1.1 反应热【三大必考点+两大秒杀招+六大题型+分层训练】-2024-2025学年高二化学题型归类+解题大招(人教版2019选择性必修1)
2024-11-15
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2份
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69页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 反应热 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 反应热 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.25 MB |
| 发布时间 | 2024-11-15 |
| 更新时间 | 2024-11-15 |
| 作者 | 优质资料 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48696474.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
1.1 反应热【三大必考点+两大秒杀招+六大题型+分层训练】
课前预习+知识精讲
知识点01反应热(焓变)
1.反应热(焓变)
(1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应,即△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差,称为化学反应的焓变。研究表明,在恒压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。
符号:ΔH
单位:kJ·mol-1或kJ/mol
(2)表示方法
吸热反应:ΔH>0;放热反应:ΔH<0。
2.ΔH的两种计算方法
(1)宏观角度计算:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
(2)微观角度计算:ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量。
3.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
(3)记忆常见的放热反应和吸热反应
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
4.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热ΔH。
ΔH
图1:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应
图2:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
知识点02热化学方程式
1.概念:能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。
2.意义: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。
如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
3.书写要求
(1)热化学方程式的基础是化学方程式,因此必须遵循化学方程式的要求,如原子守恒、元素守恒等。
(2)要在物质的化学式后用括号注明反应物和生成物的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态,水溶液中的溶质则用aq表示。热化学方程式一般不写反应条件。
(3)要在化学方程式的右边标出焓变(ΔH)。放热反应,ΔH为“-”;吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位是kJ·mol-1(或kJ/mol)。方程式与ΔH应用空格隔开。
(4)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数,一般不用小数。
知识点03燃烧热、中和热
1.反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的
变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
2.中和热的测定
(1)测定原理
ΔH=-
c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
(2)主要仪器:大烧杯(500mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
(3)实验装置
(4)实验步骤:
①组装仪器如上图所示。
②分别量取50mL 0.50 mol/L的盐酸和50mL 0.55mol/L NaOH溶液,记录起始温度t1。
③混合反应并准确量取混合液最高温度,记录终止温度t2。
④重复实验二次,取平均值。
⑤计算△H=
(5)可能的误差①未及时测出最高温度——其值偏小;②使用一个量筒且未洗干净——其值偏小;③烧杯过大——其值偏小。
(6)注意事项①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。②为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。③酸碱溶液混合要迅速,防止热量散失。④不可将温度计当搅拌器使用。⑤应使用玻璃搅拌器,不能用金属质搅拌器代替;玻璃搅拌器应上下移动。
解题大招
大招01ΔH的计算方法易错点
物质本身能量越低越稳定,如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0),则金刚石的能量更高,故石墨的稳定性大于金刚石的稳定性。
大招02燃烧热、中和热易错点
(1)对于燃烧热的理解:①规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数;
②规定生成物为指定产物。例如C→ CO2(g)、H →H2O(l)、S →SO2(g)、N →N2(g)等;
(2)对于中和热的理解:① 在25 ℃和101 kPa下的稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热为-57.3 kJ·mol-1。
②注意几个限定词:稀溶液;产物是1 mol液态H2O;用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
③浓的强酸和强碱发生中和反应的同时还要溶解,溶解要放出热量;弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要电离,电离要吸收热量,故反应热均不完全是中和反应的反应热。
题型分类
题型01焓变 反应热
【例1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
【答案】A
【解析】A.生成物的总能量小于反应物时,反应向外释放能量,反应为放热反应,ΔH<0;生成物的总能量高于反应物时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0, A正确;
B.在恒压条件下,化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热,B错误;
C.有些反应的反应热不能通过实验直接测定,如碳不完全燃烧生成CO,C错误;
D.当生成物的总焓高于反应物总焓时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0,D错误;
故答案为:A。
【变式01】下列应用涉及的主要化学反应中生成物的总能量大于反应物的是
A.由铝粉与三氧化钨冶炼钨 B.由石灰石制取生石灰
C.由和合成 D.酒精燃烧
【答案】B
【解析】A.铝粉和三氧化钨反应冶炼钨,为铝热反应,该过程放热,生成物的总能量小于反应物的,A项错误;
B.石灰石分解制取生石灰,该反应为吸热反应,生成物的总能量大于反应物的,B项正确;
C.合成氨工业中由制取,反应为放热反应,生成物的总能量小于反应物的,C项错误;
D.酒精燃烧为放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,D项错误;
答案选B
【变式02】下列关于化学反应与热能的说法中,错误的是
A.工业上煅烧石灰石的反应属于吸热反应
B.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D.与反应生成与生成时所放出的热量是相同的
【答案】D
【解析】A.煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳,该反应属于吸热反应,故A正确;
B.断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,因此化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因,故B正确;
C.由盖斯定律可知,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,故C正确;
D.与生成过程吸热,与反应开始前能量相同,反应生成气态水和液态水放出的热量不同,故D错误;
故D错误;
题型02能量关系图的识别
【例2】已知化学方程式2AB(g)=A2(g)+B2(g)所代表的化学反应的能量变化如图所示:
则下列说法正确的是
A.2AB(g)=A2(g)+B2(g)为放热反应
B.2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和
C.断裂2 mol AB(g)吸收的热量为y kJ
D.断裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和为x kJ
【答案】C
【解析】A.由图象可知生成物的总能量高于反应物的总能量,因此该反应为吸热反应,A错误;
B.吸热反应中反应物的总能量比生成物的总能量低,B错误;
C.由图可知,断裂2mol A-B键需要吸收ykJ能量,C正确;
D.断裂化学键要吸收能量,断裂1mol A-A键和1mol B-B键吸收xkJ的能量,D错误;
故选D。
【变式01】化学反应的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示___________、___________,反应___________(填“吸收”或“放出”)能量。
(2)反应过程中断裂的化学键为____________,____________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________;形成的化学键为___________,__________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________。
(3)__________或___________(用A、C或、表示)。
【答案】(1)1mol (g)和3mol (g)的总能量 2mol (g)的总能量 放出
(2)1mol 键和3mol H-H键 吸收 6mol N-H键 放出
(3) A-C
【解析】(1)根据示意图可知图中A表示1mol (g)和3mol (g)的总能量,C表示2mol (g)的总能量,反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。
(2)化学反应,因此反应过程中断裂的化学键为1mol 键和3mol H-H键,断键吸热,则吸收的能量为;形成的化学键为6mol N-H键,成键放热,则放出的能量为。
(3)根据以上分析结合示意图可知A-C或。
【变式02】理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示,下列说法中错误的是
A.该异构化反应的
B.HCN比HNC稳定
C.使用催化剂,可以改变反应的反应热
D.在该条件下,HCN的总能量低于HNC的总能量
【答案】C
