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专题9 化学能与热能
考纲·题型解读
1.了解化学反应中的能量变化、吸热反应和放热反应,理解反应热(又称为焓变,用ΔH 表示)、燃烧热和中和热等有关概
念。考查题型主要为选择题。
2.掌握热化学方程式的书写与应用。考查的方式为选择题或填空题,题型特征主要为判断热化学方程式是否正确或给出
已知条件正确书写热化学方程式,或比较不同状态时热量的大小等。
3.利用反应热的概念、盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算。
4.能源问题已成为全球性的热点问题,近几年高考中该类试题的数目呈上升趋势,考查的内容不断拓展、难度有所提高。
过去以考查热化学方程式的书写,燃烧热、中和热等概念及热量计算为主,这两年对化学键与能量间的关系、盖斯定律进行了不
同程度的考查,预计2023年这类题仍是高考的热点。
条件下的ΔH 不同
题源1 化学反应中的能量变化 [解析] 放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能
量,吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量,A选项
解题模型1.1 错误;反应速率受反应物本身的性质以及压强、温度、浓度、催化
反应热 剂等因素影响,与反应放热或吸热无直接关系,B选项错误;盖
(1)反应热(焓变)的概念及表示方法 斯定律表明:焓变与反应过程无关,只与反应始态和终态有关,C
化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可用热量来 选项正确;同一反应的ΔH 不因反应条件的改变而改变,D选项
描述,叫做反应热,又称焓变,符号ΔH,单位常用kJ/mol。 错误。
规定放热反应的ΔH 为“-”,吸热反应的ΔH 为“+”。许 [答案] C
多化学反应的反应热都可以通过实验直接测量。 [真题2] (2020·海南)白磷与氧气可发生如下反应:P4+
注意:①描述此概念时,无论是用“反应热”“焓变”表示还 5O2 P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
是用ΔH 表示,其后所跟数值需带“+”“-”符号。 P PakJ·mol-1、P ObkJ·mol-1、P OckJ·mol-1、
②单位为kJ/mol,不是kJ。符号、数值和单位三者缺 O OdkJ·mol-1
一不可,是个整体。
③所带“+”“-”符号均具有数学意义,参与大小比较。
④当描述反应热中的某些具体类别时,由于反应的吸
热或者放热是确定的,比如中和热、燃烧热均属于放热,所
以可不带“-”符号。
(2)反应热产生的原因
在化学反应过程中,旧化学键断裂要吸收能量,新化 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中
学键形成时释放出能量,从而引起反应过程中产生能量的 正确的是 ( )
变化,这种能量变化以热的形式体现出来,就形成了化学
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
反应的反应热。
B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1
计算公式:
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1
反应热(ΔH)=反应物键能总和-生成物键能总和 D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
[ ] ( · ) [解析] 化学反应的实质是旧键断裂新键形成,其中旧化真题1 2022 山东 下列与化学反应能量变化相关的
( ) 学键断裂吸收能量,新化学键形成释放能量,反应方程式叙述正确的是 P4+
中有 键和 键断裂的同
A.生成物总能量一定低于反应物总能量 5O2 P4O10 6molP P 5molO O
时生成 键和 键,因此 (
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 4molP O 12molP O ΔH= 6a+5d
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变 -4c-12b
)kJ·mol-1。
[答案]
D.同温同压下,H A2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)在光照和点燃
·66·
A.做该实验时环境温度为22℃
解题模型1.2 B.该实验表明化学能可以转化为热能
放热反应与吸热反应 C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L-1
吸热反应和放热反应的比较 D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
类型 [解析] 当加入5mLHCl溶液时,反应放出热量,混合液
放热反应 吸热反应
比较 的温度达到22℃,故环境的温度低于22℃。由图像可知盐酸
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 与氢氧化钠溶液反应是放热反应,化学能转化为热能,当V1 为30
mL时,恰好反应放出热量最多,NaOH溶液的浓度为:
反应物具有的总能量大 反应 物 具 有 的 总 能 量 小
形成原因 -1
于生成物具有的总能量 于生成物具有的总能量 1.00mol·L ×30×10
-3L·mL-1
-3 · -1 =1.50mol·L
-1
20×10 L mL
生成物分子成键时释放 生成 物 分 子 成 键 时 释 放 有水生成的反应不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O
与化学键 出的总能量大于反应物 的总 能 量 小 于 反 应 物 分 。
强弱的关系 分子化学键断裂时吸收 子化 学 键 断 裂 时 吸 收 的 +2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O
的总能量 总能量 [答案] B
[点评] 化学反应中一定伴随能量的变化,其能量变化属
表示方法 ΔH<0 ΔH>0
于反应热,而物理变化中的能量变化不是反应热,如浓硫酸溶于
水时的放热。
反应过程 题源2 热化学方程式
图示
解题模型2.1
热化学方程式的意义
(1)大多数分解反应 (1)概念
(1)大多数化合反应 (2)盐的水解和弱电解质
() 电离 表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫热化2 所有的燃烧反应
常见反应 (3)酸碱中和反应 (3)Ba(OH)2·8H2O与 学方程式。
(4)活 泼 金 属 与 稀 酸 NH4Cl反应 (2)表示意义
反应 (4)C和 CO2、C和 H2O 不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反
(g)反应
应中的能量变化。例如:
说明:可由反应物和生成物的总能量计算
H2(g)
1
+ O2(g) H2O(g)2 ΔH=-241.8kJ
·mol-1
反应热(ΔH)=生成物的总能量-反应物的总能量
1
表示1mol气态 H2 与 mol气态O2 反应生成2 1mol[真题3] (2018·上海)下列反应中生成物总能量高于反
应物总能量的是 ( ) 水蒸气,放出241.8kJ的热量。
A.碳酸钙受热分解
[真题5] (2022·浙江)下列热化学方程式或离子方程式B.乙醇燃烧
中,正确的是 ( )
C.铝粉与氧化铁粉末反应
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的D.氧化钙溶于水
[ ] , ,、、 热化学 方 程 式 可 表 示 为:CH4(g)+2O2(g) CO2()解析 ∑E产物>∑E反应物 为吸热反应 BC D均为放热 g +
, () ·
-1
反应 故只有A为吸热反应。 2H2Og ΔH=-890.3kJ mol
[ ] B.500℃、30MPa下,将0.5molN2 和1.5molH2 置于密闭容答案 A
[ ] ( 器中充分反应生成真题4 2019·广东)将V mL1.00mol·L-1 HCl溶 NH3
(g),放热193.kJ,其热化学方程式为:
1
催化剂
液和V2mL未知浓度的 NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶 N2(g)+3H2(g) 、 2NH3
(g)ΔH=-38.6kJ·mol-1
, ( 500℃ 30MPa液温度 实验结果如下图所示 实验中始终保持V1+V2=50)。
C.氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2OH-( ) Mg
(OH)2↓
下列叙述正确的是
D.氧化铝溶于 NaOH 溶液:Al2O3+2OH- +3H2O
2[Al(OH)]-4
[解析] A项错在水的状态标成了气态;合成氨反应为可
逆反应,并 不 能 完 全 转 化,B 项 不 正 确;C 项 中 氨 水 应 写 成
NH3·H2O。
[答案] D
·67·
