1、第一讲 化学能与热能一、选择题1.下列说法不正确的是（）A 开发利用太阳能与风能是发展低碳经济的重要途径B 地沟油对人体危害严重，查证没收后应燃烧处理C 氮化硅、碳化硅可做耐高温、耐磨材料D 氯气、臭氧、高铁酸钾都是常用的自来水消毒剂【答案】B【解析】A太阳能与风能是清洁能源，可减少了化石燃料的使用，正确；B“地沟油”中主要含有油脂，油脂的化学成分为高级脂肪酸甘油酯，可以用于制肥皂，变废为宝，错误；C碳化硅、碳化硅是原子晶体，硬度较大，可做耐高温、耐磨材料，正确；D氯气、臭氧、高铁酸钾都具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，正确2.下列叙述正确的是（）A 新能源汽车的推广与使用有助于减少光化学
2、烟雾的产生B 为了防止月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰C “碳纳米泡沫”倍称为第五形态的单质碳，它与石墨弧称为同位素D 海水淡化能解决淡水供应危机，向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化【答案】A【解析】A、机动车尾气含有氮的氧化物能形成光化学烟雾，新能源汽车的推广，减少了氮的氧化物，有助于减少光化学烟雾的产生，正确；B、生石灰具有吸水性，常在包装袋内放入生石灰保持干燥，但不具有还原性，不能防止食品氧化而变质，错误；C、“碳纳米泡沫”被称为第五形态的单质碳，它与石墨互为同素异形体，不是同位素，错误；D、明矾不能使海水淡化，明矾溶于水生成氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮颗粒，错误3.20
3、15年2月美国研究人员将CO和O附着在一种钌催化剂表面，用激光脉冲将其加热到2000K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程下列说法正确的是（）A CO、CO2均属于酸性氧化物B 形成化学键时需吸收能量C 钌催化剂可以改变该反应的焓变D CO与O形成化学键过程中有电子转移【答案】D【解析】ACO是不成盐氧化物，CO2为酸性氧化物，错误；B形成化学键时放出热量，错误；C催化剂只改变活化能，不改变反应的焓变，错误；DCO转换成二氧化碳时碳的化合价升高，所以CO与O形成化学键过程中有电子转移，正确4.下列有关能量的叙述不正确的是（）A 活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响B 化学
4、键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因C 盐酸和NaOH（aq）反应的中和热H=57.3kJ/mol，则H2SO4（aq）和Ca（OH）2（aq）反应的中和热H=2（57.3）kJ/molD CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则反应2CO2（g）= 2CO（g）+O2（g）的反应热H=+2 283.0kJ/mol【答案】C【解析】A、活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响，正确；B、因化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，正确；C、中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为1mol，故无论稀H2SO4
5、和Ca（OH）2反应生成的水是几摩尔，其中和热恒为57.3kJ/mol，错误；D、CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则表示燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+1/2O2（g）CO2（g）H=283.0kJ/mol，当方程式反写H符号相反，计量数变化几倍H也要变化几倍，所以2CO2（g）2CO（g）+O2（g）反应的H=+2283.0kJ/mol，正确5.下列有关说法正确的是（）A 已知：HI（g）1/2H2（g）+1/2I2（s）H=26.5kJ/mol，由此可知1mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5kJ的热量B 已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）H=5
6、71.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为H=285.8kJ/molC 肼（N2H4）是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知2H2O（g）+O2（g）=2H2O2（l）H=+108.3kJ/mol N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）H=534.0kJ/mol 则有反应：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）H=642.3kJ/molD 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH（aq）+CH3COOH（aq）=CH3COONa（aq）+H2O（l）H=57.4kJ/mol【答
7、案】B【解析】AHI（g）1/2H2（g）+1/2I2（s）H=26.5kJ/mol，该反应为可逆反应，则1mol HI不能全部分解，则在密闭容器中分解后放出的能量小于26.5kJ，错误；B由2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）H=571.6 kJ/mol，可知1mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为285.8KJ，所以氢气的燃烧热H=285.8 kJ/mol，正确；C根据盖斯定律反应：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）与 反应的关系为：，则H=H2H1=（534.0kJ/mol）108.3kJ/mol=642.3kJ/mol，生成的为气态水，错误；D中和
8、热指的是在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5mol水时，放出28.7kJ的热量，即中和热的数值为57.4kJ/mol，但稀醋酸为弱酸，电离吸热，故稀醋酸和稀NaOH溶液反应的中和热应小于57.4kJ/mol，错误6.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O，CO2转变为H2，CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列说法不正确的是( )A 该过程中CeO2没有消耗B 该过程实现了太阳能向化学能的转化C 右图中H1H2H3D 以CO
9、和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO4OH2e=CO2H2O【答案】C【解析】由盖斯定律可知H1(H2H3)，C错误。7.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O，CO2转变为H2，CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列说法不正确的是( )A 该过程中CeO2没有消耗B 该过程实现了太阳能向化学能的转化C 右图中H1H2H3D 以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO4OH2e=CO2H2O【答案】C【解析】由盖斯定律可知H1(H2H3)，C错误。8.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气
10、转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H149.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJmol1根据上述反应，下列说法正确的是()A 反应中的能量变化如图所示B CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量C 1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJD 可推知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.8 kJmol1【答案】D【解析】A项，反应为吸热反应，图示能量变化关系错误；B项，从题中反应来看，CH3OH转变成H2可能吸热，也可能放热；反应中生成物H2可以继续燃烧，即1 mol C
11、H3OH充分燃烧放出的热量要大于192.9 kJ；根据盖斯定律可判断D项正确。9.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()A 氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2O2(g)H285.5 kJmol1B 已知2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则石墨的燃烧热为110.5 kJmol1C 已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，则在一定条件下将1 mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量D 已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1 366.8 kJmol1和
