2023版三维设计高中化学总复习核心素养测评(十九) 化学能与热能

核心素养测评（十九）化学能与热能

一、选择题：本题包括12个小题，每小题仅有1个选项符合题意。

1.（2021•上海虹口区二模）我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M

的催化反应历程。该历程可用示意图表示如图，下列说法错误的是（）

体

系

能

量

A.①一②过程有热量放出

B.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙酸

C.反应过程中有C—H、C—C、O—H生成

D.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%

解析：C依据图示反应历程可知甲烷在催化剂作用下断裂C-H生成中间产物①，

①f②过程中形成C—C,从②到CH3coOH有O—H生成。①②过程能量变低，有热量

放出，故A止确；结合图例和分子结构示意图，X为CH4、Y为CCh、M为CH3coOH,

即X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙酸，故B正确；反应过程中没有C—H生成，①一②

过程中形成C—C,从②到CH3coOH有O—H生成，故C错误；依据反应历程可知甲烷与

二氧化碳反应生成乙酸的反应为化合反应，所有原子都转移到目标产物，原子利用率为

100%,故D正确。

2.（2021•上海市松江一模）如图是某反应的能量关系图，下列叙述错误的是（）

A.反应物总能量高于生成物的总能量

B.曲线b是使用了催化剂的能量变化曲线

C.反应的热化学方程式为4HCl(g)+02(g)sr2Cl2(g)4-2H2O(g)△"=-115.6

kJmol

D.若反应生成2moi液态水，放出的热量低于115.6kJ

解析：D由图看出反应物总能量高，生成物总能量低，反应物总能量高于生成物总能

量，故A正确；使用催化剂能降低反应所需活化能，则b为使用催化剂的图像，a为未使用

催化剂的图像，故B正确;反应物为4HCl(g)+O2(g),生成物为2c12(g)+2H?O(g),反应放

出热量为115.6kJ,所以热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)鲁12Cl2(g)4-2H2O(g)NH=

-115.6kJ-moP1,故C正确；若生成2moi液态水，液杰水比气态水能量低，放热会更多，

放出的热量高于U5.6kJ,故D错误。

3.已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

△〃=一483.6kJ-mol-1

②H2(g)+S(g)=H2s(g)

△H=-20.1kJ-moF1

下列判断正确的是()

A.Imol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJ

B.1molH20(g)和1molH2s(g)的能量相差221.7kJ

C.由①②知，水的热稳定性强于硫化氢

D.若反应②中改用固态硫，则1molS(s)完全反应放出的热最小于201kJ

解析：DA项，1mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8kJ,错误；B项，Imol

Iiq(g)和ImolH2s(g)的能量无法比较，错误；C项，由①@不能得到水的热稳定性强于硫

化氢，错误。

4.下列热化学方程式正确的是()

选项已知条件热化学方程式

H2+C12=2HC1

A山的燃烧热为〃kJ.mo「

A?/=—«kJ-mol1

1molS02.0.5molO2完全反应，放出2SO2(g)+O2(g)2so3(g)AH=—

R

热量98.3kJ98.3kJ-mol-1

H'(aq)+OH(aq)=H2O(l)H2so4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)

C

11

△"=一57.3kJ-moP+2H2O(1)\H=-114.6kJ-moF

P“白磷，s)=4P(红磷，s)\H=-4b

D31g白磷比31g红磷能量多bkJ

kJmol1

解析：D符合已知条件的应是H2和02反应，且热化学方程式中要注明各物质的聚集

状态，A错；A”应为一196.6B错；由于生成BaSOs沉淀，放出的热量大于114.6

kJ,C错。

5.十氢蔡是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢祭(GoHi8)-四氢蔡(GoH㈤f蔡

W

(CK)H8)的脱氢过程释放氢气。已知：

I.CioHi8(l)=CioHi2(l)+3H2(g)AH,

II.CioHi2(l)=CioH8(l)+2H2(g)AW2

假设某温度下,A4>A〃2>0。下列“GoHEl)fGoH]2⑴fCIOH8⑴”的“能量一反应

过程”示意图正确的是()

能依能冒

浦*)+51123

C,II(l)+3H(g)

C10H8(l)+5II2(g)0122

CEQ)

解析：B某温度下，说明该反应的正反应均为吸热反应，即反应物的

总能量小于生成物的总能量，A、C错误；由于说明第一个反应吸收的热量比

笫二个反应多，从B、D两个图像看出，D中不符合题意，D错误，B正确。

6.已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)NHz

3

2Fe(s)+5O2(g)=Fe2O3(s)AH、

3

2Al(s)+尹2(g)=A12O3(s)NH、

2Al(s)+Fc2O3(s)=Al2O3(s)+2Fc(s)A/75

下列关于上述反应焙变的判断正确的是()

A.AA7i<0,A/73X)

