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课时提升作业 十七
化学能与热能
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括9小题，每题5分，共45分)
1.(2017·十堰模拟)根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
【解析】选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应，CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B正确；在CaCO3中，Ca2+和C之间存在离子键，C
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中C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，C正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D错误。
2.(2017·衡水模拟)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】选B。根据题中0.01 mol·L-1MOH溶液的pH=10，知MOH为弱碱，MOH溶液与硫酸的中和反应可以看作两个过程：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正确。
【加固训练】
已知：HCN(s)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1；HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6 kJ·mol-1，则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A.-67.7 kJ·mol-1
B.-43.5 kJ·mol-1
C.+43.5 kJ·mol-1
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D.+67.7 kJ·mol-1
【解析】选C。根据盖斯定律，将HCN与NaOH的反应设计为以下两步：
则ΔH1=ΔH2+ΔH3
即-12.1 kJ·mol-1=ΔH2+(-55.6 kJ·mol-1)
ΔH2=+43.5 kJ·mol-1。
3.(2017·衡阳模拟)肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、OO为500、
N—N为154，O—H为452.5，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是( )
A.194 B.391 C.516 D.658
【解析】选B。ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，由图可知N2H4(g)+O2(g)
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N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1。设断裂1 mol N—H所需能量为xkJ，则154 kJ+4xkJ+500 kJ-(942+2×2×452.5)kJ=-534 kJ，可求得x=391，答案选B。
4.(2017·长沙模拟)已知X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，已知焓变：
ΔH=ΔH1+ΔH2，则X、Y不可能是( )
A.C、CO B.AlCl3、Al(OH)3
C.Fe、Fe(NO3)2 D.Na2O、Na2O2
【解析】选D。根据ΔH=ΔH1+ΔH2分析X、Y、Z之间的转化符合图示即可。
，A正确；
，B正确；
，C正确；Na2O、Na2O2不符合上述转化关系，D错误。
5.已知：
①2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol-1
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③H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
世纪金榜导学号30682310
A.H2(g)的燃烧热ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多
C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH=+135.9 kJ·mol-1
【解析】选B。H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1，A错误；同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出热量多，B正确；因有BaSO4(s)生成，该反应的ΔH≠-57.3 kJ·mol-1，C错误；×(①×3-②)得3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)
+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1，D错误。
6.(2017·咸宁模拟)硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：
①4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)
ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)
ΔH=-130.3 kJ·mol-1
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下列说法正确的是( )
世纪金榜导学号30682311
A.反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大
B.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ
C.64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出98.3 kJ热量
D.FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为
2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
【解析】选D。催化剂不影响反应热大小，A错误；反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为kJ=853 kJ，B错误；由于反应②属于可逆反应，故
1 mol SO2不能完全转化为SO3，释放出的热量小于98.3 kJ，C错误；根据盖斯定律，由×①+2×②+4×③可得：2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1，D正确。
7.(2017·枣庄模拟)已知：
①C(s)+O2(g)CO(g)；
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)。经过哪个计算过程可得到C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 世纪金榜导学号30682312( )
A.①-② B.①+②
C.①-② D.①+②
【解析】选C。目标方程式中H2的化学计量数为1，则②应除以2，再结合盖斯定律可知C符合题意。
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8.(2017·太原模拟)已知CH4(g)和CO(g)的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1和
283.0 kJ·mol-1，则由CH4(g)不完全燃烧生成1 mol CO(g)和H2O(l)的ΔH为
( )
世纪金榜导学号30682313
A.-607.3 kJ·mol-1 B.+607.3 kJ·mol-1
C.-324.3 kJ·mol-1 D.+324.3 kJ·mol-1
【解析】选A。由CH4、CO的燃烧热可以写出两个热化学方程式：
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1，
CH4不完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH，
该热化学方程式可由热化学方程式①-②得到，则ΔH=ΔH1-ΔH2=
-890.3 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1=-607.3 kJ·mol-1，A正确。
9.(能力挑战题)(2017·荆门模拟)已知：
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
④2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l) ΔH4
通过计算可得ΔH4为( )
A.+244.1 kJ·mol-1 B.-488.3 kJ·mol-1
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C.-996.6 kJ·mol-1 D.+996.6 kJ·mol-1
【解析】选B。根据盖斯定律将①×2+②×2-③可得反应④，即ΔH4=2ΔH1+
2ΔH2-ΔH3=2×(-393.5)+2×(-285.8)-(-870.3)=-488.3(kJ·mol-1)。
二、非选择题(本题包括3小题，共55分)
10.(17分)甲烷、甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，还可以作为燃料电池的原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇。
(1)已知：
①H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②CO2(g)CO(g)+O2(g) ΔH2=+283.0 kJ·mol-1
若甲醇的燃烧热为ΔH3，试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH=__________。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为____________。
(2)以CH4和H2O为原料，通过下列反应也可以制备甲醇。
Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ·mol-1
Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________
__________________。
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(3)将H2与CO2以4∶1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________________
______________________。
【解析】(1)由甲醇的燃烧热可得③CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3，将①×2-②-③可得目标热化学方程式，故ΔH=2ΔH1-ΔH2-ΔH3。
由ΔH1、ΔH2可知H2、CO的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1，设混合气体中H2为xmol，CO为ymol，n(H2O)=0.2 mol，n(H2)=0.2 mol，H2燃烧放出的热量Q=0.2 mol×285.8 kJ·mol-1=57.16 kJ，则混合气体中CO燃烧放出的热量为113.76 kJ-57.16 kJ=56.6 kJ，则混合气体中n(CO)=56.6 kJ÷
283.0 kJ·mol-1=0.2 mol。
(2)依据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得到：CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)
ΔH=(206.0-129.0)kJ·mol-1=+77.0 kJ·mol-1。
(3)利用盖斯定律将氧气消去，可知4×②-①得CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)
ΔH=-252.9 kJ·mol-1。
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答案：(1)2ΔH1-ΔH2-ΔH3 1∶1
(2)CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77 kJ·mol-1
(3)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9 kJ·mol-1
11.(18分)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
则M、N相比，较稳定的是______________。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为726.5 kJ·mol-1，CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-akJ·mol-1，则a________726.5(填“>”“N；
(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a
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