文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
第二十一讲 化学能与热能
【基础巩固】
1．(2022·济南高三月考)下列说法正确的是( )
A．焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
B．化学反应的反应热等于反应前后焓的变化
C．浓硫酸溶于水是放热反应
D．煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和
2．“太阳能燃料”国际会议于2019 年10 月在我国武汉举行，旨在交流和探讨太阳能光催化分解水制氢、
太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等问题。下列说法错误的是( )
A．太阳能燃料属于一次能源
B．直接电催化CO2制取燃料时，燃料是阴极产物
C．光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源
D．研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展
3．(2023·太原检测)分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完
全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1<ΔH2<ΔH3
C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3
D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3
4.我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种
用标注)
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中，过渡态1 比过渡态2 更难达到
D.总反应方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－0.72NA eV/mol
5.分别取40 mL 的0.50 mol·L－1盐酸与40 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。
下列说法错误的是( )
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A.稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应
B.仪器A 的名称是环形玻璃搅拌棒
C.在实验过程中，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH 溶液的温度
D.用硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液，结果也是正确的
6.(2022·湖北重点中学高三质检)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应；
C
①
2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1
C
②
2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
其他数据如下表：
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
C===C
键能/(kJ·mol－1)
798
x
413
463
610
下列说法正确的是( )
A.a<b，且C2H4的燃烧热为a kJ·mol－1
B.上表中x＝
C.H2O(l)===H2O(g) ΔH＝－(b－a) kJ·mol－1
D.当有4NA个C—H 键断裂时，该反应放出热量一定为a kJ
7.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.反应总过程ΔH<0
B.Fe＋使反应的活化能减小
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
8.(2022·包头一模)某种含二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]＋的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反
应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法错误的是( )
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A.总反应焓变ΔH<0
B.状态③到状态④的变化过程中有O—H 键的形成
C.反应过程中只发生了两次氧化还原反应
D.该脱硝过程的总反应方程式为4NH3＋4NO＋O2===6H2O＋4N2
9．(2021·浙江1 月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H—H
H—O
键能/ (kJ·mol－1)
436
463
热化学方程式
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol－1
则2O(g)===O2(g)的ΔH 为( )
A．428 kJ·mol－1
B．－428 kJ·mol－1
C．498 kJ·mol－1
D．－498 kJ·mol－1
10.燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kJ·kg－1。已知下列物质的燃烧
热(25 ℃、101 kPa)：
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(辛烷)
燃烧热/ (kJ·mol－1)
285.8
283.0
890.3
5 518
据上表数据回答下列问题：
(1)试写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式： 。
(2)CH4的热值约为 (保留3 位有效数字)。
(3)上表所列燃料的热值最大的是 (填化学式)。
11.(2023·鹤岗第一中学测试)某实验小组用100 mL 0.50 mol·L－1NaOH 溶液与60 mL 0.50 mol·L－1硫酸溶液
进行中和热的测定，装置如图所示。回答下列问题：
(1)若实验共需要480 mL NaOH 溶液，实验室在配制该溶液时，则需要称量NaOH 固体____________ g。
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)图中装置缺少的仪器是________________。
(3)硫酸稍过量的原因是________________。
(4)请填写表中的平均温度差：
实验序
号
起始温度t1/℃
终止温
度t2/℃
平均温度差(t2
－t1)/℃
HCl
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
——
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(5)近似认为0.50 mol·L－1NaOH 溶液与0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热
容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则上述实验测得的中和热ΔH＝________(结果保留至小数点后一位)。
(6)上述实验测得中和热的数值小于57.3 kJ·mol－1，产生偏差的原因可能是________(填字母)。
A.量取NaOH 溶液时仰视读数
B.为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液
C.实验装置保温隔热效果差
D.用铜丝代替玻璃搅拌棒搅拌
12.（高考题组编题）（1）(2023·全国乙卷)已知下列热化学方程式：
则
的
（2）(2023·全国甲卷)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③
的
，平衡常数
(用
表
示)。
（3）根据图1 数据计算反应
的
。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(4)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算
热分解反应④
的
。
(5) 较普遍采用的
处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④
高温热分解
。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。
【拔高练习】
1．(2020·北京，12)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨，s)和1 mol CO 分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
2．(2022·西安模拟)丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
CH
①
3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)
CH
②
3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CHCH3(g)＋HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．反应①与②均为吸热反应
B．反应②使用了催化剂
C．产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3CHCH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)转变为CH3CHCH3(g)放出热量
3.(2023·广州模拟)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图，我国学者发现T ℃时，
甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2 (g) ΔH1＝a kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2 (g)＋H2 (g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 (b>0)
总反应：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2 (g)＋3H2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1
下列有关说法中正确的是( )
A.反应Ⅰ是放热反应
B.1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.优良的催化剂降低了反应的活化能，并减少ΔH3，节约了能源
D.c>0
4.(2022·泉州质监)N2转化为NO 的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂a 和b 可增大反应的活化能(Ea)
B.在催化剂b 作用下，氮元素发生了还原反应
C.催化剂a、b 不会改变反应的焓变(ΔH)
D.催化剂b 可提高NH3的平衡转化率
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
5．(2022·重庆育才中学模拟)甲烷分子结构具有高度对称性，且断开1 mol C—H 需要吸收
440 kJ 能量。无催化剂作用下，甲烷在温度达到1 200 ℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，CH4可在
较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是(
)
A．催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
B．步骤②③反应均为吸热反应
C．1 mol 甲烷催化裂解成C 和H2的ΔH＝＋1 760 kJ·mol－1
D．使用该催化剂，反应的焓变减小
6．(2021·浙江6 月选考，21)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
(g)＋H2(g)―→
(g) ΔH1
(g)＋2H2(g)―→
(g) ΔH2
(g)＋3H2(g)―→
(g) ΔH3
(g)＋H2(g)―→
(g) ΔH4
A．ΔH1>0，ΔH2>0 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2 D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
7．Li/Li2O 体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH3<0
B．ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6
C．ΔH6>ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
8．（2023·全国·统考高考真题）“肼合成酶”以其中的
配合物为催化
中心，可将
与
转化为肼(
)，其反应历程如下所示。
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
下列说法错误的是
A．
、
和
均为极性分子
B．反应涉及
、
键断裂和
键生成
C．催化中心的
被氧化为
，后又被还原为
D．将
替换为
，反应可得
9．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，
苯基丙炔(
)可与
发生催化加成，反应如
下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的
是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
C．增加
浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I 的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
10．（2022·重庆·统考高考真题）“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的
离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得△H4/(kJ•mol-1)为
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．+838
B．+686
C．+533
D．+1143
11.(1)在催化剂作用下，用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200 ℃时：i.3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1；
ii.N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1。
①写出肼的电子式：______________。
200 ℃
②
时，肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为_________________________。
(2)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的CO2合成CH3OH，主要有
以下反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.0 kJ·mol－1
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH2
反应Ⅲ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) ΔH3＝＋23.4 kJ·mol－1
已知某些化学键的键能数据如下：
化学键
C==O
C—O
O—H
键能/
750
343
465
氢气中的H—H 比甲醇中的C—H____( 填“ 强” 或“ 弱” ) 。用盖斯定律计算反应Ⅱ中的ΔH2 ＝
________kJ·mol－1。
(3)基于Al2O3载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。
总反应3C(s)＋N2(g)＋3H2O(l)===3CO(g)＋2NH3(g) ΔH＝__________kJ·mol－1。
(4)[2021·全国乙卷，28(4)]Kistiakowsky 曾研究了NOCl 光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：
NOCl＋hν―→NOCl*
NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2
其中hν 表示一个光子能量，NOCl* 表示NOCl 的激发态。可知，分解1 mol 的NOCl 需要吸收
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
_________________________________________________mol 的光子。
12．(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，则a (填“＞”“＜”或“＝”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl 和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ 热量，写
出该反应的热化学方程式： 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物
质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s) ΔH＝
－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol 电子放出的热量为 。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
化学键
键能/ (kJ·mol－1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式： 。
(5)CO2催化加氢制CH3OH 的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如CO 表示CO2吸
附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为 。
13．（2023·北京·统考高考真题）尿素
合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初，用氰酸银
与
在一定条件下反应制得
，实现了由无机物到有机
物的合成。该反应的化学方程式是 。
(2)二十世纪初，工业上以
和
为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ．
和
生成
；
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
ⅱ．
分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c．
(3)近年研究发现，电催化
和含氮物质(
等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮
废水污染问题。向一定浓度的
溶液通
至饱和，在电极上反应生成
，电解原理如图所
示。
①电极是电解池的 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知：溶液中
不能直接用
溶液准确滴定。
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
①消化液中的含氮粒子是 。
②步骤ⅳ中标准
溶液的浓度和消耗的体积分别为和
，计算样品含氮量还需要的实验数据有
。
12