解题模型2.2 ΔH=(a-b-c)kJ·mol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)
ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1。
热化学方程式的书写及正误判断 [答案]
, A与普通化学方程式相比 书写热化学方程式除了遵循
[点评] 热化学方程式的ΔH 不仅与反应物的物质的量有
书写化学方程式的要求外还应注意以下五点:
关,而且还和反应物及生成物的状态有关,所以判断热化学方程
(1)ΔH 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方
式的正误实际上是考查考生是否理解热化学方程式的含义,以
程式的右边。若为放热反应,ΔH 为“-”;若为吸热反应,
及中和热、燃烧热等基本概念的理想题型。解答时要注意:(1)
ΔH 为“+”。ΔH 的单位一般为kJ·mol-1。
配平;(2)各物质的状态;(3)ΔH 与方程式的关系;(4)ΔH 的符
(2)反应热ΔH 与测定条件(温度、压强等)有关。因
号和单位。
此书写热化学方程式时应注明ΔH 的测定条件。绝大多
数ΔH 是在25℃、1.01×105Pa下测定的,可不注明温度 题源3 燃烧热和中和热
和压强。
(3)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数 解题模型3.1
仅表示该物 质 的 物 质 的 量,并 不 表 示 物 质 的 分 子 或 原 子
燃烧热
数。因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
()概念:在 时, 物质完全燃烧生成稳定
() 1 101kPa 1mol4 反应物和产物的聚集状态不同,反应热数值以及
的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。燃烧热
符号都可能不同。因此,必须注明物质的聚集状态(s、l、g)
的单位一般用kJ·mol-1表示。
才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式
注意:完 全 燃 烧:
“ ” “ ”, C →CO2
,H
↑ ↓ 2
→H2O(l),S →
中不用 和 不用“ →”而用“ ”表示。
。
(5)热 化 学 方 程 式 是 表 示 反 应 已 完 成 的 数 量。
SO
由 于 2
等
(2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5kJ·mol-1ΔH 与反应完成物质的量有关,
,
所以方程式中化学式前面
表示在 时, 完全燃烧放出 的热量。
的化学计量数必须与ΔH 相对应,如果化学计量数加倍, 101kPa 1molC 393.5kJ
。 ()书写热化学方程式:燃烧热是以 物质完全燃则ΔH 也要加倍 当反应向逆反应方向进行时,其反应热 3 1mol
, 。 烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式与正反应的反应热数值相等 符号相反
时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计
[真题6] (2020·重庆)化学反应 N2+3H2 2NH 量数。例如:3 的
能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是 ( ) C8H18(l)
25
+ O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l)2 ΔH=
-5518kJ·mol-1即C8H18的燃烧热为5518kJ·mol-1。
(4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计
算方法为Q放=n(可燃物)×ΔH
式中:Q放 为可燃物燃烧反应放出的热量;n 为可燃物
的物质的量;ΔH 为可燃物的燃烧热。
[真题7] (2022·全国Ⅱ)下面均是正丁烷与氧气反应的
热化学方程式(25℃,101kPa):
() 13①C4H10 g + O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l)2 ΔH=
-2878kJ/mol
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH =2(a-b-c) 13
kJ·mol-1 ②C4H10(g)+ () ()2O2 g 4CO2 g +5H2O
(g) ΔH=
B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =2(b-a) -2658kJ/mol
kJ·mol-1
1 3 ③C4H10(g)
9
+ O2(g) 4CO(g)+5H2O(l) ΔH=
C. N2() ()2 g +2H2 g NH3
(l) ΔH=2(b+c-a) 2
-1746kJ/mol
kJ·mol-1
9
1 3 ④C4H10(g)+ O2(g) 4CO(g)+5H2O(g) ΔH=
D.2N2
(g)+ H2(g) NH3(g)2 ΔH =
(a+b) 2
· -1 -1526kJ
/mol
kJ mol
[ ] 。 由此判断
,正丁烷的燃烧热是 (
解析
)
本题考查热化学方程式的书写 由能量图像知,
1 3 A.-2878kJ
/mol B.-2658kJ/mol
2 molN2
(g)和 molH2(g)需要吸收2 akJ
的热量分解为1 C.-1746kJ/mol D.-1526kJ/mol
molN和3molH,而1molN和3molH放出bkJ的热量生成 [解析] ②中,生成物水是气态;③④中均生成CO,气态水
1molNH3(g),而1mol的 NH3(g)转化为1mol的 NH3(l)放 和CO均不是稳定的氧化物。
[答案] A
出的热量为ckJ,所以有:
1 () 3 () ()
2N2 g +2H2 g NH3 l
·68·
解题模型3.2 =-5518kJ/mol
[解析] 中和热的标准是生成1molH2O(l);A中为生成 中和热
()
: , 2molH2Ol且生成BaSO4
(s)伴随有热量变化。A错,B对,燃
1.概念 在 稀 溶 液 中 酸 跟 碱 发 生 中 和 反 应 而 生 成
, 。 烧热要求①必须生成稳定氧化物
,如 H2O不能是气态必须是液1molH2O 这时的反应热叫中和热
态,C →CO2 不能是CO等,C错。②标准状况下: 1mol
可燃
2.理解时应注意 ①稀溶液是指溶于大量水的离子。
物,D错。
②中和热不 包 括 离 子 在 水 溶 液 中 的 生 成 热、物 质 的 溶 解
[答案] B
热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。③中和反应的实
质是 H+和OH-化合生成 H2O,若反应过程中有其他物 题源4 盖斯定律及其应用
质生成,这部分反应热也不在中和热内。
3.中和热的测定 解题模型4.1
(1)实验装置(如下图)
盖斯定律
盖斯定律是计算反应热的重要依据,在生产和科学研
究中有着重要意义。其内容为:化学反应不管是一步完成
还是分几步完成,其反应热是相同的,也就是说,化学反应
的反应热只是与反应 的 始 态(各 反 应 物)和 终 态(各 生 成
物)有 关,而 与 反 应 进 行 的 具 体 途 径 无 关。 例
如:
(2)实验步骤 ΔH=ΔH1+ΔH2 或ΔH1=ΔH-ΔH2,所以热化学
①往小烧杯中加入50mL0.50mol/L的盐酸,并用温 方程式间可进行“+”“-”等数学计算,ΔH 也同样可以进
度计测量盐酸的温度。
行“+”“-”等数学运算。
②用量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液,并测
量温度。 [真题9] (2022·广东)在298K、100kPa时,已知:
③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中,盖好盖板,并用 2H2O(g) O2(g)+2H2(g) ΔH1
环形玻璃搅 拌 棒 充 分 搅 动 溶 液,并 读 取 混 合 溶 液 的 最 高 Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g) ΔH2
温度。 2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g) ΔH3
④重复实验两次。 则ΔH3 与ΔH1 和ΔH2 间的关系正确的是 ( )
(3)中和热的计算 A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
(m +m )×c·(T -3
ΔH=- 1 2 2
-T1)×10 kJ·mol-1 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2n(H2O) [解析] 设提供的三个热化学方程式分别为①、②、③,根
其中(m1+m2)表示溶液质量,c为比热容,c=4.18J· 据盖斯定律,由①+②×2可以得到③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3,
