化学反应能源反应热的计算

1、第二节 化学反应 能源 反应热的计算一、选择题（包括8小题。16小题只有一个选项符合题意，78小题有两个选项符合题意。）1.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )A.碳酸铵受热分解B.乙烷燃烧C.铝粉与硫酸反应 D.氧化钠溶于水2.环境是人类生存和活动的场所。下列有关人类满足生活和生产活动需求做法的说法中，不正确的是( )A.第29届奥运会的火炬燃料丙烷燃烧产物为二氧化碳和水，符合中国政府办一个“绿色奥运”的承诺B.“长征”系列火箭为我国的航天事业立下了汗马功劳，其推进剂（偏二甲肼/四氧化二氮）属于环保燃料C.2007年在太湖发生的蓝藻“水华”现象是该区域的生活污水、工业废水等造成水

2、域富营养化的结果D.研究人员用植物碳水化合物制造出了柴油燃料，属清洁的可再生能源3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）;H=-57.3 kJ·mo-1L分别向1 L 0.5 mol·-1L的NaOH溶液中加入：稀醋酸，浓硫酸，稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为H1、H2、H3,它们的关系正确的是( )A.H1>H2>H3 B.H2<H1<H3C.H1=H2=H3 D.H1>H3>H24.半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅生产1.00 kg纯硅的总反应热为( )A.-21435.71

3、kJ B.-600.20 kJC.+21435.71 kJ D.+1965.10 kJ5.（2009年四川卷）25 ，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是( )A.2H+（aq）+SO42-（aq）+Ba2+（aq）+2OH-（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）;H=-57.3 kJ/molB.KOH（aq）+1/2H2SO4（aq）=1/2K2SO4（aq）+H2O（l）;H=-57.3 kJ/molC.C8H18（l）+25/2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）;H

4、=-5518 kJ/molD.2C8H18（g）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（l）;H=-5518 kJ/mol6.（2009年珠海模拟）在一定条件下发生化学反应：2SO2（g）+O2（g）=2SO23（g）；H=-197 kJ·mo-1L现有容积相同的甲、乙、丙三个容器，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量（Q）如下表所列：容器SO2（mol）O2（mol）N2（mol）Q（kJ）甲210Q1乙210Q2丙10.51Q3根据以上数据，下列叙述不正确的是( )A.在上述条件下反应生成1 mol SO23气体放热98.5 kJB.上述条件下每摩尔该反应进行到底时

5、放出的热量为197 kJC.Q1=2Q2=2Q3=197 kJD.2Q2=2Q3<Q1<197 kJ7.分析下面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是( )A.2A（g）+B（g）=2C（g）；H<0B.2A（g）+B（g）=2C（g）；H>0C.2A+B=2C；H<0D.2C（g）=2A（g）+B（g）；H>08.（2009年云浮质检）灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。已知：Sn（s,白）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）；H1Sn（s,灰）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）；H2Sn（s,灰）FY（KN&g

6、t;13.2 /<13.2 Sn（s,白）；H3=+2.1 kJ·mo-1L下列说法正确的是( )A.H1<H2B.锡在常温下以灰锡状态存在C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应D.锡制器皿长期处在低于13.2 的环境中，会自行毁坏二、非选择题9.近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢

7、气的方法是( )A.电解水 B.锌和稀硫酸反应C.光解海水 D.以石油、天然气为原料（2）氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知，热化学方程式为：C（s）+O2（g）=CO2（g）;H=-393.5 kJ·mo-1L2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;H=-571.6 kJ·mo-1L试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_。（3）氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物（又称间充氢化物），在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如:LaH2.76、TiH1.73、CeH2.6

8、9、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气（钯粉的密度为10.64 g/cm3，相对原子质量为106.4），试写出钯（Pd）的氢化物的化学式_ 。10.丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 请回答下列问题：（1）判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径放出的热量_（填“大于”、“等于”或“小于”）途径放出的热量。（2）由于C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）的反应中，反应物具有的总能量_（填“大于”、“等于”或“小于”）生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要_（填“放出”或“吸收”）能量才能转化为生成物，因此其反应条

9、件是_ 。（3）b与a、c、d的数学关系式是_ 。11.（2009年苏州调研）AG是中学化学常见物质，A、D为单质，G是含A元素的酸性气体。已知：A（s）+B（g）=C（g）+D（g）；H=+131.4 kJ·mo-1L，某同学实验测知，4 g A发生上述反应吸收43.8 kJ的热量。（1）写出A元素的名称_。（2）另外知：A（s）+O2（g）=G（g）；H=-393.6 kJ·mo-1LC（g）+1/2O2（g）=G（g）；H=-283 kJ·mo-1LD（g）+1/2O2（g）=B（g）；H=-242 kJ·mo-1L由此判断“因为283 kJ

10、83;mo-1L+242 kJ·mo-1L>393.6 kJ·mo-1L，所以A燃烧时加少量B可以放出更多的热量”这种说法是否正确？并说明理由_ _ 。（3）写出A+O2C的热化学方程式：_ 。12.（2008年全国卷改编）红磷P（s）和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量关系如下图所示（图中的H表示生成1 mol产物的数据）根据下图回答下列问题：（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_ _ ；（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式_ _ ；（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，

