训练(14) 化学反应的焓变-2024年高一化学暑假作业（江苏专版）

训练(十四)　化学反应的焓变 知识点一 焓变与反应热 1.认识体系与环境 (1)体系与环境：被研究的物质系统称为________，________以外的其他部分称为环境或外界。以盐酸与NaOH溶液反应为例： (2)内能：体系内物质的各种能量的总和称为内能，它受________、________、________和________的影响。物质处于一定的状态，就具有一定的内能；状态发生改变，内能就会发生相应的变化。内能的绝对值无法直接测得，但内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热和对内(或对外)所做的功的形式表现出来。 2．焓与焓变 焓是与内能有关的物理量，用符号________表示，焓的数值的变化称为焓变，用________表示。 3．反应热与反应的焓变 (1)反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。 (2)反应的焓变：在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变，用ΔH表示，单位常采用kJ·mol－1。 4．吸热反应与放热反应 (1)吸热反应：吸收热的反应称为吸热反应，吸热反应的ΔH____0。 常见的吸热反应有①大多数分解反应；②需要持续加热的反应；③CO2＋C2CO，C＋H2O(g)CO＋H2；④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。 (2)放热反应：放出热的反应称为放热反应，放热反应的ΔH____0。 常见的放热反应有①燃烧反应；②中和反应；③金属与水或酸反应放出氢气的反应；④大多数化合反应；⑤铝热反应。 (3)吸热反应、放热反应能量变化图与键能的关系 注：E吸是断开反应物中所有化学键需要吸收的总能量，即反应物的总键能； E放是形成生成物中所有化学键需要放出的总能量，即生成物的总键能。 (4)反应热的简单计算方法 ①根据键能计算：ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。 ②根据反应物与产物总能量计算：ΔH＝H总(生成物)－H总(反应物)。 知识点二 热化学方程式的书写 1.概念 能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 2．意义 (1)热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (2)对于热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃(298 K)、101 kPa时，2 mol H2与1 mol O2完全反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热。 3．热化学方程式的书写方法 (1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或简单分数。 (2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa，该条件可以不标注，但其他条件必须标注。 (3)标注反应中各物质聚集状态。在物质后面用括号标注物质的聚集状态：一般用“________”表示气体，“________”表示液体，“________”表示固体，“________”表示水溶液。 (4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“________”；若为吸热反应，ΔH为“________”，常省略。 (5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH的单位是kJ·mol－1。 1．下列说法不正确的是(　　) A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B．焓变的符号是ΔH C．焓变的单位通常是kJ·mol－1 D．硝酸铵溶于水是吸热反应 2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　) A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH>0时反应放热，ΔH<0时反应吸热 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH符号为“－” 3．下列各图中，表示反应是吸热反应的是(　　) 4．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“—”表示化学键)，下列说法正确的是(　　) A．过程Ⅰ是放热过程 B．过程Ⅲ一定是吸热过程 C．a状态的总能量大于d状态的总能量 D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 5．断开1 mol化学键所吸收的能量，叫做该化学键的键能，某些化学键的键能如下表所示： 化学键 H—Cl Cl—Cl C—H C—Cl 键能/(kJ·mol－1) 431 243 x 339 已知：CH4(g)＋2Cl2(g)===CH2Cl2(g)＋2HCl(g) 的 ΔH＝－226 kJ·mol－1，则表中x为(　　) A．414　　　　　　B．150 C．276 D．356 6．已知化学反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(　　) A．该反应热ΔH＝(a－b)kJ·mol－1 B．该反应为放热反应 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量 7．下列关于反应2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH＝－5 800 kJ·mol－1的叙述错误的是(　　) A．该反应的反应热ΔH＝－5 800 kJ·mol－1，是放热反应 B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C．该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下，2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出5 800 kJ的热 D．该反应表明两分子C4H10气体完全燃烧时放出5 800 kJ的热 8．“自热”火锅的发热包主要成分有生石灰、铁粉、焦炭粉、氯化钙……下列说法错误的是(　　) A．生石灰与水反应放热 B．使用时须向发热包中加入沸水 C．铁粉发生缓慢氧化，辅助放热 D．氯化钙可以吸收微量的水，减缓发热包失效 9．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2 (g)===2CO2 (g)＋3H2O(g)　ΔH＝1 367.0 kJ·mol－1 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝57.3 kJ·mol－1 C．S(s)＋O2 (g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1 D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝116.2 kJ·mol－1 10．火箭发射时用肼(N2H4，液态)作燃料，NO2作氧化剂，两者反应生成N2和水蒸气。已知在此条件下1 mol液态肼完全反应放出567.2 kJ 的热，下列关于该反应的热化学方程式书写正确的是(　　) A．N2H4＋NO2===N2＋H2O　ΔH＝567.2 kJ B．2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－567.2 kJ·mol－1 C．2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝1 134.4 kJ·mol－1 D．2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 134.4 kJ·mol－1 11．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，该反应过程中的能量变化如图所示。 