(統(tǒng)考版)2023版高考化學一輪復習課時作業(yè)18化學能與熱能

課時作業(yè)18化學能與熱能一、選擇題1．我國擁有完全自主知識產權的氫燃料電池轎車“超越三號”，已達到世界先進水平，并加快向產業(yè)化的目標邁進。氫能具有的優(yōu)點包括()①原料來源廣②易燃燒、熱值高③儲存方便④制備工藝廉價易行A．①②B．①③C．③④D．②④2．根據(jù)如圖所示的反應判斷，下列說法中錯誤的是()A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B．該反應的焓變大于零C．該反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵生成放出能量D．由該反應可推出凡是需要加熱才能發(fā)生的反應均為吸熱反應3．中國學者在水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH]中突破了低溫下高轉化率與高反應速率不能兼得的難題，該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現(xiàn)的。反應過程示意圖如下：下列說法正確的是()A．過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程B．過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H2、CO2C．使用催化劑降低了水煤氣變換反應的ΔHD．圖示過程中的H2O均參與了反應過程4．在一定溫度時，N2與H2反應過程中能量變化的曲線如圖，下列敘述正確的是()A．該反應的熱化學方程式為：N2＋3H2?2NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線C．加入催化劑，該化學反應的放熱減少D．反應物的總能量高于生成物的總能量5．利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)反應過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是()A.該反應的ΔH＝＋91kJ·mol－1B．加入催化劑，該反應的ΔH變小C．反應物的總能量大于生成物的總能量D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大6．某反應使用催化劑后，其反應過程中能量變化如圖。下列說法錯誤的是()A．總反應為放熱反應B．使用催化劑后，活化能不變C．反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應D．ΔH＝ΔH1＋ΔH27．實驗測得：101kPa時，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3kJ的熱量，下列熱化學方程式的書寫正確的是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1A.僅有②B．僅有②④C．僅有②③④D．全部符合要求8．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1①CH2=CH2(g)＋3O2(g)=2H2O(g)＋2CO2(g)ΔH2②2CH3CH3(g)＋7O2(g)=6H2O(g)＋4CO2(g)ΔH3③CuO(s)＋H2(g)=Cu(s)＋H2O(g)ΔH4④2Cu(s)＋O2(g)=2CuO(s)ΔH5⑤CH2=CH2(g)＋H2(g)=CH3CH3(g)ΔH6⑥下列關于上述反應焓變(ΔH)的判斷正確的是()A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH2>0，ΔH4<0C．ΔH1＝ΔH4＋ΔH5D．2ΔH6＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH39．依據(jù)圖示關系，下列說法不正確的是()A.石墨燃燒是放熱反應B．1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉化為CO2，前者放熱多C．C(石墨，s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化學反應的ΔH，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關10．已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0kJ·mol－1。以太陽能為熱源分解Fe3O4，經熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下：過程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)ΔH＝＋313.2kJ·mol－1過程Ⅱ：……下列說法不正確的是()A．過程Ⅰ中每消耗232gFe3O4轉移2mol電子B．過程Ⅱ的熱化學方程式為3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝＋128.9kJ·mol－1C．過程Ⅰ、Ⅱ中能量轉化的形式依次是太陽能→化學能→熱能D．鐵氧化合物循環(huán)制H2具有成本低、產物易分離等優(yōu)點11．在測定中和熱的實驗中，下列說法正確的是()A．使用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了加快反應速率，減小實驗誤差B．為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應，如所取的溶液體積相等，則測得的中和熱數(shù)值相同D．在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有：容量瓶、量筒、燒杯、溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒二、非選擇題12．甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。(1)反應器中初始反應的生成物為H2和CO2，其物質的量之比為4∶1，甲烷和水蒸氣反應的方程式是____________________。(2)已知反應器中還存在如下反應：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應，利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時，還需要利用________________________________反應的ΔH。(3)反應物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反應的化學計量數(shù)之比，目的是______(選填字母序號)a．