届一轮复习人教版 化学能与热能 作业Word文件下载.docx

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，D正确。

答案　C

3.已知：

P4（g）＋6Cl2（g）===4PCl3（g）　ΔH＝akJ·

mol－1，

P4（g）＋10Cl2（g）===4PCl5（g）　ΔH＝bkJ·

P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·

mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·

下列叙述正确的是（　　）

A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能

B.可求Cl2（g）＋PCl3（g）===PCl5（s）的反应热ΔH

C.Cl—Cl键的键能为（b－a＋5.6c）/4kJ·

mol－1

D.P—P键的键能为（5a－3b＋12c）/8kJ·

解析　P原子半径大于Cl原子半径，P—P键键长大于P—Cl键键长，故P—P键键能小于P—Cl键键能，A项错误；

设P4（g）＋6Cl2（g）===4PCl3（g）　ΔH＝akJ·

mol－1……①，P4（g）＋10Cl2（g）===4PCl5（g）　ΔH＝bkJ·

mol－1……②，利用盖斯定律

（②－①）可得，Cl2（g）＋PCl3（g）===PCl5（g）　ΔH＝

（b－a）kJ·

mol－1，根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，设Cl—Cl键键能为xkJ·

mol－1，则：

x＋3×

1.2c－5c＝

（b－a），x＝

（b－a＋5.6c），B错误，C正确；

①×

5－②×

3得2P4（g）＋12PCl5（g）===20PCl3（g）　ΔH＝（5a－3b）kJ·

mol－1，设P—P键键能为ykJ·

mol－1，则12y＋5c×

12－1.2c×

3×

20＝5a－3b，y＝

（5a－3b＋12c），D项错误。

4.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（　　）

A.该反应为放热反应

B.催化剂能改变该反应的焓变

C.催化剂能降低该反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

解析　图中生成物总能量高于反应物总能量，反应为吸热反应，A错；

使用催化剂可降低反应的活化能而影响反应速率，但不会影响焓变，B错，C正确；

图中E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，E1＞E2，D错误。

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·

②焦炭与水反应制氢：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2＝131.3kJ·

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH3＝206.1kJ·

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·

解析　反应①中是光能转化为化学能，A错误；

反应②中ΔH>

0，为吸热反应，B错误；

催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；

根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1kJ·

mol－1－131.3kJ·

mol－1＝74.8kJ·

mol－1，D正确。

答案　D

6.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：

S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g）　ΔH＝xkJ·

已知：

碳的燃烧热ΔH1＝akJ·

S（s）＋2K（s）===K2S（s）　ΔH2＝bkJ·

2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）　ΔH3＝ckJ·

mol－1，则x为（　　）

A.3a＋b－cB.c－3a－b

C.a＋b－cD.c－a－b

解析　由碳的燃烧热ΔH1＝akJ·

mol－1，得①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝akJ·

mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：

②S（s）＋2K（s）===K2S（s）　ΔH2＝bkJ·

mol－1，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）　ΔH3＝ckJ·

mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×

3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。

7.已知：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

CO2（g）＋C（s）===2CO（g）　ΔH2

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH3

4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）　ΔH4

3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s）　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是（　　）

A.ΔH1＞0，ΔH3＜0B.ΔH2＞0，ΔH4＞0

C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

解析　根据反应的热效应可知：

ΔH1＜0，ΔH2＞0、ΔH3＜0、ΔH4＜0，故A、B不正确；

根据盖斯定律可得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH3＝

ΔH4＋

ΔH5，C项正确，D项错误。

8.已知：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝akJ·

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·

H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·

mol－1，则a为（　　）

A.－332B.－118

C.＋350D.＋130

解析　按顺序将题中两个热化学方程式分别编号为①和②，依据盖斯定律，②－①×

2得：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－（220＋2a）kJ·

mol－1代入相关数据得：

（2×

436＋496）－4×

462＝－（220＋2a），解得a＝＋130，D项正确。

9.已知下列反应的热化学方程式：

6C（s）＋5H2（g）＋3N2（g）＋9O2（g）===2C3H5（ONO2）3（l）　ΔH1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH3

