第一部分專題十 化學能與熱能

1、限時規(guī)范訓練單獨成冊1下列敘述正確的是()A甲烷的燃燒熱為H890.3kJmol1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3kJmol1B已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1，則稀硫酸溶液和稀Ba(OH)2溶液反應的反應熱H2(57.3)kJmol1CMg在CO2中燃燒生成MgO和C，該反應中化學能全部轉化為熱能D常溫下，反應C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的H0解析：在燃燒熱的熱化學方程式中，H2O應為液態(tài)，A錯誤；稀硫酸和稀氫氧化鋇溶液反應生成水，還生成硫酸鋇，反應熱H0，D正確。答案

2、：D2T500K時，反應NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)分兩步進行：第一步：NO2(g)NO2(g)NO3(g)NO(g)(慢反應)第二步：NO3(g)CO(g)NO2(g)CO2(g)(快反應)下列敘述正確的是()A反應速率與NO濃度有關B反應速率受NO2濃度影響較大C反應的中間產物為NO3和NOD第二步反應活化能較大解析：NO是生成物，所以NO的濃度與該反應速率沒有直接關系，A項錯誤；反應分兩步進行，反應速率主要取決于“慢反應”，所以NO2的濃度對反應速率的影響較大，B項正確；由兩步反應看出，反應物和最終產物中都沒有NO3，所以反應的中間產物只有NO3，C項錯誤；因第二步反應

3、是快反應，所以第二步反應的活化能較小，D項錯誤。答案：B3NO與CO在金屬銠(Rh)的催化下發(fā)生反應2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)H，該反應過程經(jīng)歷如下兩步：反應：NO(g)CO(g)Rh(s)RhN(s)CO2(g)H133.44kJmol1；反應：RhN(s)NO(g)Rh(s)N2OH2319.35kJmol1。如圖所示為該反應在無催化劑(a)和有催化劑(b)時反應過程的能量變化對比圖：下列有關判斷正確的是()AH285.91kJmol1BE1為反應2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)的活化能CE2為使用催化劑后降低的活化能D使用合適的催化劑可降低反應的活化能，

4、提高反應速率解析：應用蓋斯定律，反應反應可得反應2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)HH1H2352.79kJmol1，A項錯誤；E1為2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)不使用催化劑和使用催化劑的活化能之差，B項錯誤；E2為2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)的焓變，C項錯誤；使用合適的催化劑可降低反應的活化能，從而提高反應速率，D項正確。答案：D4某反應過程中體系的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()反應物過渡態(tài)生成物A反應過程可表示為ABCABCABCBE1為反應物的總能量與過渡態(tài)的能量差，稱為正反應的活化能C正反應的熱效應HE1E20，所以正反應為放熱反

5、應D此圖中逆反應的熱效應HE1E20，所以逆反應為放熱反應解析：由圖可知，正反應放熱，H為負值；逆反應吸熱，H為正值，D錯誤。答案：D5反應ABC分兩步進行：ABX，XC，反應過程中能量變化如圖所示，E1表示反應ABX的活化能。下列有關敘述正確的是()AE2表示反應XC的活化能BX是反應ABC的催化劑C反應ABC的H0D加入催化劑可改變反應ABC的焓變解析：反應XC的活化能小于E2，A錯誤；由可知，X是反應ABC的中間產物，B錯誤；反應物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應ABC是放熱反應，即H0，C正確；加入催化劑可以加快反應速率，但反應物和生成物具有的總能量不變，則反應的焓變不改變

6、，D錯誤。答案：Cx6一定條件下，在水溶液中1molCl、ClO(x1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示，下列有關說法正確的是()3Ae是ClOBbac反應的活化能為60kJmol1Ca、b、c、d、e中c最穩(wěn)定3Dbad反應的熱化學方程式為3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116kJmol1333解析：A項，e中Cl化合價為7價，而ClO中Cl的化合價為5價，錯誤；B項，由圖中數(shù)據(jù)無法確定反應bac的活化能，錯誤；C項，a、b、c、d、e中a能量最低，所以a最穩(wěn)定，錯誤；D項，bad，根據(jù)轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO=ClO2Cl，反應熱64kJmol120k