【解析】A.反应热为生成物总能量减去反应物总能量,,故A正确;
B.HCN相对能量为0.0,HNC的相对能量为59.3kJ/mol,能量越低越稳定,所以HCN比HNC稳定,故B正确;
C.催化剂可加快反应速率,减低反应所需活化能,与反应热无关,故C错误;
D.,该反应为吸热反应,则HCN的总能量低于HNC的总能量,故D正确;
故选B。
题型03中和反应反应热及其测定
【例3】化学反应的能量变化通常表现为热量的变化,因此反应热的研究对于化学学科发展具有重要意义。
Ⅰ.已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
(1)下列结论中正确的是_______。
A.碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.①的反应热为221kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6kJ·mol-1
D.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65kJ的热量
Ⅱ.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取100mL 0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取100mL 0.55mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH和盐酸溶液一并倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(2)仪器a的名称是 。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(3)配制100mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液,需要用到的仪器有托盘天平(附砝码)、烧杯、药匙、镊子、玻璃棒、量筒以及 。
(4)实验中改用80mL0.50mol/L盐酸跟80mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”)。反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55mol·L-1不是0.50mol·L-1 的原因是 。用Ba(OH)2溶液和硫酸代替上述试剂,所测中和热的数值 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(5)倒入NaOH和盐酸溶液的正确操作是_______ (填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入
C.一次迅速倒入 D.一边搅拌一边一次滴入
(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(7)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.3
2
20.2
20.4
23.5
3
20.3
20.5
25.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
【答案】(1)D
(2) 环形玻璃搅拌棒 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失
(3)100mL容量瓶、胶头滴管
(4) 不相等 确保盐酸被完全中和 偏大
(5)C
(6)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(7)-53.5kJ/mol
【解析】(1)A.碳的燃烧热指1mol碳完全燃烧时的焓变,已知反应①的焓变指产物为CO气体,不是完全燃烧产物CO2,A错误;
B.在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可用热量(或换成相应的热量)来表示,叫反应热,又称“焓变”,反应①中-221kJ·mol-1是其焓变,①的反应热为-221kJ·mol-1,B错误;
C.中和热指强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1mol水放出的热,从反应②可知,其ΔH=-57.3kJ·mol-1,C错误;
D.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,生成0.5molH2O,根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则放出=28.65kJ的热量,D正确;
故选D。
(2)根据图示,仪器a是环形玻璃搅拌棒;该实验关键要准确测量体系温度能达到的最大值,故烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失。
(3)配制100mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液,需要用到的仪器有托盘天平(附砝码)、烧杯、药匙、镊子、玻璃棒、量筒以及100mL容量瓶、胶头滴管。
(4)实验中改用80mL0.50mol/L盐酸跟80mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,反应物的物质的量减少,所放出的热量不相等(减少);反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55mol·L-1不是0.50mol·L-1 的原因是确保盐酸被完全中和,使生成水的量与计算值一致;用Ba(OH)2溶液和硫酸代替上述试剂,则反应除了生成水还生成沉淀BaSO4,析出沉淀放出热量,导致所测中和热的数值偏大。
(5)为了准确测量实验放出热量对体系温度影响的最大值,应使反应充分快速进行,故应一次迅速倒入,选C。
(6)与稀盐酸恰好完全反应,用稀氢氧化钠溶液则正好是中和热ΔH,ΔH1=ΔH,用稀氢氧化钙可溶性强碱溶液,其反应热也是正好是中和热,ΔH2=ΔH,用稀氨水则反应过程弱碱电离需要吸热,导致放出热量较少,ΔH3是负值增大,ΔH3>ΔH。故ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1=ΔH2<ΔH3。
(7)从表中数据分析,反应前后体系温度差值,1号实验为3.2℃,2号实验为3.2℃,3号实验为5.2℃,3号值与其它值偏差较大而舍弃。故放热Q=mcΔt=(100+100)mL×1 g·cm-3×4.18J·g-1·℃-1×3.2℃=2675.2J,该实验生成0.05mol的水,则中和热ΔH==-53.5kJ/mol。
【变式01】如图是某实验小组改进的中和热测定实验装置。在塑料瓶中事先加入50 mL 盐酸,然后通过注射器注入50 mL溶液,通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题:
(1)塑料瓶外泡沫板的作用是 。
(2)该实验中过量的目的是 。
(3)实验小组按课本装置和改进后的装置分别进行实验,测得实验数据如下:
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差()/℃
平均值
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
1
19.1
19.0
21.1
21.2
20.1
20.2
23.4
23.6
3.3
3.4
2
19.0
19.2
21.0
20.8
20.0
20.0
23.2
23.5
3.2
3.5
3
19.2
19.2
21.2
21.0
20.2
20.1
23.6
23.4
3.4
3.3
表中记录的终止温度是指 ,根据改进后装置的实验数据计算中和热 (计算结果保留两位小数,近似认为盐酸和溶液的密度都是,中和后溶液的比热容)
(4)有同学考虑注射器针筒中会有溶液残留(不超过0.5mL),认为上述实验会导致所测得反应热偏小,请判断该观点是否正确并说明理由: 。
(5)如果用60 mL 盐酸与60 mL 溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”,下同),所求中和热 。
(6)醋酸和的中和反应反应热数值与盐酸和的中和反应反应热数值相比, (填“醋酸”或“盐酸”)的较大,原因是 。
【答案】(1)减少实验过程中的热量损失
(2)保证盐酸完全被中和
(3) 温度计显示的最高温度
(4)不正确,实验中溶液过量,即使有残留,加入的也能保证盐酸完全反应
(5) 不相等 相等
(6) 醋酸 电离时吸热
【解析】(1)中和热的测定需要准确的测定温度,减少实验过程中的热量损失,所以泡沫板起到减少实验过程中的热量损失,故填:减少实验过程中的热量损失;
(2)NaOH过量的目的是确保盐酸完全反应,故此处填:保证盐酸完全被中和;
(3)终止温度是指反应过程中温度计显示的最高温度;根据表中数据℃,盐酸与溶液反应生成0.025mol的水,,,将以上数据代入,可得 kJ/mol,故此处依次填:温度计显示的最高温度、;
(4)实验中使用的NaOH溶液过量,残留的0.5mL不会使测量结果偏小,故该同学观点不正确,理由是实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应;
(5)如果用盐酸与溶液进行反应,因为生成的水的物质的量增多,放出的热量也会增多,但是单位物质的量的热量不会变,所以中和热不会变,故填:不相等、相等;
(6)由于中和过程中,醋酸会继续电离,电离吸热,故醋酸与NaOH对应中和热数值小于盐酸与NaOH反应的中和热数值,但由于中和反应为放热反应,故醋酸与NaOH反应对应的△H较大,故此处依次填:醋酸、醋酸电离时吸热。
【变式02】某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol/LNaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.中和热的测定:
测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。
(3)仪器a的名称为 。
(4)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
温度
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②通过上述实验测得中和热数值为53.5kJ/mol与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差勺原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
e.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(5)实验中改用30mL0.50mol/L的硫酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)5.0
(2)abe
(3)环形玻璃搅拌器
(4) 4.0 acd
(5) 不相等 相等
【解析】Ⅰ.进行溶液配制时,计算固体质量时要根据所用容量瓶的体积进行计算,所用的基本仪器有:托盘天平,药匙,烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶,胶头滴管等;
Ⅱ.中和反应反应热的测定实验关键是要减少热量的损失,因此要做好隔热保温,在进行数据处理时,要舍去误差较大的数据,进行误差分析时,主要是分析前后温度差的误差,结合进行分析。
(1)容量瓶没有245mL规格的,只能用250mL规格的,需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g;
(2)氢氧化钠要在小烧杯中称量,称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙;故答案为:abe;
(3)仪器a的名称为环形玻璃搅拌器;
