1、 1 20172017 级高考一轮复习级高考一轮复习化学能与热能化学能与热能过关训练试题过关训练试题 （考试时间：（考试时间：5050 分钟，满分：分钟，满分：100100 分）分） 一、单项选择题：本题包括一、单项选择题：本题包括 7 7 小题，每小题小题，每小题 6 6 分，共分，共 4242 分分 1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( ) A生成物总能量一定低于反应物总能量 B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同 答案 C 解析 根据生成物
2、总能量和反应物总能量的相对大小，把化学反应分为吸热反应和放热 反应， 吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量， 放热反应的生成物总能量低于反应物总 能量； 反应速率是单位时间内物质浓度的变化， 与反应的吸热、 放热无关； 同温同压下， H2(g) 和 Cl2(g)的总能量与 HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响， 所以该反应的H 相同。 2下列热化学方程式书写和表示正确的是(H 的绝对值均正确)( ) A2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H196 kJ mol 1(反应热) BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJ mol 1(燃烧热) C
3、NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJ mol 1(中和热) D2NO2=O22NO H116.2 kJ mol 1(反应热) 答案 A 解析 二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是放热反应， 焓变为负值， 且标注了物质的聚 集状态和反应焓变，符合热化学方程式的书写原则，故 A 项正确；燃烧热是 1 mol 纯物质完 全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量， 选项中生成的气态水不是稳定氧化物， 故 B 项错 误；酸碱中和反应是放热反应，焓变为负值，故 C 项错误；热化学方程式中物质的聚集状态 未标注，故 D 项错误。 3 在一定条件下， S8(s)和 O2(g)
4、发生反应依次转化为 SO2(g)和 SO3(g)(已知： 2SO2O2 2SO3)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的 H 表示生成 1 mol 产物的数据)。下 列说法正确的是( ) 2 AS8的燃烧热 Ha kJ mol 1 B1 mol SO2和过量 O2反应可释放出 b kJ 的热量 C2SO32SO2O2 H2b kJ mol 1 D若使用 V2O5作催化剂，当 SO2(g)转化生成 1 mol SO3(g)时，释放的热量小于 b kJ 答案 C 解析 根据题图可知，1 mol O2(g)和1 8 mol S 8(s)反应生成二氧化硫气体放热a kJ，依 据燃烧热的概念，可写出热化
5、学方程式：S8(s)8O2(g)=8SO2(g) H8a kJmol 1， 则 S8(s)的燃烧热H8a kJmol 1，A 项错误；由题图可知，1 mol SO 2和 0.5 mol O2 反应生成 1 mol SO3(g)时释放出b kJ 的热量，而不是与过量的 O2，B 项错误；催化剂不会 改变反应热， 故当使用 V2O5作催化剂时， SO2(g)转化生成 1 mol SO3(g)， 释放的热量等于b kJ， D 项错误。 4下列热化学方程式正确的是( ) A表示硫的燃烧热的热化学方程式：S(s)3 2O2(g)=SO3(g) H315 kJ mol 1 B 表示中和热的热化学方程式：
6、NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJ mol 1 C表示 H2燃烧热的热化学方程式：H2(g)1 2O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ mol 1 D表示 CO 燃烧热的热化学方程式：2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJ mol 1 答案 B 解析 表示燃烧热的热化学方程式，可燃物质的物质的量为 1 mol，反应生成稳定氧化 物，A 中应生成 SO2；C 中应生成 H2O(l)，D 中 CO 的物质的量应为 1 mol。 5氢气、铝、铁都是重要的还原剂。已知下列反应的热化学方程式，下列关于反应的 焓变判断正确的是( ) 2H
7、2(g)O2(g)=2H2O(g) H1 3 3H2(g)Fe2O3(s)=2Fe(s)3H2O(g) H2 2Fe(s)3 2O2(g)=Fe2O3(s) H3 2Al(s)3 2O2(g)=Al2O3(s) H4 2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) H5 AH10 H30 BH50 H4H3 CH1H2H3 DH3H4H5 答案 B 解析 将题给的 5 个热化学方程式依次编号为、，其中、分别表 示 H2、Fe 燃烧的热化学方程式，燃烧均为放热反应，则H10，H30，故 A 项错误；铝热 反应为放热反应，故H50；根据盖斯定律，由可得：2Al(s)Fe2O3(s)=A
8、l2O3(s) 2Fe(s) H5H4H30，则H4H3，故 B 项正确；根据盖斯定律，由()2 3 可得：2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H12 3(H 2H3)，故 C 项错误；H5H4H3，则 H3H4H5，故 D 项错误。 6. 如图所示，a 曲线是 298 K、101 kPa 时 N2与 H2反应过程中能量变化的曲线，下列 叙述正确的是( ) A该反应的热化学方程式为 N23H22NH3 H92 kJ mol 1 Bb 曲线是升高温度时的能量变化曲线 C加入催化剂，该化学反应的反应热改变 D在 298 K、101 kPa 时，向恒容容器中通入 1 mol N2和 3 mol
