届高考一轮化学化学能与热能训练题附答案.docx

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届高考一轮化学化学能与热能训练题附答案

2021届高考（一轮）化学：

化学能与热能训练题附答案

专题：

化学能与热能

一、选择题

1、（2019·浙江卷）MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示（M＝Ca、Mg）：

已知：

离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。

下列说法不正确的是（　　）

A．ΔH1（MgCO3）>ΔH1（CaCO3）>0

B．ΔH2（MgCO3）＝ΔH2（CaCO3）>0

C．ΔH1（CaCO3）－ΔH1（MgCO3）＝ΔH3（CaO）－ΔH3（MgO）

D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2>ΔH3

[解析]　根据已知信息，离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。

由于r（Mg2＋）ΔH1（CaCO3）>0，A项正确；由于ΔH2只与CO

相关，故ΔH2（MgCO3）＝ΔH2（CaCO3）>0，B项正确；根据能量关系图可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3，由于ΔH（MgCO3）≠ΔH（CaCO3），故ΔH1（MgCO3）＋ΔH2（MgCO3）－ΔH3（MgO）≠ΔH1（CaCO3）＋ΔH2（CaCO3）－ΔH3（CaO），而ΔH2（MgCO3）＝ΔH2（CaCO3），故ΔH1（MgCO3）－ΔH3（MgO）≠ΔH1（CaCO3）－ΔH3（CaO），ΔH1（CaCO3）－ΔH1（MgCO3）≠ΔH3（CaO）－ΔH3（MgO），C项错误；由于ΔH＋ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，而ΔH>0，故ΔH1＋ΔH2>ΔH3，D项正确，故选C。

[答案]　C

2、下列关于燃料与能源的说法不正确的是（　　）

A．将煤通过物理变化液化后再作为能源，可减少PM2.5引起的危害

B．生物质能、风能、水能是可再生能源

C．“开发利用新能源”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量

D．煤、石油、天然气为不可再生的化石燃料

【参考答案及解析】A　[煤液化为化学变化。

]

3、下列说法正确的是（　　）

A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多

B．已知C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定

C．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应是氧化还原反应，且反应的焓变大于零

D．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4kJ·mol－1

解析：

选D。

等量的硫蒸气和硫固体，硫蒸气的能量高，能量越高，燃烧放出的热量越多，A项错误；由C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，可知金刚石的能量比石墨的能量高，能量越高，越不稳定，所以石墨比金刚石稳定，B项错误；Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应中无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，反应需要吸热，焓变大于零，C项错误；含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5mol水，放出28.7kJ的热量，则中和热的热化学方程式可表示为NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4kJ·mol－1，D项正确。

4、下列说法中正确的是（　　）

A．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化

B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0

C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同

D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓

【答案】C

5、通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（　　）。

①太阳光催化分解水制氢:

2H2O（l）

2H2（g）+O2（g）

ΔH1=+571.6kJ·mol-1

②焦炭与水反应制氢:

C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）

ΔH2=+131.3kJ·mol-1

③甲烷与水反应制氢:

CH4（g）+H2O（g）

CO（g）+3H2（g）

ΔH3=+206.1kJ·mol-1

A.反应①中电能转化为化学能

B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂,ΔH3减小

D.反应CH4（g）

C（s）+2H2（g）的ΔH=+74.8kJ·mol-1

【解析】反应①是光能转化为化学能,A项错误;反应②的焓变为正值,属于吸热反应,B项错误;催化剂只能降低反应的活化能,不会改变反应的焓变,C项错误;根据盖斯定律,③-②可得反应CH4（g）

C（s）+2H2（g）,则焓变ΔH=+206.1kJ·mol-1-131.3kJ·mol-1=+74.8kJ·mol-1,D项正确。

【答案】D

6、根据如图所示的反应,判断下列说法中错误的是（　　）。

A.CO2（g）和CaO（s）的总能量大于CaCO3（s）的总能量

B.该反应的焓变大于零

C.该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量

D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应

【解析】因为碳酸钙受热分解是吸热反应,所以CO2（g）和CaO（s）的总能量大于CaCO3（s）的总能量,焓变大于零,A、B两项均正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C中C与O之间存在共价键,故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂,断键吸收能量,成键放出能量,C项正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧反应就是放热反应,D项错误。

【答案】D

7、下列关于反应4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）

ΔH=-905kJ·mol-1的叙述不正确的是（　　）。

A.生成物的总能量小于反应物的总能量

B.化学方程式中的化学计量数表示分子数

C.该反应为放热反应

D.该反应中每4molNH3（g）被氧化,放出905kJ热量

【解析】4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）　ΔH=-905kJ·mol-1,该反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A、C两项均正确;热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不能表示微粒数,B项错误;依据元素化合价变化分析可知,4molNH3被氧化放出905kJ热量,D项正确。

