1．(2011•上海高考)據(jù)報道，科學家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關水分解過程的能量變化示意圖正確的是( )
解析：分解水屬于吸熱反應，催化劑可以降低活化能。
答案：B
2．下列與化學反應能量變化相關的說法不正確的是( )
A．任何化學反應都伴隨著熱量的變化
B．一個反應是吸熱反應還是放熱反應要看反應物和生成物具有總能量的相對大小
C．化學鍵的斷裂一定吸收能量， 化學鍵的形成一定釋放能量
D．化學反應過程的能量變化除熱能外，也可以是光能、電能等
解析：任何化學反應都伴隨著能量的變化，但不一定是熱量的變化，A錯。
答案：A
3．已知化學反應A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是( )
A．每生成2分子AB吸收b 熱量
B．該反應熱ΔH＝＋(a－b) •ol－1
C．該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量
D．斷裂1 ol A—A和1 ol B—B鍵，放出a 能量
解析：觀察題給圖像可以得到，上述反應的反應物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應，其中反應熱ΔH＝＋(a－b)•ol－1�；瘜W反應過程中，化學鍵斷裂為吸熱過程，化學鍵形成為放熱過程。
答案：B
4．(2011•臨沂二模)肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的燃料，它與N2O4反應時，N2O4為氧化劑，生成氮氣和水蒸氣。已知：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.7 /ol，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 /ol，
下列表示肼跟N2O4反應的熱化學方程式，正確的是( )
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g) ＋4H2O(g)
ΔH＝－542.7 /ol
B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1059.3 /ol
C．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1076.7 /ol
D．N2H4(g) ＋12N2O4(g)===32N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1076.7 /ol
解析：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋8.7 /ol①，
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 /ol②，
將熱化學方程式②×2－①就可以得到肼與N2O4反應的熱化學方程式，則ΔH＝－534.0 /ol×2－8.7 /ol＝－1076.7 /ol，選項C正確。
答案：C
5．甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能。已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.8 /ol；
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝－192.9 /ol。
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學反應方程式為________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反應②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝________ /ol(用E1、E2表示)。
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能比甲醇蒸氣作為能的優(yōu)點：____________________(寫出
兩點即可)。
解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，反應①＋反應②可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 /ol。
(2)反應的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關，與中間狀態(tài)無關，故ΔH2＝E1－E2。
(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知，
H2(g)的燃燒熱為ΔH＝－285.9 /ol。
(4)比較H2(g)和CH3OH(g)完全燃燒的熱化學方程式，H2(g)燃燒產(chǎn)物為H2O，其對環(huán)境無任何影響，CH3OH(g)燃燒會產(chǎn)生對環(huán)境有影響的溫室氣體CO2，且等質(zhì)量的H2(g)燃燒比CH3OH(g)燃燒放出的熱量多。
答案：(1)CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7 /ol
(2)E1－E2 (3)－285.9 /ol
(4)H2燃燒的產(chǎn)物對環(huán)境無任何污染；等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
(限時45分鐘，滿分100分)
一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)
1．(2011•江蘇高考)化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關。下列措施有利于節(jié)能減排、保護環(huán)境的是( )
①加快化石燃料的開采與使用；②研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥；③應用高效潔凈的能轉(zhuǎn)化技術；④田間焚燒秸稈；⑤推廣使用節(jié)能環(huán)保。
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．②④⑤
解析：本題考查化學與STSE的聯(lián)系，意在考查考生運用化學知識解決實際問題的能力。加快化石燃料的開采與使用不利于節(jié)能減排，田間焚燒秸桿會污染環(huán)境，故選B.
