1、化学能与热能化学能与热能 1(2019合肥质检)化学家格哈德埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成 氨的反应过程，示意图如下。下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是( ) A该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成 B在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂 C过程需吸收能量，过程则放出能量 D常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成 解析：由图中可知，每 3 个氢气分子和 1 个氮气分子断键得到原子，然后生成 2 个氨分 子，生成氨分子之前是氢原子和氮原子，A 正确；催化剂能改变化学业反应的速率，合成氨 的反应在催化剂作用下， 反应速度加快， 意味着反应物化学键的
2、断裂和生成物化学键的形成 变的更容易，B 正确；化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成则放出能量，从图中可 看出为化学键断裂过程， 为新的化学键形成过程， C 正确； 化学键的断裂需要吸收能量， 所以该反应在常温下难以进行，D 错误；正确选项 D。 答案：D 2(2019深圳模拟)反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) Ha kJ/mol，能量变化 如图所示。下列说法不正确的是( ) A2SO2(g)O2(g)2SO3(l) Ha kJ/mol B过程可能使用了催化剂，使用催化剂不可以提高 SO2的平衡转化率 C反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和 D将 2 mol SO2
3、(g)和 1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出或吸收的热量小于 |a|kJ 解析：根据图象，该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，aH4，故 A 错误；燃烧热应生成稳定 氧化物，应 该 是 液 态 水 ， 燃 烧 热 为d kJmol 1，故 B 正确；根据盖斯定律， CH3OH(g)=CO(g)2H2(g)，由2 得到：CH3OH(g)=CO(g)2H2(g) H(b 2ca)kJmol 1，故 C 错误；设 CO 和 H 2物质的量分别为n、2n，则 CO 放出的热量是nb， 氢气放出的热量是 2nd，即nb2ndQ，解得n Q （b2d）mol，则该混合
4、物中 CO 的物质 的量为 Q （b2d）mol，故 D 错误。答案选 B。 答案：B 6(2019武汉一模)已知： 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1 3H2(g)Fe2O3(s)=2Fe(s)3H2O(g) H2 2Fe(s)3 2O 2(g)=Fe2O3(s) H3 2Al(s)3 2O 2(g)=Al2O3(s) H4 2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) AH10，H30 BH50，H4H3 CH1H2H3 DH3H4H5 解析：燃烧反应都是放热反应，故 H30，A 错误；将题述反应分别编号为 ，反应是铝
5、热反应，显然是放热反应，H50，将反应反应可得反应，即 H5 H4H30，B 正确，D 错误；将反应反应可得反应 3H2(g)3 2O 2(g)=3H2O(g)， 故 H12 3(H 2H3)，C 错误。 答案：B 7选择性催化还原法烟气脱硝技术是一种成熟的 NOx控制处理方法，主要反应如下： 4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g) H1a kJmol 1 4NH3(g)2NO2(g)O2(g)3N2(g)6H2O(g) H2b kJmol 1 副反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H4d kJmol 1 可以计算出反应 2NO(g)O2(g)2N
6、O2(g)的 H为( ) A.4b3ad 4 B.4a3bd 4 C.3b4ad 4 D.3a4bd 4 解析：由题给反应，根据盖斯定律可知：将3 4 1 4即得反应：2NO(g) O2(g)=2NO2(g) Ha3 4bd 1 4 3a4bd 4 kJmol 1，故选 D。 答案：D 8一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl 、ClO x(x1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如 图所示，下列有关说法正确的是( ) Ae 是 ClO 3 Bbac 反应的活化能为 60 kJmol 1 Ca、b、c、d、e 中 c 最稳定 Dbad 反应的热化学方程式为 3ClO (aq)=ClO 3(a
7、q)2Cl (aq) H116 kJmol 1 解析：A 项，e 中 Cl 元素化合价为7 价，而 ClO 3中 Cl 元素化合价为5 价，错误；B 项，根据图中数据无法计算 bac 反应的活化能，错误；C 项，a、b、c、d、e 中 a 能量 最低， 所以最稳定， 错误； D 项， bad， 根据转移电子守恒得该反应方程式为 3ClO =ClO 3 2Cl ，反应热64 kJmol120 kJmol1360 kJmol1116 kJmol1， 所以该热化学方程式为 3ClO (aq)=ClO 3(aq)2Cl (aq) H116 kJmol1，正确。 答案：D 9参考下表键能数据，估算晶体硅
8、在氧气中燃烧生成二氧化硅晶体的热化学方程式： Si(s)O2(g)=SiO2(s)中，H的值为( ) 化学键 SiO O=O SiSi SiCl SiC 键能/kJmol 1 460 498.8 176 360 347 A.989.2 kJmol 1 B989.2 kJmol 1 C61.2 kJmol 1 D245.2 kJmol 1 解析：硅和二氧化硅均是原子晶体，其中在晶体硅中每个硅原子形成 2 个 SiSi 键， 在二氧化硅晶体中每个硅原子形成 4 个 SiO 键。 由于反应热等于断键吸收的能量与形成化 学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热 H2176 kJmol 1498.8 k