【答案】B

8、向20mL0.5mol·L-1硫酸溶液中逐滴加入烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。

下列关于混合溶液的说法错误的是（　　）。

A.b点之前温度升高是因为发生了放热反应

B.bc段温度降低是因为发生了吸热反应

C.c（NaOH）=1mol·L-1

D.b点时酸碱恰好反应完全

【解析】酸碱反应时会放热,导致溶液温度升高,A项正确;bc段温度降低是因为后面加入的NaOH溶液温度比b点时混合溶液的温度低,B项错误;2×20mL×0.5mol·L-1=c（NaOH）×20mL,c（NaOH）=1mol·L-1,C项正确;b点温度达到最高点,表明酸碱恰好反应完全,D项正确。

【答案】B

9、在298K、1.01×105Pa,将22gCO2通入0.75L1.0mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出的热量为akJ。

已知该条件下1molCO2通入1L2.0mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出的热量为bkJ。

则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式为（　　）。

A.CO2（g）+NaOH（aq）

NaHCO3（aq）　ΔH=-（2b-a）kJ·mol-1

B.CO2（g）+NaOH（aq）

NaHCO3（aq）　ΔH=+（4a-b）kJ·mol-1

C.CO2（g）+NaOH（aq）

NaHCO3（aq）　ΔH=-（4a-b）kJ·mol

-1

D.2CO2（g）+2NaOH（aq）

2NaHCO3（aq）　ΔH=-（8a-2b）kJ·mol-1

【解析】根据题意,22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,n（CO2）=

=0.5mol,n（NaOH）=1mol·L-1×0.75L=0.75mol。

该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,化学方程式为2CO2+3NaOH

NaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反应放出热量为akJ,则2molCO2反应放出热量为4akJ,即热化学方程式为2CO2（g）+3NaOH（aq）

NaHCO3（aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）　ΔH=-4akJ·mol-1①,又1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出bkJ的热量,则热化学方程式为2NaOH（aq）+CO2（g）

Na2CO3（aq）+H2O（l）　ΔH=-bkJ·mol-1②,由盖斯定律可知,①-②可得,NaOH（aq）+CO2（g）

NaHCO3（aq）　ΔH=-（4a-b）kJ·mol-1。

【答案】C

10、下列有关叙述中正确的是（　　）。

A.HCl和NaOH反应时,若生成的水的质量不同,则中和热的数值也不同

B.稀硫酸、稀盐酸分别与稀Ba（OH）2溶液反应生成0.1molH2O时,放出的能量不同

C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化成化学能的过程

D.若生成与断裂1molH—O键时的能量变化分别为akJ、bkJ,则a>b

【解析】中和热是指生成1molH2O（l）时放出的热量,与反应中实际生成水的多少无关,A项错误;硫酸与Ba（OH）2混合后还有BaSO4生成,故放出的热量较多,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2的能量转化形式为化学能转化为热能,C项错误;同一化学键,断裂与形成时的能量变化值是一样的,D项错误。

【答案】B

11、已知：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）ΔH1＝akJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）ΔH2＝bkJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）ΔH3＝ckJ·mol－1

④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH3＝dkJ·mol－1

下列关系式中正确的是（　　）

A．ad>0

C．2a＝b<0D．2c＝d>0

解析：

选C　氢气燃烧是放热反应，ΔH小于0，放出的热量越多，ΔH越小。

由于液态水的能量低于气态水的能量，所以氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量多，因此，2c＝d＜2a＝b＜0。

二、非选择题

1、

（1）已知C（s,石墨）

C（s,金刚石）　ΔH>0,则稳定性:

金刚石　　　　（填“>”或“<”）石墨。

（2）已知:

2C（s）+2O2（g）

2CO2（g）　ΔH1

2C（s）+O2（g）

2CO（g）　ΔH2

则ΔH1　　　　（填“>”或“<”）ΔH2。

（3）“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射,火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。

用肼（N2H4）作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。

已知:

①N2（g）+2O2（g）

N2O4（g）　ΔH=+10.7kJ·mol-1;

②N2H4（g）+O2（g）

N2（g）+2H2O（g）　ΔH=-543kJ·mol-1。

写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式:

　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）25℃、101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ热量,则CO的燃烧热ΔH=　　　　。

（5）0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液与2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,该反应的中和热ΔH=　　　　　　。

