化学反应中的热效应

1、1-6-1化学反应中的热效应(时间：45分钟分值：100分)基 础 巩 固一、选择题1下列说法或表示方法正确的是()A反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应一定不能自发进行B已知：H2S(g)aO2(g)=xbH2O(l)H，若H表示H2S的燃烧热，则x为SO2(g)C已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H98.3 kJmol1，在密闭容器充中入1 mol SO2和0.5 mol O2，充分反应后放出49.15 kJ的热量D由石墨比金刚石稳定可得：C(s，金刚石)=C(s，石墨)H0解析反应物的总能量低于生成的总能量的反应是吸热反应，吸热反应不一定不能自发进行，故选项A错误。2SO2

2、(g)O2(g)2SO3(g)是可逆反应，1 mol SO2和0.5 mol O2不可能完全反应，放出的热量小于49.15 kJ，故选项C错误。由于石墨比金刚石稳定，所以物质的量相等时，金刚石的能量高，则金刚石转化为石墨是放热反应，HH2CH257.3 kJmol1D|H1|H2|解析热化学方程式中的计量数表示物质的量，A项错；浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时，放出的热量大于57.3 kJ，但是H为负值，所以H1H2，B项正确，C项、D项错。答案B3(2011重庆理综)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中存在SF键。已知：1mol S(s)

3、转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)SF6(g)的反应热H为()A1780 kJ/mol B1220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol解析本题主要考查了化学键与反应热的关系。断裂1mol SS需吸收280kJ的热量，断裂3molFF键需吸收480kJ的热量，而形成6mol SF键放出3306kJ的热量，则该反应的H1220kJ/mol。答案B4(2010高考全国卷7)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kPa)：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)

4、5H2O(l)H2878 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2658 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1746 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g)H1526 kJ/mol由此推断，正丁烷的燃烧热是()A2878 kJ/mol B2658 kJ/molC1746 kJ/mol D1526 kJ/mol解析燃烧热是指在25 、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃烧热为H2878 kJ/mol。

5、答案A5(2012吉林期末)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原理：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)0.5 O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1。下列说法正确的是()ACH3OH的燃烧热是192.9 kJmol1BCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量C反应中的能量变化如图所示D根据反应和可推知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.8 kJmol1解析反应生成H2，不是稳定的氧化物，A项错误；从所给反应来看，反应是放热反应，B项错误；反应为吸热反应，而图示中的反应为放热反

6、应，C项错误；根据盖斯定律：()2，D项正确。答案D6今有三个热化学方程式：H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)Ha kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)Hb kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hc kJmol1则关于它们的下列表述正确的是()A它们都是吸热反应 Ba、b和c均为正值Cab D2bc解析氢气燃烧是放热反应，H应为负值，故A、B错；根据物质的聚集状态不同，H也不同，则a和b不会相等，C错；反应相同，反应热与物质的化学计量数成正比，可判断2bc，故D正确。答案D7下列变化一定为放热的化学反应的是()AH2O(g)=H2O(l)；H44.0 kJ/

7、mol1B2HI(g)=H2(g)I2(g)；H14.9 kJ/mol1C形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D能量变化如上图所示的化学反应解析水由气态变到液态，是物理变化，不属于化学反应，A项错；B项反应的H0，应为吸热反应；C项没有指明破坏化学键时吸收的能量，所以无法判断该反应是吸热还是放热；反应物总能量高于生成物总能量的反应是放热反应，D项正确。答案D8(2012烟台调研)已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1。CO2气体与H2气体反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式

8、为CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(l)H3，其中H3的数值为()A252.9 kJmol1 B252.9 kJmol1C604.5 kJmol1 D604.5 kJmol1解析H34H2H1252.9 kJmol1。答案A9(2011苏州模拟)已知A(g)B(g)=C(g)H1，D(g)B(g)=E(g)H2。若A和D混合气体1 mol与B完全反应，反应热为H3，则A和D物质的量之比为()A(H2H3)/(H1H3)B(H3H2)/(H1H3)C(H3H2)/(H3H1)D(H1H3)/(H3H1)解析设A的物质的量为x mol，则D的物质的量为(1x)mol。由反应的热化学方