试回答下列问题： (1)a、b、c分别表示：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。 (3)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1 则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2，Q1________Q2。　 12．根据信息书写热化学方程式。 (1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为 －93.6 ℃ 和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出123.8 kJ的热。该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出Q kJ的热，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时25%的N2参与反应，放出Q kJ的热，写出N2与H2反应的热化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示。 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式： ________________________________________________________________________。 (5)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s) 放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是 ________________________________________________________________________。 答案 训练(十四)　化学反应的焓变 [知识巩固] 知识点一 1．(1)体系　体系　(2)温度　压强　物质的聚集状态　组成 2．H　ΔH 4．(1)>　(2)< 知识点二 3．(3)g　l　s　aq　(4)－　＋ [知能训练] 1．D　硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热，则D项符合题意。 2．D　ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，A项错误；ΔH>0时反应吸热，ΔH<0时反应放热，B项错误；反应热有正、负，反应放出的热越多，ΔH越小，反应吸收的热越多，ΔH越大，C项错误；由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故由反应物转化为生成物时，该反应为放热反应，ΔH符号为“－”，D项正确。 3．A　反应物的总能量低于生成物的总能量属于吸热反应，反之则属于放热反应，据图可知A为吸热反应。 4．C　过程Ⅰ分子中的化学键断裂形成原子，属于吸热过程，故A错误；过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故B错误；氢气燃烧放热，则a状态的总能量大于d状态的总能量，故C正确；该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，故D错误。 5．A　反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则4x＋2×243－2x－2×339－2×431＝－226，解得x＝414。 6．A　依据题图可知，1 mol A2和1 mol B2反应生成2 mol AB，每生成2 mol AB吸收(a－b)kJ热量，故ΔH＝(a－b)kJ·mol－1，A正确；依据题图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应为吸热反应，B、C错误；由题图可知，断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，吸收a kJ能量，D错误。 7．D　由热化学方程式表示的意义可知，A、B项正确；在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C项正确；热化学方程式中化学计量数不代表分子个数，仅代表物质的量，D项错误。 8．B　生石灰与水发生反应生成氢氧化钙，会放出大量的热，故A正确；反应本身放热，无须加入沸水，故B错误；铁粉缓慢氧化的过程也是放热反应，故C正确；生石灰吸水会使发热包失效，氯化钙有吸水干燥作用，减缓发热包失效，故D正确。 9．C　该反应是燃烧反应，为放热反应，ΔH为负值，A错误；该反应为中和反应，为放热反应，ΔH为负值，B错误；物质的状态、ΔH的符号均符合事实，C正确；没有标明物质的状态，D错误。 10．D　化学方程式未配平，且未注明物质的存在状态，放热反应的反应热ΔH<0，A错误；反应热要与反应物质的物质的量相对应，B错误；由题干可知，ΔH<0，且反应产生的是水蒸气，不是液态水，物质的状态不同，反应过程的能量变化不同，C错误；由题干可知，每有1 mol液态肼完全反应放出 567.2 kJ 的热，则2 mol肼发生题述反应放出的热是567.2 kJ×2＝1 134.4 kJ，D正确。 11．解析　(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量，所以a表示1 mol H2(g)中的化学键和 mol O2(g)中的化学键键能总和，b表示2 mol H—O键键能总和，c则表示反应物键能总和－生成物键能总和，即1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的反应热。 (2)由题图可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，ΔH<0。 (3)题给反应为放热反应，反应物相同，生成物中气态水的能量比液态水的能量高，则生成液态水放出的热量多，且焓变为负，即ΔH1>ΔH2，Q1<Q2。 答案　(1)1 mol H2(g)中的化学键和 mol O2(g)中的化学键键能总和、2 mol H—O键键能总和、1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的反应热　 (2)放热　<　 (3)>　< 12．解析　(1)室温时AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。 (2)根据碳原子守恒有C2H5OH～2CO2～2CaCO3，生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，反应的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1。 (3)1 mol N2完全反应放出的热为 kJ＝4Q kJ，故反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－4Q kJ·mol－1。 (4)根据箭头的指向可知a、b、c均为正值，ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1，故反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1。 (5)消耗1 mol NaBH4(s)放热×38 kJ＝216 kJ，故反应的热化学方程式为NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ·mol－1。 答案　(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1 (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1 (3)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－4Q kJ·mol－1 (4)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1 (5)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ·mol－1 学科网（北京）股份有限公司 $$