11、再和Cl2反应生成PCl5。原因是_ _ ；（4）P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3=_;P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_H3（填“大于”，“小于”或“等于”）；（5）PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_ 。参考答案：1.解析:生成物总能量高于反应物总能量的化学反应必为吸热反应。B、C、D三项均为放热反应，A为吸热反应。结合平时对反应的认识即可判断。 答案:A 2.解析:A项中丙烷燃烧产物是H2O和CO2，无污染，正确；B中偏二甲肼是一种剧毒物质，且偏二甲肼与四氧化二氮反应后的产物也对人体有害，污染环境，故B错；C、D正确。 答案:B 3.解

12、析:等物质的量的NaOH与稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓硫酸溶解放热，醋酸是弱电解质，电离要吸热，故选D。注意放热越多，H的值越小。 答案:D 4.解析:首先将由石英制纯硅的不同途径图示如下： 根据盖斯定律： H=H1+H2+H3=-600.20 kJ·mol-1，生成1.00 kg纯硅反应热总量为：1000 g/28 g·mol-1×（-600.20 kJ·mol-1) =-21435.71 kJ。 答案:A 5.解析:A项，生成的是2 mol H2O及Ba

13、SO4沉淀；C项，应生成液态水；D项，辛烷应为1 mol。 答案:B 6.解析:甲容器中实际生成的SO3少于2 mol,故放热少于197 kJ,又因压强减小，乙丙两容器生成的SO3分别少于甲容器中生成SO3的一半，故有2Q2=2Q3<Q1<197 kJ。 答案:C 7.解析:若A（g)和B（g)为反应物，C（g)为产物，反应为放热，则热化学方程式为A选项；若C（g)为反应物，A（g)和B（g)为产物，则反应为吸热，热化学方程式为D选项。 答案:AD8.解析:根据盖斯定律，-，得Sn（s,灰)=Sn（s,白)H3=H2-H1=+2.1 kJ·mol-1，因此很容易判断出，B

14、、C是错误的；由可看出，在低于13.2 的环境，锡易变成粉末状的灰锡，自行毁灭。 答案:AD9.解析:（1)光解海水，充分利用太阳和水资源，可开发又较经济且资源可持续利用。 （2)等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比 =（571.6 kJ/4)393.5 kJ/12=4.361。 （3)PdH=n（Pd)2n（H2) =（1 cm3×10.64 g/cm3÷106.4 g/mol)2（896×10-3 L÷22.4 L/mol) =10.8。 答案:（1)C（2)4.361（3)PdH0.810.解析:（1)由盖斯定律可知，反应物的反应热与反应的途径无关，

15、故途径、放出的热量相等。 （2)因C3H8（g)=C3H6（g)+H2（g)；H=+b kJ/mol>0是吸热反应，则反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，因此在化学反应时，就需要对反应物加热。 （3)若途径、中从上至下四式依次为、式则2+=2,即2b+（-c)+（-d)=2（-a)整理得：2b=c+d-2a。 答案:（1)等于 （2)小于吸收加热 （3)2b=c+d-2a11.解析:（1)由A（s)+B（g)=C（g)+D（g)； H=+131.4 kJ·mol-1， 知n（A)=43.8 kJ/131.4 kJ·mol-1= mol。 M（A)=4 g/ mo

16、l=12 g·mol-1，故A为碳，B为H2O，C为CO,D为H2，G为CO2，E为浓H2SO4或浓HNO3。 （2)可把3个热化学方程式具体写为： C（s)+O2（g)=CO2（g)；H=-393.6 kJ·mol-1 CO（g)+1/2O2（g)=CO2（g)；H=-283 kJ·mol-1 H2（g)+1/2O2（g)=H2O（g)；H=-242 kJ·mol-1 两种途径反应热分别为：-283 kJ·mol-1-242 kJ·mol-1+131.4 kJ·mol-1=-393.6 kJ·mol-1和-393

17、.6 kJ·mol-1，可见是相等的。 （3)将C（s)+O2（g)=CO2（g)；H=-393.6 kJ·mol-1和CO（g)+1/2O2（g)=CO2（g)；H=-283 kJ·mol-1两式相减即得C+O2=CO的热化学方程式。 答案:（1)碳 （2)不正确，因为1 mol A与O2直接燃烧放出的热量为393.6 kJ，而1 mol A先与B反应生成C和D，C和D再与O2反应，共放热量-131.4 kJ+283 kJ+242 kJ=393.6 kJ,两者相同 （3)C（s)+1/2O2（g)=CO（g)；H=-110.6 kJ·mol-112.解

18、析:（1)由题图找到反应物、生成物的状态和反应热，可以直接写出其热化学方程式为： 2P（s)+3Cl2（g)=2PCl3（g);H=-612 kJ/mol。 （2)由图逆向找到反应物、生成物的状态和反应热，可以写出其热化学方程式为： PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g); H=+93 kJ/mol。 （3)因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成。 （4)依盖斯定律：H3=（-612 kJ/mol)/2+（-93 kJ/mol) =-399 kJ/mol；两个途径反应的起始状态相同，因此焓变相同。 （5)PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，只可能一种是含P、另一种含Cl,由PCl5中P、Cl的化合价可知，应是H3PO4和HCl。 答案:（1)2P（s)+3Cl2（g)=2PCl3（g); H=-612 kJ/mol （2)PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g);H=+93 kJ/mol （3)因为PC