答案：B
2．(2011•上海高考)根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式
(?)I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝－9.48 /ol
(?)I2(s)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝＋26.48 /ol
下列判斷正確的是( )
A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應放熱9.48
B．1 ol固態(tài)碘與1 ol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00
C．反應(?)的產(chǎn)物比反應(?)的產(chǎn)物穩(wěn)定
D．反應(?)的反應物總能量比反應(?)的反應物總能量低
解析：反應是可逆反應，反應物不能完全轉(zhuǎn)化；利用蓋斯定律可得出1 ol 固態(tài)碘與1 ol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 ；同一種物質(zhì)的能量在相同條件下，能量一樣多。同樣利用蓋斯定律可得出選項D正確。
答案：D
3．已知斷開或形成1 ol化學鍵吸收或放出的能量稱為化學鍵的鍵能，如H—H鍵的鍵能為436 /ol，NN鍵的鍵能為945 /ol，N—H鍵的鍵能為391 /ol。則下列有關工業(yè)合成氨反應的熱化學方程式正確的是( )
解析：根據(jù)反應熱和鍵能的關系可得，ΔH＝945 /ol＋3×436 /ol－6×391 /ol＝－93 /ol。
答案：A
4．(2011•東城模擬)下列說法正確的是( )
A．任何酸與堿發(fā)生中和反應生成1 ol H2O的過程中，能量變化均相同
B．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同
C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－a •ol－1，
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－b •ol－1，
則a>b
D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 •ol－1，
②C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－395.0 •ol－1，
則C(s，石墨)===C(s，金剛石)
ΔH＝＋1.5 •ol－1
解析：A項，弱酸與弱堿發(fā)生中和反應生成1 ol H2O釋放的能量小于強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1 ol水釋放的能量，不正確；B項，不論是在光照還是在點燃條件下的ΔH均相同，不正確；C項，生成液態(tài)水放出的熱量多，故a<b，不正確；D項，根據(jù)蓋斯定律，用兩個熱化學方程式相減即得，正確。
答案：D
5．(2011•重慶高考)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結構中只存在S—F鍵。已知：1 ol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 ，斷裂1 ol F—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160 、330 。則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應熱ΔH為( )
A．－1780 /ol B．－1220 /ol
C．－450 /ol D．＋430 /ol
解析：本題考查化學反應熱計算。化學反應的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的生成放出熱量，兩個熱量變化的總體效應即為反應的熱效應。S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280 ＋160 ×3＝760 ，新鍵生成放出的熱量為330 ×6＝1980 ，反應放出1220 的熱量，ΔH＝－1220 /ol。
答案：B
6．將1 000 L 0.1 ol•L－1 BaCl2溶液與足量稀硫酸充分反應放出a 熱量；將1 000 L 0.5 ol•L－1 HCl溶液與足量CH3COONa溶液充分反應放出b 熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將500 L 1 ol•L－1 H2SO4溶液與足量(CH3COO)2Ba(可溶性強電解質(zhì))溶液反應放出的熱量為( )
A．(5a－2b) B．(2b－5a)
C．(5a＋2b) D．(10a＋4b)
解析：依題意可得：
Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－10a •ol－1；
CH3COO－(aq)＋H＋(aq)===CH3COOH(aq)
ΔH＝－2b •ol－1。
則Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2CH3COO－(aq)＋2H＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) •ol－1，即0.5 ol H2SO4參與反應放出的熱量為(5a＋2b)。
答案：C
7．(2011•海淀模擬)紅磷(P)和Cl2發(fā)生反應生成PCl3和PCl5，反應過程和能量的關系如下圖所示，圖中的ΔH表示生成1 ol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，該分解反應是可逆反應。下列說法正確的是( )
A．其他條件不變，升高溫度有利于PCl5的生成
B．反應2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)對應的反應熱 ΔH＝－798 /ol
C．P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式為：2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－306 /ol
D．其他條件不變，對于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反應，增大壓強，PCl5的轉(zhuǎn)化率減小，平衡常數(shù)K減小
解析：由圖可知，P和Cl2反應生成PCl5的熱化學方程式是：P(s)＋52Cl2(g)===PCl5(g) ΔH＝－399 /ol，則A項錯誤，B項正確；圖中的ΔH表示生成1 ol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，C項錯誤；溫度不變，平衡常數(shù)不變，D項錯誤。
答案：B
二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)
8．(15分)化學在能開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。
(1)蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀象冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化學方程式分別為：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 •ol－1，
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 •ol－1；
則356 g“可燃冰”(分子式為CH4•9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為______________________________________________________________________。
(2)0.3 ol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 熱量，其熱化學方程式為_________________________________________；
(3)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50 。試寫出丁烷燃燒反應的熱化學方程式____________________________。
解析：(1)356 g“可燃冰”釋放的甲烷為2 ol，根據(jù)題中的熱化學方程式寫出甲烷燃燒生成液態(tài)水的燃燒方程式可計算出放出的熱量。