9、H2反应后放出的热量为 Q1 kJ，若通入 2 mol N2和 6 mol H2反应后放出的热量为 Q2 kJ，则 184Q22Q1 答案 D 解析 A 项，书写热化学方程式时，要标出各物质的聚集状态，错误；B 项，由图可知 4 b曲线中活化能降低，应是加入催化剂，升高温度不能改变活化能，错误；C 项，加入催化 剂，反应的反应热不变，错误；D 项，题图表示的是 1 mol N2和 3 mol H2完全反应时的反应 热，实际上 N2和 H2的反应是可逆反应，该条件下放出的热量小于 92 kJ，而 2 mol N2和 6 mol H2在该条件下放出的热量小于 184 kJ，增大反应物浓度，平衡正向
10、移动，则Q22Q1，故有 184Q22Q1，正确。 7通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确 的是( ) C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H1a kJ mol 1 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H2b kJ mol 1 CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H3c kJ mol 1 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g) H4d kJ mol 1 A反应、为反应提供原料气 B反应也是 CO2资源化利用的方法之一 C反应 CH3OH(g)=1 2CH3OCH3(g) 1 2H2O(l)的 H d 2 kJ
11、mol 1 D反应 2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的 H(2b2cd) kJ mol 1 答案 C 解析 A 项，反应、提供 CO2和 H2，正确；B 项，反应将 CO2转化为有机原料，是 CO2的资源利用，正确；C 项，反应生成液态水，放出热量大于d 2，错误；D 项，目标反应可 由反应22获得，计算反应热为 2b2cd，正确。 二、非选择题：本大题包括二、非选择题：本大题包括 4 4 小题，共小题，共 5858 分分 8 （12 分）依据事实写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 g 碳与适量水蒸气反应生成 CO 和 H2， 需要吸收 10.94 kJ 热量，
12、此反应的热化学方 程式为_。 (2)已知 2.0 g 燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成 N2和水蒸气时，放出 33.4 kJ 的热量，则 表示肼燃烧的热化学方程式为_。 (3)2 mol Al(s)与适量 O2(g)反应生成 Al2O3(s)，放出 1 669.8 kJ 的热量。此反应的热化学 方程式为_。 (4)2.3 g 某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成 2.7 g 液态水和 5 2.24 L CO2(标准状况)并放出 68.35 kJ 的热量。写出此反应的热化学方程式： _。 解析：(1)1 g 1 12 mol 碳与适量水蒸气反应生成 CO 和 H 2，需吸收
13、10.94 kJ 热量，则 碳与水蒸气反应的热化学方程式为 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.28 kJmol 1。 (2)2.0 g 1 16 mol 肼气体在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出 33.4 kJ 热量， 则表示肼燃烧的热化学方程式为 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534.4 kJmol 1。 (3)2 mol Al(s)与适量 O2(g)反应生成 Al2O3(s)，放出 1 669.8 kJ 的热量，则此反应的 热化学方程式为 4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H1 669.8 kJmol 123 339.6 kJmo
14、l 1。 (4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素， 可能含有氧元素。n(H2O) 2.7 g 18 gmol 10.15 mol，n(H)0.3 mol，m(H)0.3 g，n(CO2) 2.24 L 22.4 Lmol 10.1 mol， n(C)0.1 mol，m(C)1.2 g，则碳元素和氢元素的质量之和是 0.3 g1.2 g1.5 g2.3 g，故该有机物中还含有氧元素，氧元素的质量是 2.3 g1.5 g0.8 g，n(O)0.05 mol， 从而可确定该有机物的分子式为 C2H6O，该液态有机物为 C2H5OH(l)，故该反应的热化学方程 式为 C2H5OH(l
15、)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 367 kJmol 1。 答案：(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.28 kJmol 1 (2)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534.4 kJmol 1 (3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H3 339.6 kJmol 1 (4)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 367 kJmol 1 9 （14 分） 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程中能量的变化如图所示。 已知 1 mol SO2(g)与 0.5 mol O2(g)反应生成 1
16、mol SO3(g) 的 H99 kJ mol 1。 请回答下列问题： (1)图中 A 点、C 点的数值分别表示_、_，E 的大小对 6 该反应的反应热_(填“有”或“无”)影响。 (2)该反应通常用 V2O5作催化剂，加 V2O5会使图中 B 点_(填“升高”或“降 低”)，理由是 _。 (3)图中 H_kJ mol 1。 解析：(1)图中A点、C点的数值分别表示反应物总能量、生成物总能量，反应热可表 示为AB段、BC段能量之差，即反应热与活化能的大小无关。(2)E为不加催化剂的活化能， 使用催化剂可使反应的活化能降低，故加 V2O5会使图中B点降低。(3)因 1 mol SO2(g)与 0
