)為:不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或分幾步完成,整個(gè)過(guò)程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問(wèn)題: ①已知:H2O(g)===H2O(l) ΔΗ1=-Q1 kJ/mol C2H5OH(g)===C2H5OH(
21、l) ΔH2=-Q2 kJ/mol C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol 若使46 g液態(tài)無(wú)水酒精完全燃燒,并恢復(fù)到室溫,則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為_(kāi)_______kJ。 ②碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時(shí),生成CO同時(shí)還部分生成CO2,因此無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得反應(yīng):C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH。但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH,計(jì)算時(shí)需要測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有______________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:①放熱反應(yīng),ΔH為負(fù)。 ②生成1 mol H2O(l) ΔH=-553.75 kJ/mol方程式生成4 mol, H2O(l) ΔH=-553.75×4 kJ/mol。 ③設(shè)C3H8 x mol CH3OCH3 y mol則有 (解出x、y即可) (2)蓋斯定律。 答案:(1)①-?、贑3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1?、?∶3 (2)①3Q1-Q2+Q3 ②碳和CO的燃燒熱
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