(g·℃)-1 A项正确。
(4)中和热测定实验注意事项 [答案] A
①为了保证0.50mol·L-1的 盐 酸 完 全 被 NaOH 中
和,采用0.55mol·L-1的NaOH溶液,使碱稍稍过量。 解题模型4.2
②实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因 与反应热有关的计算
中和过程中电离吸热,会使测得中和热的数值偏低。 (1)依据热化学方程式计算
[真题8] (2021·四川)25℃,101kPa时,强酸与强碱的 热化学方程式中ΔH 与各反应物和生成物的物质的
稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol,辛烷的燃烧热为 量(质量、体积等)对应成比例,已知热化学方程式,便可计
5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是 ( ) 算一定量的反应物发生反应所放出的热量或放出一定量
A.2H+(aq)+SO2- 2+ -4 (aq)+Ba (aq)+2OH (aq) 的热量时消耗或生成的物质的质量、体积和物质的量。
BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol (2)依据盖斯定律计算
( ) 1 ( ) 1 ( ) () 根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程B.KOHaq +2H2SO4 aq 2K2SO4 aq +H2Ol 式包括其ΔH(乘某个数后)相加或相减而得出一个新的热
ΔH=-57.3kJ/mol 化学方程式。
25
C.C8H18(l)+ O2(g)2 8CO2
(g)+9H2O(g) ΔH= (3)依据燃烧热或热值计算
-5518kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(l) ΔH
·69·
[真题11] (2018·江苏)下列各组热化学方程式中,化学
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量× 反应的ΔH 前者大于后者的是 ( )
燃烧热=可燃物的质量×热值 ①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1
(4)依据键能计算
() 1
ΔH 等于反应物中的键能总和与生成物中的键能总和 Cs+ O2
(g) CO(g)2 ΔH2
的差:ΔH=∑U反-∑U生(U 表示键能)。 ②S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH4
[真题10] (2021· 全 国Ⅱ)已知:2H2(g)+O2(g) 1
2H O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1 ③H2(g)+ (2O2 g
) H2O(l) ΔH2 5
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH6
kJ·mol-1 ④CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH7
现有 H2 与CH4 的混合气体112L(标准状况),使其完全燃 CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s) ΔH8
烧生成CO2 与 H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合 A.①
气体中 H2 与CH4 的物质的量之比是 ( ) B.④
A.1∶1 B.1∶3 C.②③④
C.1∶4 D.2∶3 D.①②③
[ ] ( ) 112L解析 n 混 = =5mol,设 H 、CH 的物 [解析] ①中前者为完全燃烧,后者为不完全燃烧,热效应22.4L·mol-1 2 4 是前者大于后者,但ΔH1、ΔH2 均为负数,故数值ΔH1<ΔH2;
质的量分别为x、y,则有 ②中S单质状态不同,气体的能量状态高于固态,放热多;③中
{x+y=5mol 方程式计量数不同;④中前者为吸热反应,ΔH7 为正数,后者为571.6 · -12 kJ mol ×x+890kJ·mol-1×y=3695kJ 放热反应,ΔH8 为负数。
[答案] C
x 1
解出x=1.25mol,y=3.75mol, = 。y 3 解题模型
[ ] 5.2答案 B
能量之间的相互转化关系
题源5 反应热大小的比较及能量的转化
解题模型5.1
反应热大小的比较
(1)直接比较法
依据规律、经验和常识直接判断不同反应的ΔH 的大
小的方法可称为直接比较法。如吸热反应的ΔH 肯定比
放热反应的大(前者大于0,后者小于0);2molH2 燃烧放
出的热量肯定比1molH2 燃烧放出的热量多;等质量的碳
完全燃烧生成CO2 所放出的热量肯定比不完全燃烧生成
CO所放出的热量多;中和反应在生成水的同时若还产生
沉淀(如硫酸和Ba(OH)2 溶液反应),则放出的热量比只 [真题12] (2020·广东)下列有关能量转换的说法正确的是
生成水的反应放出的热量多;等等。当遇到这些熟悉的情 ( )
景时,就可以直接比较。
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
(2)图示比较法 B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2 是热能转变成化学能的
总能量的差,即ΔH=E生-E反,画出变化过程中的能量变 过程
化图之后,依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低
D.植物通过光合作用将CO2 转化为葡萄糖是太阳能转变
关系可以很方便地比较ΔH 的大小。这种方法称为图示 成热能的过程
比较法。 [解析] C项,动物体内葡萄糖氧化成CO2 是化学能转变
(3)盖斯定律法 成热能的过程;D项,植物通过光合作用将CO2 转化为葡萄糖是
依据盖斯定律,对几个热化学方程式可进行移项、变
太阳能转变成化学能的过程。
向、(乘某个数后)相加减等多种数学运算,依据所得的新 [答案] AB
反应或新过程的ΔH 可以比较运算前的各ΔH 的大小,这
种方法称为盖斯定律法。
·70·
(★代表高考出现的频次)
A组
题源1 化学反应中的能量变化(★★★)
1.(2023·江苏)某反应的反应过程中能量变化如图所示
(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列
有关叙述正确的是 ( )
5.(2023·重庆)SF6 是一种优良的绝缘气体,分子结构中
存在S—F键。已知1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280
kJ,断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330
kJ。则S(s)+3F2(g) SF6(g)的反应热ΔH 为 ( )
A.-1780kJ·mol-1
B.-1220kJ·mol-1
A.该反应为放热反应 C.-450kJ·mol
-1
B.催化剂能改变该反应的焓变 D.+430kJ·mol
-1
C.催化剂能降低该反应的活化能 6.(2023·福建)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 作用下将 H2O、CO2 转变成 H2、CO。其过程如下:
2.(2023·江苏)下列有关说法正确的是 ( ) 太阳能mCeO2 →(m-x)CeO2·xCe+xO2
①
A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,
( ) · 900℃说明该反应的ΔH<0 m-x CeO2 xCe+xH2O+xCO2 →mCeO2+②
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 xH2+xCO
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其他条件不变 下列说法不正确的是 ( )
时升高温度,反应速率v(H2)和 H2的平衡转化率均增大 A.该过程中CeO2 没有消耗
D.水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大,说明水的电离 B.该过程实现了太阳能向化学能的
是放热反应 转化
3.(2023·海南)某反应的ΔH=+100kJ·mol-1,下列有 C.右图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
关该反应的叙述正确的是 ( ) D.以CO和O2 构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO
A.正反应活化能小于100kJ·mol-1 +4OH--2e- CO2-3 +2H2O
B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1 催化剂
C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1 7.
