2020届高考化学一轮复习化学能和热能作业

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2020届高考化学一轮复习化学能和热能作业

考点18 化学能和热能 ‎                    ‎ ‎ [题组一 基础小题]‎ ‎1.下列反应属于放热反应的是(  )‎ ‎①稀硫酸与氢氧化钾溶液反应 ②锌与稀硫酸的反应 ③生石灰变成熟石灰的反应 ④氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应 ⑤石灰石高温煅烧 ⑥灼热的炭与CO2反应 ⑦甲烷与O2的燃烧反应 A.①②③⑤ B.①②③⑦‎ C.①②⑤⑥⑦ D.④⑥‎ 答案 B 解析 中和反应、金属与酸的反应、燃烧反应以及大部分化合反应均为放热反应。‎ ‎2.根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是(  )‎ 碳酸钙的热分解示意图 A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量 B.该反应的焓变大于零 C.该反应中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 答案 D 解析 因为碳酸钙受热分解是吸热反应,必有CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,故A、B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,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,新键形成放出能量,‎ C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错误。‎ ‎3.下列说法或表示方法正确的是(  )‎ A.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ B.等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出热量多 C.根据中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可知将含0.5 mol H2SO4的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量一定等于57.3 kJ D.由C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知,石墨比金刚石稳定 答案 D 解析 热化学方程式的计量数代表物质的量,则ΔH=-571.6 kJ·mol-1,A错误;气态白磷的总能量高于固态白磷的,所以气态白磷燃烧放出的热量多,B错误;中和热是在一定条件下,稀溶液中酸和碱反应生成1 mol水时所放出的热量,没有指明H2SO4是浓还是稀,所以C不一定正确;选项D中反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,所以石墨比金刚石稳定,D正确,答案选D。‎ ‎4.盖斯是热化学的奠基人,他于1840年提出盖斯定律,对这一定律的理解,以下说法不正确的是(  )‎ A.不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的 B.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 C.可以直接测量任意反应的反应热 D.可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难于测量或无法测量的反应的热效应 答案 C 解析 有些反应的反应热是无法直接测量的。‎ ‎5.已知:‎ ‎2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1‎ H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2‎ ‎4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3‎ N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH4‎ ‎2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(  )‎ A.ΔH1>0,ΔH2>0 B.ΔH3>0,ΔH4>0‎ C.ΔH2=ΔH4+ΔH5 D.ΔH3=ΔH1-2ΔH2‎ 答案 D 解析 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)属于放热反应,故ΔH1<0。H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)属于放热反应,故ΔH2<0。4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)属于放热反应,故ΔH3<0。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)属于放热反应,故ΔH4<0,故A、B错误;根据盖斯定律,ΔH2=(ΔH4+ΔH5)×,ΔH3=ΔH1-2ΔH2,故C错误,D正确。‎ ‎6.已知反应:‎ H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1‎ N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2‎ N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH3‎ 则反应2NH3(g)+O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH为(  )‎ A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3‎ C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3‎ 答案 D 解析 由题意把已知反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律将方程式①×3+②×2-③×2得2NH3(g)+O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g) ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3。‎ ‎7.已知:‎ ‎2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1‎ ‎2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)   ΔH=-1452 kJ·mol-1‎ H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)  ΔH=-57.3 kJ·mol-1‎ 下列说法正确的是(  )‎ A.H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1‎ B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多 C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1‎ D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1‎ 答案 B 解析 由燃烧热的定义可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,A错误;1 g氢气和1 g甲醇燃烧放出的热量分别是 kJ、 kJ,所以同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B正确;由于存在离子反应SO+Ba2+===BaSO4↓,因此该反应的反应热不是-57.3 kJ·mol-1,C错误;已知:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1,则根据盖斯定律可知(①×3-②)÷2得到3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1,D错误。