促進CH4轉化b．促進CO轉化為CO2c．減少積炭生成(4)用CaO可以去除CO2。H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變化關系如下圖所示。從t1時開始，H2體積分數(shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%，但已失效，結合化學方程式解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．汽車尾氣污染是由汽車排放的廢氣造成的環(huán)境污染。主要污染物為一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物等，對人類和動、植物危害甚大。解決汽車尾氣問題的主要方法是研究高效催化劑促使尾氣中的一氧化碳和氮氧化物反應，轉化成無污染的氮氣和二氧化碳。在Co＋的催化作用下，CO(g)還原N2O(g)的反應歷程和能量變化如圖所示(逸出后物質認為狀態(tài)不發(fā)生變化，在圖中略去)。已知總反應的化學方程式為：CO(g)＋N2O(g)?CO2(g)＋N2(g)。該反應分兩步進行：第一步：Co＋(s)＋N2O(g)?CoO＋(s)＋N2(g)ΔH1＝＋15.9kJ·mol－1；笫二步：__________________________________________________；ΔH2＝________；(1)填寫第二步反應的熱化學方程式，并根據(jù)反應歷程圖計算ΔH2的數(shù)值。(2)該反應的最高能壘(活化能)為________。課時作業(yè)18化學能與熱能1．解析：氫能是易燃燒、熱值高、原料來源廣的新能源；但它也有儲存難、制備成本高等缺點，所以正確答案為A。答案：A2．解析：碳酸鈣受熱分解的反應是吸熱反應，焓變大于零，故CO2（g）和CaO（s）的總能量大于CaCO3（s）的總能量，A、B項說法正確；在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))之間存在離子鍵，COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))中C與O之間存在共價鍵，故反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學鍵斷裂需要吸收能量，新化學鍵形成放出能量，C項說法正確；需要加熱才能發(fā)生的反應不一定為吸熱反應，如碳的燃燒需要加熱，但該反應是放熱反應，D項說法錯誤。答案：D3．答案：D4．解析：根據(jù)反應前后的能量變化計算出ΔH＝－92kJ·mol－1，但熱化學方程式中各物質未注明狀態(tài)，A項錯誤；加入催化劑后，活化能降低，所以b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線，B項錯誤；催化劑只改變反應歷程不影響反應物、生成物的總能量，故該反應放出的熱量不變，C項錯誤；由圖像可知反應物的總能量高于生成物的總能量，D項正確。答案：D5．解析：根據(jù)圖示，該反應反應物的總能量大于生成物的總能量，是放熱反應，A錯誤，C正確；加入催化劑只能降低反應所需要的活化能，而對ΔH無影響，B錯誤；生成液態(tài)CH3OH時，釋放出的能量更多，ΔH更小，D錯誤。答案：C6．解析：由題圖可知，反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應，總反應是放熱反應，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項正確；使用催化劑能降低反應所需的活化能，B項錯誤。答案：B7．答案：B8．解析：氫氣、有機物燃燒的反應均是放熱反應，ΔH1<0、ΔH2<0，ΔH3<0，反應④為吸熱反應，ΔH4>0，A項和B項錯誤；根據(jù)蓋斯定律有④×2＋⑤＝①，故ΔH1＝2ΔH4＋ΔH5，C項錯誤；由蓋斯定律可知D項正確。答案：D9．解析：由題圖知，石墨燃燒的ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，為放熱反應，A項正確；根據(jù)圖示，1mol石墨完全燃燒轉化為CO2，放出393.5kJ熱量，1molCO完全燃燒轉化為CO2，放出283.0kJ熱量，故石墨放熱多，B項正確；由題圖知，C（石墨，s）＋O2（g）=CO2（g）ΔH1、CO（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=CO2（g），ΔH2，根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應－第二個反應×2，可得C（石墨，s）＋CO2（g）=2CO（g）ΔH＝ΔH1－2ΔH2，C項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，化學反應的ΔH取決于反應物和生成物的總能量的相對大小，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關，D項正確。答案：C10．解析：過程Ⅰ中每消耗232gFe3O4反應生成0.5molO2，轉移0.5×4mol＝2mol電子，故A正確；由蓋斯定律可知，總反應×eq\f(1,2)－過程Ⅰ反應×eq\f(1,2)得過程Ⅱ反應，3FeO（s）＋H2O（l）=H2（g）＋Fe3O4（s）則ΔH＝[＋571.0kJ·mol－1×eq\f(1,2)－（＋313.2kJ·mol－1）×eq\f(1,2)]＝＋128.9kJ·mol－1，故B正確；過程Ⅰ和進程Ⅱ都是吸熱反應，過程Ⅰ是將光能轉化為熱能，熱能轉化為化學能，過程Ⅱ中能量轉化的形式還是熱能轉化為化學能，故C錯誤；鐵氧化合物循環(huán)制H2以太陽能為熱源分解Fe3O4，以水和Fe3O4為原料，具有成本低的特點，氫氣和氧氣分步生成，具有產物易分離的優(yōu)點，故D正確。答案：C11．答案：A12．解析：（2）反應ⅲ中有固體碳生成，而ⅰ、ⅱ中都沒有碳參與反應，所以必須有一個有碳參與的反應的ΔH才能計算ΔH3。答案：（1）CH4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑))4H2＋CO2（2）C（s）＋2H2O（g）=CO2（g）＋2H2（g）或C（s）＋CO2（g）=2CO（g）（3）abc（4）降低CaO＋CO2=CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積13．解析：（1）總反應方程式為CO（g）＋N2O（g）?CO2（g）＋N2（g）；第一步反應為Co＋（s）＋N2O（g）?CoO＋（s）＋N2（g）ΔH1＝＋15.9kJ·mol－1；第二步反應＝總反應－第一步反應，所以第二步反應為CoO＋（s）＋CO（g）?Co＋（s）＋CO2（g