（6）已知断开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。

【解析】

（1）已知C（s,石墨）

C（s,金刚石）　ΔH>0,则该反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:

金刚石<石墨。

（2）ΔH1表示碳完全燃烧的反应热,ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热多,且放热越多ΔH越小。

因此,ΔH1<ΔH2。

（3）根据盖斯定律,由2×②-①得:

2N2H4（g）+N2O4（g）

3N2（g）+4H2O（g）　ΔH=2×（-543kJ·mol-1）-（+10.7kJ·mol-1）=-1096.7kJ·mol-1。

（4）25℃、101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ热量,则1molCO完全燃烧放出的热量是141.3kJ×2=282.6kJ,即CO的燃烧热ΔH=-282.6kJ·mol-1。

（5）n（H2SO4）=0.50L×2.00mol·L-1=1mol,n（KOH）=2.10L×1.00mol·L-1=2.10mol,二者反应时,KOH过量,1molH2SO4完全反应生成2molH2O（l）,放出114.6kJ热量,故稀硫酸与稀KOH溶液反应生成1molH2O（l）时放出的热量为

×114.6kJ=57.3kJ,故该反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1。

（6）N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH=E（N≡N）+3E（H—H）-2×3E（N—H）=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1。

【答案】

（1）<

（2）<

（3）2N2H4（g）+N2O4（g）

3N2（g）+4H2O（g）　ΔH=-1096.7kJ·mol-1

（4）-282.6kJ·mol-1

（5）-57.3kJ·mol-1

（6）N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH=-92kJ·mol-1

2、按要求回答下列问题：

（1）《JournalofEnergyChemistry》报道我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化的装置如图，电源负极为________（填“a”或“b”），d极的电极反应式为______________________。

（2）利用生物电池，以H2、N2为原料合成氨的装置如图所示。

Q、R均为催化剂，据图示判断，负极反应的催化剂为________（填“Q”或“R”）；正极的电极反应式为_______________________________________________________________。

（3）对废水中氮、磷元素的去除已经逐渐引起科研人员的广泛关注。

采用两级电解体系对废水中硝态氮和磷进行降解实验取得了良好的去除效果。

装置如图所示，由平板电极（除氮时a极为催化电极，b极为钛电极；除磷时a极为铁，b极为钛板）构成二维两级电解反应器。

①a电极上的电势比b电极上的电势________（填“低”或“高”）。

②除氮时，b极的电极反应式为___________________________________________。

（4）用电化学法模拟工业处理SO2。

将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：

①M极的电极反应式为______________________________________。

②当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量________（填“增大”或“减小”）________g。

（5）某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图所示，该电池负极的电极反应式为_____________________________________________________________。

若电极B附近通入1m3空气（假设空气中O2的体积分数为20%）并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH4的体积为________m3。

解析：

（1）由题图所示，c电极上发生失电子的氧化反应，故c做阳极，则a为电源正极，b为电源负极；d极得电子，电极反应式为CO

＋4e－===C＋3O2－。

（2）根据原电池工作原理，负极上失去电子，元素化合价升高，所以通氢气的一端为负极，根据装置图判断，Q为负极催化剂；通氮气的一端为正极，根据工作原理，正极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3。

（3）①由电极反应可知b电极为阴极，a电极为阳极，所以a电极上的电势比b电极上的电势高；②除氮时，因电解质溶液呈酸性，故b极的电极反应式为2NO

＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O。

（4）①反应本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子被氧化生成SO

，根据原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO

＋4H＋。

②正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，当外电路通过0.2mol电子时，负极反应的二氧化硫为0.1mol，质量为6.4g，同时有0.2mol氢离子通过质子交换膜进入右侧，左侧溶液质量增大6.4g－0.2g＝6.2g。

（5）燃料电池通O2的电极为正极，通CH4的电极为负极，即电极A为负极，负极上CH4失电子发生氧化反应，生成CO2，电极反应式为CH4＋4CO

－8e－===5CO2＋2H2O；若电极B附近通入1m3空气（假设空气中O2的体积分数为20%），则参加反应的O2的物质的量为1000L×20%÷22.4L·mol－1，根据得失电子守恒可知，消耗CH4的体积为1000L×20%÷22.4L·mol－1×

×22.4L·mol－1＝100L＝0.1m3。

答案：

（1）b　CO

＋4e－===C＋3O2－

（2）Q　N2＋6H＋＋6e－===2NH3

（3）①高　②2NO

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O

（4）①SO2＋2H2O－2e－===SO

＋4H＋　②增大　6.2

（5）CH4＋4CO

－8e－===5CO2＋2H2O　0.1