内容正文:
专题六 化学反应的热效应
微专题1 化学反应与热能
真题引领
1.(2023·浙江卷1月)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如图[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是 ( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3) kJ·mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4) kJ·mol-1
解析 根据历程Ⅰ,O3(g)+O(g)2O2(g)的ΔH=(E6-E3) kJ·mol-1,根据历程Ⅱ,O3(g)+O(g)2O2(g)的反应热ΔH=(E5-E2) kJ·mol-1,则E6-E3=E5-E2,A项正确;根据题图,Cl(g)的相对能量为(E2-E3) kJ·mol-1,由于Cl2(g)的相对能量为0,故Cl2(g)Cl(g)+Cl(g)的ΔH=2(E2-E3) kJ·mol-1,即Cl—Cl键能为2(E2-E3) kJ·mol-1,B项正确;历程Ⅱ使用了催化剂Cl,催化剂不能使平衡发生移动,则O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C项错误;历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应,即ClO(g)+O(g)O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4) kJ·mol-1,D项正确。
答案 C
2.(2022·浙江卷1月)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol 环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是 ( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
解析 2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,但不能是存在相互作用的两个碳碳双键,A项错误;ΔH2<ΔH3,即单双键交替的物质能量低,更稳定,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定,B项正确;由图示可知,反应Ⅰ为(l)+H2(g)(l) ΔH1 反应Ⅳ为(l)+3H2(g)(l) ΔH4 ,故反应Ⅰ是1 mol碳碳双键加成,如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键,则3ΔH1=ΔH4,现3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C项正确;由图示可知,反应Ⅰ为(l)+H2(g)(l) ΔH1 反应Ⅲ为(l)+2H2(g)(l) ΔH3 反应Ⅳ为(l)+3H2(g)(l) ΔH4 ,ΔH3-ΔH1<0,即(l)+H2(g)(l) ΔH<0,ΔH4-ΔH3>0即(l)+H2(g)(l) ΔH>0,则说明具有的总能量小于,能量越低越稳定,则说明苯分子具有特殊稳定性,D项正确。
答案 A
3.(2021·浙江卷6月)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是 ( )
(g)+H2(g)(g) ΔH1
(g)+2H2(g)(g) ΔH2
(g)+3H2(g)(g) ΔH3
(g)+H2(g)(g) ΔH4
A.ΔH1>0,ΔH2>0
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2
D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
解析 一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应,但是,由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性,苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯时,破坏了苯环结构的稳定性,因此该反应为吸热反应。环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,因此,ΔH1<0,ΔH2<0,A项不正确。苯分子中没有碳碳双键,其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键,因此,其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和,即ΔH3≠ΔH1+ΔH2,B项不正确。由以上分析可知,ΔH1<0,ΔH2<0,由于1 mol 1,3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍,故其放出的热量更多,其ΔH1>ΔH2;根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成的反应热ΔH3=ΔH4+ΔH2,因ΔH4>0,因此ΔH3>ΔH2,C项正确。由ΔH3=ΔH4+ΔH2可得ΔH2=ΔH3-ΔH4,D项不正确。
答案 C
核心必备
1.反应热计算的四种方法。
放热反应ΔH<0
吸热反应ΔH>0
(1)从宏观角度计算。
ΔH=H1(生成物的总能量)-H2(反应物的总能量)
(2)从微观角度计算。
ΔH=E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)
(3)从活化能角度计算。
ΔH=E1(正反应的活化能)-