(4)①第一次测定的温度差为4.0℃,第二次测定的温度差为6.1℃,第三次测定的温度差为3.9℃,第四次测定的温度差为4.1℃,实验2的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为4.0℃;
②a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和反应反应热偏大,a正确;
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数,加入的水不够,溶液体积偏小,使溶液浓度偏大,和硫酸中和时放热多,则中和反应反应热偏小,b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的内筒中,热量散失较多,测得温度差偏低,中和反应反应热偏大,c正确;
d.用温度计测定NaOH溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,导致温度计上残留的碱液与稀硫酸反应,起始温度偏高,测得温度差偏低,中和反应反应热偏大,d正确;
e.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,中和反应反应热偏小,e错误。
故选acd。
(5)①改用30mL0.50mol/L的硫酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量生成的水的物质的量不同,所放出的热量不相等;
②中和热是一个定值,与加入酸碱的物质的量无关,只与1molH2O有关,所以中和热的数值相等。
题型04热化学方程式
【例4】下列关于燃烧热的说法中正确的是
A.物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在25℃、101kPa时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
【答案】C
【解析】燃烧热是指在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,故选C。
【变式01】下列热化学方程式正确的是
A.通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:;
B.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量:;
C.1 g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94 kJ的热量:
D.已知甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为:;
【答案】B
【解析】A.放热反应的,正确的热化学方程式为: ,A项错误;
B.充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量,则生成4 mol CO2和液态水,应放出4b kJ热量:,B项正确;
C.1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,则1 mol碳与水蒸气反应,吸收热量为,且热化学方程式需要标注物质的聚集状态。则此反应的热化学方程式为 ,C项错误;
D.题目中给出的数据意义是:燃烧1 g的甲烷放出55.625 kJ的热量,换算成燃烧1 mol甲烷放出的热量为890 kJ,故正确的热化学方程式为: ,D项错误;
故选B。
【变式02】试直接判断下列热化学方程式书写不正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)= HCl(g) ΔH=-91.5 kJ/mol
B.H2(g)+Cl2(g)= HCl(g) ΔH=+91.5 kJ/mol
C.H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
D.2HCl(g)= H2(g)+Cl2(g) ΔH=+183kJ/mol
【答案】B
【解析】氢气在氯气中燃烧生成HCl的反应是放热反应,△H<0;HCl分解成H2和Cl2的反应为吸热反应,△H>0;△H与化学计量数成正比,对照各选项,答案选B。
题型05燃烧热
【例5】下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A. kJ⋅mol
B. kJ·mol
C. kJ⋅mol
D. kJ·mol
【答案】B
【解析】A.一氧化碳不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示甲烷的燃烧热, A不符合题意;
B.由热化学方程式可知,1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出283.0kJ的热量,ΔH能正确表示一氧化碳的燃烧热,B符合题意;
C.氢气的燃烧热,需要测定,氢气在氧气中燃烧,生成液态水时释放的热量,ΔH不能正确表示氢气的燃烧热,C不符合题意;
D. 系数为2,表示2mol完全燃烧释放的热量,ΔH不代表的燃烧热,D不符合题意;
故选B。
【变式01】俄乌冲突爆发以来,许多西方国家宣布制裁俄罗斯,但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷,已知甲烷的燃烧热为889.6kJ·mol-1,下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】101kpa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所释放的能量是燃烧热,甲烷燃烧热的热化学方程式是:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ;
故选D。
【变式02】依据如下反应可知某纯物质的燃烧热的是(燃烧热数值正确)
A.2C(s)+O2(g)=2CO(g) =﹣221kJ•mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) =﹣890.3kJ•mol-1
C.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) =﹣1265.2kJ•mol-1
D.2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s) =-632kJ•mol-1
【答案】C
【解析】A.碳的燃烧热是1mol碳完全燃烧生成CO2放出的热量,该反应生成的氧化物是一氧化碳不是稳定氧化物,A错误;
B.甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,该反应生成的是气态水,B错误;
C.氨气的燃烧热是1mol氨气在氧气中燃烧生成氮气和液态水放出的热量,C正确;
D.硫化氢的燃烧热是1mol硫化氢完全燃烧生成二氧化硫和液态水放出的热量,该反应生成物是硫和液态水,D错误;
故答案为:C。
题型06比较焓变值的大小
【例6】下列各组热化学方程式中,△H的大小比较错误的是
①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1;C(s)+O2(g)=CO(g) △H2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3;S(g)+O2(g)=SO2(g) △H4
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H5;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H6
④CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2 △H7;CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H8
A.△H1<△H2 B.△H3<△H4 C.△H5>△H6 D.△H7<△H8
【答案】B
【解析】A.同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成一氧化碳放出的热量,C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1、 C(s)+O2(g)=CO (g) ∆H2,所以∆H1<∆H2,故A正确;
B.同物质的量的气态硫能量高于固态硫,S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H3、 S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H4,所以∆H3>∆H4,故B错误;
C.氢气燃烧放热,氢气越多,放出的热量越多,H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ∆H5、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H6,所以∆H5>∆H6,故C正确;
D.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)反应放热, ∆H7<0; CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 反应吸热,∆H8>0,所以∆H7<∆H8,故D正确;
故选:B。
【变式01】乙醇(C2H5OH)燃烧时,可能发生反应:
①
②
③
④
则、、、的大小关系为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】乙醇的燃烧是放热反应,反应焓变为负值;相比反应①,反应②中乙醇为气体,液体气化需要吸收能量,故反应②放热更多,焓变;反应③中乙醇的化学计量数最大,放出的热量最多,相比反应②中气态乙醇的能量更高,放出的热量更多,焓变更小,故;反应④中乙醇不完全燃烧,放出的热量最少,焓变大于;因此;
故选C。
【变式02】下列各级变化中,化学反应的前者小于后者的一组是
① ;;
②;;
③ ; ;
④ ;
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
【答案】C
【解析】①甲烷的燃烧反应均放热,<0,生成液态水放出的热量多,所以,故正确;
②硫固体变为气体的过程是吸热的,所以气体硫燃烧放出的热量多,所以,故错误;
③氢气的燃烧是放热的,所以焓变是负值,消耗的反应物越多放热越多,所以,故正确;
④碳酸钙分解吸热,即>0,氧化钙和水反应生成氢氧化钙放热,则<0,所以,故错误。
故选C。
分层训练
【基础过关】
1.化学反应中伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成,前者吸收总能量小于后者释放总能量的反应是
A.将胆矾加热变为白色粉末 B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C.物质的缓慢氧化 D.高温下,木炭与水蒸气反应
【答案】C
【详解】断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,故该反应为放热反应。
A.断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,故该反应为放热反应。胆矾受热分解,属于吸热反应,A不符合题意;
B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应是吸热反应,B不符合题意;
C.物质的缓慢氧化是放热反应,C项符合题意;
D.为吸热反应,D不符合题意;
故选C。
2.下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,总是伴随着能量变化
B.∆H的大小总是与反应条件有关
C.∆H的大小与热化学方程式中的化学计量数无关
D.燃烧反应中,有些是吸热反应,有些是放热反应
【答案】A
【详解】A.化学反应中反应物断键要吸热,生成物成键要放热,所以化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴随有能量的变化,A正确;
B.∆H的大小与反应物和生成物的总能量有关,和反应条件无关,B错误;
