2021高考化學(浙江專用)二輪考點突破-答案解析-專題五化學能與熱能-

專題五化學能與熱能真題考點·高效突破考點一:化學反應中能量變化的概念及計算【真題題組】1.D硅太陽能電池是將光能轉化為電能,A錯誤;鋰離子電池是化學電池,將化學能轉化為電能,B錯誤;太陽能集熱器將光能轉化為熱能,C錯誤;燃氣灶工作時將化學能轉化為熱能,D正確。2.D該反應第①步ΔH>0,為吸熱反應,則說明A+B總能量小于X,第②步ΔH<0,為放熱反應,則說明X能量大于C。則正確的圖像應為D。3.C該反應的反應物總能量低于生成物總能量,為吸熱反應,A錯誤;有催化劑和無催化劑時,ΔH相同,說明催化劑不能轉變該反應的焓變,B錯誤;無催化劑時,該反應的活化能為E1,有催化劑時,活化能E2小于E1,說明催化劑能降低該反應的活化能,C正確;逆反應的活化能為E2,正反應的活化能為E1,E2<E1,D錯誤。4.B水的分解為一吸熱反應,即產物能量應高于反應物能量。另外,催化劑可降低反應所需的活化能。5.C圖1表示的為放熱反應,A項錯誤;圖2中,0.1000mol·L-1CH3COOH溶液的pH應大于1小于2,圖中標注等于1,B項錯誤;圖3中,80℃時KNO3飽和溶液中溶解的m(KNO36.D氫氣和碘蒸氣反應是可逆反應,反應物不行能完全反應,A錯誤;(i)式減(ii)式可得1mol氣態(tài)碘轉化為1mol固態(tài)碘放出35.96kJ的熱量,B錯;反應(i)、(ii)產物相同,其穩(wěn)定性相同,C錯;等物質的量的物質固態(tài)時能量較低,氣態(tài)時能量較高,D選項正確。7.C若反應放熱,則生成物總能量低于反應物總能量;若反應吸熱,則生成物總能量高于反應物總能量,故A錯。反應速率與反應本身吸熱或者放熱沒有必定的聯(lián)系,B錯。C是蓋斯定律的重要應用,正確。ΔH與反應條件無關,只取決于反應物與生成物的總能量的相對大小。8.A本題考查對燃燒熱概念的理解。燃燒熱是指在常溫常壓條件下,1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所釋放出的熱量。本題中正丁烷完全燃燒生成的穩(wěn)定的氧化物應為液態(tài)水和CO2?？键c二:熱化學方程式的書寫及正誤推斷【真題題組】1.B依據蓋斯定律,將①式減去②式可得:HF(aq)H+(aq)+F-(aq)ΔH=-10.4kJ·mol-1,故A項錯誤;當V=20時,兩者恰好完全反應生成NaF,依據質子守恒:c(OH-)=c(HF)+c(H+),B項正確;C中溶液體積為40mL,因F-水解,故c(F-)<c(Na+)=0.05mol·L-1,C項錯誤;當V>0時,有四種狀況:①V值很小,溶液呈酸性,有c(F-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)或c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);②溶液呈中性:c(Na+)=c(F-)>c(OH-)=c(H+);③純NaF溶液:c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+);④NaOH明顯過量,c(Na+)>c(OH-)>c(F-)>c(H+),故D項錯誤。2.解析:(1)①H2O分子是由共價鍵形成的極性分子,其電子式為。②熱化學方程式書寫時要留意反應物和生成物的聚集狀態(tài),據計量系數(shù)確定ΔH,因反應條件為400℃,所以H24HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ/mol。③化學反應的實質是舊鍵斷裂、新鍵生成,反應過程中能量的變化取決于斷舊鍵時吸取的能量和成新鍵時放出能量的多少,設H—Cl鍵鍵能為x,H—O鍵鍵能為y,4H—Cl+O—O2Cl—Cl+ΔH=-115.6kJ/mol4x+498kJ/mol=2×243kJ/mol+4×y-115.6kJ/mol則:y-x=QUOTEkJ/mol=31.9kJ/mol,鍵能差約為32kJ/mol,因y>x,所以H—O鍵鍵能比H—Cl鍵鍵能強。(2)①對于反應4HCl+O22Cl2+2H2O,HCl與O2的投料比越大,HCl的轉化率越低,所以對應a、b、c、d曲線的投料比分別為6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。②該反應為放熱反應,溫度越高HCl轉化率越低,而投料比越大,轉化率越小,所以,要達到相同的HCl平衡轉化率,投料比越大對應的溫度越高。③據圖像所給信息投料比2∶1為曲線c,400℃4HCl+O22Cl2+2H2O(g)起始量: 2mol 1mol 0 0轉化量: 2mol×80% 0.4mol 0.8mol 0.8mol平衡量: 0.4mol 0.6mol 0.8mol 0.8mol則Cl2的物質的量分數(shù)為:QUOTE×100%=30.8%。答案:(1)①②4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ/mol③32強(2)①4∶1②投料比越高,對應的反應溫度越低③30.8%3.