高中化学选修4专题1第一单元第1课时化学反应的焓变作业

[基础巩固]1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A．铝片和稀盐酸的反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C．灼热的炭与二氧化碳的反应D．甲烷在氧气中的燃烧解析：选C。注意知识的积累，记住常见的吸热反应。B、C属于吸热反应，再从化合价变化角度来分析，知答案为C。2．下列变化一定为放热的化学反应的是()A．H2O(g)=H2O(l)放出44kJ热量B．ΔH>0的化学反应C．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如图所示的化学反应解析：选D。A项不属于化学反应；B项中ΔH>0的化学反应属于吸热反应；C项中由于不知道反应过程中断裂化学键吸收的能量多少，不能比较二者的相对大小，不能判断反应的能量变化；D项图中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。3．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B．水分解产生氢气和氧气时放出能量C．相同状况下，反应2SO2＋O2eq\o(,\s\up10(催化剂))2SO3是一个放热反应，则反应2SO3eq\o(,\s\up10(催化剂))2SO2＋O2是一个吸热反应D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量解析：选C。由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。4．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ，下列关系式正确的是()A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3C．Q1＋Q2<Q3 D．Q1＋Q2<2Q3解析：选D。根据能量守恒原理：破坏旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量＝反应热。对于该放热反应：ΔH<0，则Q1＋Q2－2Q3<0，故Q1＋Q2<2Q3。5．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法中正确的是()A．该反应为吸热反应B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量C．反应的热化学方程式：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝＋41kJ·mol－1D．1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ的热量解析：选B。从图中数据可以看出：该反应的ΔH<0，为放热反应；CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。6.由右图分析，有关叙述正确的是()A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A→B＋C是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A→B＋C是吸热反应，则B＋C→A必然是放热反应解析：选D。本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C→A一定是放热反应；反之，A→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。7．白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体黑磷，其转化过程中的能量变化如图所示。下列叙述中正确的是()A．黑磷比白磷稳定B．黑磷与白磷互为同分异构体C．白磷转化为黑磷是氧化还原反应D．白磷转化为黑磷是吸热反应解析：选A。黑磷与白磷均是由磷元素组成的单质，互为同素异形体，B项错误；白磷转化为黑磷的过程中元素化合价未变，不属于氧化还原反应，C项错误；由于白磷的能量比黑磷的能量高，白磷转化为黑磷为放热反应。8．根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是()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解析：选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应，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项正确；C项，在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之间存在离子键，COeq\o\al(2－,3)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，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。9．2013年6月11日我国成功发射的“神舟”十号飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：SiO2＋C＋N2eq\o(→,\s\up7(高温))Si3N4＋CO该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。(1)上述反应中的还原剂是________，其还原产物是________。(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH____0(填“>”、“<”或“＝”)。解析：(1)SiO2＋C＋N2eq\o(→,\s\up7(高温))Si3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由0价升高到＋2价，氮元素的化合价由0价降低到－3价。故反应中的还原剂是C，还原产物为Si3N4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH<0。答案：(1)CSi3N4(2)放热<10．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收的热量是________。解析：因为1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，所以1molH2与eq\f(1,2)molO2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出热量242kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生反应H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1时所发生键的变化为断裂1molH—H键和eq\f(1,2)molO=O键、形成2molO—H键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为eq\f(1,2)×496kJ·mol－1＋E(H—H)，形成新键释放的能量为2×463kJ·mol－1＝926kJ·mol－1，此反应为放热反应，所以有926kJ·mol－1－eq\f(1,2)×496kJ·mol－1－E(H—H)＝242kJ·mol－1，解得E(H—H)＝436kJ·mol－1。答案：436kJ[能力提升]11．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答(1)～(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。A．H2 B．Cl2C．Br2 D．I2(2)下列氢化物中，最稳定的是________。A．HCl B．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？________________。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是____________。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？(填“能”或“不能”)，你的根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1mol该物质的化学键时放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)形成1molH—H键时放出的能量最多，为436kJ；(2)在氢化物中，形成1molH—Cl键时放出的能量最多，为432kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为185kJ、103kJ和9kJ。答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2(5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多12．化学键的键能是原子间形成1mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H—S：364kJ·mol－1，S—S：266kJ·mol－1，S=O：522kJ·mol－1，H—O：464kJ·mol－1。(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－QkJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q＝________________________________________________________________________。(2)标准状况下，将aLH2S与bLSO2混合进行上述反应，当a>2b时，反应放热________kJ·mol－1；当a<2b时，反应放热________kJ·mol－1。解析：(1)2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l)，2molH2S中有4molH—S键，1molSO2中有2molS=O键，3molS中有eq\f(3,8)molS8，即3molS—S键，2molH2O中有4molH—O键。破坏反应物的键吸热，形成生成物的键放热，故ΔH＝(4×364＋2×522－3×266－4×464)kJ/mol＝－154kJ/mol，Q＝154。(2)a>2b时，H2S过量，SO2不足，以SO