(2021·宁夏、辽宁)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
△
D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1 反应过程的能量变化如下图所示。已知1molSO2(g)氧化为1
4.(2023·上海)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解 molSO -13(g)的ΔH=-99kJ·mol 。
水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确
的是 ( )
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E 的大小对该
反应的反应热有无影响 。该反应通常用 V2O5 作催
·71·
化剂,加V2O5 会使图中B点升高还是降低 ,理由是 4P(红磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s) ΔH=-bkJ/mol。若
。 a、b均大于零,则a和b的关系为 ( )
(2)图中ΔH= kJ·mol-1。 A.a(3)V2O5 的催化循环机理可能为:V2O5 氧化SO2 时,自身 B.a=b
被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该 C.a>b
催化循环机理的化学方程式: 。 D.无法确定
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05mol·L-1·min-1,则 题源3 燃烧热和中和热(★★★)
v(O )= mol·L-12 ·min-1、v(SO3)= mol·
L-1·min-1。 1.下列酸与碱中和反应热化学方程式可用:H
+ (aq)+
(5)已知单质硫的燃烧热为
-
296kJ·mol-1,计算由S(s)生 OH (aq) H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol
-1来表示的是
成3molSO3(g)的ΔH(要求写出计算过程)。 ( )
A.CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+
H2O(l) ΔH=-Q1kJ·mol-1
1 1
B.2H2SO4
(浓)+NaOH(aq) 2Na2SO4
(aq)+H2O(l)
ΔH=Q2kJ·mol-1
C.HNO3(aq)+NaOH(aq) NaNO3(aq)+H2O(l)
ΔH=-Q3kJ·mol-1
1 1 1
( ) D. H3PO4(aq)+ Ba(OH)2(aq) Ba3(PO4)()题源2 热化学方程式 ★★★ 3 2 6 2 s
+H2O(l) ΔH=-Q4kJ/mol-1
1.(2023·江苏)已知:C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1
2.(2021·天津)已知:(1)2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)
CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH2
ΔH=-566kJ/mol
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH3
1
4Fe(s)+3O2(g) 2FeO (s) ΔH (2)Na2O2(s)2 3 4 +CO2(g) Na2CO3(s)+ O2(g)2 ΔH
3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5 =-226kJ/mol
下列关于上述反应焓变的判断正确的是 ( ) 根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是 ( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0
B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
2.(2021·重庆)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的
绝对值均正常) ( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=
A.CO的燃烧热为283kJ
-1367.0kJ/mol(燃烧热)
B.上图可表示由CO生成CO2 的反应过程和能量关系
B.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=
C.2Na2O2(s)+2CO2(s) 2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH
+57.3kJ·mol(中和热)
>-452kJ/mol
C.S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-296.8kJ·mol(反应
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数
热)
为6.02×1023
D.2NO2 O2+2NO ΔH=+116.2kJ·mol(反应热)
3.(2022·新 课 标)已知:HCN(aq)与 NaOH(aq)反应的
3.已知反应X+Y M+N为放热反应,对该反应的下列
ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)与 NaOH(aq)反应的ΔH=
说法中正确的是 ( )
-55.6kJ·mol-1。则 HCN在水溶液中电离的ΔH 等于 ( )
A.X的能量一定高于 M
A.-67.7kJ·mol-1
B.Y的能量一定高于N
B.-43.5kJ·mol-1
C.X和Y的总能量一定高于 M和N的总能量
C.+43.5kJ·mol-1
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可以发生
D.+67.7kJ·mol-1
4.(2023·长春调研)已知常温时红磷比白磷稳定,在下列
4.(2019·江苏)下列热化学方程式中的反应热下划线处表
反应中:4P(白磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s) ΔH=-akJ/mol
·72·
示燃烧热的是 ( ) 2Hg(l)+O2(g) 2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1
A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH= 则反应Zn(s)+HgO(s) ZnO(s)+Hg(l)的ΔH 为
-akJ·mol-1 ( )
B.C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH= A.+519.4kJ·mol-1 B.+259.7kJ·mol-1
-bkJ·mol-1 C.-259.7kJ·mol-1 D.-519.4kJ·mol-1
C.2CO(g)+O -12(g) 2CO2(g) ΔH=-ckJ·mol
3.(2023·北京)25℃、
1
101kPa下:①2Na(s)+ O2(g)
D.CH3CH2OH(l)+1/2O2(g) CH3CHO(l)+H2O(l) 2
ΔH=-dkJ·mol-1 Na2O(s) ΔH1=-414kJ·mol
-1
5.(2022·重庆)下列实验装置(固定装置略去)和操作正确 ②2Na(s)+O2(g) Na2O2(s) ΔH2= -511 kJ
的是 ( ) ·mol
-1
下列说法正确的是 ( )
A.①和②产物的阴、阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量 O2 反应生成 Na2O,随温度升高生成
Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下:Na2O2(s)+2Na(s) 2Na2O(s) ΔH
=-317kJ·mol-1
4.(2023·上海)根据碘与氢气反应的热化学方程式:
(i)I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=+9.48kJ
(i)I2(s)+H2(g) 2HI(g) ΔH=-26.48kJ
下列判断正确的是 ( )
6.(2005·天津)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化 A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJ
物。3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧,至反应物耗尽, B.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ
并放出XkJ热量。 C.反应(i)的产物比反应(i)的产物稳定
(1)通 过 计 算 确 定 反 应 产 物 的 组 成 (用 化 学 式 表 示) D.反应(i)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
是 ,其相应的质量(g)为 。 5.(2023·浙江)下列说法不正确的是 ( )
(2)已知单质磷的燃烧热为YkJ·mol-1,则1molP与 O A.已 知 冰 的 融 化 热 为6.0kJ/mol,冰 中 氢 键 键 能 为202
反应生成固态PO 的反应热ΔH= 。 kJ/mol,假设每摩尔冰中有2mol氢键,且熔化热完全用于破坏2 3
(3)写出1molP与O 反应生成固态PO 的热方程式: 冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键2 2 3
