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专题21化学能与热能1．下列与化学反应能量相关的说法正确的是（）A．所有燃烧反应都是放热反应B．吸热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率D．水电站把机械能转化成电能，而核电站把化学能转化成电能【答案】A【解析】A.所有的燃烧反应都是放热反应，故A正确；B.吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故B错误；C.反应速率与反应是吸热还是放热无关，反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关，故C错误；D.水电站把机械能转化成电能，而核电站把核能转化成电能，故D错误。2．下列说法正确的是（）A．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同B．任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同C．已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-bkJ·mol-1,则abD．已知:①C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH=-395.0kJ·mol-1,则C(s,石墨)C(s,金刚石)ΔH=-1.5kJ·mol-1【答案】A【解析】A.反应焓变和反应物、生成物的能量有关，与反应条件变化途径无关，同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H相同，A项正确；B.中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，弱酸、弱碱存在电离平衡过程是吸热过程，所以有弱酸或弱碱参加的反应生成1mol水放出热量小于强酸强碱反应生成1mol水，B项错误；C.依据①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-akJ•mol-1，②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H=-bkJ•mol-1，液态水变化为气态水吸热，则a＜b，C项错误；D.①C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1，②C（s，金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H=-395.0kJ•mol-1，依据盖斯定律①-②得到：则C（s，石墨）=C（s，金刚石）△H=+1.5kJ•mol-1，D项错误。3．已知化学反应A2(g)+B2(g)＝2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（）A．每生成2molAB吸收bkJ热量[来源:]B．该反应热△H=+(a-b)kJ•mol-1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量【答案】B【解析】A.依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB，每生成2molAB吸收吸收(a−b)kJ热量，A项错误；B.反应热△H=反应物能量总和−生成物能量总和，所以反应热△H=+(a-b)kJ•mol-1，B项正确；C.依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量，C项错误；D.断裂化学键吸收能量，则断裂1molA−A和1molB−B键，吸收akJ能量，D项错误。4．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关，键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：已知白磷燃烧的化学方程式为P4(s)＋5O2(g)=P4O10(s)该反应放出热量2378kJ，且白磷分子为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则下表中x为()化学键P—PP—OO=OP=O键能(kJ·mol－1)197x499434A．410B．335C．360D．188【答案】C【解析】1mol白磷完全燃烧需断开6molP—P键、5molO=O键，形成12molP—O键、4molP=O键，所以ΔH＝6×197kJ·mol－1＋5×499kJ·mol－1－(12×xkJ·mol－1＋4×434kJ·mol－1)＝－2378kJ·mol－1，解得x≈360，故C正确；答案选C。5．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收l.895kJ的热能。据此，试判断在100kPa压强下，下列结论正确的是（）A．金刚石比石墨稳定B．1mol石墨比lmol金刚石的总能量低C．1mol石墨比lmol金刚石的总能量高D．1mol石墨中的总键能比1mol金刚石中的总键能低【答案】B【解析】可以写出热化学方程式C(s，石墨，)=C(s，金刚石)△H=＋1.895kJ·mol－1。石墨转化为金刚石，需要吸收能量，1mol石墨的总能量比1mol金刚石的总能量低。A．物质的能量越低越稳定，石墨的能量低，则石墨比金刚石稳定，A项错误；B．石墨转化为金刚石为吸热反应，则1mol石墨比lmol金刚石的总能量低，B项正确；C．石墨转化为金刚石为吸热反应，则1mol石墨比lmol金刚石的总能量低，C项错误；D．化学反应中，断开化学键要吸收能量，形成化学键释放能量，石墨转化为金刚石为吸热反应，则断键吸收的能量比形成键释放的能量多，石墨的总键能比较高，D项错误。6．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1molI2蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量；③由H原子和I原子形成1molHI分子时释放299kJ的能量。下列判断不正确的是（）A．I2蒸气比H2分子稳定B．2molHI(g)发生分解反应吸收11kJ热量C．HI与NaOH反应属于放热反应D．0.5molH2(g)与0.5molI2(g)完全反应释放出5.5kJ热量【答案】A【解析】A.断裂1molH2分子中的化学键需吸收能量436kJ，断裂1molI2蒸气中化学键时需要吸收151kJ的能量，所以相同条件下，H2分子中的化学键更牢固，则H2比I2稳定，故A错误；B.反应：H2+I2=2HI，生成2molHI需要吸收能量断裂旧的化学键1molH−H键和1molI−I键，形成新的化学键释放能量。