7、Jmol1360kJmol1116kJmol1，所以該熱化學方程式為3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116kJmol1，正確。答案：D7當1,3-丁二烯和溴單質11加成時，其反應機理及能量變化如下：不同反應條件下，經(jīng)過相同時間測得生成物組成如下表：實驗編號反應條件反應時間產物中A的物產物中B的物質的量分數(shù)質的量分數(shù)121525tmintmin62%12%38%88%下列分析不合理的是()A產物A、B互為同分異構體，由活性中間體生成A、B的反應互相競爭B相同條件下由活性中間體C生成產物A的速率更快C實驗1測定產物組成時，體系已達平衡狀態(tài)D實驗1在tmin時，若升高溫度至25，部分

8、產物A會經(jīng)活性中間體C轉化成產物B解析：由1,3-丁二烯和溴單質11加成時的反應機理及能量變化示意圖可知，該反應可以生成互為同分異構體的兩種產物A和B，由活性中間體生成A、B的反應互相競爭，A項正確；由活性中間體生成A的活化能較低，故相同條件下由活性中間體C生成產物A的速率更快，B項正確；實驗1測定產物組成時，無法判斷體系是否達到平衡狀態(tài)，C項錯誤；由圖像可知，由活性中間體C生成A的反應為放熱反應，若升高溫度至25，平衡逆向移動，部分產物A會轉化為活性中間體C，由表中數(shù)據(jù)可知，在較高的溫度下，活性中間體C轉化為B有競爭優(yōu)勢，故活性中間體更多的轉化成產物B，D項正確。答案：C8(1)工業(yè)上可用C

9、O2和H2反應制得甲醇。在2105Pa、300的條件下，CO2和H2反應生成甲醇和水，當消耗2molCO2時放出98kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為_。(2)輝銅礦(主要成分是Cu2S)在冶煉過程中會產生大量的SO2。已知冶煉過程中部分反應為2Cu2S(s)3O2(g)=2Cu2O(s)2SO2(g)H768.2kJmol12Cu2OCu2S(s)=6Cu(s)SO2(g)H116kJmol1，則Cu2S與O2反應生成Cu與SO2的熱化學方程式為_。解析：(1)根據(jù)信息，該反應的熱化學方程式為CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H49kJmol1。(2)根據(jù)蓋斯定律，將得，

10、3Cu2S(s)3O2(g)=6Cu(s)3SO2(g)H(768.2kJmol1)(116kJmol1)652.2kJmol1，即Cu2S(s)O2(g)=2Cu(s)SO2(g)H217.4kJmol1。答案：(1)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H49kJmol1(2)Cu2S(s)O2(g)=2Cu(s)SO2(g)H217.4kJmol19能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景，因此甲醇被稱為21世紀的新型燃料。工業(yè)上用CO生產燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應：CO(g)2H2(g)反應中能量的變化。CH3OH(g

11、)。如圖表示請回答下列問題：(1)在圖中，曲線_(填“a”或“b”)表示使用了催化劑；該反應屬于_(填“吸熱”或“放熱”)反應。3(2)科學家常用量熱劑來直接測定某一反應的反應熱，現(xiàn)測得：CH3OH(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H192.9kJmol1，又知H2O(l)=H2O(g)H44kJmol1，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式_。解析：(1)加入催化劑，可降低反應的活化能，由圖像可知b活化能較低，應加入催化劑；反應物的總能量大于生成物的總能量，所以該反應屬于放熱反應。3(2)CH3OH(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H192.

12、9kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H44kJmol1，3利用蓋斯定律將2可得CH3OH(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H192.9kJmol144kJmol12280.9kJmol1。答案：(1)b放熱3(2)CH3OH(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H280.9kJmol110(1)白磷與氧氣可發(fā)生如下反應：P45O2=P4O10，已知斷裂下列化學鍵需P要吸收的能量分別為PPakJmol1、ObkJmol1、P=OckJmol1、O=OdkJmol1。根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算該反應的H為_。(2)同素異形體相互轉化的反應熱相當小而且轉化速率較慢，有

13、時還很不完全，測定反應熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”觀點來計算反應熱。已知：P4(s，白磷)5O2(g)=P4O10(s)H12983.2kJmol151P(s，紅磷)4O2(g)=4P4O10(s)H2738.5kJmol1則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為_。相同狀況下，能量較低的是_；白磷的穩(wěn)定性比紅磷_(填“大”或“小”)。解析：(1)化學反應的實質是舊鍵斷裂和新鍵形成，其中舊化學鍵斷裂吸收能量，新化學鍵形成釋放能量，反應方程式P45O2=P4O10中有6molPP鍵和5molO=O鍵斷裂，同時生成4molP=O鍵和12molPO鍵，因此H(6a5d4c12b)kJmol1。(2)依題意求：P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)H？，可設計如下反應過程：P4(s，白磷)P4O10(s)4