17、.5 mol O2(g)反应生成 1 mol SO3(g)的H99 kJmol 1，所以 2 mol SO 2(g)与 1 mol O2(g) 反应生成 2 mol SO3(g)的H198 kJmol 1。 答案：(1)反应物总能量 生成物总能量 无 (2)降低 使用催化剂可降低反应的活化能 (3)198 10(16 分)工业上可由天然气为原料制备甲醇，也可由水煤气合成甲醇。 (1)已知：2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g) Ha kJ/mol CO(g)2H2(g)=CH3OH(g) Hb kJ/mol 试写出由 CH4和 O2制取甲醇的热化学方程式：_ _。 (2)通过下列反
18、应制备甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时 CO(g)和 CH3OH(g)的浓度随时间 t 的变化情况。从反应开始到平衡，用 CO 表示平均反应速率 v(CO) _，该反应的平衡常数表达式为 K_。 (3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2， CO的平衡转化率随温度(T)、 压强(p)的变化如图乙所示。 下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_(填字母)。 AH2的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍 7 BH2的体积分数不再改变 C体系中 H2的转化率和 CO 的转化率相等 D体系中气体的平均摩尔质量不再改变 比较 A、B
19、两点压强大小 pA_pB(填“”“”或“”)。 若达到化学平衡状态 A 时，容器的体积为 20 L。如果反应开始时仍充入 10 mol CO 和 20 mol H2，则在平衡状态 B 时容器的体积 V(B)_L。 解析：(1)已知2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g) Ha kJ/mol，CO(g) 2H2(g)=CH3OH(g) Hb kJ/mol，则根据盖斯定律可知2 可得到 2CH4(g) O2(g)=2CH3OH(g) H(a2b) kJ/mol。 (2)用甲醇表示的反应速率v0.75 mol/L10 min0.075 mol/(Lmin)，CO 表示的 反应速率等于用甲醇
20、表示的反应速率，即 0.075 mol/(Lmin)；化学平衡常数是在一定条 件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所 以根据方程式可知平衡常数表达式为K c（CH3OH） c（CO）c 2（H 2）。 (3)A.氢气的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍， 不能说明正、 逆反应速率相等， 不一定平衡， A 错误； B.氢气的体积分数不再改变是化学平衡的特征， 达到了平衡， B 正确； C.体系中氢气的转化率和 CO 的转化率相等，不能说明正、逆反应速率相等，不一定平衡，C 错误；D.体系中气体的平均摩尔质量等于气体质量和物质的量的比值，物质的
21、量变化，质量 不变，所以当体系中气体的平均摩尔质量不再改变，证明达到了平衡，D 正确，故选 AC。 正反应方向为气体体积减小的方向，T1时比较 CO 的转化率，转化率越大，则压强 越大，图像中pB转化率大于pA，可知pApB。 利用 A 点可得平衡常数K 0.25 0.250.5 24，温度不变，平衡常数不变。A、B 两状态 温度相同，即化学平衡常数相等，且 B 点时 CO 的转化率为 0.8， 则 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 起始(mol): 10 20 0 转化(mol): 8 16 8 平衡(mol): 2 4 8 设体积为V L，则有K 8 V 2 V 4 V 24， 8
22、解得V4，即V(B)4 L。 答案：(1)2CH4(g)O2(g)=2CH3OH(g) H(a2b) kJ/mol (2)0.075 mol/(Lmin) c（CH3OH） c（CO）c 2（H 2） (3)AC 4 11 （16 分）(1)一定条件下，用 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应 为 2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l) H270 kJ mol 1。 其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图 1，Fe2O3和 NiO 作催化剂均能使 SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择 Fe2O3的主要优点是 _ _。 某科研
23、小组用 Fe2O3作催化剂， 在 380 时， 分别研究了 n(CO)n(SO2)为 11、 31 时SO2转化率的变化情况(图2)。 则图2中表示n(CO)n(SO2)31的变化曲线为_。 (2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图 如图 3，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图 4 所示。 写出该脱硝原理总反应的化学方程式： _。 为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是 _。 (3)汽车使用乙醇汽油并不能减少 NOx的排放，这使 NOx的有效消除成为环保领域的重 9 要课题。某研究小组在实验室以 Ag- ZSM- 5 为催化剂，测得 NO 转化为 N2的转化率随温度 变化情况如图 5 所示。 若不使用 CO，温度超过 775 K，发现 NO 的分解率降低，其可能的原因是 _； 在 n(NO)/n(CO)1 的条件下，应控制的最佳温度范围为_。 答案：(1)Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的 SO2转化率，从而节约能 源 曲线 a (2)6NO3O22C2H43N24CO24H2O 350 、负载率 3.0% (3)NO 分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行 850900 K
