化学能与热能1．“天宫一号”目标飞行器与“神舟九号”载人飞船的交会对接，标志着我国具备了建设空间站的基本能力。下列有关说法正确的是( )A．火箭升空的动力主要来源于化学能B．“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为动能C．“天宫一号”中的氢氧燃料电池将电能转换为化学能D．“天宫一号”利用太阳能将水加热分解为氢气和氧气2．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是( )A．由Zn和稀H2SO4制氢气B．灼热的炭粉与二氧化碳反应C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合D．碳酸钙的分解3．下列说法或表示方法不正确的是( )A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ/mol，含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJC．由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH＝＋73kJ/mol，可知石墨比金刚石稳定D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8kJ/mol4.(2022·大同二模)反应A＋B―→C分两步进行：①A＋B―→X，②X―→C，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应A＋B―→X的活化能。下列有关叙述正确的是( )A．E2表示反应X―→C的活化能B．X是反应A＋B―→C的催化剂C．反应A＋B―→C的ΔH<0D．加入催化剂可改变反应A＋B―→C的焓变5．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：\n下列说法正确的是( )\nA．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水6．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1②H2(g)＋S(g)===H2S(g) ΔH＝－20.1kJ·mol－1下列判断正确的是( )A．1mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJB．1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJC．由①②知，水的热稳定性小于硫化氢D．若反应②中改用固态硫，1molS(s)完全反应，放出的热量小于20.1kJ7．白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P==OckJ·mol－1、O==OdkJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－18．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－12H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84kJ·mol－1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热的ΔH等于( )A．－417.91kJ·mol－1 B．－319.68kJ·mol－1\nC．＋546.69kJ·mol－1D．－448.46kJ·mol－19.(2022·全国卷Ⅱ)在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH12H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH32S(g)===S2(g) ΔH4则ΔH4的正确表达式为( )A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)10．(2022·重庆高考)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1。下列叙述正确的是( )A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8kJ·mol－111．到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol，断裂1molH—H键吸收的能量为436kJ，断裂1molCl—Cl键吸收的能量为247kJ，则形成1molH—Cl键放出的能量为________。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)\nΔH＝－890.3kJ·mol－1②C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1标准状况下22.4L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是________。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH为________。12．(1)(2022·安徽高考)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)，放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图下：1molNH全部被氧化成NO的热化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。13．(2022·沈阳模拟)题图中：E1＝134kJ·mol－1，E2＝368kJ·mol－1，根据要求回答问题：(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(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________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)\nΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知在常温常压下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1275.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566.0kJ/mol③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0kJ/mol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：________________________________________________________________________。答案1．选A A项，火箭升空的动力主要来源于推进剂之间的化学反应，属于化学能，正确。2．选A 该图示为放热反应能量图，A为典型放热反应，B、C是教材知识点，是吸热反应的典型代表，D项反应条件是高温，需持续加热，是吸热反应。3．选D D项，反应热计算错误。4．选C 反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应A＋B―→C是放热反应，即ΔH<0，C正确。5．选B 吸热反应的反应物总能量小于生成物的总能量，B正确。6．选D A项，1mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8kJ；B项，H2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。7．选A 由图可以看出：P4中有6mol的P—P,5mol的O2中含有5molO==O，1mol的P4O10中含有4mol的PO,12mol的P—O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。8．选B Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－1H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－98.23kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1三式相加得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===2H2O(l)＋Cu2＋(aq)ΔH＝－319.68kJ·mol\n－1。9．选A 根据盖斯定律，由第一个反应×＋第二个反应×－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×＋ΔH2×－ΔH3×2＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。10．选C 根据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1，C项正确。11．解析：(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol，该反应的ΔH＝旧键断裂吸收的能量－新键形成放出的能量，设形成1molH—Cl键放出的能量为x，则每发生这样的反应1mol，ΔH＝436kJ·mol－1＋247kJ·mol－1－2x＝－185kJ·mol－1，解得x＝434kJ·mol－1，所以每形成1molH—Cl键放出434kJ的能量。(2)设混合气体中CH4的物质的量为a，H2的物质的量为b，a＋b＝1mol,890.3kJ·mol－1×a＋571.6kJ·mol－1×b/2＝588.05kJ，解得a＝0.5mol，b＝0.5mol，所以H2的质量为0.5mol×2g·mol－1＝1.0g。根据反应C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)可知，②＋③－①即得，该反应的反应热为ΔH＝－571.6kJ·mol－1－393.5kJ·mol－1＋890.3kJ·mol－1＝－74.8kJ·mol－1。答案：(1)434kJ (2)1.0g －74.8kJ/mol12．解析：(2)根据盖斯定律可知，1molNH(aq)被全部氧化成NO(aq)的反应热ΔH＝－273kJ/mol＋(－73kJ/mol)＝－346kJ/mol。答案：(1)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ·mol－1(2)NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ/mol13．解析：(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：②×3－①×2＋③×2，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(①－②＋③×4)÷2得CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442.8kJ/mol。答案：(1)减小 不变 NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7kJ·mol－1(3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－442.8kJ/mol