。 B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度
(cα)2
题源4 盖斯定律及其应用(★★★★) 为α,Ka = ( )。若 加 入 少 量c1-α CH3COONa 固 体,则
( · ) ( ) CHCOOH CHCOO
-+H+向左移动,α减小,K 变小
1.2023 全 国 反应 A+B→C ΔH <0 分两步进行: 3
3 a
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(( ); ( )。 , l
)的标准燃烧热分
①A+B→XΔH>0 ②X→C ΔH<0 下列示意图中 能正
别为-3916kJ/mol、-3747kJ/ 和 / ,可以证明
确表示总反应过程中能量变化的是 ( ) mol -3265kJmol
在苯分子中不存在独立的碳碳双键
A. B.
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) 2Fe(s)+3CO(g) ΔH
=+489.0kJ/mol
1
CO(g)+ O2(2 g
) CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol
C(石墨)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393.5kJ/C. D. mol
则4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH = -1641.0
kJ/mol
6.(2023·重庆)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
ΔH=akJ/mol
2.(2023·海南)已知:2Zn(s)+O2(g) 2ZnO(s) ΔH 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=—220kJ/mol
=-701.0kJ·mol-1 H—H、O=O、H—O 键 的 键 能 分 别 为 436、496和 462
·73·
kJ/mol,则a为 ( ) 气,作家庭燃气
A.-332 B.-118 3.(2004·全国)已知:
C.+350 D.+130 (1)H2(
1
g)+ O -12(g) H2O(g) ΔH1=akJ·mol
7.(2023·新课标Ⅱ)室温下,将1mol的CuSO4·5H2O 2
-1
(s)溶 于 水 会 使 溶 液 温 度 降 低,热 效 应 为 ΔH1,将1mol的
(2)2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH2=bkJ·mol
CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO · ( 14 3)H2(g)+ () () · -12O2 g H2Ol ΔH3=ckJ mol
△
5H2O 受 热 分 解 的 化 学 方 程 式 为:CuSO4 ·5H2O(s) (4)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH4=dkJ·mol-1
2CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是 下列关系式中正确的是 ( )
( ) A.aA.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3 B.b>d>0
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3 C.2a=b<0
8.(
3
2021·海南)已知:Fe2O3(s)+ C(s)
3
CO (g)+ D.2c=d>02 2 2 4.(2020·江苏)“温室效应”是全球关注的环境问题之一。
2Fe(s) ΔH=234.1kJ·mol-1 CO2 是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1 理CO2 是解决温室效应的有效途径。
3
则2Fe(s)+ ()2O2 g Fe2O3
(s)的ΔH 是 ( ) (1)下列措施中,有利于降低大气中CO2 浓度的有:
(填字母)。
A.-824.4kJ·mol-1 B.-627.6kJ·mol-1
a.减少化石燃料的使用
C.-744.7kJ·mol-1 D.-169.4kJ·mol-1
b.植树造林,增大植被面积
题源5 反应热大小的比较 c.采用节能技术
及能量的转化(★★) d.利用太阳能、风能
1.(2019·广东)下述做法能改善空气质量的是 ( ) (2)将CO2 转化成有机物可有效实现碳循环。CO2 转化成
A.以煤等燃料作为主要生活燃料 有机物的例子很多,如:
利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源 光合作用B. a.6CO2+6H2O →C6H12O6+6O2
C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车 催化剂
b.CO2+3H2 →CH3OH+H2O
D.限制使用电动车 △
2.(2021·广东)下列措施不符合节能减排的是 ( ) 催化剂c.CO2+CH4 →CH3COOH
△
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
催化剂
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供热水 d.2CO2+6H2 →CH2=CH2+4H2O△
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏 以上反应中,最节能的是 ,原子利用率最高的是
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼 (填字母)。
B组
(测试时间:60分钟 总分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分。) 下列叙述中,正确的是 ( )
1.氯原子对O3 分解有催化作用:O3+Cl ClO+O2 A.反应O3+O 2O2 的ΔH=E1-E3
ΔH1;ClO+O Cl+O2 ΔH2。大气臭氧层的分解反应是: B.O3+O 2O2 是吸热反应
O3+O 2O2 ΔH,该反应的能量变化示意图如图所示: C.ΔH=ΔH1+ΔH2
D.大气层中的臭氧无法再生
2.已知:101kPa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量
为5518kJ;强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时
放出的热量为57.3kJ,则下列热化学方程式的书写正确的是
( )
①2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(g)
·74·
ΔH=-11036kJ/mol 石墨稳定
②2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(l) B. 已知C(s)+O2 CO2(g) ΔH1 和 C(s)+1/2O2
ΔH=-11036kJ/mol CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
③H++OH- H2O ΔH=-57.3kJ/mol C. 在101kPa时,2H2(g)+O2(s) 2H2O(l) ΔH=
④2NaOH(aq)+H2SO4(aq) Na2SO4(aq)+2H2O(l) -571.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1
ΔH=-114.6kJ/mol D. 含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和时放出28.7kJ
A.①③ 的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)
B.②③ NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+574.kJ·mol-1
C.②④ 9.已知某化学反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g)(AB2 的分
D.只有② 子结构为B—A—B)的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确
3.已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为 H—H 的是 ( )
键:436kJ;I—I键:153kJ;H—I键:229kJ。下列对反应 H2(g)
+I2(g) 2HI(g)的判断中,错误的是 ( )
A.该反应是放出能量的反应
B.该反应是吸收能量的反应
C.该反应是氧化还原反应
D.I2 与 H2 具有的总能量大于生成的 HI具有的总能量
4.下列反应中,既是氧化还原反应又是吸热反应的是 A.该反应的进行一定需要加热
( ) B.该反应的ΔH=-(E1-E2)kJ/mol