‎ ‎8.已知NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH=-24.2 kJ·mol-1;强酸、强碱的稀溶液反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于(  )‎ A.-69.4 kJ·mol-1 B.-45.2 kJ·mol-1‎ C.+69.4 kJ·mol-1 D.+45.2 kJ·mol-1‎ 答案 D 解析 根据题意先写出下列热化学方程式:‎ NH3·H2O(aq)+H+(aq)===NH(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1 kJ·mol-1 ①;H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 ②。根据盖斯定律由①-②得:NH3·H2O(aq)===NH(aq)+OH-(aq) ΔH=+45.2 kJ·mol-1,由此可知D正确。‎ ‎[题组二 高考小题]‎ ‎9.(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(  )‎ ‎①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)  ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)  ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH3=c kJ·mol-1‎ ‎④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)  ΔH4=d kJ·mol-1‎ A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的 ΔH= kJ·mol-1‎ D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的 ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1‎ 答案 C 解析 反应③的反应物是反应①、②的产物,所以反应①、②为反应③提供原料气,A正确。反应③是CO2与H2反应制取甲醇,是CO2资源化利用的方法之一,B正确;该反应产物H2O为气态时,ΔH= kJ·mol-1,C错误;根据盖斯定律,反应②×2+③×2+④可得反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1,D正确。‎ ‎10.(2016·江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(  )‎ ‎①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)‎ ΔH1=571.6 kJ·mol-1‎ ‎②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)‎ ‎ ΔH2=131.3 kJ·mol-1‎ ‎③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ‎ ΔH3=206.1 kJ·mol-1‎ A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应 C.反应③使用催化剂,ΔH3减小 D.反应CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1‎ 答案 D 解析 ①中太阳能转化为化学能,A错误;②中ΔH2=131.3 kJ·mol-1,反应为吸热反应,B错误;使用催化剂不能改变反应的始态和终态,不能改变化学反应的焓变,C错误;根据盖斯定律:③-②得反应CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH=74.8 kJ·mol-1,D正确。‎ ‎11.(2015·海南高考)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为(  )‎ A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1108 kJ 答案 A 解析 丙烷的燃烧热是指1 mol丙烷完全燃烧生成 4 mol H2O(l)和3 mol CO2时放出的热量为2215 kJ,若生成1.8 g H2O,则放出的热量为× kJ=55.375 kJ≈55 kJ,A正确。‎ ‎12.(2015·重庆高考)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:‎ S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)‎ ‎ ΔH=x kJ·mol-1‎ 已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1‎ S(s)+2K(s)===K2S(s)  ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1‎ 则x为(  )‎ A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 答案 A 解析 本题已知的三个热化学方程式为:‎ ‎①C(s)+O2(g)===CO2(g)  ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎③2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1‎ 由盖斯定律可推出,3×①+②-③可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)‎ ΔH=x kJ·mol-1=(3a+b-c) kJ·mol-1,因此A正确。‎ ‎13.(全国卷Ⅱ)室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(  )‎ A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3‎ C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3‎ 答案 B 解析 CuSO4·5H2O(s)CuSO4(aq)+5H2O(l) ΔH1>0‎ CuSO4(s)CuSO4(aq) ΔH2<0‎ CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3‎ 由盖斯定律:ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH3>0。‎ 则ΔH3>ΔH2,A错误;ΔH3>ΔH1,B正确;ΔH2=ΔH1-ΔH3,C错误;由ΔH2<0得,ΔH1<ΔH3,所以ΔH1+ΔH2<ΔH3,D错误。‎ ‎[题组三 模拟小题]‎ ‎14.(2018·北京朝阳区模拟)如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图,下列说法不正确的是(  )‎ A.