全国版2022高考化学一轮复习专题十二化学能与热能2练习含解析

学习专题十二　化学能与热能考点1化学反应中能量变化的有关概念1.[2021某某某某摸底考试]某反应过程的能量变化如图所示,下列说法错误的是(　　)A.该反应为放热反应,ΔH>0B.反应过程b有催化剂参与C.反应过程a的活化能大于E1D.该反应可能需要加热才能发生2.[2021某某某某期中]工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示,下列说法正确的是(　　)A.增大压强,①→②之间的能量差值会增大B.合成氨的正、逆反应的焓变相同C.合成氨的过程是吸热过程-18-/18 学习D.若使用催化剂,生成等量的NH3需要的时间更短考点2热化学方程式3.[2021某某某某龙泉二中月考改编]CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下:①CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH1=akJ/mol;②H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH2=bkJ/mol;③C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH3=ckJ/mol。下列说法正确的是(　　)A.ΔH1>0B.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=-2bkJ/molC.CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%D.2CO(g)+4H2(g)H2O(g)+C2H5OH(l)　ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol4.[6分]汽车尾气中的NOx和CO会污染环境,在汽车尾气系统中安装催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566kJ·mol-1②N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180kJ·mol-1③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-116.5kJ·mol-1回答下列问题:-18-/18 学习(1)CO的燃烧热为。若1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、498kJ的能量,则1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。 (2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为。 考点3盖斯定律的应用及反应热的计算和大小比较5.已知可分别通过如下两个反应制取氢气:a.CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)　ΔH=+256.6kJ·mol-1b.2CH3CH2OH(g)+O2(g)6H2(g)+4CO(g)　ΔH=+27.6kJ·mol-1则下列说法正确的是(　　)A.乙醇的燃烧热ΔH=-13.8kJ·mol-1B.升高反应a的反应温度,乙醇的平衡转化率减小C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-229kJ·mol-1D.制取等量的氢气,反应b吸收的能量更少6.[2021某某师X大学附中月考改编,6分]氮和碳的氧化物分别是造成大气污染、温室效应的主要物质。请回答下列问题:(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程由两步基元反应组成,相关信息如下(E为活化能):第一步:2NO(g)N2O2(g)　E1=82kJ·mol-1;N2O2(g)2NO(g)　E'1=205kJ·mol-1-18-/18 学习第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)　E2=82kJ·mol-1;2NO2(g)N2O2(g)+O2(g)　E'2=72kJ·mol-1则2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=kJ·mol-1。(2)相关物质的燃烧热、化学键的键能如表所示: 物质H2COCH4燃烧热/(kJ·mol-1)285.8283.0890.3化学键H—HCOCOH—OC—HN—HE/(kJ·mol-1)4367451076463413946391①CO2转化为CH4的反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。 ②CH4转化为合成气的反应CH4(g)+H2O(l)3H2(g)+CO(g)的ΔH=kJ·mol-1。 一、选择题(每小题6分,共48分)-18-/18 学习1.[原创]已知:白磷(P4)分子为正四面体结构,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(s)　ΔH=QkJ·mol-1;P—P、Cl—Cl、P—Cl键的键能分别为akJ·mol-1、bkJ·mol-1、ckJ·mol-1。下列叙述正确的是(　　)A.白磷的燃烧热为QkJ·mol-1B.Q=6a+10b-20c4C.1molP4在5molCl2中燃烧放出热量-0.5QkJD.QMgCl2>MgF24.[新题型][2021某某某某摸底考试]我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇的过程,其主要反应历程如图所示(其中H2H+*H,*标记的物质是该反应历程中的中间产物或过渡态)。下列说法错误的是(　　)A.第①步中有非极性键的断裂B.水在反应历程中是可以循环使用的物质C.Cu-ZnO-ZrO2催化剂降低了反应的活化能D.第④步反应是一个吸热反应-18-/18 学习5.[2020某某某某期中考试]已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH1　②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH2下列推断正确的是(　　)A.若CO的燃烧热为ΔH3,则H2的燃烧热为ΔH3-ΔH1B.反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则ΔH206.[2021某某大学附属中学等三校一联改编]某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程如图所示(图中只画出了HAP的部分结构,用18O标记羟基磷灰石中的羟基氧原子)。下列说法正确的是(　　)A.反应物的键能之和大于生成物的键能之和B.HAP改变了该反应的历程和焓变,增大了反应速率C.经过该催化氧化过程后18O仍然在HAP中D.反应过程中,碳原子由sp2杂化变为sp杂化-18-/18 学习7.[新角度][2021某某省实验中学一诊]N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是(　　)A.总反应为放热反应B.Pt2O2+是该反应的催化剂C.加入Pt2O+,可使反应的焓变减小D.为了实现转化需不断补充Pt2O+和Pt2O2+8.[新角度]化学上,规定稳定单质的生成热为0;可用物质的生成热表示该物质的相对能量高低。氮的几种氧化物的相对能量如表所示(25℃,101kPa条件下):物质及状态N2O(g)NO(g)NO2(g)N2O4(l)N2O5(g)相对能量/(kJ·mol-1)829033-2011-18-/18 学习下列推断不正确的是(　　)A.在5种氮的氧化物中,NO(g)最活泼B.N2O4(l)2NO2(g)　ΔH=-86kJ·mol-1C.N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)　ΔH=+55kJ·mol-1D.1molN2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82kJ能量二、非选择题(共33分)9.[2021某某泸县模拟,10分]2019年11月28日7时52分,在某某卫星发射中心,长征四号丙运载火箭成功将高分十二号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。其中,长征四号丙运载火箭推进剂以肼(N2H4)为燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH1=+67.7kJ·mol-1;②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH2=-534kJ·mol-1;③12H2(g)+12F2(g)HF(g)　ΔH3=-269kJ·mol-1;④H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH4=-242kJ·mol-1。(1)肼和NO2反应的热化学方程式为。 此反应用于火箭推进,除释放大量能量和快速产生气体外,还有一个很大的优点是。 (2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大,则肼和氟气反应的热化学方程式为。 -18-/18 学习(3)肼-空气碱性(KOH为电解质)燃料电池(氧化产物为大气主要成分)的能量转化率高。写出负极的电极反应式:。已知:电流效率可用单位质量的燃料提供的电子数表示。肼-空气碱性燃料电池、氨气-空气碱性(KOH为电解质)燃料电池(氧化产物是大气主要成分)的电流效率之比为。 10.[2021某某某某等地摸底测试组合,13分](1)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2],涉及反应的反应过程中能量变化示意图如图1所示:图1写出第一步反应的热化学方程式:。已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤,可判断Ea1(填“>”“