解析：分解水屬于吸熱反應(yīng)，催化劑可以降低活化能。
答案：B
2．下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的說法不正確的是( )
A．任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著熱量的變化
B．一個反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)要看反應(yīng)物和生成物具有總能量的相對大小
C．化學(xué)鍵的斷裂一定吸收能量， 化學(xué)鍵的形成一定釋放能量
D．化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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 kJ熱量
B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b) kJ?mol－1
C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B鍵，放出a kJ能量
解析：觀察題給圖像可以得到，上述反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，其中反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ?mol－1。化學(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過程，化學(xué)鍵形成為放熱過程。
答案：B
4．(2014?臨沂二模)肼(N2H4)是火箭發(fā)動機(jī)的燃料，它與N2O4反應(yīng)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 kJ/mol，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 kJ/mol，
下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是( )
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g) ＋4H2O(g)
ΔH＝－542.7 kJ/mol
B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1059.3 kJ/mol
C．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1076.7 kJ/mol
D．N2H4(g) ＋12N2O4(g)===32N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1076.7 kJ/mol
解析：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋8.7 kJ/mol①，
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 kJ/mol②，
將熱化學(xué)方程式②×2－①就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則ΔH＝－534.0 kJ/mol×2－8.7 kJ/mol＝－1076.7 kJ/mol，選項C正確。
答案：C
5．甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.8 kJ/mol；
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝－192.9 kJ/mol。
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝________ kJ/mol(用E1、E2表示)。
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點：____________________(寫出
兩點即可)。
解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①＋反應(yīng)②可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ/mol。
(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān)，與中間狀態(tài)無關(guān)，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 kJ/mol。
(4)比較H2(g)和CH3OH(g)完全燃燒的熱化學(xué)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 kJ/mol
(2)E1－E2 (3)－285.9 kJ/mol
(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．(2014?江蘇高考)化學(xué)與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。下列措施有利于節(jié)能減排、保護(hù)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(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)；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(xué)與STSE的聯(lián)系，意在考查考生運用化學(xué)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．(2014?上海高考)根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
(?)I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ/mol
(?)I2(s)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ/mol
下列判斷正確的是( )
A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJ
B．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反應(yīng)(?)的產(chǎn)物比反應(yīng)(?)的產(chǎn)物穩(wěn)定
D．反應(yīng)(?)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)(?)的反應(yīng)物總能量低
解析：反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；利用蓋斯定律可得出1 mol 固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 kJ；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 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為化學(xué)鍵的鍵能，如H—H鍵的鍵能為436 kJ/mol，NN鍵的鍵能為945 kJ/mol，N—H鍵的鍵能為391 kJ/mol。則下列有關(guān)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是( )
解析：根據(jù)反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。
答案：A
4．(2014?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(yīng)生成1 mol 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 kJ?mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－b kJ?mol－1，
則a>b
D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ?mol－1，
②C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－395.0 kJ?mol－1，
則C(s，石墨)===C(s，金剛石)
ΔH＝＋1.5 kJ?mol－1
解析：A項，弱酸與弱堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O釋放的能量小于強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol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答案：D
5．(2014?重慶高考)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知：1 mol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol F—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為( )
A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol
C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol
解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)熱計算�；瘜W(xué)反應(yīng)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(yīng)即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280 kJ＋160 kJ×3＝760 kJ，新鍵生成放出的熱量為330 kJ×6＝1980 kJ，反應(yīng)放出1220 kJ的熱量，ΔH＝－1220 kJ/mol。
答案：B
6．將1 000 mL 0.1 mol?L－1 BaCl2溶液與足量稀硫酸充分反應(yīng)放出a kJ熱量；將1 000 mL 0.5 mol?L－1 HCl溶液與足量CH3COONa溶液充分反應(yīng)放出b kJ熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將500 mL 1 mol?L－1 H2SO4溶液與足量(CH3COO)2Ba(可溶性強(qiáng)電解質(zhì))溶液反應(yīng)放出的熱量為( )
A．(5a－2b) kJ B．(2b－5a) kJ
C．(5a＋2b) kJ D．(10a＋4b) kJ
解析：依題意可得：
Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－10a kJ?mol－1；
CH3COO－(aq)＋H＋(aq)===CH3COOH(aq)
ΔH＝－2b kJ?mol－1。
則Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2CH3COO－(aq)＋2H＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) kJ?mol－1，即0.5 mol H2SO4參與反應(yīng)放出的熱量為(5a＋2b)kJ。
答案：C
7．(2014?海淀模擬)紅磷(P)和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量的關(guān)系如下圖所示，圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，該分解反應(yīng)是可逆反應(yīng)。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(yīng)2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)對應(yīng)的反應(yīng)熱 ΔH＝－798 kJ/mol
C．P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式為：2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－306 kJ/mol
D．其他條件不變，對于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，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(yīng)生成PCl5的熱化學(xué)方程式是：P(s)＋52Cl2(g)===PCl5(g) ΔH＝－399 kJ/mol，則A項錯誤，B項正確；圖中的ΔH表示生成1 mol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(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。
(1)蘊(yùn)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(xué)方程式分別為：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ?mol－1，
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ?mol－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 mol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 kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為_________________________________________；
(3)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當(dāng)1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50 kJ。試寫出丁烷燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________________________。
解析：(1)356 g“可燃冰”釋放的甲烷為2 mol，根據(jù)題中的熱化學(xué)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 mol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量649.5 kJ0.3＝2165 kJ。
(3)1 mol丁烷質(zhì)量為58 g，從而可計算出反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式。
答案：(1)1780.6 kJ
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2165 kJ/mol
(3)C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2900 kJ/mol
9．(15分)在火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑H2O2，當(dāng)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 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 kJ的熱量。
(1)寫出肼和H2O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，則16 g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是____________。
(3)上述反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進(jìn)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(yīng)的離子方程式
________________________________________________________________________
__________________________________________________________，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物
是________。
解析：(1)首先根據(jù)題意確定反應(yīng)物和生成物，然后寫出化學(xué)方程式：N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 kJ的熱量，則1 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)時放出熱量為：2.5×256.64 kJ＝641.6 kJ，由此可寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(2)16 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.5 mol，則與足量雙氧水反應(yīng)生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)時放出熱量為：0.5 mol×641.6 kJ/mol＋2 mol×44 kJ/mol＝408.8 kJ。
(3)反應(yīng)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 kJ/mol
(2)408.8 kJ
(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)是解決能源危機(jī)的研究方向之一。
已知：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
ΔH＝－90.7 kJ?mol－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－23.5 kJ?mol－1
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.2 kJ?mol－1
則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學(xué)方程式為
______________________________________________________________________。
(3)在催化劑和一定溫度、壓強(qiáng)條件下，CO與H2可反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，則：p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)，上述反應(yīng)的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。
解析：(1)太陽能是取之不盡的天然能源，用太陽能分解水最節(jié)能。
(2)利用蓋斯定律進(jìn)行計算，將三個方程式進(jìn)行形式變換，
2CO(g)＋4H2(g) 2CH3OH(g)
ΔH＝－181.4 kJ?mol－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－23.5 kJ?mol－1
2CO2(g)＋2H2(g) 2CO(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋82.4 kJ?mol－1
三式相加得：
2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－122.5 kJ?mol－1
(3)由圖示可知，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，說明正反應(yīng)放熱，ΔH<0，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)時，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1
(2)2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－122.5 kJ?mol－1
(3)< <
11.(16分)(2014?保定模擬)保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項全球性重大課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機(jī)，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如下圖所示：
過程Ⅰ可用如下反應(yīng)表示：
①2CO2=====光能 2CO＋O2 ②2H2O=====光能 2H2＋O2
③2N2＋6H2O=====光能 4NH3＋3O2�、�2CO2＋4H2O??→光能 2CH3OH＋3O2 ⑤2CO＋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(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述轉(zhuǎn)化過程中，ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(4)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表：
共價鍵H—NH—ON NO===O
斷裂1 mol化學(xué)鍵所需能量/kJ?mol－1393460941499
常溫下，N2與H2O反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)太陽 化學(xué)
(2)2CO＋4H2O=====光能 2CH4＋3O2
(3)ΔH1＝－ΔH2
(4)2N2(g)＋6H2O(l)=====光能4NH3(g)＋3O2(g)
ΔH＝＋1189 kJ/mol
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