B.AH5V0,AH4V班

C.△，产八"十八小

D.=

解析：B燃烧反应都是放热反应，故AHVO,A错误；将上述反应分别编号为

④⑤，反应⑤是铝热反应，显然是放热反应，A/75<0,反应④一反应③可得反应⑤,

3

即△“5=A“4一△“3<0,B正确，D错误；反应②+反应③可得反应3H2(g)+5

O2(g)=3H2O(g),故△M=|S42+A“3),C错误。

7.(2021•走庆适应性考试)已知Ag)+H2(g)―>CH；CH2CH3(g)A”=-157kJ-mcF'c

已知环丙烷(g)的燃烧热bH=-2092kJ-moF1,丙烷(g)的燃烧热△"=-2220kJmor'lmol

液态水蒸发为气态水的嬉变AH=+44kJmoF'o则2mol氢气完全燃烧生成气态水的

△〃(kJmolr)为()

A.-658B.一482

C.-329D.-285

解析：B已知反应①为八(g)+Fh(g)—>CH3cH2cH3(g)AH1=-157kJ-moF1,

反应②：A(g)4-1o2(g)=3CO2(g)4-3H2O(l)

_1

AH2=-2092kJmol,

反应③：CH3cH2cH3(g)+5O2(g)—3CO2(g)4-4H2O(l)AA/3=-2220kJmol1,

1

反应④：H2O(l)=H2O(g)A/74=+44kJ-rnol-,则按盖斯定律，反应①一反应②+反

应③+反应④得到反应：H2(g)+102(g)=H20(g)△从△”=AH—△〃2+A”3+=-241

-1

kJ-mol,则2mol氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)4-O2(g)=2H2O(g)

AW=-482kJ-mol-1,B正确。

8.氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是()

HX(aq)——丝_-H*(aq)+X(aq：

△MAH6

H'(g)+X(g)

△〃3AH5

HX(g)—也——>H(g)-X(g)

A.已知HF气体溶于水放热，则HF的A”i<0

B.相同条件下，HCI的比HBr的小

C.相同条件下，HCI的A〃3+△4比HI的大

D.一定条件下，气态原子生成1molH—X放出akJ能量，则该条件下△，2=+akJ-mol

解析：DA项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF

的AM>0,错误；B项，由于HC1比HBr稳定，所以相同条件下HC1的A”?比HBr的大，

错误；C项，代表H(g)一H，(aq)的焰变，与是HC1还是HI无关，错误；D项，

一定条件下，气态原子生成1molH—X放出akJ能量，则断开1molH—X形成气态原子

吸收akJ的能量,即△”2=+akJ”no「,正确。

9.(2022・开封模拟)已知室温下，将CuSOKHzOG)溶于水会使溶液温度降低，将CuSOm)

溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是()

A.AH(>0

B.

C.

D.=+

解析：CA项，CuSOQHzCKs)受热分解生成CuSCMs),为吸热反应，△”>(),正确;

B项，A/72>0,A//3VO,则正确；C项，AH3<(),AH|>(),则A〃3VA〃，错

误；D项，根据盖斯定律可知：NH2=bH\+bH3,正确。

10.金属插入CH4的C—H形成高氟化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作

用、金属有机化学等领域，如图是CH«与Zr形成过渡金属化合物的过程。卜列说法不正确

T

c

w

i

)

V0、

A.整个反应快慢，由CH2—Zr…H2f状态2反应决定

B.Zr+CH4—>CH—Zr-H?A”=+39.54kJmoL

C.在中间产物中CH.?—Zr…H状态最稳定

D.Zr+CH4—>CH3—Zr…Hi活化能为201.84kJmol।

解析：D整个反应的快慢取决于最慢的反应，反应的活化能越高，反应速率越慢，由

图可知，由CHz-Zr…H2f状态2的活化能最大，故整个反应的快慢就取决于该反应，A正

确；由图可知，Zr+CH4的总能量为OkJ-mo「*而CH—Zr…氏的总能量为+39.54kJmol

故Zr+CH4—>CH—Zr-H3△”=+39.54klmoL,B正确；物质所具有的能量越低

越稳定，由图可知,在中间产物中CH3—Zr…H的能量为-114.47kJ-mo「为最低,故中间

产物中CH3—Zi•…H状态最稳定，C正确；由图中可以读出，Zr+CH4―>CH3—Zr-Hi®

化能为99.20D错误。

11.工业上常利用CO?和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行，整个过程

中的能量变化如图所示。下列说法错误的是()

A.NH2coONH4为合成尿素反应的中间产物

B.反应I逆反应的活化能〉反应II正反应的活化能

C.反应H在热力学上进行趋势较小

D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2⑴+H2O⑴的焰变AH=ELE2

解析：D从图像可知，合成尿素的过程中生成了NH2co0NH4,其为合成尿素反应的

中间产物，A正确；活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图

像可知，反应【逆反应的活化能,反应II正反应的活化能，B正确；反应II为吸热反应，在

热力学上进行趋势较小，C正确；2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2⑴+比0(1)为放热反应，\H