过程Ⅰ中断裂C—Cl极性键 B.过程Ⅱ可表示为O3+Cl===ClO+O2‎ C.过程Ⅲ中O+O===O2是吸热反应 D.上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂 答案 C 解析 由图可知,过程Ⅰ中CFCl3在紫外辐射下生成CFCl2和Cl原子,故该过程断裂C—Cl极性键,A正确;过程Ⅱ中Cl原子与O3反应生成O2、ClO,可表示为O3+Cl===ClO+O2,B正确;过程Ⅲ中O与O原子结合生成O2,成键过程放出热量,C错误;综合过程Ⅰ~Ⅲ可知,O3‎ 被氟利昂中氯原子破坏的过程可表示为2O33O2,该过程中氯原子起到催化剂作用,D正确。‎ ‎15.(2018·兰州调研)含氯阴离子与其相对能量如表所示:‎ 下列推断不正确的是(  )‎ A.R的化学式为ClO,表中有3种离子既有氧化性又有还原性 B.3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1‎ C.4ClO(aq)===3ClO(aq)+Cl-(aq) ΔH=+138 kJ·mol-1‎ D.表中离子中,R的稳定性最差,Cl-只有还原性 答案 C 解析 根据R中氯元素的化合价以及离子名称可知,R为ClO,ClO-、ClO、ClO中氯元素为中间价态,既有氧化性,又有还原性,A正确;根据ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量可知,B项反应的ΔH=(63+0×2-60×3) kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1,C项反应的ΔH=(38×3+0-63×4) kJ·mol-1=-138 kJ·mol-1,故B正确,C错误;R的相对能量最高,稳定性最差,氯元素的最低化合价是-1,故Cl-只有还原性,D正确。‎ ‎16.(2018·山东潍坊期中)已知:1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是(  )‎ A.碳[C(s)]的燃烧热为-110.4 kJ·mol-1‎ B.1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的热量 C.反应2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s)的活化能为292 kJ·mol-1‎ D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2‎ O的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)===Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJ·mol-1‎ 答案 D 解析 燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,由于9.2 kJ是1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出的热量,一氧化碳不是碳的稳定氧化物,故不能据此得出C的燃烧热,故A项错误;根据图示可知,4 mol CuO分解吸收292 kJ的热量,故1 mol CuO分解吸收73 kJ的热量,故B项错误;2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s)的反应热为-292 kJ·mol-1,活化能为348 kJ·mol-1,故C项错误;①2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s) ΔH=-292 kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220.8 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由×(②-①)得2CuO(s)+C(s)===CO(g)+Cu2O(s),ΔH=+35.6 kJ·mol-1,故D项正确。‎ ‎[题组一 基础大题]‎ ‎17.已知在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热。现利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:‎ ‎(1)该图中有两处未画出,它们是__________、__________。‎ ‎(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用__________次。‎ ‎(3)把温度为15.0 ℃,浓度为0.5 mol·L-1的酸溶液和0.55 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL-1),生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1· ℃-1,轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如下:‎ ‎①试计算上述两组实验测出的中和热ΔH1=________,ΔH2=________。(结果保留一位小数)‎ ‎②两种实验结果差异的原因是_________________________________________________________。‎ ‎③写出HCl+NH3·H2O的热化学方程式: ‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 答案 (1)环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫塑料盖 ‎(2)3‎ ‎(3)①-56.8 kJ·mol-1 -51.8 kJ·mol-1‎ ‎②NH3·H2O是弱碱,在中和过程中NH3·H2O发生电离,要吸热,因而总体放热较少 ‎③HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l)‎ ΔH=-51.8 kJ·mol-1‎ 解析 (2)实验前,分别测定酸、碱的温度,实验中测定混合液的最高温度,共计3次。‎ ‎(3)①根据题目给出的酸、碱的物质的量,酸为0.025 mol,碱为0.0275 mol,碱是过量的,应根据酸的量进行计算,即反应生成了0.025 mol H2O。根据实验数据算出生成1 mol H2O所放出的热量,即得出两组实验测出的中和热数值:ΔH1=-[4.18×(50+50)×(18.4-15.0)×10-3]÷0.025≈-56.8 kJ·mol-1,ΔH2=-[4.18×(50+50)×(18.1-15.0)×10-3]÷0.025≈-51.8 kJ·mol-1。‎ ‎[题组二 高考大题]‎ ‎18.完成下列高考组合题。‎ ‎(1)(2018·全国卷Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:‎ F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:‎ t/min ‎0‎ ‎40‎ ‎80‎ ‎160‎ ‎260‎ ‎1300‎ ‎1700‎ ‎∞‎ p/kPa ‎35.8‎ ‎40.3‎ ‎42.5‎ ‎45.9‎ ‎49.2‎ ‎61.2‎ ‎62.3‎ ‎63.1‎ 已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g)  ΔH1=-4.4 kJ·mol-1‎ ‎2NO2(g)===N2O4(g)  ΔH2=-55.3 kJ·mol-1‎ 则反应N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g)的 ΔH=________kJ·mol-1。