专题2 化学能与热能（提分特训）-2021年高考二轮模块化复习之《化学基本理论与反应原理》（解析版）

专题二 化学能与热能 （限时 50 分钟） 1．（北京市密云 2020届高三第二次模拟）甲烷燃烧时的能量变化如图，有关说法正确的是（ ） A．图 1中反应为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=+890.3kJ/mol B．图 2中反应为：CH4(g)+ 3 2 O2(g)=CO(g)+2H2O(g) H=﹣607.3kJ/mol C．由图可以推得：CO(g)+ 1 2 O2(g)=CO2(g) H=﹣283kJ/mol D．由图可以推知：等物质的量的 CO2和 CO，CO2具有的能量高 【答案】C 【解析】A．根据图像分析，反应物的总能量高于生成物总能量，则图 1中反应为： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol，A错误； B．根据图像分析，生成物水的状态是液态，则图 2中反应为：CH4(g)+ 3 2 O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H=﹣ 607.3kJ/mol，B错误； C．CO(g)+ 1 2 O2(g)=CO2(g) 的焓变可根据 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol和反应H=﹣ 283kJ/mol，CH4(g)+ 3 2 O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H=﹣607.3kJ/mol求出焓变H=﹣283kJ/mol，C正确； D．CO(g)+ 1 2 O2(g)=CO2(g) H=﹣283kJ/mol，该反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以等 物质的量的 CO2和 CO，CO具有的能量高，D错误；故选 C。 2．（上海市松江区 2020届高三高考一模）如图是某反应的能量关系图，下列叙述错误的是( ) A．反应物总能量高于生成物的总能量 B．曲线 b是使用了催化剂的能量变化曲线 C．反应的热化学方程式为：4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)+115.6kJ D．若反应生成 2mol液态水，放出的热量低于 115.6kJ 【答案】D 【解析】A．由图看出反应物总能量高，生成物总能量低，反应物总能量高于生成物总能量，故 A正确； B．使用催化剂能降低反应所需活化能，则 b为使用催化剂的图象，a为未使用催化剂的图象，故 B正确； C．反应物为：4HCl(g)+O2(g)，生成物为：2Cl2(g)+2H2O(g)，反应放出热量为 115.6kJ，所以热化学方程式 为：4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)+115.6kJ，故 C正确； D．若生成 2mol液态水，液态水比气态水能量低，放热会更多，放出的热量高于 115.6kJ，故 D错误； 答案选 D。 3．（辽宁省营口市第二高级中学 2020届高三上学期第一次月考）下列热化学方程式中，正确的是 A．甲烷的燃烧热为 890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g） +2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1 B．500℃、30MPa 下，将 0.5molN2（g）和 1.5molH2（g）置于密闭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-1 C．HCl和 NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1，则 H2SO4和 Ca（OH）2反应的中和热△H=2×（-57.3）kJ·mol-1 D．在 101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出 285.8kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H=-571.6kJ·mol-1 【答案】D 【解析】A．甲烷的燃烧热为 890.3kJ·mol-1，要生成液态水，甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1，A错误；B．500℃、30MPa 下，将 0.5molN2和 1.5molH2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3kJ，由于反应为可逆反应，则 1molN2完全反应放热大于 38.6kJ，其热化学反应方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H＜-38.6 kJ/mol，B错误；C．中和热是指在稀溶 液中，强酸和强碱反应生成 1mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为 1mol，故无论稀 H2SO4和 Ca （OH）2反应生成的水是几摩尔，其中和热恒为 57.3kJ/mol，C错误；D．在 101kPa 时，2gH2的物质的量 为 1mol，完全燃烧生成液态水，放出 285.8kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H=-571.6kJ·mol-1，D正确；答案为 D。 4．（2020·湖北华中师大一附中高三月考）通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol-1 C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应②为放热反应 【答案】B 【解析】A．太阳光催化分解水制氢气，是光能转化为化学能，故 A错误； B．根据盖斯定律，目标反应 CH4(g)═C(s)+2 H2(g)相当于③-②，故△H=△H3-△H2， △H=+206.1kJ•mol-1-(+131.3kJ•mol-1)=+74.8kJ•mol-1，故 B正确； C．催化剂不能改变反应热的大小，只能改变化学反应速率，故 C错误； D．反应的△H2＞0，则该反应为吸热反应，故 D错误； 故答案为 B。 5.下列反应中能量变化与其他不同的是( ) A B C D 铝热反应 燃料燃烧 酸碱中和反应 Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl固体混合 答案 D 解析 铝热反应、燃料的燃烧、酸碱中和反应均是放热反应，而 Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应是吸热 反应，答案选 D。 6．(2019·高三期末)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下： ①H2(g)＋I2(？) 2HI(g) ΔH1＝－9.48 kJ·mol－1 ②H2(g)＋I2(？) 2HI(g) ΔH2＝＋26.48 kJ·mol－1 下列判断不正确的是( ) A．①中的 I2为气态，②中的 I2为固态 B．②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C．反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好 D．1 mol固态碘升华时将吸热 35.96 kJ 答案 C 解析 根据反应热ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，说明①中反应物的总能量大于②中反应物 的总能量，由于物质在气态时的能量大于在固态时的能量，则①中的 I2为气态，②中的 I2为固态，故 A、B 正确；由于两个反应的产物相同、状态相同，热稳定性也相同，故C错误；根据盖斯定律，②－①得 I2(s) I2(g) ΔH＝ΔH2－ΔH1＝＋26.48 kJ·mol－1－(－9.48 kJ·mol－1)＝＋35.96 kJ·mol－1，说明 1 mol 固态碘升华为碘蒸气 需要吸收 35.96 kJ的热量，故 D正确。 7．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( ) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJ·mol－1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是 CO2资源化利用的方法之一 C．反应 CH3OH(g)===1 2 CH3OCH3(g)＋1 2 H2O(l)的ΔH＝d 2 kJ·mol－1 D．反应 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1 答案 C 解析 A对：反应③的反应物是反应①、②的产物，所以反应①、②为反应③提供原料气。B对：反应 ③是CO2与H2反应制取甲醇，是CO2资源化利用的方法之一。C错：该反应产物H2O为气态时，ΔH＝d 2 kJ·mol －1。D对：根据盖斯定律，反应②×2＋反应③×2＋反应④可得反应 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) 的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1。 8．已知：P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝－1266 kJ·mol－1，P4为正四面体结构，其中 P—P键的键能为 198 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为 243 kJ·mol－1。下列说法正确的是( ) A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．1 mol P4(s)和 6 mol Cl2(g)具有的总能量比 4 mol PCl3(g)具有的能量低 C．PCl3的电子式为： D．P—Cl键的键能为 326 kJ·mol－1 答案 D 解析 ΔH－TΔS