江苏省高考化学 冲刺训练 2.2 化学能与热能

江苏省2013高考化学冲刺训练 2.2 化学能与热能
一、单项选择题
1.(2011·江苏高考)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用；
②研发易降解的生物农药；
③应用高效洁净的能源转化技术；
④田间焚烧秸秆；
⑤推广使用节能环保材料。

A.①③⑤
B.②③⑤
C.①②④
D.②④⑤
2.已知：2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
2Na2O2(s)+2CO2(g)====2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为ΔH=-283 kJ
B.上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)====2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
3.(2011·南通模拟)向足量稀硫酸中加入110 mL 0.4 mol/L Ba(OH)2溶液，放出的热量是5.12 kJ。

如果向足量Ba(OH)2溶液中加入110 mL 0.4 mol/L HCl溶液时，放出的热量是2.2 kJ。

则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )
A．Ba2+(aq)+SO42- (aq)====BaSO4(s) ΔH=-0.72 kJ/mol
B．Ba2+(aq)+SO42- (aq)====BaSO4(s) ΔH=-2.92 kJ/mol
C．Ba2+(aq)+SO42- (aq)====BaSO4(s) ΔH=-16.4 kJ/mol
D．Ba2+(aq)+SO42- (aq)====BaSO4(s) ΔH=-73.0 kJ/mol
4.化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是( )
A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂
C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成
5.(2011·扬州模拟)已知(1)Zn(s)+1/2O2(g)====ZnO(s) ΔH1=-348.3 kJ/mol
(2)2Ag(s)+1/2O2====Ag2O(s) ΔH2=-31.0 kJ/mol
则Zn(s)+Ag2O(s)====ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于( )
A.-317.3 kJ/mol
B.-379.3 kJ/mol
C.-332.8 kJ/mol
D.+317.3 kJ/mol
二、不定项选择题
6.乙醇属于可再生资源,通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景。

已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线: Ⅰ.水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)====4H2(g)+2CO(g)
ΔH=+255.58 kJ·mol-1
Ⅱ.部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)====3H2(g)+2CO(g)
ΔH=+13.76 kJ·mol-1
则下列说法中错误的是( )
A.氢气作为能源,具有燃烧热值高、无污染等优点
B.制取等量的H2,Ⅰ路线消耗的能量小于Ⅱ路线
C.由上述两路线可求算H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g)的焓变
D.等质量的乙醇和氢气完全燃烧,氢气耗氧量更少
7.已知合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 垐?
噲?2NH3(g)
ΔH=-Q kJ/mol(Q>0)。

在同温同压下向甲密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时，放出的热量为Q1 kJ，向另一容积相同的密闭容器乙中通入
0.5 mol N2和1.5 mol H2，反应达平衡时，放出的热量为Q2 kJ。

则下列关系式正确的是( )
A.2Q2=Q1=Q
B.2Q2=Q1<Q
C.2Q2<Q1<Q
D.Q1<Q2<Q
8.已知热化学方程式：2SO2(g)+O2(g) 垐?
噲?2SO3(g)
ΔH=-Q kJ·mol-1(Q＞0)。

下列说法正确的是( )
A.相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量
B.将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJ
C.增大压强或升高温度，该平衡都向逆反应方向移动
D.若将一定量的SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化
三、非选择题
9.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。

甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是_____________，
___________________________________________________________________，
说明反应放热。

(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)
乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①)______________________，
(接②)_____________________________________________________________，
说明反应放热。

丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是________________________________，
说明反应放热，其原因是______________________________________________。

10.(2011·南京模拟)现代炼锌的方法可分为火法(蒸馏法)和湿法(电解法)两大类。

其中火法炼锌工艺如下：
焙烧和蒸馏过程中发生的主要反应有：
2ZnS(s)+3O2(g)====2ZnO(s)+2SO2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1①
2C(s)+O2(g)====2CO(g)
ΔH2=b kJ·mol-1②
ZnO(s)+CO(g)====Zn(g)+CO2(g)
ΔH3=c kJ·mol-1③
(1)以上三个反应中，一定是放热反应的是________(填序号)。

(2)反应：ZnS(s)+C(s)+2O2(g)====Zn(g)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=______kJ·mol-1。

11.CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:
①CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用而产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量______(填“>”、“<”或“=”)890.3 kJ。

(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2====2CO
+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:
①下图能表示该反应过程中能量变化的是_______(填字母)。

②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的
热量随时间的变化如图所示,则CH4的转化率为_______。

(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)====CH4(g)的反应热无法直接测量,
但通过上述反应可求出C(s)+2H2(g)====CH4(g)的反应热ΔH=______。

(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物
质的研究方向中可行的是______(填字母)。

A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
高考创新预测
1.已知反应:
①101 kPa时,2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-b k J·mol-1
(a、b均为正数)，下列结论中正确的是( )
A.H2的燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1
B.a=2b
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O可放出b kJ热量
D.1 mol H2与1
2
mol O2所具有的能量比1 mol H+(aq)与1 mol OH-(aq)所具有的能量低
2.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)====ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1，反应物总能量＞生成物总能量
B.相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2
C.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1，则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为：2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
D.H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1，含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4
的浓硫酸混合后放出57.3 kJ 的热量
答案解析
1.【解析】选B。

①化石燃料的开采使用是导致酸雨和温室效应的主要原因，加快化石燃料的开采和使用不利于保护环境；
②研发易降解的生物农药，降低农药残留，有利于保护环境；
③应用高效洁净的能源转化技术，减小污染，有利于保护环境；
④田间焚烧秸秆，浪费能源并导致空气污染；
⑤推广使用节能环保材料，有利于节约能源、保护环境。

