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第 17 讲 化学能与热能
第一部分：高考真题感悟
1．（2021·广东·高考真题）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征
系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B． 燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的 质量数为20
D．月壤中的 与地球上的 互为同位素
2．（2021·海南·高考真题）元末陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫磺涂木
片顶端分许，名日发烛……，盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是
A．将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧
B．“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性
C．“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化
D．硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂
3．（2017·浙江·高考真题）根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是
A．N(g)+3H(g)=2NH (g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1
2 2 3
B．N(g)+3H(g)=2NH (g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
2 2 3
C．2NH (l)=N (g)+3H(g) ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1
3 2 2
D．2NH (l)=N (g)+3H(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1
3 2 2
4．（2016·浙江·高考真题）已知：CH(g)的燃烧热为-890.31kJ•mol-1，则下列热化学方程式正确的是
4
A．CH(g)+2O(g)=CO (g)+2HO(l) H=+890.31kJ•mol-1
4 2 2 2
B．CH
4
(g)+2O
2
(g)=CO
2
+2H
2
O(g) H△=-890.31kJ•mol-1
△C．CH(g)+O(g)=CO(g)+2HO(l) H=-890.31kJ•mol-1
4 2 2
D．CH 4 (g)+2O 2 (g)=CO 2 (g)+2H 2 O(l) △ H=-890.31kJ•mol-1
5．（2021·海南·高考真题）2020年9月△22日，中国向全世界宣布，努力争取2060年前实现碳中和。下列
措施不利于大气中 减少的是
A．用氨水捕集废气中的 ，将其转化为氮肥
B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情
D．通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的
6．（2022·浙江·高考真题）相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷( )的能量变化如图
所示：
下列推理不正确的是
A．2ΔH≈ΔH，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
1 2
B．ΔH＜ΔH，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
2 3
C．3ΔH＜ΔH，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
1 4
D．ΔH-ΔH ＜0，ΔH-ΔH ＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
3 1 4 3
7．（2022·浙江·高考真题）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO
21
能量/ 249 39 10 0 0
8
可根据 计算出 中氧氧单键的键能为 。下列说法不正确的是A．
的键能为B． 的键能大于 中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：
D．
8．（2021·浙江·高考真题）相同温度和压强下，关于反应的 ，下列判断正确的是
A． B．
C． D．
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·湖南衡阳·三模） 常见金属 和卤素单质反应的熔变 (单位： )示意图如图，反
应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列说法错误的是
A． 与 反应的
B．由 分解制得 的反应是吸热反应
C．化合物的热稳定性顺序：
D．2．（2022·上海上海·二模）如图装置进行实验，向小试管中加入稀盐酸。观察到U形管内两边红墨水液面
逐渐变为左低右高，与此现象有关的推论是
A．反应物总能量低于生成物
B．发生了析氢腐蚀，产生较多气体
C．生成物中化学键形成会放出能量
D．锥形瓶内气体分子间平均距离变大
3．（2022·上海崇明·二模）有关反应热效应的说法正确的是
A．常温下自发进行的反应也可以是吸热反应
B．氧化还原反应都属于放热反应
C．有催化剂参与的反应是放热反应
D．有化学键断裂的反应是吸热反应
4．（2022·上海松江·二模）将溶质物质的量相同的酸溶液与碱溶液相混合，a：盐酸和氢氧化钠，b：醋酸
和氢氧化钠，c：醋酸和氨水。其所放出热量比较，正确的是
A．a＞b＞c B．c＞b＞a C．b＞c＞a D．a=b=c
5．（2022·河南·模拟预测）2022年冬奥会火炬体现了艺术设计与科技创新的完美融合。火炬选用碳纤维与
树脂的复合材料制成，降低了材料用量，燃料使用氢燃料，使火炬燃烧时的碳排放为“零”，体现出“绿
色”办奥理念和科技冬奥成果。下列有关说法正确的是
A．树脂属于无机非金属材料 B．氢能是清洁的可再生能源
C．碳纤维与金刚石互为同素异形体 D．氢气燃烧时能量变化只有化学能到热能的转化
6．（2022·北京·101中学三模）下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化
剂表面的物种用“*”标注。下列说法正确的是
A．①表示CO和 从催化剂表面脱离的过程
B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同
C．由图可知 为吸热反应
D．相同条件下，反应速率④>②
7．（2022·上海上海·模拟预测）N(g)与H(g)化合生成NH (g)的能量变化如图，下列说法正确的是
2 2 3
A．N 与H 的键能数值总和为1080
2 2
B．N(g)＋3H(g) 2NH (g)＋46 kJ
2 2 3
C．1 mol H (g)的能量比2 mol H(g)的能量低
2
D．若使用催化剂会改变反应的热效应
8．（2022·上海奉贤·二模）在25℃、 下， 氢气燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，
已知：2H(g) + O(g)→2H O(g) ，下列有关说法正确的是
2 2 2A．O—H键的键能为930kJ·mol-1
B．a= 249
C．物质所具有的总能量大小关系为：甲>乙>丙
D．1molH O(l)分解为2molH与1molO时吸收930kJ热量
2
9．（2022·湖南·模拟预测）丙烷与氯气反应可得到两种一氯代物，其反应机理为游离基(电中性的原子或
原子团)间的反应，部分反应过程如图所示，下列说法正确的是
A．含碳自由基的形成过程中只断裂了极性键
B．生成自由基CHCHCH 的速率较快
3 2 2
C．主要有机产物是CHCHClCH
3 3
D．生成一氯代物的反应可能是吸热反应
10．（2022·浙江·三模）已知：在标准压强(100kPa)、298K，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，
叫做物质B的标准摩尔生成焓，用△H(kJ/mol)表示。有关物质的△H有如图所示关系。下列有关判断正确
的是A．HO(l)的△H>-241.8kJ·mol-1
2
B．NH 比NH 稳定
3 2 4
C．NH(l)标准燃烧热为534.2kJ·mol-1
2 4
D．NO(g)的键能大于N(g)与O(g)的键能之和
2 2
11．（2022·福建福州·二模）苯与 的催化反应历程如图所示。关于该反应历程，下列说法正确的是