=生成物的总能量一反应物的总能量<0,即A"=&一£i,D错误。

12.(2021•湖南省招生适应性考试)活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO

自由基与02反应过程的能量变化如图所示：

100

“zc过渡态I

(

-吸H过渡态IV

c1

-0K/■-18.92

u

.中间

n产物X

o

、-100-12.16过渡态n鹑\生成物P1

片

-153.58态川\dI-O-O-N-O）

卷」.-20059^....-202100

玄-200市间嗝\

至

产物Y产物Z

-300-201.34-205.11\

生成物P2（H-O：NCo）

-320.40

下列说法正确的是()

A.该反应为吸热反应

B.生成物的稳定性：P1>P2

C.该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ.mo「

D.相同条件下，由中间产物Z转化为生成物的速率：r(Pl)<u(P2)

解析：C由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该

反应为放热反应，故A错误；生成物P2具有的能量比生成物P1所具有的能量低，所以生

成物P2比生成物P1更稳定，故B错误；由图示可知中间产物Z到过渡态IV所需活化能最

大,则上正=186.l9kJ-mo「l故C正确；由图示可知，由Z到生成物P1所需的活化能低于

由Z到生成物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化力生成物的速率：WPl)>mP2),故D

错误。

二、非选择题：本题包括3个小题。

13.(2022.四川都江堰•中学模拟)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态

环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSCh的形式固定，从而降低SO2的排放。但

是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热

化学方程式如下：

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)AM=+218.4kJ-moL(反应I)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)

△W2=-l75.6kJmo「(反应II)

请回答下列问题：

(1)反应I是放热反应还是吸热反应？，能否通过反应I判断等物质的量的

CO、82具有能量的高低？。

(2)已知CO转化成CO?的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式

_____________________________________________，则CO的燃烧热bH=kJ-moP'o

能1

量2CO(g)+O2(g)

W=-566kJ-mor1

.....元5(g)

°反应过程

(3)依据反应I、II确定反应CaO⑸+3CO(g)+SO2(g)=CaS⑸+3co2(g)△〃—

kJ-moP'o

解析：(I)反应I的△,>(),故反应为吸热反应；通过反应I只能判断反应物总能量低

于生成物总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。

⑵由图可知2co(g)+O2(g)=2CO2(g)A”=-566kJ-moF1,则CO的燃烧热\H=^

X(-566kJmol-|)=-283kJ-moI-1.

(3)利用盖斯定律将反应H减去反应I可得目标热化学方程式，其△，=(-175.6—

218.4)kJmor'=一394kJ-moF1。

1

答案：⑴吸热反应否(2)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AW=-566kJ-mol--283

(3)-394

1-1

14.如图中：Ei=134kJ-moF,E2=368kJ-mol,根据要求回答问题:

⑴如图是1molNCMg)和1molCO(g)反应生成CO?(g)和NO(g)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，Ei的变化是(填“增大”“减小”

或“不变”，下同)，NH的变化是。请写出NO?和CO反应生成CCh(g)和NO(g)

的热化学方程式：，

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如

下：

©CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)

△"=+49.0kJ-moF1

@CH30H(g)+|02(g)=C02(g)4-2H2(g)

AW=-192.9kJmor1

又知③H2O(g)=H2。⑴A"=-44kJ・moL,则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程

式为____________________________________________________________________________

⑶已知在常温常压下：①2cH30H⑴+3O2(g)=2CCh(g)+4H2O(g)AH=-1275.6

kJmor1

②2co(g)+O2(g)=2CO2(g)△〃=-566.0kJmol_1

③H2O(g)=H2O⑴△"=-44.0kJ-moI-1

请写出1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水的热化学方程式:

解析：(1)观察图像，0为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是不

变：1molNCh(g)和1molCO(g)反应生成COa和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量

差，因此该反应的热化学万程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)A〃=-234kJ-moL。

(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：②X3一①X2

+③X2,即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。

(3)根据盖斯定律，由(①一②+③X4)X^得CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)

=—442.8kJmol

答案：⑴减小不变NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)A/7=-234kj-mol

3

(2)CH30H(g)+/2(g)=CO2(g)+2H20(1)

△”=一764.7kJmol_1

(3)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)

-442.8kJ-moP1

15.氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究重点。

-1

I.已知：4HCl(g)+O2(g)。宵2Cb(g)+2H2O(g)A//=-115.6kJ-mol

QMUI.

-1

H2(g)+Cl2(g)=2HCI(g)AH=-184kJmol

43靠『「@⑪

驾T'G⑹

@@⑥+⑥

(1汨2与反应生成气态水的热化学方程式是

(2)断开1molH—O所需能量为kJ。

II.己知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△，=+206.2kJ-mol-,®

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

△”=+247.4kJ-moF1@

又知CH4的燃烧热为890.3kJmoPL

(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：。

(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH£g)与H2O(g)反应生成CO2(g)

和H2(g)的热化学方程式为