1、第19讲化学能与热能一、选择题1下列说法不正确的是()A化学能可以转变成热能、电能等B化学反应必然伴随着能量变化C化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的D化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关解析：选D。化学反应的实质是旧化学键断裂与新化学键形成，一定伴随着能量变化；化学变化过程中产生的能量可以转化为热能、电能等，且化学反应中，反应物的质量(或物质的量)的多少及物质的聚集状态，影响反应中能量变化的多少。2(2023年邢台高三期末)一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是()A氢能属于二次能源B图中能量转化的方式至少有6种C太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D太阳能、风能
2、、氢能都属于新能源解析：选C。氢能属于二次能源，A项正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能转化为化学能、光能，化学能转化为电能等，B项正确；太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，C项错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。3根据如图所示的反应，判断下列说法中错误的是()ACO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的能量B该反应的焓变大于零C该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应解析：选D。因
3、为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B项正确；在CaCO3中，Ca2和CO之间存在离子键，CO中C与O之间存在共价键，故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，C项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D项错误。4已知反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H32Cu(s)O2(g)=2CuO(s)H4CO(g)CuO(s)=CO2(g)Cu(s)H5下列说法正确的是()AH10，H3
4、0BH2H1H3CH20，H40DH5H1H4解析：选B。将已知反应依次编号为。反应和反应都是放热反应，因此H10，H30，故A错误；根据盖斯定律，由可得反应，因此H1H2H3，即H2H1H3，故B正确；反应为吸热反应，因此H20，反应为放热反应，因此H40，故C错误；根据盖斯定律，由()可得反应，因此H5H3H4，故D错误。5(2023年邯郸教学质量检测)工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇，化学原理为CH2=CH2(g)H2O(g)=CH3CH2OH(g)H。已知几种共价键的键能如下表所示：化学键CHC=CHOCCCO键能/(kJmol1)413615463348351下列说法
5、中错误的是()A上述合成乙醇的反应是加成反应B相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等C碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的2倍D上述反应式中，H96 kJmol1解析：选D。题述反应式中，H615 kJmol1413 kJmol14463 kJmol12348 kJmol1413 kJmol15463 kJmol1351 kJmol134 kJmol1，D项错误。6已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3则反应Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)的H(
6、)AH1H2H3BH1H2H3CH12H22H3D2H1H2H3解析：选A。根据盖斯定律，由可得所求的热化学方程式，即HH1H2H3。7已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1。CO2与H2反应生成甲烷与液态水的热化学方程式为CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(l)H3，则H3()A252.9 kJmol1B252.9 kJmol1C604.5 kJmol1D604.5 kJmol1解析：选A。将已知反应依次编号为，根据盖斯定律，由4可得所求热化学方程式，则H34H2H12
7、52.9 kJmol1。8火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H1533.23 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H3196.4 kJmol1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为()AN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)H817.63 kJmol1BN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJmol1CN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)H641.
8、63 kJmol1DN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H817.63 kJmol1解析：选B。将已知反应依次编号为，联氨与过氧化氢反应生成液态水的反应热HH1H32H2817.63 kJmol1，生成气态水的反应热HH1H32H2641.63 kJmol1，故B正确。9NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)H，该反应过程经历如下两步：反应：NO(g)CO(g)Rh(s)RhN(s)CO2(g)H133.44 kJmol1反应：RhN(s)NO(g)Rh(s)N2OH2319.35 kJmol1如图所示为该反应在无催化剂(a
9、)和有催化剂(b)时反应过程的能量变化对比图。下列有关判断正确的是()AH285.91 kJmol1BE1为反应2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)的活化能CE2为使用催化剂后降低的活化能D使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率解析：选D。根据盖斯定律，由反应反应可得2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)HH1H2352.79 kJmol1，A项错误；E1为2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差，B项错误；E2为2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)的焓变，C项错误；使用合适的催化剂可降低反应的活化能，从而提高反应
10、速率，D项正确。10(2023年河南豫北、豫南第一次联考)HBr被O2氧化依次由如下、三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。()HBr(g)O2(g)=HOOBr(g)()HOOBr(g)HBr(g)=2HOBr(g)()HOBr(g)HBr(g)=H2O(g)Br2(g)下列说法中正确的是()A三步反应均为放热反应B步骤()的反应速率最慢C步骤()中HOOBr比HBr和O2稳定D热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H12.67 kJmol1解析：选B。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，根
11、据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤()为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应均为放热反应，温度升高，反应速率加快，B项正确；步骤()中HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H50.68 kJmol1，D项错误。11(2023年岳阳一模)研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为N2OFe=N2FeO(慢)、FeOCO=CO2Fe(快)。下列说法正确的是()A反应
12、是氧化还原反应，反应是非氧化还原反应B两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定CFe使反应的活化能减小，FeO是中间产物D若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O解析：选C。A项，反应均有元素化合价的升降，因此都是氧化还原反应，错误；B项，由题图可知，反应都是放热反应，总反应的化学反应速率由速率慢的反应决定，错误；C项，Fe做催化剂，使反应的活化能减小，FeO是反应过程中产生的物质，因此是中间产物，正确；D项，由于没有指明外界条件，所以不能确定气体的体积，错误。二、非选择题12请参考题中图表，根据要求回答下列问题：(1)图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反
13、应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为_。(3)如表所示是部分化学键的键能参数：化学键PPPOOOPO键能/(kJmol1)abcx已知白磷的燃烧热为d kJmol1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x_(用含a、b、c、d的代数式表示)。解析：(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催
