?　化學(xué)能與熱能

一、選擇題
1.有關(guān)下列能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)不正確的是 (　　)
A.植物的光合作用使得太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.人類使用照明設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)化為光能
C.生物體內(nèi)的化學(xué)變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效
D.燃料燃燒時(shí)只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能
【解析】選D。植物的光合作用是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A正確;照明是將電能轉(zhuǎn)化為光能,B正確;生物體內(nèi)的化學(xué)變化過程在能量轉(zhuǎn)化上更為合理、有效,C正確;燃燒是劇烈的發(fā)光放熱的氧化還原反應(yīng),過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能等,D錯(cuò)誤。
2.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列說法正確的是 (　　)
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJ·mol-1
B.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示:

C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
【解析】選D。本題以燃料電池為載體考查燃燒熱和熱化學(xué)方程式。CH3OH燃燒熱應(yīng)指1 mol甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出的熱量,不符合定義,因此A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),而如圖所示反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量應(yīng)是放熱反應(yīng),因此B項(xiàng)錯(cuò)誤;由反應(yīng)①②可知,CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程有的是放熱反應(yīng),有的是吸熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;液態(tài)甲醇能量低于氣態(tài)甲醇,與氧氣反應(yīng)放出熱量少,因ΔH為負(fù)值,所以ΔH>-192.9 kJ·mol-1,D項(xiàng)正確。
【加固訓(xùn)練】
　　CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過程的能量變化如下圖所示,下列說法正確的是
(　　)

A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量
C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=+41 kJ·mol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反應(yīng)生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ的熱量
【解析】選B。從題圖數(shù)據(jù)可以看出,該反應(yīng)的ΔHE2
B.熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表分子個(gè)數(shù)
C.S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH1,S(g)+O2(g)SO2(g)　ΔH2,則ΔH1E2,A項(xiàng)正確;熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表物質(zhì)的量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氣態(tài)硫的能量高,完全燃燒放熱多,故ΔH1>ΔH2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能進(jìn)行完全,實(shí)際分解的HI物質(zhì)的量小于1 mol,故放出的熱量小于26.5 kJ,錯(cuò)誤。
【加固訓(xùn)練】
下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(ΔH的絕對(duì)值均正確) (　　)
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃燒熱)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和熱)
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1(反應(yīng)熱)
D.2NO2O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反應(yīng)熱)
　【解析】選C。燃燒熱要求可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol,完全燃燒得到的氧化物必須是穩(wěn)定的氧化物,即H2O的狀態(tài)應(yīng)該為液態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH應(yīng)小于0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;熱化學(xué)反應(yīng)方程式要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.化學(xué)反應(yīng)N2+3H22NH3的能量變化如下圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
(　　)

A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)
ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)NH3(l)
ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)NH3(g)
ΔH=(a+b) kJ·mol-1
【解析】選A。由題圖可以看出, mol N2(g)和 mol H2(g)的化學(xué)鍵斷裂需吸收的總能量為a kJ,形成1 mol NH3(g)放出的能量為b kJ,所以有N2(g)+H2(g) NH3(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1,而1 mol NH3(g)轉(zhuǎn)化為1 mol NH3(l)放出c kJ的熱量,所以有N2(g)+H2(g)NH3(l)　ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。
【加固訓(xùn)練】
(2019·哈爾濱模擬)可逆反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,下列說法正確的是 (　　)

A.1 mol NO2與1 mol CO混合經(jīng)充分反應(yīng)放熱234 kJ
B.若反應(yīng)開始時(shí)加入催化劑,則使E1、E2都變大
C.正反應(yīng)的活化能是134 kJ·mol-1
D.該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=E2-E1
【解析】選C。此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進(jìn)行到底,因此1 mol NO2與1 mol CO混合充分反應(yīng)放出的熱量小于234 kJ,故A錯(cuò)誤;使用催化劑,降低活化能,E1和E2都降低,故B錯(cuò)誤;根據(jù)圖象,正反應(yīng)的活化能是134 kJ·mol-1,故C正確;反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,此反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔHΔH3
【解析】選B。由于反應(yīng)可逆,甲容器中放出的熱量小于197 kJ,故ΔH1>
-197 kJ·mol-1;乙和丙容器中平衡狀態(tài)相同,故ΔH2=ΔH3;甲中SO2的轉(zhuǎn)化率大于乙中的,故ΔH1

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