解析:(1)由題意知H2(g)+QUOTEO2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,所以分解10mol水消耗能量285.8kJ·mol-1×10mol=2858kJ。(2)由題意知:CO(g)+QUOTEO2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1①CH3OH(l)+QUOTEO2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ·mol-1②②-①得:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1(3)①v(CH3OH)=QUOTE=QUOTE=QUOTEmol·L-1·min-1。②③由圖知T2時曲線斜率大于T1時曲線斜率且先達平衡,故T2>T1,升溫甲醇的產量下降,所以該反應為放熱反應,則T1時的平衡常數(shù)比T2時大。④T1到T2時平衡左移,QUOTE增大。綜上正確的是③④。(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)始: 1mol 3mol 0 0轉: αmol 3αmol αmol αmol平: (1-α)mol (3-3α)molαmol αmolQUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=1-QUOTE。(5)甲醇燃燒生成CO2和H2O,酸性條件下生成或消耗H+,不能毀滅OH-。負極:CH3OH-6e-+H2OCO2↑+6H+,正極:QUOTEO2+6H++6e-3H2O。理論效率為電能與ΔH的比,所以為QUOTE×100%=96.6%。答案:(1)2858(2)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1(3)③④(4)1-QUOTE(5)CH3OH-6e-+H2OCO2↑+6H+QUOTEO2+6H++6e-3H2O96.6%4.解析:(1)加NaOH溶液使NH3·H2ONQUOTE+OH-平衡逆向移動,有利于生成NH3·H2O,升溫有利于NH3·H2ONH3+H2O的平衡向正反應方向移動,利于除氨。“通空氣將氨趕出并回收”是將廢水中的NH3讓空氣帶走,利于平衡正向移動。(2)①由圖示可看出反應物的總能量大于生成物的總能量,所以是放熱反應。②依據蓋斯定律可知,1molNQUOTE(aq)被全部氧化成N(aq)的反應熱ΔH=-273kJ/mol+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol。(3)32gCH3OH是1mol,失6mole-生成CO2,由得失電子守恒知,消耗HNO3:QUOTEmol,所以兩者之比為5∶6。答案:(1)①NQUOTE+OH-NH3·H2O②廢水中的NH3被空氣帶走,使NH3·H2ONH3+H2O的平衡向正反應方向移動,利于除氨(2)①放熱ΔH=-273kJ/mol<0(或反應物的總能量大于生成物的總能量)②NQUOTE(aq)+2O2(g)2H+(aq)+NQUOTE(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ/mol(3)5∶6考點三:蓋斯定律及焓變的計算【真題題組】1.A按題干挨次給4個熱化學方程式編號,依據蓋斯定律,④=QUOTE×①+QUOTE×②-2×③,即ΔH4=QUOTE(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。2.C由①、②兩個反應過程可知,CeO2沒有消耗,因此A項正確;由題中信息可知該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化,B項正確;依據蓋斯定律可知,ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),C項錯誤;書寫電池電極反應式時,要留意電解質溶液的影響,在堿性條件下生成的CO2會與OH-反應生成CQUOTE,D項正確。3.A給題中方程式依次編號為①、②、③、④,觀看④與①、②、③方程式的系數(shù)關系知,則需①×2,②×5,③×12,然后依據蓋斯定律,②×5+③×12-①×2即得熱化學方程式④,故ΔH=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1,則A正確。4.C選項A,由于P—P鍵的鍵長大于P—Cl鍵的鍵長,鍵長越短鍵能越大,故P—P鍵的鍵能小于P—Cl鍵的鍵能,A錯誤;選項B,由于不知道PCl5(g)PCl5(s)的反應熱ΔH,所以不能求得Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反應熱ΔH,B錯誤;選項C,設Cl—Cl鍵的鍵能為x,將題中已知的兩個式子按挨次依次編號為①、②,將②-①可得4Cl2(g)+4PCl3(g)4PCl5(g)ΔH=(b-a)kJ·mol-1,由于化學反應中斷鍵吸熱、成鍵放熱,可得4x+4×3×1.2ckJ·mol-1-4×5×ckJ·mol-1=(b-a)kJ·mol-1,解得x=QUOTEkJ·mol-1,C正確;D項,設P—P鍵的鍵能為y,將①×5-②×3可得:2P4(g)+12PCl5(g)20PCl3(g)ΔH=(5a-3b)kJ·mol-1,依據蓋斯定律,可得2×6y+12×5×ckJ·mol-1-20×3×12ckJ·mol-1=(5a-3b)kJ·mol-1,解得y=QUOTEkJ·mol-1,故D錯誤。