所以该反应的反应热为△H=436kJ+151kJ−2×299kJ=−11kJ/mol0，所以2molHI(g)发生分解反应吸收11kJ热量，故B正确；C.HI与NaOH反应属于中和反应，中和反应为放热反应，故C正确；D.由B分析可知，H2+I2=2HI生成2molHI放出11kJ热量，所以0.5molH2(g)与0.5molI2(g)完全反应释放出5.5kJ热量，故D正确。7．在25℃、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ/molB．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ/molC．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4y－x)kJ/molD．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ/mol【答案】D【解析】根据题意，22gCO2通入1mol•L-1NaOH溶液750mL中充分反应，0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成物质的量均为0.25mol的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，反应的化学方程式为2CO2+3NaOH═NaHCO3+Na2CO3+H2O，由0.5molCO2反应放出热量为xkJ，则2molCO2反应放出热量为4xkJ，则热化学反应方程式为2CO2（g）+3NaOH（aq）═NaHCO3（aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=-4xkJ/mol①，又1molCO2通入1L2mol•L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则热化学方程式为2NaOH（aq）+CO2（g）═Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=-ykJ/mol②，由盖斯定律可知，①-②可得，NaOH（aq）+CO2（g）═NaHCO3（aq）△H=-（4x-y）kJ/mol，故选D。8．俄罗斯用“质子—M”号运载火箭成功将“光线”号卫星送入预定轨道，发射用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知：（1）H2(g)=H2(l)△H1=-0.92kJ·mol-1（2）O2(g)=O2(l)△H2=-6.84kJ·mol-1（3）如图：下列说法正确的是（）A．2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量低B．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为：2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H=-474.92kJ·mol-1C．氢气的燃烧热为△H=-241.8kJ·mol-1D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量【答案】B【解析】A．由图像可知2molH2（g）与1molO2（g）反应生成2molH2O（g），放出483.6kJ的热量，故2molH2（g）与1molO2（g）所具有的总能量比2molH2O（g）所具有的总能量高，选项A错误；B．由图像可知2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•mol-1①，H2（g）=H2（l）△H1=-0.92kJ•mol-1②，O2（g）=O2（l）△H2=-6.84kJ•mol-1③，根据盖斯定律可知将①-②×2-③可得2H2（l）+O2（l）═2H2O（g）△H=-474.92kJ•mol-1，选项B正确；C．氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的燃烧热为△H=-（483.6+88）kJ/mol÷2＝-285.8kJ/mol，选项C错误；D．H2O（g）变成H2O（l）为物理变化，不存在化学键的断裂和生成，选项D错误。9．反应Ⅰ：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH＝＋218.4kJ·mol－1反应Ⅱ：CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH＝－175.6kJ·mol－1假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是A．B．C．D．【答案】C【解析】由热化学方程式可知：反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，则反应Ⅰ中反应物的总能量低于生成物的总能量，反应Ⅱ中反应物的总能量高于生成物的总能量，则A、D错误；又因为反应Ⅰ的速率（v1）大于反应Ⅱ的速率（v2），则反应Ⅰ的活化能低于反应Ⅱ的活化能，则B错误。10．研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是A．总反应是放热反应B．Fe+使反应的活化能降低C．FeO+也是该反应的催化剂D．Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步反应均为放热反应【答案】C【解析】A.由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，A正确；B.Fe+在反应前后的质量和性质保持不变，故其作催化剂，使反应的活化能减小，B正确；C.催化剂是加入的物质，可以改变反应速率，但其质量和化学性质不变，而FeO+是反应过程的中间产物，因此不是催化剂，C错误；D.由图可知，Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步中均为反应物总能量大于生成物总能量，因此二者均为放热反应，D正确。11．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是()[来源:Z#xx#k.Com]A．白磷比红磷稳定B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2，则ΔH1ΔH2C．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH0D．石墨转变为金刚石是吸热反应【答案】D【解析】A、根据白磷与氧气反应、红磷与氧气反应的图象，推出红磷的能量低于白磷，依据能