第19讲 化学能与热能
一、选择题
1．下列说法不正确的是( ) A．化学能可以转变成热能、电能等 B．化学反应必然伴随着能量变化
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的 D．化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关
解析：选D。化学反应的实质是旧化学键断裂与新化学键形成，一定伴随着能量变化；化学变化过程中产生的能量可以转化为热能、电能等，且化学反应中，反应物的质量(或物质的量)的多少及物质的聚集状态，影响反应中能量变化的多少。
2．(2020·邢台高三期末)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：选C。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，电能转化为化学能、光能，化学能转化为电能等，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。
3．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)的能量
1
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：选D。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项正确；在CaCO3中，Ca和CO3之间存在离子键，CO3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。
4．已知反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH4 CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s) ΔH5 下列说法正确的是( ) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 C．ΔH2＜0，ΔH4＞0
B．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 1
D．ΔH5＝ΔH1＋ΔH4
2
2＋
2－
2－
解析：选B。将已知反应依次编号为①②③④⑤。反应①和反应③都是放热反应，因此ΔH1＜0，ΔH3＜0，故A错误；根据盖斯定律，由②＋③可得反应①，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故B正确；反应②为吸热反应，因此ΔH2＞0，反应④为放热反应，因11
此ΔH4＜0，故C错误；根据盖斯定律，由×(③－④)可得反应⑤，因此ΔH5＝ΔH3－
221
ΔH4，故D错误。 2
5．(2020·邯郸教学质量检测)工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇，化学原理为CH2===CH2(g)＋H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示：
化学键 键能/ (kJ·mol) －1C—H 413 C===C 615 H—O 463 C—C 348 C—O 351 下列说法中错误的是( ) A．上述合成乙醇的反应是加成反应
B．相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等 C．碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的2倍
2
D．上述反应式中，ΔH＝－96 kJ·mol
解析：选D。题述反应式中，ΔH＝615 kJ·mol＋413 kJ·mol×4＋463 kJ·mol
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
×2－348 kJ·mol－413 kJ·mol×5－463 kJ·mol－351 kJ·mol＝－34 kJ·mol
1
－
，D项错误。
6．已知：①Cu(s)＋2H(aq)===Cu(aq)＋H2(g) ΔH1 ②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3
则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H(aq)===Cu(aq)＋2H2O(l)的ΔH＝( ) 11
A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2211
B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3
22C．ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
11
解析：选A。根据盖斯定律，由①＋②×＋③×可得所求的热化学方程式，即ΔH＝
22
＋
2＋
＋
2＋
11
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
22
7．已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ·mol；H2(g)＋
－1
－1
1
2
O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8 kJ·mol。CO2与H2反应生成甲烷与液态水的热化学方程式为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l) ΔH3，则ΔH3＝( )
A．－252.9 kJ·mol C．－604.5 kJ·mol
－1－1
B．＋252.9 kJ·mol D．＋604.5 kJ·mol
－1
－1
解析：选A。将已知反应依次编号为①②，根据盖斯定律，由4×②－①可得所求热化学方程式，则ΔH3＝4ΔH2－ΔH1＝－252.9 kJ·mol。
8．火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－533.23 kJ·mol
H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44 kJ·mol 2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔH3＝－196.4 kJ·mol
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( ) A．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)
－1
－1
－1－1
3
ΔH＝＋817.63 kJ·mol
B．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.63 kJ·mol
C．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－641.63 kJ·mol
D．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－817.63 kJ·mol
解析：选B。将已知反应依次编号为①②③，联氨与过氧化氢反应生成液态水的反应热ΔH＝ΔH1＋ΔH3＋2×ΔH2＝－817.63 kJ·mol，生成气态水的反应热ΔH＝ΔH1＋ΔH3－2×ΔH2＝－641.63 kJ·mol，故B正确。
9．NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应2NO(g)＋CO(g)该反应过程经历如下两步：
反应Ⅰ：NO(g)＋CO(g)＋Rh(s)ΔH1＝－33.44 kJ·mol 反应Ⅱ：RhN(s)＋NO(g)
Rh(s)＋N2O ΔH2＝－319.35 kJ·mol
－1
－1－1
－1
－1－1－1
－1
N2O(g)＋CO2(g) ΔH，
RhN(s)＋CO2(g)
如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能量变化对比图。下列有关判断正确的是( )
A．ΔH＝－285.91 kJ·mol B．E1为反应2NO(g)＋CO(g)
N2O(g)＋CO2(g)的活化能
－1
C．E2为使用催化剂后降低的活化能
D．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率 解析：选D。根据盖斯定律，由反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得2NO(g)＋CO(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－352.79 kJ·mol，A项错误；E1为2NO(g)＋CO(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差，B项错误；E2为2NO(g)＋CO(g)
－1
N2O(g)＋CO2(g) N2O(g)＋CO2(g)N2O(g)＋CO2(g)
的焓变，C项错误；使用合适的催化剂可降低反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确。
10．(2020·河南豫北、豫南第一次联考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g) 下列说法中正确的是( ) A．三步反应均为放热反应 B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
4
C．步骤(Ⅰ)中HOOBr比HBr和O2稳定
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－12.67 kJ·mol 解析：选B。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤(Ⅰ)为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应均为放热反应，温度升高，反应速率加快，B项正确；步骤(Ⅰ)中HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－50.68 kJ·mol
1
－
－1
，D项错误。
11．(2020·岳阳一模)研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程
＋
如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe===N2＋FeO(慢)、②FeO＋CO===CO2＋Fe(快)。下列说法正确的是( )
＋＋＋＋
A．反应①是氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应
B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定 C．Fe使反应的活化能减小，FeO是中间产物 D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O
解析：选C。A项，反应①②均有元素化合价的升降，因此都是氧化还原反应，错误；B项，由题图可知，反应①②都是放热反应，总反应的化学反应速率由速率慢的反应①决定，错误；C项，Fe做催化剂，使反应的活化能减小，FeO是反应过程中产生的物质，因此是中间产物，正确；D项，由于没有指明外界条件，所以不能确定气体的体积，错误。
二、非选择题
12．请参考题中图表，根据要求回答下列问题：
＋
＋
＋
＋
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。
5
2021版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第19讲 化学能与热能课后达标检测 新人教版