则反应4C3H5（ONO2）3（l）===12CO2（g）＋10H2O（g）＋O2（g）＋6N2（g）的ΔH为（　　）

A.12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1

B.2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3

C.12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1

D.ΔH1－5ΔH2－12ΔH3

解析　设三个热化学方程式依次是①、②、③，根据盖斯定律，③×

12＋②×

5－①×

4C3H5（ONO2）3（l）===12CO2（g）＋10H2O（g）＋O2（g）＋6N2（g）　ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。

10.室温下，将1mol的CuSO4·

5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；

CuSO4·

5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·

5H2O（s）

CuSO4（s）＋5H2O（l），热效应为ΔH3。

则下列判断正确的是（　　）

A.ΔH2>

ΔH3B.ΔH1<

ΔH3

C.ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D.ΔH1＋ΔH2>

解析　由题干信息可得：

①CuSO4·

5H2O（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）＋5H2O（l）　ΔH1>

0，②CuSO4（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）　ΔH2<

0，③CuSO4·

5H2O（s）===CuSO4（s）＋5H2O（l）　ΔH3，根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH1>

0，ΔH2<

0，故ΔH3>

ΔH1，B项正确，C、D项错误；

ΔH3>

ΔH2，A项错误。

答案　B

11.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应

H2S（g）＋

O2（g）===SO2（g）＋H2O（g）　ΔH1

2H2S（g）＋SO2（g）===

S2（g）＋2H2O（g）　ΔH2

O2（g）===S（g）＋H2O（g）　ΔH3

2S（g）===S2（g）　ΔH4

则ΔH4的正确表达式为（　　）

A.ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）

B.ΔH4＝

（3ΔH3－ΔH1－ΔH2）

C.ΔH4＝

D.ΔH4＝

（ΔH1－ΔH2－3ΔH3）

解析　②式中含有S2（g）、③式中含有S（g），根据盖斯定律可知，②×

－③×

2得2S（g）＋

SO2（g）＋

H2O（g）===

H2S（g）＋S2（g）＋O2（g），然后再加①×

得2S（g）===S2（g），所以ΔH4＝ΔH2×

＋ΔH1×

－ΔH3×

2。

12.用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

（1）传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。

其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）

H2O（g）＋CuCl2（s）　ΔH1

反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_____________________________________________________________，（反应热用ΔH1和ΔH2表示）。

（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，

①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：

则总反应的ΔH　　　　0（填“＞”、“＝”或“＜”）；

A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是　　　　。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由________________________________________________。

③下列措施中，有利于提高α（HCl）的有　　　　。

A.增大n（HCl）B.增大n（O2）

C.使用更好的催化剂D.移去H2O

（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的数据如下：

t/min

2.0

4.0

6.0

8.0

n（Cl2）/10－3mol

1.8

3.7

5.4

7.2

计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·

min－1为单位，写出计算过程）。

（4）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式：

________________________________________________________________。

解析　

（1）根据题中催化循环图示得出：

CuCl2（s）＋

O2（g）

CuO（s）＋Cl2（g）　ΔH2，然后利用盖斯定律将两个热化学方程式相加即可得出2HCl（g）＋

H2O（g）＋Cl2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2。

（2）①结合题中α（HCl）～T图像可知，随着温度升高，α（HCl）降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0；

A、B两点A点温度低，平衡常数K（A）大。

②结合可逆反应2HCl（g）＋

H2O（g）＋Cl2（g）的特点，增大压强平衡向右移动，α（HCl）增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。

③有利于提高α（HCl），则采取措施应使平衡2HCl（g）＋

H2O（g）＋Cl2（g）正向移动。

A项，增大n（HCl），则c（HCl）增大，虽平衡正向移动，但α（HCl）减小，错误；

B项，增大n（O2）即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；

C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。

（3）用在时间段2.0～6.0min内的HCl物质的量的变化量除以这段时间，即可得2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率，计算过程见答案。

答案　

（1）2HCl（g）＋

H2O（g）＋Cl2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2　

（2）①＜　K（A）　②见下图

增大压强，平衡右移，α（HCl）增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大　　③BD　

（3）设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则

2HCl（g）＋

H2O（g）＋Cl2（g）

2mol1mol

n（5.4－1.8）×

10－3mol

n＝7.2×

10－3mol

所以v（HCl）＝

＝1.8×

10－3mol·

min－1

（4）2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O

13.氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）氮元素原子的L层电子数为　　　　；

（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为_______________________________________________________________；

