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第24 讲 化学能与热能
1． Na2CO3溶液与盐酸反应过程中的能量变化示意图如图（aq 表示水溶液，l 表示液体，g 表示气体），
下列反应属于吸热反应的是（ ）
A．CO3
2－(aq)＋H＋(aq)=HCO3－(aq) B．CO3
2－(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)
C．HCO3－(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l) D．CO2(g)＋H2O(l)=H2CO3(aq)
2．1 mol 石墨在一定条件下完全转化为金刚石，其能量变化如图所示，ΔE1＝393.5 kJ、ΔE2＝395.4 kJ，下
列说法正确的是( )
A．石墨完全转化为金刚石需吸收能量 B．石墨转化为金刚石属于物理变化
C．金刚石比石墨稳定 D．1 mol 金刚石的能量大于1 mol CO2的能量
3．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时（各物质均为气态），
甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：
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下列说法正确的是（ ）
A．反应Ⅱ的热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=+akJ/mol(a>0)
B．1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C．选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗
D．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂
4．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的可持续发展经济模式。下列说法与“低碳经济”
不符合的是（ ）
A．大力研发新型有机溶剂替代水作为萃取剂
B．加强对煤、石油、天然气等综合利用的研究，提高燃料的利用率
C．利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，实现“碳”的循环利用
D．甲烷和乙醇的燃烧热分别是891.0 kJ·mol－1、1366.8 kJ·mol－1，利用甲烷更“低碳”
5．标准状况下，气态分子断开1 mol 化学键的焓变自然数为键焓。已知H—H、H—O 和O===O 键的键焓
ΔH 分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1，下列热化学方程式正确的是 ( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH ＝－485 kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
6．已知：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是 ( )
A．ΔH1>0，ΔH3<0
B．ΔH2>0，ΔH4>0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
7．相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
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A．ΔH1>0，ΔH2>0
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
8．理论研究表明，在101 kPa 和298 K 下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列
说法错误的是( )
A．HCN 比HNC 稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
9．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图所示，我国学者发现在T ℃时，甲醇
(CH3OH)在铜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
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下列有关说法正确的是( )
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．c>0
D．优良的催化剂降低了反应的活化能，并减小了ΔH3，节约了能源
10．二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2＝－90 kJ·mol－1
总反应的ΔH＝ kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
(填标号)，判断的理由是
。
1．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
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2．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g) ΔH＝＋100 kJ·mol－1的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的
是( )
A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH 变小
B．每形成2 mol A—B，将吸收b kJ 能量
C．每生成2 分子AB 吸收(a－b) kJ 热量
D．该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1
3．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程
如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示：
化学键
H2O 中
H—O
O2中
O==O
H2中H
—H
H2O2中
O—O
H2O2中
O—H
键能/(kJ·mol－1)
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2 mol 水，则下列说法不正确的是( )
A．总反应为2H2O=====2H2↑＋O2↑
B．过程Ⅰ吸收了926 kJ 能量
C．过程Ⅱ放出了574 kJ 能量
D．过程Ⅲ属于放热反应
4．化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图：
根据H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图，则下列说法正确的是 ( )
A．氯化氢分子的电子式：H＋[Cl]－
B．该反应是工业制取盐酸的化学反应原理
C．形成1 mol H—Cl 键要吸收431 kJ 的能量
D．该反应中反应物总能量小于生成物总能量
5．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
5
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②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
6．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．2ΔH1≈ΔH2，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
B．ΔH2＜ΔH3，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
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
7．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．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的
20Ne 质量数为20
D．月壤中的
3He 与地球上的
3H 互为同位素
8．在一定条件下，Xe(g)与F2(g)反应生成XeFn(g)(n=2，4，6)的平衡气体。
时主要为XeF6(g)，
时主要为XeF4(g)，高温时生成XeF2(g)。其变转化关系如下：
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下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＜0，ΔH5＜0 B．ΔH5-ΔH4=ΔH3 C．ΔH3＞0 D．ΔH4-ΔH6=ΔH1-ΔH3
9．已知：C(s)+
O2(g)=CO(g) ΔH=akJ⋅mol−1
H2(g)+
O2(g)=H2O(g) ΔH=bkJ⋅mol−1
H2O(l)=H2O(g) ΔH=ckJ⋅mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=dkJ⋅mol−1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=ekJ⋅mol−1
根据上述反应的焓变及物质循环图，下列判断不正确的是( )
A．ΔH1-ΔH3=ΔH2+ΔH4
B．ΔH1=2a+b-c
C． ΔH2=2d+b-c-e/2
D．ΔH4=2d-2a-c
10．请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答问题。
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，若在反应体系中
加入催化剂，反应速率增大，E1 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH 的变化是 。
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请
写
出
NO2(g)
和
CO(g)
反
应
的
热
化
学
方
程
式
：
。
(2)下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O==O
P==O
键能/(kJ·mol－1)
a
b
c
x
已知1 mol 白磷(P4)完全燃烧放热d kJ，白磷及其完全燃烧的生成物结构如上图Ⅱ所示，则上表中x＝
(用含有a、b、c、d 的代数式表示)。
8