2.【解析】选C。

A项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol；B图中的化学计量数标明错误，应标为2 mol CO 和2 mol CO2，故错；CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452 kJ/mol，而ΔH用负值表示时，则大于
-452 kJ/mol，正确；将下式与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为509 kJ，此
时转移的电子数为1.204×1024，故D项错。

3.【解析】选C。

Ba(OH)2溶液与0.044 mol HCl溶液反应放出热量为2.2 kJ，则稀硫酸与0.044 mol Ba(OH)2溶液中和反应放出热量为
4.4 kJ，同时生成
0.044 mol BaSO4放热0.72 kJ，故Ba2+(aq)+SO42- (aq)====BaSO4(s)的ΔH值为
0.72 kJ
16.4 kJ/mol 0.044 mol。

4.【解析】选D。

化学反应过程一定存在旧键断裂，新键形成，故A项正确；催化剂的作用原理就是降低活化能，即使反应物的化学键容易断裂，故B项正确；过程②是旧键断裂需吸收能量,过程③是新键形成放出能量，故C项正确；化学键形成过程放出能量，温度较低时有利于键的形成，故D项不正确。

5.【解析】选A。

由(1)-(2)可得：Zn(s)+Ag2O(s)====ZnO(s)+2Ag(s)
ΔH =ΔH 1-ΔH 2=-348.3 kJ/mol-(-31.0 kJ/mol)=-317.3 kJ/mol 。

6.【解析】选B 、D 。

氢气燃烧产物是水，热值高、无污染，故A 项正确；生成1 mol 氢气，Ⅰ 路线消耗的能量约为64 kJ ，Ⅱ 路线消耗的能量约为4.6 kJ ，故B 项错误；Ⅱ式-Ⅰ式得：H 2(g)+1/2O 2(g)====H 2O(g) ΔH =-241.82 kJ ·mol -1
,故C 项正确；根据化学方程式H 2(g)+1/2O 2(g)====H 2O(g)和CH 3CH 2OH+3O 2
−−−→催化剂△
2CO 2
+3H 2O 可知等质量的乙醇和氢气完全燃烧,氢气耗氧量更多，故D 项不正确。

7.【解析】选C 。

实际情况下，1 mol N 2和3 mol H 2不会完全转化为2 mol NH 3，故Q 1<Q ；相同温度、同体积容器里若加入0.5 mol N 2和1.5 mol H 2，因压强减小，反应物转化率减小，放出的热量也减小，故Q 2<
1
2
Q 1。

8.【解析】选A 、D 。

由于SO 2和O 2反应放热，所以相同条件下，2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)所具有的能量大于2 mol SO 3(g)所具有的能量，A 正确。

SO 2和O 2的反应是可逆反应，将2 mol S O 2(g)和1 mol O 2(g)置于一密闭容器中充分反应后，参加反应的SO 2小于2 mol ，放出的热量小于Q kJ ，B 错误。

增大压强，该平衡向正反应方向移动，C 错误。

9.【解析】实验以反应放热的“热”为出发点进行探究，通过放热使温度上升、使气体膨胀、使水蒸发等特征现象，合理地设计了实验探究方案。

答案：甲方案：小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升 乙方案：有气泡产生 左边水柱下降，右边水柱上升
丙方案：无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量，使水蒸发 10.【解析】(1)②为C 的不完全燃烧，一定是放热反应。

①为ZnS 的完全燃烧，也一定是放热反应。

(2)根据盖斯定律： 由①×
12+②×1
2
+③得 ZnS(s)+C(s)+2O 2(g)====Zn(g)+SO 2(g)+CO 2(g)
ΔH =
12ΔH 1+12ΔH 2+ΔH 3=(12a+12
b+c)kJ ·mol -1 答案：(1)①② (2)(12a+1
2
b+c)
11.【解析】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，故甲烷细菌使1 mol 甲烷生成CO 2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3 kJ 。

(2)①1 g CH 4完全反应释放15.46 kJ 的热量，则1 mol CH 4完全反应放出热量为247.36 kJ ，故D 图符合题意。

②CH 4的转化率=155.8 kJ ÷247.36 kJ ×100%=63%
(3)②+③-①即得C(s)+2H 2(g)====CH 4(g) ΔH =-74.8 kJ ·mol
-1
(4)已知CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1，则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热，故A项不正确；使CO2分解生成碳与O2的反应为吸热反应，常温下不能发生，故B项不正确；利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的；将固态碳合成为C60,以C60作为燃料，是极不经济合算的，故D项不正确。

答案：(1)= (2)①D ②63%
(3)-74.8 kJ·mol-1 (4)C
高考创新预测
1.【解析】选C。

由①知H2的燃烧热ΔH=
a
2
kJ·mol-1,A项错误;H2燃烧生成1 mol H2O(l)放出的热量要
大于酸碱中和生成1 mol H2O(l)放出的热量,故B、D两项错误;只有C项正确。

2.【解析】选A、B。

ΔH<0说明反应放热，是因为反应物的总能量大于生成物的总能量，故A项正确；由1 mol H2分裂为2 mol氢原子吸收能量，故2E1>E2，B项正确；C项正确的热化学方程式应为
2CO(g)+O2(g)====2CO2(g)
ΔH=-566.0 kJ·mol-1；浓硫酸与NaOH溶液反应除了中和放热外，浓硫酸稀释也会放出热量，故D项不正确。