C.焓变等于生成物能量和- 反应物能量和,化学方程式计量数不同,物质的能量不同,∆H的大小与热化学方程式的计量数有关,C错误;
D.燃烧反应是可燃物和氧化剂发生剧烈的发光放热的化学反应,没有吸热的燃烧反应,D错误;
故选A。
3.已知①C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH1>0,② (石墨,s)+1/2 O2(g)=CO(g) ΔH2,③(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3 ,④C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4,则下列说法正确的是
A.金刚石比石墨稳定 B.反应②表示石墨的燃烧热的热化学方程式
C.ΔH2>0 D.ΔH3>ΔH4
【答案】D
【详解】A.石墨转化为金刚石焓变大于0,为吸热反应,则石墨能量更低,石墨较金刚石稳定,A错误;
B.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;反应②中生成一氧化碳而不是二氧化碳,不能表示石墨的燃烧热的热化学方程式,B错误;
C.燃烧为放热反应,焓变小于0,C错误;
D.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,则等量的石墨、金刚石完全燃烧生成二氧化碳,金刚石放热更多,焓变更负,故ΔH3>ΔH4,D正确;
故选D。
4.化学反应常伴随能量变化,是人类获得能量的重要途径。一种即热饭盒的结构如图所示,这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭盒就变热了。则下层物质可能是
A.铁粉 B.氧化铁 C.氧化钙 D.硝酸铵
【答案】C
【详解】一种即热饭盒的结构如图所示,这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭盒就变热了,说明下层物质遇水放热,铁粉、氧化铁不和水反应,也不溶于水,无明显热效应,硝酸铵溶于水吸热,氧化钙和水反应放热,故选C。
5.化学反应往往伴随着能量变化,下列说法正确的是
A. ,则:含的溶液与浓硫酸完全反应,放出的热量为
B.完全燃烧生成时放热,则的燃烧热是
C.已知 则
D.白锡转化为灰锡的反应焓变为,则白锡比灰锡更稳定
【答案】C
【详解】A.浓硫酸溶于水会放出大量的热,因此含20gNaOH(即0.5molNaOH)的溶液与浓硫酸完全反应,放出的热量大于28.7kJ,A错误;
B.物质的量为1mol,完全燃烧生成时放热1088kJ,但燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,即液态肼完全燃烧对应生成的H2O应呈液态,因H2O(g)到要放出热量,则肼的燃烧热的数值应该大于,B错误;
C.已知,,燃烧反应均是放热反应,即、都为负值,由于S(g)=S(s)时放出热量,所以,C正确;
D.白锡转化为灰锡的反应焓变为,属于放热反应,则白锡的能量大于灰锡的能量,能量越低越稳定,则灰锡比白锡更稳定,D错误;
故选C。
6.某化学反应分两步进行;①;②。其能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.反应是放热反应
B.反应①是吸热反应
C.X、Y、M三种物质中Y最稳定
D.M是该反应的催化剂,可降低该反应的焓变,提高该反应的速率
【答案】D
【分析】由题意可知,X为反应物、Y为生成物、M为中间产物;
【详解】A.由图可知,X转化为Y的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故A正确;
B.由图可知,反应①反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故B正确;
C.物质的能量越低越稳定,由图可知,X、Y、M三种物质中Y的能量最低,所以三种物质中Y最稳定,故C正确;
D.由分析可知,M为反应的中间产物,故D错误;
答案选D。
7.在某温度和催化剂作用下,和同时发生如下反应:
反应1(主反应):
反应2(副反应):
且主反应的速率大于副反应,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】反应1为放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量,反应2为吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,B、C两项均错误;反应1的速率大于反应2的速率,说明反应1的活化能小于反应2的活化能,A项正确,D项错误;
答案选A。
8.2022年北京冬奥会中的火炬“飞扬”使用了氢燃料,在研制过程中,解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢,主要过程如图所示。下列说法不正确的是
A.整个过程实现了光能向化学能的转化
B.过程Ⅰ释放能量,过程Ⅱ吸收能量
C.过程Ⅲ属于氧化还原反应
D.整个过程中反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】B
【详解】A.由图可知,利用太阳光在催化剂表面实现水分解为氢气和氧气,光能转化为化学能,A正确;
B.过程Ⅰ发生了O-H键断裂,吸收能量,B错误;
C.过程Ⅲ中双氧水转化为氢气和氧气,有化合价变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.整个过程为水的分解反应,水的分解反应是吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,D正确;
故选B。
9.催化某反应的一种催化机理如图所示,其中是氢氧自由基,是醛基自由基,下列叙述不正确的是
A.使用催化时,该反应的不变
B.不是所有过程都发生氧化还原反应
C.为中间产物之一,与中所含阴离子相同
D.总反应为
【答案】C
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,但不能改变反应热,使用MnO2催化时,该反应的∆H不会发生变化,A选项正确;
B.催化机理中存在与H+反应生成CO2和H2O的过程,该过程不是氧化还原反应,B选项正确;
C.Na2O2中的阴离子是,与不一样,C选项错误;
D.根据图示的催化机理可知总反应为,D选项正确;
故选C。
10.固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下:
①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH1=-9.48kJ/mol
②H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH2
下列判断不正确的是
A.2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化符合上面的示意图
B.若I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ/mol,则ΔH2=+26.48kJ/mol
C.反应①中反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
【答案】D
【详解】A.2HI(g)H2(g)+I2(g)是吸热的,符合上图,A项正确;
B.根据盖斯定律,ΔH2 =ΔH1-ΔH=-9.48-(-35.96)=+26.48kJ/mol,B项正确;
C.反应①为放热,因此反应物的键能之和小于生成物的键能之和,C项正确;
D.反应①和反应②的产物都是气态碘化氢,所以产物热稳定性相同,D项错误。
答案选D。
11.(多选)在如图所示的量热计中,将1000.50(弱酸,电离过程为吸热过程)溶液与1000.55溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测偏小
B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D.所加溶液过量,目的是保证溶液完全被中和
【答案】AC
【详解】A.量热计的绝热效果不好,则测定温度偏低,但因为焓变为负值,故偏大,A错误;
B.玻璃导热性差,故搅拌器可以使用玻璃搅拌器,B正确;
C.因为醋酸电离吸热,醋酸钠水解也吸热,故若选用同浓度同体积的盐酸,则放热更多,温度能超过27.7℃,C错误;
D.使用过量的碱是为了保证醋酸完全被中和,D正确;
故选AC。
12.(多选)如图为反应的能量变化示意图。下列说法错误的是
A.拆开和中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量
B.由H、O原子形成,共吸收1852kJ能量
C.和反应生成,共放出484kJ能量
D.和反应生成,共放出484kJ能量
【答案】BC
【详解】A.拆化学键吸收能量,则拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量,故A正确;
B.形成化学键放出能量,则由H、O原子形成2 molH2O(g),共放出1852kJ能量,故B错误;
C.氢气和氧气反应放热,依据图象数据分析计算,2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g),共放出484kJ能量,则生成液态水时放热更多,故C错误;
D.氢气和氧气反应放热,依据图象数据分析计算,2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g),共放出484kJ能量,故D正确;
故选:BC。
13.(多选)图像可直观地表现化学变化中的物质变化和能量变化。下列判断错误的是
A.图甲所示反应为放热反应,且△H=(Ek-Ek′)kJ•mol-1
B.已知石墨比金刚石稳定,则石墨转化为金刚石过程中的能量变化如图乙
C.图丙所示反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-bkJ•mol-1
D.若2A(g)B(g)的能量变化如图丁,则2A(g)B(l) △H<-akJ•mol-1
【答案】BC
【详解】A.=正反应活化能-逆反应活化能,故A正确;
B.由图可知,△H<0,石墨比金刚石稳定,故图像为金刚石变成石墨的能量变化,故B错误;
C.由图可知,该反应为吸热反应,△H>0,反应的热化学方程式为,故C错误;
D.等量B(g)能量高于B(l),则,故D正确;
故答案为:BC。
14.回答下列问题。
(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。
a.生石灰和水 b.浓硫酸和水 c.硫酸和氢氧化钠溶液
(2)是优质液体燃料,在下,充分燃烧并恢复到原状态,会释放的热量。请写出燃烧的热化学方程式: 。
已知:
则 。
(3)已知某些化学键的键能数据如下表:
共价键
键能/
436
247
434
则反应的焓变 。
(4)已知:P(s,白磷)(s,黑磷) ;P(s,白磷)(s,红磷) ;由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
【答案】(1)a
(2)
(3)
(4)黑磷
【详解】(1)生石灰和水的反应是放热反应,浓硫酸溶于水也是放热过程,硫酸和氢氧化钠溶液反应也放出热量,但氢氧化钠、硫酸具有强腐蚀性,不适宜加热食物,答案选a;
(2)充分燃烧并恢复到原状态,会释放的热量,则燃烧1mol完全反应生成二氧化碳和液体水放热,则燃烧的热化学方程式:;
已知:①
②
由盖斯定律可知,2×①+②得反应;
(3)ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则该反应的 (436+247-2×434) =-185;
(4)据ΔH=生成物总能量-反应物总能量可知,黑磷的能量最低,能量越低越稳定,则其中最稳定的磷单质是黑磷。
15.Ⅰ.2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”还是“降低”)。
(2)完成SO2氧化为SO3的热化学方程式 。