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B.铝与稀盐酸 D.断裂1molA—A键和2molB—B键放出E1kJ能量
C.灼热的炭与CO2 反应 10.一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。
D.甲烷与O2 的燃烧反应 已知:
5.一种化学冰袋中含有 Na2SO4·10H2O和 NH4NO3,使 ①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
用时将它们混合用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时 ΔH=-574kJ/mol
间。以下关于其制冷原因的推测错误的是 ( ) ②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程 ΔH=-1160kJ/mol
B.较长时间制冷是由于 Na2SO4·10H2O脱水是较慢的 下列选项不正确的是 ( )
过程 A.通过将氮氧化物转化为N2 参与大气循环可消除污染
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应 B.CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
D.NH4NO3 溶于水会吸收热量 ΔH=-867kJ/mol
6.下列说法正确的是 ( ) C.若0.2molCH4 还原NO2 至N2,在上述条件下放出的热
A.需要加热的化学反应都是吸热反应 量为287kJ
B.中和反应都是放热反应 D.若用标准状况下2.24LCH4 还原NO2 至N2,整个过程
C.原电池是将电能转化为化学能的一种装置 中转移的电子为0.8mol
D.水力发电是将化学能转化为电能的过程 二、非选择题(本题包括4小题,共50分。)
7.在H2 与Cl2 生成HCl的反应中,已知断裂1mol氢氢键 11.(12分)反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能
吸收的能量为akJ,断裂1mol氯氯键吸收的能量为bkJ,形成 量变化如图所示,回答下列问题。
1mol氢氯键放出的能量为ckJ,则生成1molHCl放出的能量为
( )
A.(c-a-b)kJ
B.(a+b-c)kJ
C.(2c-a-b)kJ
D.(2c-a-b)/2kJ
8.下列有关热化学方程式的叙述正确的是 ( )
(1)该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
A. 已知C(石墨,s)→C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比
·75·
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率 (填 计了如下三套实验装置:
“增大”、“减小”或“不变”),原因是 。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响 ,
原因是 。
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1 和E2 的
变化是:E1 ,E2 。(填“增 大”、“减 小”或
“不变”) Ⅰ Ⅱ Ⅲ
12.(12分)通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量 (1)上述3个装置中,不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反
看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应 应还是放热反应”的是 。
热(ΔH),化学反应的ΔH 等于反应中断裂旧化学键的键能之和 (2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右
与反应中形成新化学键的键能之和的差。下表中数据是破坏物 相平),在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中
质中的化学键所消耗的能量: 可观察到的现象是 ,说明该反应属于
(填“吸热”或“放热”)反应。
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
(
( · -1) 3
)为探究固体 M 溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验
能量 kJ mol 243 193 151 432 366 298 436
(反应在甲中进行)。
根据上述数据回答下列问题: ①若 M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
(1)下列氢化物中最稳定的是 ( ) ;
A.HCl B.HBr C.HI ②若观察到烧杯里产生气泡,则说明 M 溶于水
(2)X2+H2 2HX(X代表氯、溴和碘)的反应是吸热反 (填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反
应还是放热反应 。 应”),理由是 ;
(3)相同条件下,X2(X代表氯、溴、碘)分别与氢气反应,当消 ③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,则 M 可能是
耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是 。 。
13.(8分)已知在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转 (4)至 少 有 两 种 实 验 方 法 能 证 明 超 氧 化 钾 与 水 的 反 应
化为金刚石,吸收1.9kJ的热量。 (4KO2+2H2O 4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
(1)该反应 (填“是”或“不是”)吸热反应。 方法①:选择上述装置 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验;
(2)石墨和金刚石相比, 能量高, 更稳定。 方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向
(3)推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧, 脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到棉花燃烧,则说明
放出的热量多。
该反应是 反应。
14.(18分)为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设
·76·(3) 能量,E 为反应的活化能,因反应历程不同而不同,但
对反应热无影响;催化剂的加入,改变了反应历程,降
专题9 化学能与热能 低了反应的活化能,从而加快了反应速率。(2)由已
知数据可知ΔH=-99kJ·mol-1×2=-198kJ·
十年高考母题原型训练 mol-1。(4)对 于 反 应 2SO2 (g)+ O2 (g)
A组 2SO3(g),v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2,由
v(SO2)=0.05 mol·L-1·min-1 可 得 v(O2)和
题源1 v(SO3)。(5)硫 的 燃 烧 热 为296kJ·mol-1,可 得
1.C 【解析】 A项中,根据图中信息知,该反 S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1,
应为吸热反应,故A项错误;B项中,焓变与催化剂无 结合2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198kJ
关,故B项错误;D项中,逆反应活化能小于正反应的 ·mol-1,利用盖斯定律,即可求得由S(s)生成3mol
活化能,故D项错误。 SO3(g)的ΔH。
2.B 【解析】 A项中,室温下反应不能自发进 题源2
行,故该反应的ΔH>0,故A项错误;B项中,当镀层 1.C 【解析】 A项碳和一氧化碳燃烧均是放
受损后,构成Fe Cu原电池,更易生锈,故B项正确; 热反应,ΔH1<0,A不正确;B项二氧化碳与碳反应
C项中,升温后,v(H2)增大,而因反应的ΔH<0,升 是吸热反应,铁与氧气的反应是放热反应,ΔH4<0,
温平衡逆向移动,H2 的转化率减小,故C项错误;D B不正确;C项CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH2,
项中,水的电离是吸热反应,故D项错误。 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH3,根据盖斯定律
3.CD 【解析】 因反应ΔH=+100kJ/mol可 将两个式子加起来可得C(s)+O2(g) CO2(g)
知,反应为吸热反应,故正反应的活化能一定不小于
ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;D项(⑤×2+④)÷3