12、1 411.0 kJmol1，则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为：C2H4(g)H2O(l)=C2H5OH(l)H44.2 kJmol1【答案】D【解析】燃烧热是指1 mol可燃物燃烧时所放出的热量，所以当1 mol水分解时才吸热285.5 kJ，A项错；燃烧热是指生成稳定的氧化物所放出的热量，而CO不是稳定氧化物，B项错；合成氨是可逆反应，提供的反应物不会全部反应，放出的热量小于92.4 kJ，C项错；根据盖斯定律，将表达乙烯燃烧热的热化学方程式和表达乙醇燃烧热的热化学方程式相减可得D项热化学方程式。10.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)
13、=K2S(s)N2(g)3CO2(g)HxkJmol1已知：碳的燃烧热H1akJmol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2bkJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3ckJmol1，则x为()A 3abcBc3abCabcDcab【答案】A【解析】由碳的燃烧热H1akJmol1，得C(s) O2(g)=CO2(g)H1akJmol1，目标反应可由3得到，所以H3H1H2H3，即x3abc。2、 非选择题11试比较下列各组H的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20则H1_(填“”“”或“”，下同)H2。【答
14、案】【解析】因为C(g)=C(l)H30则H3H2H1，H2H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。【答案】【解析】H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)H20则H1_H2。【答案】【解析】根据常识可知，CO(g)O2(g)=CO2(g)H30，又因为H2H3H1，所以H2H1。12LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol12H2(g)O2(
15、g)=2H2O(l) H572 kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s) H1 196 kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式_。【答案】2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l) H702 kJmol1【解析】2LiH(s)=2Li(s)H2(g)H182 kJmol12Li(s)O2(g)=Li2O(s)H598 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l) H702 kJmol1。13FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已
16、知25 、101 kPa时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H1 648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol1 2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s) H1 480 kJmol1FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。【答案】4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)4CO2(g)H260 kJmol1【解析】将所给热化学方程式标号：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)
17、 H1 480 kJmol1根据盖斯定律：(2)4可得总方程式。14.美丽中国,节约为荣。“开源节流”是应对能源危机的重要举措。请回答下列问题：(1)下列做法不利于能源“开源节流”的是(填序号)。a.大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源b.大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用d.减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应放出的热量如图所示：在通常状况下，(填“金刚石”或“石墨”)更稳定
18、，石墨的燃烧热为H=。12 g石墨与24 g氧气反应生成气体,该过程放出的热量为。(3)又已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.0 kJmol-1，结合上述有关信息,请写出CO和NO反应的热化学方程式：_。【答案】(1)b(2)石墨-393.5 kJmol-1252.0 kJ(3)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) H=-746.0 kJmol-1【解析】(1)通过分析只有b项不利于能源“开源节流”。(2)石墨的能量较低,更稳定。石墨的燃烧热指1 mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。12 g石墨和24 g氧气反应，即1 mol C和0.75 mol
19、O2反应，则生成0.5 mol CO和0.5 mol CO2，放出的热量为0.5 mol110.5 kJmol-1+0.5 mol393.5 kJmol-1=252.0 kJ。(3)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566.0 kJmol-1，N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.0 kJmol-1，目标反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)可由两个反应相减获得，则H=-746.0 kJmol-1。15.把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径C(s)+O2(g)=CO2(g)H10再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H302H2
20、(g)+O2(g)=2H2O(g)H40，所以在制取水煤气的反应中，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，在发生反应时，反应物需要吸收能量转化为生成物，因此其反应条件为高温。(4)由盖斯定律可得H=-11 kJmol-1。16.氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用请回答下列问题：（图中涉及物质为气态）（1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H0，其化学平衡常数K与温度t
21、的关系如下表：请完成下列问题试比较K1K2的大小，K1K2（填写“”“=”或“”）下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_（填序号字母）：a容器内N2，H2，NH3的浓度之比为1：3：2 bv（N2）正=3v（H2）逆c容器内压强保持不变 d混合气体的密度保持不变在400时，当测得NH3和N2，H2的物质的量分别为1mol和2mol，3mol时，则该反应的v（N2）正v（N2）逆（填写“，“=”或“”）。【答案】（1）NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）H=234kJ/mol；（2）；c；（3）【解析】（1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程
22、中能量变化示意图，反应焓变=134kJ/mol368kJ/mol=234kJ/mol，反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）H=234kJ/mol；（2）该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1K2；N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H0，反应是气体体积减小的放热反应，则a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，错误；b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3（N2）（正）=（H2）（逆）是平衡状态，错误；c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，正确；d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，错误；（3）400时，NH3和N2H2的物质的量浓度分别为：1mol/L、2mol/L、3mol/L，400时，浓度商Qc=1/54=0.019K=0.5，说明反应正向进行，因此有v（N2）正v（N2）逆 10