9、程式及盖斯定律得：H3xH1(1x)H2，即x(H3H2)/(H1H2)，所以A和D物质的量之比为(H3H2)/(H1H3)。答案B10(2011北京理综，10)25、101kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJ/mol2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJ/mol下列说法正确的是()A和产物的阴阳离子个数比不相等B和生成等物质的量的产物，转移电子数不同C常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D25、101kPa 下：Na2O2(s)2Na(s)= 2Na2O(s)H317kJ/mol解析本题考查了氧化还原反应中电

10、子的转移、钠的氧化以及盖斯定律的应用。Na2O2与Na2O阴阳离子个数比都为：12，A项错误；钠氧化生成等物质的量的Na2O2与Na2O转移电子数相等，B项错误；钠与氧气的反应随温度升高将会生成Na2O2，C项错误；根据盖斯定律：方程式2可得：2Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H 317kJmol1，D项正确。答案D二、非选择题 11(2011新课标全国卷，27)科学家利用太阳能分解水生成氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH()的燃烧热H分别为285.8 kJmol1、283.0 kJmol1和726

11、.5 kJmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程为_；解析(1)由氢气的燃烧热可知，水分解的反应热为：H285.8 kJ/mol，那么分解10 mol水消耗能量2 858 kJ。(2)由题意可知：CH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5 kJ/mol；CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ/mol。由盖斯定律，得：CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJ/mol。答案(1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)

12、2H2O(l)H 443.5 kJmol1 。12过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。该反应的活化能是_kJmol1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为_，该反应的活化能为_kJmol1。(3)图2是某学生模仿图1画出的NOCO2NO2CO的能量变化示意图。则图中E3_kJmol1，E4_kJmol1。解析(1)图中E1是活化能，即该反应的活化能为1

13、34 kJmol1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。(3)E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之差。答案(1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)H234 kJmol1134(2)NO(g)CO2(g)=NO2(g)CO(g)H234 kJmol1368(3)36823413(2012北京理综，26)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HClO22Cl22H2O(1)已知：.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。.H2O

14、的电子式是_。反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约为_ kJ，H2O中HO键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)_。(2)对于反应A，下图是4种投料比n(HCl)n(O2)，分别为1：1、2：1、4：1、6：1下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。曲线b对应的投料比是_。当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_。投料比为2：1、温度为400 时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_。解析(1)由题给条件可知，4 mol HCl被氧化，放出热量为115.6 kJ，可知H115.6 kJ/m

15、ol；由H(生成物键能之和反应物键能之和)可得，E(HO)E(HCl)115.6(4982243)/4 kJ/mol31.9 kJ/mol，键能越大，化学键越稳定、越强，所以水中的HO键比氯化氢中HCl键强。(2)在其他条件不变时，O2的量越大，HCl的转化率越大，由此可确定a为6：1，b为4：1，c为2：1，d为1：1；由图可知，当HCl的转化率相同时，温度由低到高投料比为4：1、2：1、1：1，由此可确定温度与投料比的关系是：投料比越高达到相同转化率所需的温度越低；由图可读出投料比为2：1、温度为400时，HCl的转化率为80%，设投入的HCl为2 mol，O2为1 mol，由此可建立三段

16、式：4HClO22Cl22H2On(起)/mol2100n/mol1.6 0.40.80.8n(平)/mol 0.40.60.80.8所以平衡混合气中Cl2的物质的量分数100%30.8%。答案(1)HH4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJ/mol32强(2)4：1投料比越高，对应的反应温度越低30.8%能 力 提 升14.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：则M、N相比，较稳定的是_。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJmol1，CH3

17、OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)Ha kJmol1，则a_238.6(填“”、“”或“”)。(3)使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 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)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)H1 176 kJmol1，则反应过程中，每转移1 mol 电子放出的热量为_。解析(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO

18、2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a238.6。(4)所给反应中转移12个电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ1298 kJ。答案(1)M(2)(3)2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJmol1(4)98 kJ15金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，_(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多，写出表示石墨燃烧的热化学方程式：_。(2)在通常状况下，_(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式：_。(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程中放出的热量为_。解析(1)根据图象，1 mol金刚石和石墨均完全燃烧生成二氧化碳，前者反应的H395.4 kJmol1，后者反应的HH2H3393.5 kJmol1，显然，金刚石放出的热量更多。根据燃烧热的概念，表示石墨燃烧热的热化学方程式中，生成物必