2020届高考化学一轮复习化学能与热能作业(4)

2020届高考化学一轮复习化学能与热能作业(4)

课时作业 ‎1．(2018·河北邢台期末)一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是 (　　)‎ A．氢能属于二次能源 B．图中能量转化的方式至少有6种 C．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 D．太阳能、风能、氢能都属于新能源 解析：氢能属于二次能源，A项正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，B项正确；太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，C项错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。‎ 答案：C ‎2.下列反应中符合图示能量变化的是(　　)‎ A．电解Al2O3得到Al和O2‎ B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 C．铝热反应 D．灼热的炭与CO2反应 解析：根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应发生时会释放能量，故反应是放热反应。电解Al2O3得到Al和O2的反应是吸热反应，与图像不符，故A错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，与图像不符，故B错误；铝热反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，与图像相符，故C正确；灼热的炭与CO2反应产生CO，该反应是吸热反应，与图像不符，故D错误。‎ 答案：C ‎3．下列有关氢原子(用H表示)与氢分子的说法错误的是(　　)‎ A．化学能：2 mol H>1 mol H2‎ B．H原子间发生碰撞就可转化为H2‎ C．稳定性：HΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3‎ C．ΔH1>ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3‎ 解析：混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SO之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。‎ 答案：B ‎8．在‎25 ℃‎、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)‎ A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1‎ C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1‎ 解析：由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；③CH3COOH(l)‎ ‎＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1。则‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为－393.5 kJ·mol－1×2＋(－285.8 kJ·mol－1×2)－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。‎ 答案：A ‎9．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成‎1.8 g水，则放出的热量约为(　　)‎ A．55 kJ　 B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 解析：由丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，可写出其燃烧的热化学方程式C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，丙烷完全燃烧产生‎1.8 g水，n(H2O)＝＝＝0.1 mol，所以反应放出的热量Q＝0.1 mol×≈55 kJ，A项正确。‎ 答案：A ‎10．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(　　)‎ 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎157‎ ‎568‎ ‎432‎ ‎298‎ A.432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1‎ B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1‎ D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1‎ 解析：观察表中数据知，氟、氯、碘与氢原子形成的化学键的键能逐渐减小，故432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1，A项正确；表中H—F共价键的键能最大，即H—F共价键最稳定，B项正确；H2(g)―→2H(g)，共价键断裂要吸收能量，即H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1，C项正确；反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的反应热ΔH＝436＋157－2×568＝－543 (kJ·mol－1)，D项不正确。‎ 答案：D ‎11．常温下，0.01 mol·L－1MOH溶液的pH为10。已知：2MOH(aq)＋H2SO4(aq)===M2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH1＝－24.2 kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1。‎ 则MOH在水溶液中电离的ΔH为(　　)‎ A．＋33.1 kJ·mol－1 B．＋45.2 kJ·mol－1‎ C．－81.5 kJ·mol－1 D．－33.1 kJ·mol－1‎ 解析：常温下，0.01 mol·L－1MOH溶液的pH为10，说明MOH为弱碱。‎ ‎①2MOH(aq)＋2H＋(aq)===‎2M＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH1＝－24.2 kJ·mol－1‎ ‎②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝‎ ‎－57.3 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律，[①－②×2]/2可得：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH＝＋45.2 kJ·mol－1。‎ 答案：B ‎12．为探究NaHCO3、Na2CO3分别与1 mol·L－1盐酸反应(设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ)过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：‎ 序号 液体 固体 混合前温度 混合后最高温度 ‎①‎ ‎35 mL水 ‎2.5 g‎ NaHCO3‎ ‎20 ℃‎ ‎18.5 ℃‎ ‎②‎ ‎35 mL水 ‎3.2 g‎ Na2CO3‎ ‎20 ℃‎ ‎24.3 ℃‎ ‎③‎ ‎35 mL盐酸 ‎2.5 g‎ NaHCO3‎ ‎20 ℃‎ ‎16.2 ℃‎ ‎④‎ ‎35 mL盐酸 ‎3.2 g‎ Na2CO3‎ ‎20 ℃‎ ‎25.1 ℃‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A．仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应 B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应 C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应 D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反应 解析：通过实验①可判断出NaHCO3溶于水吸热，通过实验①③可判断出NaHCO3与盐酸反应是吸热反应；通过实验②可判断出Na2CO3溶于水放热，通过实验②④可判断出Na2CO3与盐酸反应是放热反应。综上所述，可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应，C项正确。‎ 答案：C ‎13．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：‎ ‎(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：‎ ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1。则M、N相比，较稳定的是________。‎ ‎(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a________726.5(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2‎ 参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可做耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋‎3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。‎ 解析：(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<726.5。(3)反应的化学方程式为2Cl2＋2H2O＋C===4HCl＋CO2，当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1。(4)所给反应中共转移12 mol电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。‎ 答案：(1)M　(2)<‎ ‎(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1‎ ‎(4)98 kJ ‎14.某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。‎ ‎(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为－57.3 kJ·mol－1]：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。‎ ‎①请填写下表中的空白：‎ ‎ 温度 次数　　‎ 起始温度t1/℃‎ 终止温度t2/℃‎ 温度差平均值(t2－t1)/℃‎ H2SO4‎ NaOH 平均值 ‎1‎ ‎26.2‎ ‎26.0‎ ‎26.1‎ ‎30.1‎ ‎2‎ ‎27.0‎ ‎27.4‎ ‎27.2‎ ‎33.3‎ ‎3‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎29.8‎ ‎4‎ ‎26.4‎ ‎26.2‎ ‎26.3‎ ‎30.4‎ ‎②近似认为0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是‎1.0 g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。‎ ‎③上述实验数值结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(‎ 填字母)________。‎ a．实验装置保温、隔热效果差 b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 解析：(2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为‎4.0 ℃‎。‎ ‎②ΔH＝－＝‎ ‎－53.5(kJ·mol－1)。‎ ‎③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。‎ 答案：(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1‎ ‎(2)①4.0　②－53.5 kJ·mol－1　③b ‎15．氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点；氢气也是重要的化工原料。‎ ‎(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下，在‎2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气发生反应：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1，不同时段产生O2的量见表格：‎ 时间/min ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ n(O2)/mol ‎0.001 0‎ ‎0.001 6‎ ‎0.002 0‎ ‎0.002 0‎ 上述反应过程中能量转化形式为光能转化为________能，达平衡过程中至少需要吸收光能________kJ(保留三位小数)。‎ ‎(2)氢气是合成氨工业的原料，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。已知：‎ 则1 mol N—H键断裂吸收的能量约等于________。‎ 解析：(1)题述反应过程中能量转化形式为光能转化为化学能，达平衡时，生成氧气0.002 mol，至少需要吸收的光能为0.002 mol×484 kJ·mol－1＝0.968 kJ。‎ ‎(2)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，反应的焓变＝反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量＝3×436 kJ·mol－1＋945.8 kJ·mol－1－6×E(N—H)＝－92.2 kJ·mol－1，E(N—H)＝391 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)化学　0.968　(2)391 kJ