（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

①N2（g）＋2O2（g）===N2O4（l）

ΔH1＝－19.5kJ·

②N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－534.2kJ·

写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________________

_______________________________________________________________；

（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_______________________________________________________________。

解析　

（1）N原子的原子结构示意图为：

，故其L层上有5个电子；

（2）NH3＋NaClO——N2H4，根据元素守恒可知反应还生成NaCl和H2O，利用观察法配平方程式为2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O；

（3）肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：

2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，观察已知的两个热化学方程式可知，②×

2－①得：

2N2H4（l）＋N2O4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝ΔH2×

2－ΔH1＝－1048.9kJ·

mol－1；

（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，故负极肼发生反应：

N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。

答案　

（1）5　

（2）2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O

（3）2N2H4（l）＋N2O4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－1048.9kJ·

（4）N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O

14.联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为　　　　，其中氮的化合价为　　　　。

（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为__________________________________________________________。

（3）①2O2（g）＋N2（g）===N2O4（l）　　ΔH1

②N2（g）＋2H2（g）===N2H4（l）　　ΔH2

③O2（g）＋2H2（g）===2H2O（g）　　ΔH3

④2N2H4（l）＋N2O4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）

ΔH4＝－1048.9kJ·

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝　　　　，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。

联氨第一步电离反应的平衡常数值为　　　　（已知：

N2H4＋H＋

N2H

的K＝8.7×

107；

Kw＝1.0×

10－14）。

联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________。

（5）联氨是一种常用的还原剂。

向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是______________________________________________

_____________________________________________________________。

联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。

理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2　　　　kg；

与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是　　　　。

解析　

（1）根据联氨的化学式N2H4知，联氨是共价化合物，其电子式为

；

再依据化合物中各元素的化合价代数和为零，氢元素的化合价为＋1价，则氮元素的化合价为－2价。

（2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的－3价升高到联氨分子中－2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的＋1价降低到－1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒配平化学方程式为NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。

（3）对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式③×

2，减去热化学方程式②×

2，再减去热化学方程式①，即可得出热化学方程式④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；

联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4＋H2O

＋OH－，再根据已知：

107及Kw＝1.0×

10－14，故联氨第一步电离平衡常数为K＝

＝

×

c（OH－）·

c（H＋）＝8.7×

107×

1.0×

10－14＝8.7×

10－7；

联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6（HSO4）2。

（5）联氨是一种常用的还原剂，AgBr具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成银，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生；

联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，发生的反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，理论上1kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1kg÷

32g·

mol－1×

mol－1＝1kg；

与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是N2H4的用量少，且不产生其他杂质，N2H4还原产物是N2和H2O，对环境无污染，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4。

答案　

（1）

　－2　

（2）NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O　（3）2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放热量大，产生大量的气体　（4）8.7×

10－7N2H6（HSO4）2　（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生　1　N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物是N2和H2O，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4）

15.乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C2H5OSO3H），再水解生成乙醇。

写出相应反应的化学方程式________。

（2）已知：

甲醇脱水反应　2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）　ΔH1＝－23.9kJ·

甲醇制烯烃反应　2CH3OH（g）===C2H4（g）＋2H2O（g）　ΔH2＝－29.1kJ·

乙醇异构化反应　C2H5OH（g）===CH3OCH3（g）　ΔH3＝＋50.7kJ·

则乙烯气相直接水合反应C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）的ΔH＝　　　　kJ·

与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是　　　　　　　　　　。

（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中nH2O∶nC2H4＝1∶1）。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝　　　　　　　　　　　　（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×

物质的量分数）。

②图中压强（p1、p2、p3、p4）的大小顺序为　　　　，理由是______________________________________________________________

③气相直接水合法常采用的工艺条件为：

磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃、压强6.9MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1。

乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。

解析　

（2）将题给反应依次编号为①、②、③，反应①减去反应②再减去反应③即得C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g），故ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－23.9k