‎ ‎(2)(2018·全国卷Ⅱ)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:‎ CH4CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。‎ 已知:C(s)+2H2(g)===CH4(g)  ΔH=-75 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g)===CO2(g)  ΔH=-394 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g)===CO(g)  ΔH=-111 kJ·mol-1‎ 该催化重整反应的ΔH=________kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。‎ A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压 答案 (1)53.1 (2)247 A 解析 (1)已知:ⅰ.2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g)‎ ΔH1=-4.4 kJ·mol-1‎ ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g) ΔH=-ΔH2=+53.1 kJ·mol-1。‎ ‎(2)已知:①C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1‎ ‎③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律可知③×2-②-①即得到CH4CO2催化重整反应CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+247 kJ·mol-1。正反应是体积增大的吸热反应,‎ 所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压。‎ ‎19.(2017·全国卷Ⅰ节选)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:‎ ‎(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是________(填标号)。‎ A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1‎ D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸 ‎(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________________、______________________,制得等量H2所需能量较少的是________。‎ 答案 (1)D ‎ ‎(2)H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1 ‎ H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)‎ 解析 (1)A能:氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应,说明酸性:H2S<H2CO3;而亚硫酸能,则说明酸性:H2SO3>H2CO3。B能:相同浓度时导电能力越强,说明溶液中离子浓度越大,酸的电离程度越大,故可判断酸性:H2S<H2SO3。C能:pH:H2S>H2SO3,则c(H+):H2S<H2SO3,故酸性:H2S<H2SO3。D不能:还原性的强弱与酸的强弱无必然联系。‎ ‎(2)令题干中的四个热化学方程式分别为:‎ ‎①H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ‎ ΔH1=327 kJ·mol-1‎ ‎②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq)‎ ΔH2=-151 kJ·mol-1‎ ‎③2HI(aq)===H2(g)+I2(s) ΔH3=110 kJ·mol-1‎ ‎④H2S(g)+H2SO4(aq)===S(s)+SO2(g)+2H2O(l)‎ ΔH4=61 kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律,将①+②+③可得系统(Ⅰ)中的热化学方程式。‎ 同理,将②+③+④可得系统(Ⅱ)中的热化学方程式。‎ 由所得两热化学方程式可知,制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。‎ ‎[题组三 模拟大题]‎ ‎20.(2019·西宁模拟)研究CO2、H2的开发利用和氯气的循环利用意义重大。请按要求回答下列问题:‎ ‎(1)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系如图所示。下列说法一定正确的是________(填字母)。‎ A.该可逆反应的正反应为吸热反应 B.断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量 C.a与b相比,活化能Ea>Eb ‎(2)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应可实现氯气的循环利用。‎ 已知:反应中4 mol HCl被氧化时放出115.6 kJ的热量,则反应的热化学方程式是________________________________________。‎ 已知:O===O键和Cl—Cl键的键能分别为498 kJ·mol-1和243 kJ·mol-1,则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需的能量相差________kJ,H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl键________(填“强”或“弱”)。‎ 答案 (1)BC (2)4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 31.9 强 解析 (1)根据图像可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,正反应是放热反应,A错误;由于正反应是放热反应,所以断裂反应物中的化学键吸收的总能量少,形成生成物中的化学键放出的能量多,B正确;根据图像,a是没有使用催化剂的情况,活化能较高,b是使用催化剂的情况,活化能较低,a与b相比,Ea>Eb,C正确。‎ ‎(2)反应方程式中,4 mol HCl全部作还原剂,热化学方程式是4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1。ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,即-115.6 kJ·mol-1=[4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1]-[2×243 kJ·mol-1+4×E(O—H)],E(O—H)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1,则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需的能量相差31.9 kJ,即H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl键强。‎
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