5.BQUOTE×100%=15%,A項正確;電離常數(shù)Ka只與溫度有關,加CH3COONa平衡向左移動,但平衡常數(shù)不變,B項錯誤;環(huán)己烯比環(huán)己烷多一個碳碳雙鍵,燃燒熱大了169kJ·mol-1,假如苯分子中有三個碳碳雙鍵,則其燃燒熱會比環(huán)己烷大169kJ·mol-1×3=507kJ·mol-1,而實際大了3916kJ·mol-1-3265kJ·mol-1=651kJ·mol-1,故苯分子中不含獨立的碳碳雙鍵,C項正確;將D項中熱化學方程式按挨次依次編號為①、②、③、④,則③×6-①×2-②×6,可得目標方程式④正確,則D項正確。6.A本題屬于蓋斯定律的應用,觀看第三個化學方程式的反應物與生成物,可通過前兩個化學方程式轉化得到。給三個化學方程式依次編號為①、②、③,③=①+2×②,則有ΔH3=ΔH1+2ΔH2。7.C反應過程可表示為利用蓋斯定律ΔH=ΔH1-ΔH2=-12.1kJ·mol-1-(-55.6kJ·mol-1)=+43.5kJ·mol-1。8.D依據題意,結合蓋斯定律有:H2(g)+Br2(g)2HBr(g)ΔH=-72kJ/mol-30kJ/mol=-102kJ/mol,而化學反應的反應熱ΔH等于破壞反應物化學鍵所吸取的能量-形成生成物化學鍵所放出的能量,即ΔH=436kJ/mol+akJ/mol-2×369kJ/mol,即-102kJ/mol=436kJ/mol+akJ/mol-738kJ/mol,a=200。9.B設H2與CH4的物質的量分別是x和y,則有解得QUOTE即混合氣體中H2與CH4物質的量之比是1∶3。10.A把已知兩個方程式變換為:①2Fe(s)+QUOTECO2(g)Fe2O3(s)+QUOTEC(s)ΔH=-234.1kJ·mol-1②QUOTEC(s)+QUOTEO2(g)QUOTECO2(g)ΔH=-590.25kJ·mol-1①+②得:2Fe(s)+QUOTEO2(g)Fe2O3(s),ΔH=-234.1kJ·mol-1+(-590.25kJ·mol-1)=-824.4kJ·mol-1。三年模擬·力氣提升1.A圖中反應物總能量大于生成物總能量,所以為放熱反應,只有A項是放熱反應。2.C中和熱是指在稀溶液中,1molH+與1molOH-反應生成1mol液態(tài)水放出的熱量為55.6kJ(由題干中知),而HCN(aq)與NaOH(aq)反應的中和熱ΔH為-12.1kJ/mol,則說明HCN電離吸取了一部分熱量,則HCN電離的ΔH=-12.1kJ/mol-(-55.6kJ/mol)=+43.5kJ/mol,C正確。3.C化學反應自發(fā)地向熵增大的方向進行,故A錯誤;B項,反應條件與反應的熱效應無關,錯;D項焓變是負值,所以ΔH1<ΔH2,故錯誤。4.C熱化學方程式中的系數(shù)代表物質的量,且要指明物質的聚集狀態(tài),C項正確。5.DN2與H2的反應是可逆反應,0.5molN2和1.5molH2不會完全反應,若完全反應則放出的熱量會更多,由于反應熱是指完全反應時放出的熱量,A錯誤;由于石墨轉化為金剛石吸熱,所以金剛石能量高,則金剛石不如石墨穩(wěn)定,B錯誤;燃燒熱生成的H2O應為液態(tài),C錯誤;n(NaOH)=0.5mol,但由于NaOH固體溶于水要放熱,所以D中放出的熱量應大于28.7kJ。6.D燃燒熱是在確定條件下,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,水的穩(wěn)定狀態(tài)為液態(tài),選項A不正確;醋酸是弱電解質,存在電離平衡,而電離是吸熱的,所以選項B不正確;依據圖像可知,反應物的總能量高于生成物的總能量,反應是放熱反應,ΔH應小于0,選項C不正確;依據蓋斯定律可知,選項D正確。7.A據題意知,應滿足第①個反應所吸取的熱量與第②個反應所放出的熱量相等,則84.2kJ·mol-1×n(CH3OH)=483.6kJ·mol-1×n(O2),即QUOTE≈QUOTE。8.A把方程式(①-②)/2,得出C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=(-221.0kJ·mol-1+483.6kJ·mol-1)/2=+131.3kJ·mol-1,所以選A。9.A由方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1可知,2molSO2和1molO2完全反應放出的熱量是QkJ,轉化率為90%,放出的熱量為0.9QkJ,即Q1=0.9Q;2molSO3在同一條件下只能轉化10%,則吸取的熱量為0.1QkJ