100kJ/mol,故A项错误,C项正确;100kJ/mol与逆
得到2CO(g)+O2(g) 2CO, ; 2
(g),则ΔH3=(ΔH4
反应的活化能无关系 故B项错误 正逆反应活化能
+2ΔH5)/3,D不正确。
之差就是反应的热效应,故D项正确。
2.C 【解析】 A项:燃烧热强调生成稳定的氧
4.B 【解析】 水的分解是一个吸热反应,即反
化物,其中水应为 H2O(l);B项:中和热为放热,ΔH
应物的总能量低于生成物的总能量,使用催化剂可降
为“-”;D项:未注明反应物、生成物的状态。
低反应的活化能,故B项正确。
3.C
5.B 【解析】 根据ΔH=反应物的总键能-生
4.C
成物的总键能,ΔH=280kJ/mol+3×160kJ/mol-
6×330kJ/mol=-1220kJ/mol,故选B项。 题源3
6.C 【解析】 根据图可得 ΔH1=-(ΔH + 1.C2
ΔH ),故C错。 2.C 【解析】 CO的燃烧热为283kJ/mol,A3
7.(1)反应物能量 生成物能量 没有影响 不正确;题中图只能表示能量关系,不表示反应过程,
降低 因为催化剂改变了反应历程,使活化能E 降 B不正确;CO2 由固态到气态需吸收能量,所以反应
低 (2)-198 (3)SO +VO SO +2VO 、 2Na2O2(s)+2CO2(s)2 2 5 3 2 2Na2CO3(s)+O2(g)可知
4VO2+O2 2V2O5 (4)0.025 0.05 (5)S(s) 放出的能量小于226×2kJ,即ΔH>-452kJ/mol,
+O2(g) SO2(g) ΔH1=-296kJ·mol-1 ① C正 确;由 已 知 热 化 学 方 程 式 可 得:CO(g)+
1 Na2O2(s) Na2CO3(s) ΔH=-509kJ/mol,当该
SO2(g)+2O2
(g) SO3(g) ΔH2=-99kJ· 反应放出509kJ热量时,电子转移2mol,D不正确。
9 3.C 【解析】 题述反应的离子方程式依次为:
mol-1 ② ①×3+②×3得 3S(s)+2O2
(g) HCN(aq)+OH-(aq) CN-(aq)+H2O(l) ΔH
3SO3(g) ΔH =(ΔH1+ΔH2)×3=-1185 =-12.1kJ/mol ①,H+ (aq)+OH- (aq)
kJ·mol-1 H2O(l) ΔH=-55.6kJ/mol ②,①-②得:HCN
【解析】 本题考查化学反应中的能量变化、盖斯 (aq) H+(aq)+CN-(aq) ΔH=+43.5kJ/mol。
定律、反应速率计算及催化剂的催化原理。 4.B
(1)由图像知A、C点分别代表反应物、产物的总 5.A 【解析】 氢氧化钠溶液应该用碱式滴定
·27·
管盛装,B错;HCl在 NaOH 溶液中极易溶解,容易 可能进行到底,故A项错误;B项中,用(i)式减(i)式
造成溶液倒吸,漏斗不应该没入溶液中,C错;中和热 得,I2(g) I2(s) ΔH=+35.96kJ,故B项错误;
的测定实验中,温度计应该插入反应液中,D错。 C项中,反应(i)(i)的产物相同其稳定性也相同,故C
6.(1)P2O3、P2O5 2.75g、3.55g (2)-(20X- 项错误;D项中,反应(i)反应物的总能量比反应(i)
) · -1 () 3 1 的总能量高
,故D项正确。
Y kJ mol 3P(s)+ O2(g)4 2P2O3
(s)
5.B 【解析】 A项中,1mol冰融化吸热6.0
ΔH=-(20X-Y)kJ·mol-1
【 】 kJ,
0.3mol
可破坏氢键 ,
解析 根据题意依质量守恒定律设反应生成 0.3mol 2mol ×100%=15%
,故
ì 3.1 A项正确;B项中,加入醋酸钠后溶液中醋酸根离子 2x+2y=
P2O3xmol,P2O5ymol,
31
x 浓度增大,电离平衡逆向移动,电离程度减小,则 解得 而í Ka
3.2 3x+5y= ×2 只与温度有关,温度不变,则Ka 不变,故B项错误;C 32 项中,分别写出三者的燃烧的热化学方程式,同理写
=0.025,y=0.025,所以反应生成P2O3:0.025mol 出环己烷转化为苯的热化学方程式,反应热不是三倍
×110g·mol-1=2.75g 关系,故C项正确;D项中,利用盖斯定律,设四个方
P2O5:0.025mol×142g·mol-1=3.55g。 ④
根据燃烧热的概念,可知燃烧生成0.5molPO 程式依次为①②③④,则①=③×3-2-②×3
,故
2 5
放热YkJ,所以生成0.025molP2O3 放出热量:X- D项正确。
Y
×0.025=(X-0.05Y)kJ,由此可推算出其余问 6.D 【解析】 已 知 热 化 学 方 程 式①C(s)+0.5 H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=akJ/mol,②2C
题答案。 (s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-220kJ/mol,则根
题源4 据盖斯 定 律 可 知②-①×2即 得 到 热 化 学 方 程 式
1.D 【解析】 由反应 A+B→C(ΔH<0)分两 O2(g)+2H2(g) 2H2O(g) ΔH=-(220+2a)
步进行:①A+B→X(ΔH>0),②X→C(ΔH<0),可 kJ/mol。由于反应热等于断键吸收的能量与形成新
以看出,A+B→C(ΔH<0)是放热反应,A和B的能 化学键所放出的能量的差值,则496kJ/mol+2×436
量之和大于C,由①A+B→X(ΔH>0)可知反应是吸 kJ/mol-2×2×462kJ/mol=-(220+2a)kJ/mol,
热反应,X→C(ΔH<0)是放热反应,故X的能量大 解得a=+130,答案选D。
于A+B,A+B的能量大于C,X的能量大于C,故D 7.B 【解析】 根据题意知,CuSO4·5H2O(s)
项正确。 溶于水 的 热 化 学 方 程 式 为 CuSO4·5H2O(s)
2.C 【解析】 利用“盖斯定律”,将已知热化学 Cu2+ (aq)+SO2-4 (aq)+5H2O(l) ΔH1 >0;
(
, , ①-②
)
, CuSO4(s)溶于水的热化 学 方 程 式 为 ()方程 式 分 别 标 号 为① ② 总 反 应 为 得 CuSO4 s 2 Cu2+(aq)+SO2-4 (aq) ΔH2<0;根据盖斯定律知,
Zn(s)+ HgO(s) ZnO(s)+ Hg(l) ΔH CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为:CuSO4
[(-701.0kJ·mol-1)-(-181.6kJ·mol-1)]
= ·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3=ΔH12 -ΔH2>0。A.根据上述分析知,ΔH2<ΔH3,错误;
=-259.7kJ/mol。 B.根据上述分析知,ΔH1<ΔH3,正确;C.根据上述
3.D 【解析】 Na 2-2O2 中 的 阴 离 子 为 O2 ,则 分析知,ΔH3=ΔH1-ΔH2,错误;D.根据上述分析
Na2O与Na2O2 中阴、阳离子的个数比均为1∶2,故 知,ΔH1+ΔH2<ΔH3,错误。
A项错误;B项中,①和②生 成 等 物 质 的 量 的 Na2O 8.A 【解析】 把题给的两个方程式变换为:
与Na2O2 时,消耗还原剂 Na的物质的量相同,故转 3 3
移的电子数相同,故B项错误;C项中,Na与O2 的反 2Fe(s)+ () () ()2CO2 g Fe2O3 s +2Cs
应不 是 可 逆 反 应,升 高 温 度 Na与 O2 反 应 生 成 ΔH=-234.1kJ·mol-1 ①
Na2O2,故C项错误;D项中,利用盖斯定律①×2- 3 3 3
②得 NaO (s)+2Na(s) 2NaO(s) ΔH = (2C s
)+ 2O2
(g) 2CO2
(g) ΔH =
2 2 2
(-414kJ/mol)×2- (-511 kJ/mol)= -317 -590.25kJ·mol-1 ②
kJ/mol,故D项正确。 3
得
4.D 【解析】 A项中,(i)反应是可逆反应,不 ①+② 2Fe
(s)+ ()2O2 g Fe2O3
(s)
·28·
ΔH=-824.4kJ·mol-1 选项为B。
题源5 7.D 【解析】 由于H2 与Cl2 生成HCl的反应
1.B 【解析】 改善空气质量,主要是减少污染 方程式为 H2+Cl2 2HCl,在该反应中断裂化学
气体的排放。 键吸收的能量是(a+b)kJ,形成化学键放出的能量是
2.A 【解析】 火力发电需消耗化石能源,并产 2ckJ,所以在该反应中生成2molHCl放出的热量是
生废气,不能“节能减排”。 (2c-a-b)kJ,所以生成1molHCl放出的能量为
3.C 【解析】 H 与 O 反应为放热反应,ΔH (2c-a-b)/2kJ。2 2
应为负值,故推知B、D错误;又 H2O(g) →H O(l) 8.C2
时,要放出热量,(1)和(3)反应热比较应为c故A项错误;对于(1)、(2)反应热应为2a=b<0,故 发生吸热 反 应 不 一 定 需 要 加 热,A 错 误;吸 热 反 应
C项正确。 ΔH>0,B错误,C正确;断键需要吸热,D错误。
4.(1)abcd (2)a c 【解析】 (1)CO2 是造成 10.C 【解析】 通过反应①②知,NO、NO2 最