Ⅱ.用 50mL0.50mol/L 盐酸与 50mL0.55mol/LNaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(3)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替该用品 (填“能”或“否”)
(4)向盐酸溶液中加入NaOH溶液的正确操作是 (从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.一次迅速倒入 C.分三次少量倒入
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】(1) 无 降低
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1
(3) 环形玻璃搅拌棒 否
(4)B
(5)偏小
【详解】(1)E为反应物的活化能,该反应的反应热与反应物和生成物的能量有关,E的大小对该反应的反应热无影响;催化剂可以降低反应的活化能,故会使图中B点降低。
(2)1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ•mol-1.,故2molSO2(g)与1molO2(g)反应时焓变为-198kJ·mol-1,热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1;
(3)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒;环形铜丝搅拌棒导热性强,散热快,不能代替环形玻璃搅拌棒;
(4)向盐酸溶液中加入NaOH溶液,应一次性迅速混合,防止热量散失,故选B;
(5)NH3·H2O电离吸热,中和反应放热,则用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小。
【提升能力】
1.中华文明璀璨夺目,人们很早高在生产、生活中学握了能量的相互转化,下列说法中错误的是
A.宋代词人辛弃疾的《青玉案·元夕》中有对“打铁花”描述的诗句:“东风夜放花千树,更吹落、星如雨。”这个过程涉及化学能转化成光能与热能
B.《本草纲目》中有记载:“阳燧,火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火。”这个过程涉及化学能转化成热能
C.《易经》中记载:“泽中有火”“上火下泽”,这个过程涉及化学能转化成热能
D.南宋《大冶赋》中详细记载了以炭与铜矿石为原料的火法炼铜技术,这个过程涉及化学能与热能的相互转化
【答案】B
【详解】A.“打铁花”过程中铁与氧气反应,该反应放热,化学能转化成光能和热能,故A正确;
B.“阳燧,火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火。”这个过程涉将太阳能转化成热能,故B错误;
C.“泽中有火”“上火下泽”,燃烧反应将化学能转化成热能、光能,故C正确;
D.以炭与铜矿石为原料的火法炼铜技术,碳还原氧化铜生成铜为吸热反应,涉及化学能与热能的相互转化,故D正确;
选B。
2.某化学反应A→C分两步进行:①A→B,②B→C.反应过程中的能量变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.三种物质中B最不稳定
B.反应A→B的活化能为E1
C.反应B→C的ΔH=E4-E3
D.整个反应的ΔH=E1-E2+E3-E4
【答案】C
【详解】A.由反应过程中的能量变化曲线图可知,A、B、C三种物质中,物质B的能量最高,物质含有的能量越高,物质的稳定性越弱,则三种物质中B最不稳定,A正确;
B.反应物A的分子变成活化分子需吸收的能量为E1,所以反应A→B的活化能为E1,B正确;
C.物质B的能量比物质C的能量高,则B→C的反应为放热反应,ΔH=E3-E4,C错误;
D.整个反应的ΔH==E1-E2+E3-E4,D正确;
故答案为C。
3.如图所示是生产水煤气的反应的能量变化,由图可判断下列说法正确的是
A.容器内充入、后充分反应,放出的热量
B.
C.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
D.加入催化剂可以减小的值,从而提高反应的焓变
【答案】C
【详解】A.该反应是可逆反应,容器内充入1mol CO、1mol H2后充分反应,放出的热量小于(b-a)kJ,A错误;
B.化学反应中,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,故该反应的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH= (b-a) kJ·mol -1,B错误;
C.该反应中,反应物中先发生化学键的断裂形成各个原子,该过程是吸收能量的过程;各个原子再结合为新的物质,该过程释放能量;C正确;
D.加入催化剂,只会降低反应的活化能,即改变a、b值,不会影响反应的热效应,D错误;
答案选C。
4.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子,脱附后催化剂复原)催化水煤气变换反应,低温获得高转化率与高反应速率。反应过程示意如图:
下列说法正确的是
A.图示显示,状态I的2个分子在整个变换过程中均参与了反应
B.若未使用催化剂时水煤气变换反应的焓变为,则
C.状态I到状态III,均为放热过程
D.从状态I到状态IV,存在非极性共价键的断裂和生成
【答案】A
【详解】A.根据图知,状态Ⅰ和状态Ⅱ存在水分子中的化学键断裂,状态Ⅲ中有水分子生成,状态Ⅰ的H2O分子在变换过程中均参与了反应,A正确;
B.催化剂虽然能降低正逆反应的活化能,但不能改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变,即∆H′=∆H,B错误;
C.状态I到状态III为断键过程,均为吸热过程,C错误;
D.从状态I到状态V,存在O-H极性键断裂,C=O、H-H键的形成,则不存在非极性共价键的断裂,D错误;
故选A。
5.下列和热化学方程式有关的叙述正确的是
A.500℃、30MPa下, ;将1.5mol和过量的在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
B.已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
C.已知:① ,② ,则 ,石墨比金刚石稳定
D.已知:① ,② ,则
【答案】C
【详解】A.该反应为可逆反应,在一定条件下1.5mol和过量的在此条件下充分反应,反应物无法全部消耗,所以放出的热量小于46.2kJ,故A错误;
B.燃烧热的是指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质所放出的热量,甲烷燃烧生成的指定物质为二氧化碳和液态水,故B错误;
C.该反应为吸热反应,那么生成物的能量高于反应物的能量,即金刚石的能量高于石墨的能量,而能量越高越不稳定,所以石墨比金刚石更稳定,故C正确;
D.H2O由气态到液态放出热量,因此生成液态水放热多,则a<b,D错误;
答案选C。
6.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,,则
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,
【答案】A
【详解】A.根据图1知,石墨能量低,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;
B.根据图2知,1mol S(g)具有的能量比1mol S(s)具有的能量高,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ,1mol S(g)燃烧放出的热量多,由于放热焓变为负,放出热量越多,焓变反而越小,因此则ΔH1<ΔH2,B错误;
C.根据图3知,根据能量越低越稳定,得出红磷比白磷稳定,C错误;
D.根据图4知,CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH>0,D错误;
故选A。
7.标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述错误的是
A.e为
B.在含氯阴离子中,c最活泼
C.在一定pH条件下a能与b反应
D.3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq) ΔH=117kJ·mol-1
【答案】D
【详解】A.由图可知,e中Cl元素化合价为+7,该阴离子为,A正确;
B.根据标准摩尔生成焓定义可知,生成焓越高,表明物质能量越高,物质越活泼,从图像可以看出,c生成焓最大,最活泼,B正确;
C.由图可知,a为Cl-,b为ClO-,Cl-和ClO-在酸性条件下能够发生氧化还原反应生成Cl2,C正确;
D.3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq)中氯元素为由+1价歧化为-1价和+5价,该反应的ΔH=生成物生成焓-反应物生成焓=(-167×2-104+107×3)kJ/mol=-117kJ·mol-1,D错误;
故选D。
8.CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A.总反应的催化剂为
B.稳定性:
C.反应①和反应②均为放热反应
D.总反应的
【答案】D
【详解】A.根据图1和图2结合,可以看出反应的催化剂为Zn+,ZnO+为中间产物,A错误;
B.能量越低越稳定,所以稳定性:,B错误;
C.反应①是Zn+和N2O反应生成N2和ZnO+,生成物总能量高于反应物总能量,是吸热反应,反应②反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应,C错误;
D.据流程图可以看出反应过程中CO转化为CO2,N2O转化成N2,总反应为CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g),生成物的总能量小于反应物的总能量,差值为361.22kJ/mol,因此该反应的 ΔH=−361.22kJ⋅mol−1,D正确;
故选D。
9.在某催化剂作用下,与反应制备的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,表示过渡态。下列说法正确的是
A.总反应为吸热反应
B.该过程有极性键的断裂和形成
C.使用合适的催化剂能降低总反应的焓变
D.总反应的决速步骤为
【答案】B
【详解】A.由图可知,总反应为放热反应,A错误;
B.该过程中有碳氧极性键的断裂和碳氢极性键的形成,B正确;
C.催化剂不改变总反应的焓变,C错误;
D.总反应的决速步骤(活化能最大)为,D错误;
故选B。
10.下列说法正确的是
A.在一定温度和压强下,1 mol N2和3 mol H2充分反应后,放出热量a kJ,则对应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-a kJ·mol-1
B.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1
C.在催化剂存在下,有机物X与HCl的加成反应可得到很好控制,生成有机物Y和Z(如上图),反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,则反应Ⅲ的ΔH<0
D.中和反应反应热测定实验中做两组实验:①50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL 0.55mol·L-1NaOH溶液,②60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,则两组实验测得的中和热ΔH不同
【答案】C
【详解】A.合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则1 mol氮气和3mol氢气不可能完全反应,反应的焓变小于-a kJ·mol-1,故A错误;
