2019届二轮复习 化学能与热能 作业（全国通用） (5) 练习
展开化学能与热能
考向一 反应热与焓变
1．(2018·北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C—C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
[解析] A项，总反应为CH4＋CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4→CH3COOH，有C—H键的断裂；C项，从图示看，①能量比②高，①→②放出能量，形成新键C—C键；D项，催化剂不影响平衡转化率。
[答案] D
2．(2016·海南卷)(双选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
[解析] 化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，由图可知，X→Y反应的ΔH＝E3－E2，X→Z反应的ΔH＝E1－E2<0，反应放热，A项错误，B项正确；由X生成Y的反应，即2X(g)3Y(g)，是气体物质的量增大的反应，降低压强、平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C正确；X→Z的反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于提高Z的产率，D错误。
[答案] BC
3．(2016·江苏卷)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＝＋571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH2＝＋131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝＋206.1 kJ·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＝＋74.8 kJ·mol－1
[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；催化剂只能降低反应的活化能，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＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝＋74.8 kJ·mol－1，D正确。
[答案] D
4．(1)(2015·全国卷Ⅰ)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
(2)(2015·海南卷)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝__________ kJ·mol－1。
[答案] (1)299 (2)－139
考向二 利用盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式
5．(2018·全国卷Ⅲ)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式___________________
__________________________________________________________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH1＝＋48 kJ·mol－1
3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH2＝－30 kJ·mol－1
则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol－1。
[解析] (1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O的反应属于非氧化还原反应，根据原子守恒配平：2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。(2)将题给热化学方程式依次编号为①、②，利用盖斯定律，①×3＋②即可得到目标热化学方程式，ΔH＝＋114 kJ·mol－1。
[答案] (1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl
(2)＋114
6．(1)(2017·全国卷Ⅱ)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol－1。
(2)(2015·广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
传统上该转化通过如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1 mol Cl2(g)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)。
[解析] (1)根据盖斯定律，②－③可得①，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1＝＋123 kJ·mol－1。(2)反应②：CuCl2(s)＋O2(g)CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2，根据盖斯定律，①＋②得：2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
[答案] (1)＋123
(2)2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
7．(1)(2016·全国卷Ⅱ)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：
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＝－1048.9 kJ·mol－1。
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_________________________
__________________________________________________________。
(2)(2014·广东卷)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1
②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1
③CO(g)C(s)＋CO2(g) ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝______________(ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)
[解析] (1)根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。联氨与N2O4反应产生大量气体且放出大量的热，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。(2)根据盖斯定律，反应①×4＋反应②＋反应③×2可得2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g) ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
[答案] (1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(2)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