A．苯与 的催化反应为放热反应
B．该反应历程，苯与 的催化反应可生成溴苯、邻二溴苯
C．苯与 的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成
D．从反应速率角度，苯与Br ，的催化反应主反应为取代反应，原因是该反应活化能更低
2
12．（2022·湖北·黄冈中学模拟预测）金属插入CH 的C—H键形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出
4
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。下列说法不正确的
4
是（ ）A．整个反应快慢，由CH—Zr···H→状态2反应决定
2 2
B．Zr+CH →CH—Zr···H活化能为213.67kJ•mol-1
4 3
C．在中间产物中CH—Zr···H状态最稳定
3
D．Zr+CH →CH—Zr···H ΔH=+39.54kJ•mol-1
4 3
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·全国·高三专题练习）（16分）(Ⅰ)丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：
(1)已知丙烷完全燃烧生成CO 和1 mol H O(l)放出553.75kJ的热量，写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方
2 2
程式：_____________。
(2)二甲醚(CHOCH )是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol 二甲醚完全燃烧生成CO 和液态水放出1 455
3 3 2
kJ的热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO 和液态水共放出1 645 kJ的热量，则混合
2
气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(Ⅱ)CH 、H、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
4 2
①CH(g)＋2O(g)=CO (g)＋2HO(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
4 2 2 2
②2H(g)＋O(g)=2HO(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
2 2 2
③C(s)＋O(g)=CO (g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2 2
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O 作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 mol甲烷生成
2
CO 气体与液态水，放出的能量____________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
2
(2)甲烷与CO 可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH＋CO=2CO＋2H，1 g CH 完全反应可
2 4 2 2 4
释放15.46 kJ的热量，则：
①能表示该反应过程中能量变化的是____________(填字母)。②若将物质的量均为1 mol的CH 与CO 充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所
4 2
示，则CH 的转化率为____________(用小数表示，保留2位小数)。
4
(3)C(s)与H(g)不反应，所以C(s)＋2H(g)=CH (g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出C(s)＋
2 2 4
2H(g)=CH (g) 的反应热ΔH＝____________。
2 4
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是
_______________(填字母)。
A．寻找优质催化剂，使CO 与HO反应生成CH 与O，并放出热量
2 2 4 2
B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO 分解生成碳与O
2 2
C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO 与海底开采的CH 合成合成气(CO、H)
2 4 2
D．将固态碳合成为C ，以C 作为燃料
60 60
14．（2021·全国·高三专题练习）（10分）化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中，属于放热反应的是_________(填字母)。
A．碳与水蒸气反应 B．铝和氧化铁反应 C．CaCO 受热分解 D．氢气还原三氧
3
化钨制取钨 E.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。通常人们把断裂1mol某化学键所吸收的能量或形成1mol某化学键所释放的能
量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热ΔH。已知部分化学键的键能数据如表
所示：化学键 H-H Cl-Cl H-Cl
键能/(kJ·mol-1) 436 243 431
则H(g)+Cl (g)=2HCl(g)的反应热ΔH为__________________________
2 2
②通过盖斯定律可计算。发射卫星用 作燃料， 作氧化剂，两者反应生成N 和水蒸气，已知：
2
N(g) ＋2O(g)＝ 2NO (g) H ＝＋67.7kJ/mol;N H(g)＋O(g)＝ N(g)＋2HO(g) H＝－534kJ/mol,写出
2 2 2 1 2 4 2 2 2 2
气体肼和NO 气体反应生成△ N 和水蒸气的热化学方程式 △
2 2
___________________________________________________
③利用实验装置测量利用下图图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取0.25mol/L的硫酸50mL倒入小烧杯中，测出硫酸溶液
温度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用同一温度计测出
其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液的最
高温度。
回答下列问题：
I.仪器a的名称为______________________________
II.做了四次实验，并将实验数据记录如下：
起始温度t℃
温度 1
终止温度t/℃
2
实验次数
HSO NaOH 平均值
2 4
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
近似认为0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝
4.18 J/(g·℃)，通过以上数据计算中和热ΔH＝_________________( 结果保留小数点后一位)。
15．（14分）(1)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键需要的能量分别是436 kJ、391
kJ、946 kJ，则N 与H 反应生成NH 的热化学方程式为_________________。
2 2 3
(2)已知化学反应A(g)＋B (g)===2AB(g)的能量变化如图所示，回答下列问题:
2 2①该反应的ΔH_______0(填 “大于”“小于”或“等于”)；
②反应物的总键能为______________；
③写出该反应的热化学方程式________________________________。
(3)联氨（又称肼，NH，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
2 4
①2O(g)+N(g)=NO(l) ΔH
2 2 2 4 1
②N(g)+2H(g)=NH(l) ΔH
2 2 2 4 2
③O(g)+2H(g)=2HO(g) ΔH
2 2 2 3
④2NH(l) + N O(l)= 3N(g)+ 4H O(g) ΔH =-1048.9kJ/mol
2 4 2 4 2 2 4
写出联氨的结构式_______________，上述反应热效应之间的关系式为ΔH=__________，联氨和NO 可作
4 2 4
为火箭推进剂的主要原因为_______________________________。
