高考化学二轮专题强化训练专题十三化学能与热能

第 1 页 共 12 页 专题十三 化学能与热能 考点 1 化学反应中能量变化的有关概念 1.[2020 天津,10,3 分]理论研究表明,在 101 kPa 和 298 K 下,HCN(g) HNC(g)异构化 反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( ) A.HCN 比 HNC 稳定 B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1 C.正反应的活化能大于逆反应的活化能 D.使用催化剂,可以改变反应的反应热 2.[2018 北京,7,6 分]我国科研人员提出了由 CO2 和 CH4 转化为高附加值产品 CH3COOH 的 催化反应历程。该历程示意图如图。 下列说法不正确的是 ( ) A.生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100% 第 2 页 共 12 页 B.CH4→CH3COOH 过程中,有 C—H 键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了 C—C 键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 3.[2018海南,12,4分][双选]炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子, 生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧 化硫。下列说法正确的是 ( ) A.每活化一个氧分子吸收 0.29 eV 的能量 B.水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV C.氧分子的活化是 O—O 的断裂与 C—O 键的生成过程 D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 考点 2 热化学方程式 4.[2021 四川石室中学开学考试]H2O2(l)在有 MnO2 条件下和无 MnO2 条件下分解的能量变 化如图所示。下列说法错误是 ( ) 第 3 页 共 12 页 A.有 MnO2 条件下的变化曲线是 b B.该反应能量变化类型与氢气燃烧反应的相同 C.加 MnO2 后,正反应速率增大,逆反应速率减小 D.该反应的热化学方程式为 H2O2(l) H2O(l)+ 1 2 O2(g) ΔH=(E1-E2) kJ·mol-1 5.[2017 全国卷Ⅰ,28(2),5 分]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解 制备氢气的反应系统原理。 通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别 为 、 ,制得等量 H2 所需能量较少的 是 。 考点 3 盖斯定律的应用及反应热的计算和大小比较 6.[2020 浙江 7 月选考,22,2 分]关于下列ΔH 的判断正确的是 ( ) C O3 2 −(aq)+H+(aq) HC O3 - (aq) ΔH1 C O3 2 −(aq)+H2O(l) HC O3 - (aq)+OH-(aq) ΔH2 OH-(aq)+H+(aq) H2O(l) ΔH3 OH-(aq)+CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4 A.ΔH10 B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0 C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO) D.对于 MgCO3 和 CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3 8.(1)[2019 全国卷Ⅲ,28(2)改编]已知: CuCl2(s) CuCl(s)+ 1 2 Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1 CuCl(s)+ 1 2 O2(g) CuO(s)+ 1 2 Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1 CuO(s)+2HCl(g) CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1 则 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。 (2)[2017 全国卷Ⅲ,28(3),2 分]已知: As(s)+ 3 2 H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+ 1 2 O2(g) H2O(l) ΔH2 2As(s)+ 5 2 O2(g) As2O5(s) ΔH3 则反应 As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的ΔH= 。 拓展变式 第 5 页 共 12 页 1.“一碳化工”是重要的化学工业,部分原理如下: 反应① C(s)+ 1 2 O2(g) CO(g) ΔH1 反应② C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH2=+130 kJ·mol -1 反应③ CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-90.1 kJ·mol-1 反应④ 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4 反应④的能量变化如图所示: 反应⑤ 3CH3OH(g) CH3CH CH2(g)+3H2O(g) ΔH5=-31.0 kJ·mol-1 已知:H2 的燃烧热为 285.8 kJ·mol-1,H2O 的汽化热(在一定压强下,1 mol 物质在一定温 度下蒸发所需要的热量)为 44 kJ·mol-1。回答下列问题: (1)反应①的ΔH1= kJ·mol-1。 (2)反应③中正反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应的活化 能。 (3)反应④中代表使用催化剂的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),曲线Ⅰ的峰中出 现小波谷的原因是 ,反应④的ΔH4= kJ·mol-1。 (4)用适量的 CO 与 H2 反应,每生成 420 g CH3CH CH2(g)时, (填“吸收”或“放 出”) kJ 的热量。 第 6 页 共 12 页 2.(1)[2016 天津,7(4)改编]Si 与 Cl 两元素的单质反应生成 1 mol Si 的最高价化合物, 恢复至室温,放热 687 kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69 ℃和 58 ℃。写出该反 应的热化学方程式: 。 (2)[2015 安徽, 27(4),3 分]NaBH4(s)与 H2O(l)反应生成 NaBO2(s)和 H2(g)。在 25 ℃、 101 kPa 下,已知每消耗 3.8 g NaBH4(s)放热 21.6 kJ,该反应的热化学方程式 是 。 3.[高考组合]请回答下列问题: (1)[2015 新课标全国卷Ⅰ,28(3),2 分]已知反应 2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量,则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量 为 kJ。 (2)[2015 新课标全国卷Ⅱ,27(1),4 分]甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用 合成气(主要成分为 CO、CO2 和 H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2 ③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3 已知反应①中相关的化学键键能数据如下: 化学键 H—H C—O H—O C—H E/(kJ·mol 436 343 1 076 465 413 第 7 页 共 12 页 -1) 由此计算ΔH1= kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3= kJ·mol-1。 4.[2020 贵州贵阳摸底考试]2 mol 金属钠和 1 mol 氯气反应的能量关系如图所示,下列 说法不正确的是( ) A.相同条件下,K(s)的(ΔH'2+ΔH'3)ΔH5,C 项正确;NaCl 为离子化合物,不能形成分子 间作用力,D 项错误。 5.B ΔH 有正、负之分,比较时要连同“+”“-”在内一起比较,类似数学中的正、负 数大小的比较。将题给 4 个已知反应分别命名为反应 1、反应 2、反应 3、反应 4,ΔH1 第 12 页 共 12 页 与ΔH2 所对应的反应均为放热反应,ΔH1