9、Jmol1 4460 kJmol 1 989.2 kJmol 1，故选 A。 答案：A 10(2019连云港质检)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题： (1)最近斯坦福大学研究人员发明了一种 SUNCAT 的锂循环系统， 可持续合成氨， 其原理 如图所示。 图中反应属于_(填“氧化还原反应”或“非氧化还原 反应”)。 反应中能量转化的方式是_ _ (填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。 (2)液氨可用作制冷剂，液氨气化时_(填“释放”或“吸收”)能量；液氨泄漏 遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示： 共价键 NH O=O NN OH 键能/kJmol 1
10、 391 498 946 463 则反应 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)的反应热 H_。 解析：(1)反应是 Li3N 与水反应生成氨气的过程，反应中没有元素化合价的变化， 属于非氧化还原反应；反应中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生氧化还原反应，属于 非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转变为化学能。 (2)液氨可用作制冷剂，是因为液氨气化时吸收能量，导致周围温度降低；反应 NH3(g) 3O2(g)=2N2(g)6H2(g) H反应物的键能之和生成物的键能之和39134 49839462463261 262 kJmol 1。 答案：(1)非氧化还原
11、反应 电能转变为化学能 (2)吸收 1 262 kJmol 1 11煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可 以把硫元素以 CaSO4的形式固定，从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会 与 CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下： CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g) H1218.4 kJmol 1(反应) CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g) H2175.6 kJmol 1(反应) 请回答下列问题： (1)反应是_(填“放热反应”或“吸热反应”)，_(填“能”或“
12、否”) 通过反应判断等物质的量的 CO、CO2具有能量的高低。 (2)已知 CO 转化成 CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式 _ _， 则 CO 的燃烧热 H为_kJmol 1。 (3)依据反应、确定反应 CaO(s)3CO(g)SO2(g)=CaS(s)3CO2(g) H _kJmol 1。 解析：(1)反应的 H10，故为吸热反应；通过反应只能判断反应物总能量低于生 成物总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。 (2)由图可知 2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJmol 1，CO 的燃烧热为1 2566 kJmol 1。 (3)利用盖斯
13、定律将反应减去反应可得目标方程式，H (175.6218.4)kJmol 1394 kJmol1。 答案：(1)吸热反应 否 (2)2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJmol 1 283 (3)394 12 (2019大连模拟)氢气是一种清洁能源， 氢气的制取与贮存是氢能源利用领域的研 究特点。 .已知：4HCl(g)O2(g) CuO/CuCl2 400 2Cl2(g)2H2O(g) H115.6 kJmol 1 H2(g)Cl2(g)2HCl(g) H184 kJmol 1 (1)写出 H2与 O2反应生成气态水的热化学方程式 _。 (2)断开 1 mol HO 键所需能
14、量为_kJ。 .已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H206.2 kJmol 1 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247.4 kJmol 1 又知 CH4的燃烧热为 890.3 kJmol 1。 (3)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式： _ _。 (4)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CO2(g) 和 H2(g)的热化学方程式为_ _。 (5)高温下 H2O 可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温 度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是 _， 等物质的量的 A
15、、H2化学能较低的物质是_。 解析：.(1)根据盖斯定律，由第一个热化学方程式第二个热化学方程式2 可得 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H115.6 kJmol 1184 kJmol12483.6 kJmol 1。 (2)反应 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)发生过程中断裂 2 mol HH 键和 1 mol O=O 键，形 成 4 mol HO 键，则 2E(HH)E(O=O)4E(HO)483.6 kJmol 1，E(HO) 4362496483.6 4 kJmol 14629 kJmol1，即断开 1 mol HO 键所需能量为 462.9 kJ。 .(3)由 CH4的燃
16、烧热为 890.3 kJmol 1可得甲烷完全燃烧的热化学方程式为： CH 4(g) 2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol 1。 (4)根据盖斯定律，由2可得：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H 165.0 kJmol 1。 (5)观察图象信息知，高温时水先分解生成 H2、O2，然后两种单质分子可继续分解成氢 原子、氧原子，由于氢原子比氧原子多，故 A 是氢原子，B 是氧原子。氢气分子分解成氢原 子时需要吸收能量，故化学能较低的物质是氢气分子。 答案：.(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol 1(其他答案合理即可) (2)462.9 .(3)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol 1 (4)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H165.0 kJmol 1 (5)H、O(或氢原子、氧原子) H2