B.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则电解水的热化学方程式为H2O(l)=H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1,故B错误;
C.反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,说明反应更容易生成Z,Z的能量低于Y,则Y转化为Z的反应Ⅲ是焓变小于0的放热反应,故C正确;
D. 由题意可知,实验②生成水的物质的量大于实验①,放出的热量大于实验①,但中和热是稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成1mol水放出的热量,所以两组实验测得的中和热ΔH相同,故D错误;
故选C。
11.(多选)我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知:
下列说法正确的是
A.过程Ⅱ放出能量
B.若分解2 mol H2O(g),估算该反应吸收482 kJ能量
C.催化剂能减小水分解反应的焓变
D.催化剂能降低反应的活化能,增大了水的分解转化率
【答案】AB
【详解】A.由图可以看出,过程Ⅱ是形成键的过程,因此过程Ⅱ放出能量,故A正确;
B.分解2 mol H2O(g),断裂了4molH-O键,形成1molO=O键、2molH-H键,△H=(4×463-498-2×436)kJ/mol=+482kJ/mol,则若分解2 mol H2O(g),估算该反应吸收482 kJ能量,故B正确;
C.催化剂减小反应活化能,不能改变反应的焓变,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,但不影响反应的限度,因此不能改变水的分解转化率,故D错误;
故选AB。
12.(多选)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的ΔH如图所示,下列有关判断不正确的是
A.的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1
B.相同状况下,NH3比N2H4稳定
C.依据上表所给数据,可求得的摩尔燃烧焓
D.0.5mol与1.5mol充分反应,放出45.9kJ的热量
【答案】CD
【详解】A.气态水变为液态水放出热量,所以由最稳定的单质合成1mol时放出的热量更多,摩尔生成焓ΔH为负值,则的摩尔生成焓,A正确;
B.由图可知,的摩尔生成焓为正值,说明由最稳定的单质合成1mol的反应为吸热反应,的摩尔生成焓为负值,说明由最稳定的单质合成1mol的反应为放热反应,能量越低越稳定,则相同状况下,比稳定,B正确;
C.燃烧热是指时,纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,题中缺少液态水的摩尔生成焓数据,不能求得的摩尔燃烧焓,C错误;
D.氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应,不能完全转化,则0.5mol与1.5mol充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol,放出的热量小于,D错误;
故选CD。
13.(多选)用于处理大气污染物的反应为。在作用下反应历程中的能量变化如图所示:下列叙述正确的是
A. B.最稳定的中间体是中间体4
C.总反应的决速步骤是反应② D.与起催化作用,能降低反应的焓变
【答案】BC
【详解】A.=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图可以看出反应的能量为=-361.22kJ/mol-0kJ/mol=-361.22kJ/mol,但热化学方程式需要标出物质的状态,A错误;
B.能量越低越稳定,由图可知中间体4的能量最低,最稳定,B正确;
C.反应②的活化能是149.6kJ/mol,为所有反应中活化能最大的反应,因此反应②是总反应的决速步,C正确;
D.根据图可以看出先进后出为反应的催化剂,ZnO+先出后进为中间产物,且催化剂只能改变反应速率,不能降低焓变,焓变只有反应物和生成物有关,D错误;
答案选BC。
14.金刚石和石墨在氧气不足时燃烧均生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。回答下列问题:
(1)金刚石和石墨互为 ,石墨转化为金刚石的热化学方程式为 。
(2)表示石墨燃烧热的热化学方程式为 。
(3)1mol金刚石与石墨的混合物在足量氧气中充分燃烧,共放出394.5kJ的热量,则金刚石与石墨的物质的量之比为 。
科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
(4)三种状态的稳定性由大到小的顺序为 。
(5)催化剂对于该反应的焓变 (填“有”或“无”)影响。
(6)由状态Ⅰ→状态Ⅲ (填“吸收”或“放出”)能量。
【答案】(1) 同素异形体 C(s,石墨)=C(s,金刚石) △H=+1.5kJ/mol
(2)C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
(3)2:1
(4)状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ
(5)无
(6)放出
【详解】(1)金刚石和石墨都是由碳元素组成而性质不同的单质,互为同素异形体;石墨转化为金刚石的反应热为+(395-283.0-110.5)kJ/mol=+1.5 kJ/mol,因此石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(s,石墨)=C(s,金刚石) △H=+1.5kJ/mol。
(2)1mol石墨完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量数值等于燃烧热,表示石墨燃烧热的热化学方程式为:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol。
(3)由图可知,1mol金刚石完全燃烧放出395kJ的热量,设1mol混合物中含有金刚石物质的量为xmol,石墨的物质的量为(1-x)mol,则有:395x+393.5(1-x)=394.5,解得x=,1-x= ,所以金刚石与石墨的物质的量之比为2∶1。
(4)能量越低越稳定,结合题图可知,三种状态的稳定性由大到小的顺序为:状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ。
(5)催化剂可以改变反应历程,降低活化能,但不会改变反应的焓变,则催化剂对于该反应的焓变无影响。
(6)状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ,由状态Ⅰ→状态Ⅲ放出能量。
15.回答下列问题:
(1)已知某反应为放热反应,如图能正确表示该反应中能量变化的是 。(填“A”或“B”)
(2)的反应过程如图所示:
若和充分反应,则反应物中旧键断裂共吸收 kJ能量,生成物中新键形成共放出 kJ能量,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)根据下图中的原电池,请回答下列问题:
①以下叙述中,正确的是 (填字母)。
A.锌片是负极,铜片是正极
B.铜片表面有气泡产生
C.电流表指针不会发生偏转
②如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液,铜电极的电极反应式是 ,当铜极质量增大32g时,电路中转移的电子为 mol。
(4)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力,其工作原理如图所示。
其中负极的电极反应式为 。
【答案】(1)A
(2) 679 862 放热
(3) AB Cu2++2e-=Cu 1
(4)
【详解】(1)反应物总能量大于生成物总能量的反应为放热反应,故选A;
(2)若和充分反应,则反应物中旧键断裂共吸收能量,生成物中新键形成共放出能量,反应物旧键断裂吸收的能量小于生成物新键形成放出的能量,故该反应为放热反应。
(3)①A.锌片更活泼是负极,铜片是正极,A正确;
B.铜片表面氢离子得电子,产生气泡,B正确;
C.电流从正极流向负级,电流表指针会发生偏转,C错误;
故选AB;
②如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液,则电解质中的铜离子得电子,铜电极的电极反应式是Cu2++2e-=Cu;当铜极质量增大32g时,即有0.5mol铜离子转变为铜单质,则电路中转移的电子为1mol;
(4)氨氧燃料电池中正极上氧气转化为氢氧根离子,氨气转变为氮气是氧化反应,为负极反应,则负极放电的物质为,电极反应式为
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1.1 反应热【三大必考点+两大秒杀招+六大题型+分层训练】
课前预习+知识精讲
知识点01反应热(焓变)
1.反应热(焓变)
(1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应,即△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差,称为化学反应的焓变。研究表明,在恒压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。
符号:ΔH
单位:kJ·mol-1或kJ/mol
(2)表示方法
吸热反应:ΔH>0;放热反应:ΔH<0。
2.ΔH的两种计算方法
(1)宏观角度计算:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
(2)微观角度计算:ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量。
3.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
(3)记忆常见的放热反应和吸热反应
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
4.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热ΔH。
ΔH
图1:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应
图2:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
知识点02热化学方程式
1.概念:能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。
2.意义: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。
如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
3.书写要求
(1)热化学方程式的基础是化学方程式,因此必须遵循化学方程式的要求,如原子守恒、元素守恒等。
(2)要在物质的化学式后用括号注明反应物和生成物的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态,水溶液中的溶质则用aq表示。热化学方程式一般不写反应条件。
(3)要在化学方程式的右边标出焓变(ΔH)。放热反应,ΔH为“-”;吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位是kJ·mol-1(或kJ/mol)。方程式与ΔH应用空格隔开。
(4)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数,一般不用小数。
知识点03燃烧热、中和热
1.反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的
变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
2.中和热的测定
(1)测定原理
ΔH=-
c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