(2)1 ol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量649.5 0.3＝2165 。
(3)1 ol丁烷質(zhì)量為58 g，從而可計算出反應熱并寫出熱化學方程式。
答案：(1)1780.6
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2165 /ol
(3)C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2900 /ol
9．(15分)在火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑H2O2，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 ol液態(tài)肼和足量H2O2反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 的熱量。
(1)寫出肼和H2O2反應的熱化學方程式_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 /ol，則16 g液態(tài)肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是____________。
(3)上述反應應用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是__________________________________________________________。
(4)向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，寫出反應的離子方程式
________________________________________________________________________
__________________________________________________________，該反應的還原產(chǎn)物
是________。
解析：(1)首先根據(jù)題意確定反應物和生成物，然后寫出化學方程式：N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。0.4 ol液態(tài)肼和足量H2O2反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 的熱量，則1 ol液態(tài)肼和足量H2O2反應時放出熱量為：2.5×256.64 ＝641.6 ，由此可寫出上述反應的熱化學方程式。
(2)16 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.5 ol，則與足量雙氧水反應生成0.5 ol N2和2 ol H2O(l)時放出熱量為：0.5 ol×641.6 /ol＋2 ol×44 /ol＝408.8 。
(3)反應生成的物質(zhì)是N2和H2O，無污染。
(4)氨氣中氮元素的化合價為－3，肼分子中氮元素的化合價為－2，則氨是還原劑，次氯酸鈉是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，然后根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒以及電荷守恒即可寫出離子方程式。
答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.6 /ol
(2)408.8
(3)產(chǎn)物為氮氣和水，無污染
(4)2NH3＋ClO－===N2H4＋Cl－＋H2O NaCl
10．(12分)聯(lián)合國氣候變化大會于2009年12月7～18日在哥本哈根召開。中國政府承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。
(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是________(填字母序號)。
A．電解水制氫：2H2O=====電解2H2↑＋O2↑
B．高溫使水分解制氫：2H2O=====高溫2H2↑＋O2↑
C．太陽光催化分解水制氫：
2H2O=====TiO2太陽光2H2↑＋O2↑
D．天然氣制氫：CH4＋H2O CO＋3H2
(2)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲醚)是解決能危機的研究方向之一。
已知：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
ΔH＝－90.7 •ol－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－23.5 •ol－1
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.2 •ol－1
則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學方程式為
______________________________________________________________________。
(3)在催化劑和一定溫度、壓強條件下，CO與H2可反應生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖所示，則：p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)，上述反應的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。
解析：(1)太陽能是取之不盡的天然能，用太陽能分解水最節(jié)能。
(2)利用蓋斯定律進行計算，將三個方程式進行形式變換，
2CO(g)＋4H2(g) 2CH3OH(g)
ΔH＝－181.4 •ol－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－23.5 •ol－1
2CO2(g)＋2H2(g) 2CO(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋82.4 •ol－1
三式相加得：
2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－122.5 •ol－1
(3)由圖示可知，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，說明正反應放熱，ΔH<0，該反應的正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強時，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1<p2。
答案：(1)C
(2)2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－122.5 •ol－1
(3)< <
11.(16分)(2011•保定模擬)保護環(huán)境已成為當前和未的一項全球性重大題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能危機，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構想，如下圖所示：
過程Ⅰ可用如下反應表示：
①2CO2=====光能 2CO＋O2�、�2H2O=====光能 2H2＋O2
③2N2＋6H2O=====光能 4NH3＋3O2 ④2CO2＋4H2O??→光能 2CH3OH＋3O2�、�2CO＋H2O??→光能 ________＋3O2
請回答下列問題：
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為：________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)請完成第⑤個反應的化學方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述轉(zhuǎn)化過程中，ΔH1和ΔH2的關系是________。
(4)斷裂1 ol化學鍵所需的能量見下表：
共價鍵H—NH—ON NO===O
斷裂1 ol化學鍵所需能量/•ol－1393460941499
常溫下，N2與H2O反應生成NH3的熱化學方程式為
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)太陽 化學
(2)2CO＋4H2O=====光能 2CH4＋3O2
(3)ΔH1＝－ΔH2
(4)2N2(g)＋6H2O(l)=====光能4NH3(g)＋3O2(g)
ΔH＝＋1189 /ol
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