温室效应的气体,a可以直接减少CO 的产生;b是 终被还原为N2,消除了对环境的污染,A正确。由题2
植物吸收CO 的主要源泉;c在节约能量的同时也减 中反应(①+②)/2,得如下反应:CH4(g)+2NO2(2 g)
少了CO 的排放;d是使用其他不产生CO 的能源。 N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)2 2 ΔH=(-574-
(2)节能即不需要外加能量,光合作用是来自自然界 1160)/2=-867kJ/mol,B正确。所以0.2molCH4
的能量;原子利用率高即不产生副产物。 还原NO2 为N2 放出热量:0.2×867=173.4(kJ),C
错误。标准状况下,2.24L即0.1molCH4→CO2,C
B组 升高8价,转移0.8mol电子,D正确。
1.C 【解析】 从图像中分析,总反应的能量变 11.(1)放热 (2)减小 该反应正反应为放热反
化应为E 与E 的差值,A错误;O 和 O的能量要 应,升高温度使平衡向逆反应方向移动 ()不影响2 3 3 3
高于2O 的能量,故O和O 反应生成O 的反应为 催化剂不改变平衡的移动 (4)减小 减小2 3 2
放热反应,B错误;从盖斯定律知,将两个反应叠加即 【解析】 由图可以知道,由于该反应的反应物的
得总反应,则ΔH 也是由两个反应的焓变相加而得 总能量高于生成物的总能量,所以该反应属于放热反
的,C正确;大气层中的臭氧可以再生,D错误。 应;所以升高温度,平衡向逆反应方向 进 行,所 以 A
2.C 【解析】 热化学方程式要标明各物质的 的转化率减小;当在反应体系中加入催化剂,能同倍
状态,故②④正确。 数改变正、逆反应速率,因此对化学平衡的移动无影
3.B 【解析】 依题意,断裂1molH—H键和 响,即对反应热也无影响。因为化学反应速率增大,
1molI—I键吸收的总能量为436kJ+153kJ=589 所以E1 和E2 同时降低。
kJ,生成2molH—I键放出 的 能 量 为299kJ×2= 12.(1)A (2)放热反应 (3)氯气
598kJ,因598kJ>589kJ,所 以 H2 与I2 反 应 生 成 【解析】 (1)破坏1mol物质中的化学键所消耗
HI的反应是放出能量的反应;根据反应式可知该反 的能量越大,则物质越稳定。(2)、(3)以氯元素为例
应是氧化还原反应。 计算:断开1molCl—Cl和1molH—H需要吸收的
4.C 【解析】 A是吸热反应,但不是氧化还原 能量为:243+436=679(kJ),而形成2molHCl放出
反应,B、D是放热反应,只有C是吸热反应,而且是 的热量为2×432kJ=864kJ,所以在反应 H2+Cl2
氧化还原反应。 2HCl中放出的热量:864kJ-679kJ=185kJ,同
5.C 【解析】 Na2SO4·10H2O失水属于分解 理可计 算 在 反 应 H2+Br2 2HBr,H2+I2
反应,吸热反应;NH4NO3 吸收水并溶解于水中,是 2HI中分别放出热量为103kJ、9kJ。
一个吸热的物理变化过程,整个过程中只是 Na2SO4 13.(1)是 (2)金刚石 石墨 (3)金刚石
·10H2O的分解反应和 NH4NO3 溶于水的过程,而 【解析】 同素异形体之间的转化是化学变化,故
并没有发生复分解反应,C项错误。 1mol石墨可转化为金刚石,该反应吸收1.9kJ的热
6.B 【解析】 需要加热的化学反应也可能是 量,属于吸热反应,金刚石的能量高,石墨的能量低,
放热反应,如可燃物的燃烧,A选项错误;原电池是将 故石墨更稳定,石墨与金刚石各1mol在相同条件下
化学能转化为电能的装置,故C选项错误;水力发电 燃烧时金刚石放出的热量多。
是将机械能转化为电能的过程,故D选项错误;正确 14.(1)Ⅲ (2)左端液柱降低,右端液柱升高
·29·
放热 (3)①产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧 池中阳离子向正极移动,A错;由电子转移数可算出
杯里的导管内形成一段液柱 ②可能是放热反应 在标准状况下要消耗2.24LO2,B错;电解质溶液为
某些物质(如浓硫酸)溶于水放热,但不是放热反应 酸性,不能存在OH-,D错误。故本题选C。
③硝酸铵(或其他合理答案) (4)Ⅰ(或Ⅱ) 放热 2.C 【解析】 本题给出了放电时的总反应,由
【解析】 (1)装置Ⅰ可通过 U形管中红墨水液 生成物中生成了Fe(OH)2 和Ni(OH)2 碱性物质,故
面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热;装 电解质溶液为碱性,又因Fe的化合价升高,Ni的化
置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的 合价降低,可推出Fe为负极,Ni2O3 为正极,故 A和
反应放热还是吸热;装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应 B正确;因 为 负 极 反 应 式 为 Fe+2OH- -2e-
并将生成的气体用水吸收的装置,不能证明该反应是 Fe(OH)2可知阴极反应为其逆反应,即Fe(OH)2+
放热反应还是吸热反应。(2)氢氧化钡与硫酸反应属 2e- Fe+2OH-,产生OH-,所以pH增大,C错;
于中和反应,中和反应都是放热反应。(3)浓硫酸、硝 根据所给的放电时总反应可推知D正确。
酸铵溶于水有热效应,但不属于化学反应,故不是放 3.D 【解析】 A项正确的正极反应式为Cl2+
热或吸热反应。 2e- 2Cl-,错误;B项由于电解质为盐酸,左侧溶
专题10 化学能与电能 液中含有大量的Cl
-,会与产生的Ag+迅速反应生成
AgCl沉淀,能通过阳离子交换膜到达右侧的 Ag+ 较
十年高考母题原型训练 少,故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成,错误;
项若用
组 C NaCl
溶液代 替 盐 酸,电 池 总 反 应 不 变,错
A 误;D项当电路中转移0.01mole- 时,交换膜左侧产
题源1 生0.01molAg+与盐酸反应产生AgCl沉淀,同时约
1.C 【解析】 根据题给装置图判断,b电极为 有0.01molH
+ 通过阳离子交换膜转移到右侧溶液
原电池的负极,电极反应式为Li-e- Li+,a电极 中,故左侧溶液共约0.02mol离子减少,正确。
为原电池的正极,电极反应式为Li MnO +xLi+ 4.B 【解析】 本题给出了放电时的总反应,因1-x 2 4
+xe- LiMn2O4。A.a为 电 池 的 正 极,正 确;B. 为Ag化合价升高,可知 Ag作负极,发生氧化反应,
电池充电 反 应 为 LiMnO Li MnO +xLi, 即AgCl为氧化产物,故 A、D错;电池中阳离子向正2 4 1-x 2 4
正确;C.放电时,a极锰的化合价发生变化,错误;D. 极移动,所以C错;根据氧化还原反应计算,可得出每
放电时,溶液中Li+从b向a迁移,正确。 生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子,故B正确。
2.B 【解析】 处理过程中,银质器皿表面上的 5.C 【解析】 Mg电极是该电池的负极,A错;
Ag2S被还原成单质银,因此,此过程中银器会减轻, 石墨电极 为 正 极,H2O2 在 正 极 上 得 电 子 发 生 还 原
故 A 错,该 过 程 反 应 为:2Al+3Ag2S 6Ag+ 反应。
Al2S3,故C错,黑色褪去的原因是黑色 Ag2S转为单 6.C 【解析】 首先确定该电池放电时的总反
质Ag,故D错。 应为:MH+NiOOH M+Ni(OH)2,MH合金中
3.D 【解析】 A中Ca-2e-+2Cl- CaCl2 M、H均为0价,MH作负极材料,而NiOOH作正极
为负极 反 应 式,A 错;放 电 过 程 中 Li+ 移 向 正 极,B 材 料,正 极 反 应 式 为 NiOOH + H O+e-2 →
错;每转移0.1mol电子,理论上生成0.05molPb,即 Ni(OH)2+OH-,负 极 反 应 式 为 MH+OH- -e-
10.35gPb,C错。 →+H2O+M(充电时负极反应为其逆反应),则 A
4.A 【解析】 注意左边两个烧杯形成双桶原 项正确,C 项 错 误;电 池 的 电 解 液 可 为 碱 性 溶 液
电池,最右边烧杯是电镀池。电极Ⅰ为 Al,其他电极 (KOH溶液),不能为酸性溶液(会与NiOOH反应),
均为Cu,所以可以判断出电极Ⅰ为负极,电极Ⅳ为阴 B项正确;MH中氢的密度越大,放电时放出的电量
极,依次电极Ⅲ为阳极,电极Ⅱ为正极。因此电流方 越多,其电池的能量密度越高,D项正确。
向为电极Ⅳ→A→电极Ⅰ;B选项,电极Ⅰ为负极被 7.A 【解析】 B.充电过程中阴离子OH-离子
氧化,所以B错。C选项,电极Ⅱ为正极,Cu2+ 得电 向阳极 迁 移,不 正 确;C.H O+M+e-2 MH+
子,因此电极Ⅱ逐渐新加重;D项选,电极Ⅲ为阳极, OH-,H2O中的 H 电离成 H+ 得到电子被还原;D.
铜溶解,因此电极方程式为Cu-2e-=Cu2+。 由已知可知NiOOH与NH3 发生反应。
题源2 8.D 【解析】 电池中H+移向Pb电极错,电解
1.C 【解析】 本题考查电化学基础知识,原电 池中 H+ 移向Pb电 极 正 确,故 A错;每 消 耗3mol
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