(2)主要仪器:大烧杯(500mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
(3)实验装置
(4)实验步骤:
①组装仪器如上图所示。
②分别量取50mL 0.50 mol/L的盐酸和50mL 0.55mol/L NaOH溶液,记录起始温度t1。
③混合反应并准确量取混合液最高温度,记录终止温度t2。
④重复实验二次,取平均值。
⑤计算△H=
(5)可能的误差①未及时测出最高温度——其值偏小;②使用一个量筒且未洗干净——其值偏小;③烧杯过大——其值偏小。
(6)注意事项①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。②为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。③酸碱溶液混合要迅速,防止热量散失。④不可将温度计当搅拌器使用。⑤应使用玻璃搅拌器,不能用金属质搅拌器代替;玻璃搅拌器应上下移动。
解题大招
大招01ΔH的计算方法易错点
物质本身能量越低越稳定,如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0),则金刚石的能量更高,故石墨的稳定性大于金刚石的稳定性。
大招02燃烧热、中和热易错点
(1)对于燃烧热的理解:①规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数;
②规定生成物为指定产物。例如C→ CO2(g)、H →H2O(l)、S →SO2(g)、N →N2(g)等;
(2)对于中和热的理解:① 在25 ℃和101 kPa下的稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热为-57.3 kJ·mol-1。
②注意几个限定词:稀溶液;产物是1 mol液态H2O;用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
③浓的强酸和强碱发生中和反应的同时还要溶解,溶解要放出热量;弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要电离,电离要吸收热量,故反应热均不完全是中和反应的反应热。
题型分类
题型01焓变 反应热
【例1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
【答案】A
【解析】A.生成物的总能量小于反应物时,反应向外释放能量,反应为放热反应,ΔH<0;生成物的总能量高于反应物时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0, A正确;
B.在恒压条件下,化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热,B错误;
C.有些反应的反应热不能通过实验直接测定,如碳不完全燃烧生成CO,C错误;
D.当生成物的总焓高于反应物总焓时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0,D错误;
故答案为:A。
【变式01】下列应用涉及的主要化学反应中生成物的总能量大于反应物的是
A.由铝粉与三氧化钨冶炼钨 B.由石灰石制取生石灰
C.由和合成 D.酒精燃烧
【变式02】下列关于化学反应与热能的说法中,错误的是
A.工业上煅烧石灰石的反应属于吸热反应
B.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D.与反应生成与生成时所放出的热量是相同的
题型02能量关系图的识别
【例2】已知化学方程式2AB(g)=A2(g)+B2(g)所代表的化学反应的能量变化如图所示:
则下列说法正确的是
A.2AB(g)=A2(g)+B2(g)为放热反应
B.2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和
C.断裂2 mol AB(g)吸收的热量为y kJ
D.断裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和为x kJ
【答案】C
【解析】A.由图象可知生成物的总能量高于反应物的总能量,因此该反应为吸热反应,A错误;
B.吸热反应中反应物的总能量比生成物的总能量低,B错误;
C.由图可知,断裂2mol A-B键需要吸收ykJ能量,C正确;
D.断裂化学键要吸收能量,断裂1mol A-A键和1mol B-B键吸收xkJ的能量,D错误;
故选D。
【变式01】化学反应的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示___________、___________,反应___________(填“吸收”或“放出”)能量。
(2)反应过程中断裂的化学键为____________,____________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________;形成的化学键为___________,__________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________。
(3)__________或___________(用A、C或、表示)。
【变式02】理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示,下列说法中错误的是
A.该异构化反应的
B.HCN比HNC稳定
C.使用催化剂,可以改变反应的反应热
D.在该条件下,HCN的总能量低于HNC的总能量
题型03中和反应反应热及其测定
【例3】化学反应的能量变化通常表现为热量的变化,因此反应热的研究对于化学学科发展具有重要意义。
Ⅰ.已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
(1)下列结论中正确的是_______。
A.碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.①的反应热为221kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6kJ·mol-1
D.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65kJ的热量
Ⅱ.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取100mL 0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取100mL 0.55mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH和盐酸溶液一并倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(2)仪器a的名称是 。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(3)配制100mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液,需要用到的仪器有托盘天平(附砝码)、烧杯、药匙、镊子、玻璃棒、量筒以及 。
(4)实验中改用80mL0.50mol/L盐酸跟80mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”)。反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55mol·L-1不是0.50mol·L-1 的原因是 。用Ba(OH)2溶液和硫酸代替上述试剂,所测中和热的数值 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(5)倒入NaOH和盐酸溶液的正确操作是_______ (填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入
C.一次迅速倒入 D.一边搅拌一边一次滴入
(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(7)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.3
2
20.2
20.4
23.5
3
20.3
20.5
25.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
【答案】(1)D
(2) 环形玻璃搅拌棒 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失
(3)100mL容量瓶、胶头滴管
(4) 不相等 确保盐酸被完全中和 偏大
(5)C
(6)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(7)-53.5kJ/mol
【解析】(1)A.碳的燃烧热指1mol碳完全燃烧时的焓变,已知反应①的焓变指产物为CO气体,不是完全燃烧产物CO2,A错误;
B.在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可用热量(或换成相应的热量)来表示,叫反应热,又称“焓变”,反应①中-221kJ·mol-1是其焓变,①的反应热为-221kJ·mol-1,B错误;
C.中和热指强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1mol水放出的热,从反应②可知,其ΔH=-57.3kJ·mol-1,C错误;
D.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,生成0.5molH2O,根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则放出=28.65kJ的热量,D正确;
故选D。
(2)根据图示,仪器a是环形玻璃搅拌棒;该实验关键要准确测量体系温度能达到的最大值,故烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失。
(3)配制100mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液,需要用到的仪器有托盘天平(附砝码)、烧杯、药匙、镊子、玻璃棒、量筒以及100mL容量瓶、胶头滴管。
(4)实验中改用80mL0.50mol/L盐酸跟80mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,反应物的物质的量减少,所放出的热量不相等(减少);反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55mol·L-1不是0.50mol·L-1 的原因是确保盐酸被完全中和,使生成水的量与计算值一致;用Ba(OH)2溶液和硫酸代替上述试剂,则反应除了生成水还生成沉淀BaSO4,析出沉淀放出热量,导致所测中和热的数值偏大。
(5)为了准确测量实验放出热量对体系温度影响的最大值,应使反应充分快速进行,故应一次迅速倒入,选C。
(6)与稀盐酸恰好完全反应,用稀氢氧化钠溶液则正好是中和热ΔH,ΔH1=ΔH,用稀氢氧化钙可溶性强碱溶液,其反应热也是正好是中和热,ΔH2=ΔH,用稀氨水则反应过程弱碱电离需要吸热,导致放出热量较少,ΔH3是负值增大,ΔH3>ΔH。故ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1=ΔH2<ΔH3。
(7)从表中数据分析,反应前后体系温度差值,1号实验为3.2℃,2号实验为3.2℃,3号实验为5.2℃,3号值与其它值偏差较大而舍弃。故放热Q=mcΔt=(100+100)mL×1 g·cm-3×4.18J·g-1·℃-1×3.2℃=2675.2J,该实验生成0.05mol的水,则中和热ΔH==-53.5kJ/mol。
【变式01】如图是某实验小组改进的中和热测定实验装置。在塑料瓶中事先加入50 mL 盐酸,然后通过注射器注入50 mL溶液,通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题:
(1)塑料瓶外泡沫板的作用是 。
(2)该实验中过量的目的是 。
(3)实验小组按课本装置和改进后的装置分别进行实验,测得实验数据如下:
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差()/℃
平均值
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
改进前
改进后
1
19.1
19.0
21.1
21.2
20.1
20.2
23.4
23.6
3.3
3.4
2
19.0
19.2
21.0
20.8
20.0
20.0
23.2
23.5
3.2
3.5
3
19.2
19.2
21.2
21.0
20.2
20.1
23.6
23.4
3.4
3.3
表中记录的终止温度是指 ,根据改进后装置的实验数据计算中和热 (计算结果保留两位小数,近似认为盐酸和溶液的密度都是,中和后溶液的比热容)
(4)有同学考虑注射器针筒中会有溶液残留(不超过0.5mL),认为上述实验会导致所测得反应热偏小,请判断该观点是否正确并说明理由: 。
(5)如果用60 mL 盐酸与60 mL 溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”,下同),所求中和热 。
(6)醋酸和的中和反应反应热数值与盐酸和的中和反应反应热数值相比, (填“醋酸”或“盐酸”)的较大,原因是 。
【变式02】某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol/LNaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.中和热的测定:
测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。
(3)仪器a的名称为 。
(4)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
温度
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②通过上述实验测得中和热数值为53.5kJ/mol与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差勺原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
e.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(5)实验中改用30mL0.50mol/L的硫酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。
题型04热化学方程式
【例4】下列关于燃烧热的说法中正确的是
A.物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在25℃、101kPa时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
【答案】C
【解析】燃烧热是指在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,故选C。
【变式01】下列热化学方程式正确的是
A.通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:;
B.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量:;
C.1 g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94 kJ的热量:
D.已知甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为:;
【变式02】试直接判断下列热化学方程式书写不正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)= HCl(g) ΔH=-91.5 kJ/mol
B.H2(g)+Cl2(g)= HCl(g) ΔH=+91.5 kJ/mol
C.H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
D.2HCl(g)= H2(g)+Cl2(g) ΔH=+183kJ/mol
题型05燃烧热
【例5】下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A. kJ⋅mol
B. kJ·mol
C. kJ⋅mol
D. kJ·mol
【答案】B
【解析】A.一氧化碳不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示甲烷的燃烧热, A不符合题意;
B.由热化学方程式可知,1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出283.0kJ的热量,ΔH能正确表示一氧化碳的燃烧热,B符合题意;
C.氢气的燃烧热,需要测定,氢气在氧气中燃烧,生成液态水时释放的热量,ΔH不能正确表示氢气的燃烧热,C不符合题意;
D. 系数为2,表示2mol完全燃烧释放的热量,ΔH不代表的燃烧热,D不符合题意;
故选B。
【变式01】俄乌冲突爆发以来,许多西方国家宣布制裁俄罗斯,但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷,已知甲烷的燃烧热为889.6kJ·mol-1,下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【变式02】依据如下反应可知某纯物质的燃烧热的是(燃烧热数值正确)
A.2C(s)+O2(g)=2CO(g) =﹣221kJ•mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) =﹣890.3kJ•mol-1
C.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) =﹣1265.2kJ•mol-1
D.2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s) =-632kJ•mol-1
题型06比较焓变值的大小
【例6】下列各组热化学方程式中,△H的大小比较错误的是
①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1;C(s)+O2(g)=CO(g) △H2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3;S(g)+O2(g)=SO2(g) △H4
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H5;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H6
④CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2 △H7;CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H8
A.△H1<△H2 B.△H3<△H4 C.△H5>△H6 D.△H7<△H8
【答案】B
【解析】A.同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成一氧化碳放出的热量,C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1、 C(s)+O2(g)=CO (g) ∆H2,所以∆H1<∆H2,故A正确;
B.同物质的量的气态硫能量高于固态硫,S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H3、 S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H4,所以∆H3>∆H4,故B错误;
C.氢气燃烧放热,氢气越多,放出的热量越多,H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ∆H5、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H6,所以∆H5>∆H6,故C正确;
D.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)反应放热, ∆H7<0; CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 反应吸热,∆H8>0,所以∆H7<∆H8,故D正确;
故选:B。
【变式01】乙醇(C2H5OH)燃烧时,可能发生反应:
①
②
③
④
则、、、的大小关系为
A. B.
C. D.
【变式02】下列各级变化中,化学反应的前者小于后者的一组是
① ;;
②;;
③ ; ;
④ ;
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
分层训练
【基础过关】
1.化学反应中伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成,前者吸收总能量小于后者释放总能量的反应是
A.将胆矾加热变为白色粉末 B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C.物质的缓慢氧化 D.高温下,木炭与水蒸气反应
2.下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,总是伴随着能量变化
B.∆H的大小总是与反应条件有关
C.∆H的大小与热化学方程式中的化学计量数无关
D.燃烧反应中,有些是吸热反应,有些是放热反应
3.已知①C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH1>0,② (石墨,s)+1/2 O2(g)=CO(g) ΔH2,③(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3 ,④C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4,则下列说法正确的是
A.金刚石比石墨稳定 B.反应②表示石墨的燃烧热的热化学方程式
C.ΔH2>0 D.ΔH3>ΔH4
4.化学反应常伴随能量变化,是人类获得能量的重要途径。一种即热饭盒的结构如图所示,这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭盒就变热了。则下层物质可能是
A.铁粉 B.氧化铁 C.氧化钙 D.硝酸铵
5.化学反应往往伴随着能量变化,下列说法正确的是
A. ,则:含的溶液与浓硫酸完全反应,放出的热量为
B.完全燃烧生成时放热,则的燃烧热是
C.已知 则
D.白锡转化为灰锡的反应焓变为,则白锡比灰锡更稳定
6.某化学反应分两步进行;①;②。其能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.反应是放热反应
B.反应①是吸热反应
C.X、Y、M三种物质中Y最稳定
D.M是该反应的催化剂,可降低该反应的焓变,提高该反应的速率
7.在某温度和催化剂作用下,和同时发生如下反应:
反应1(主反应):
反应2(副反应):
且主反应的速率大于副反应,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是
A. B. C. D.
8.2022年北京冬奥会中的火炬“飞扬”使用了氢燃料,在研制过程中,解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢,主要过程如图所示。下列说法不正确的是
A.整个过程实现了光能向化学能的转化
B.过程Ⅰ释放能量,过程Ⅱ吸收能量
C.过程Ⅲ属于氧化还原反应
D.整个过程中反应物的总能量小于生成物的总能量
9.催化某反应的一种催化机理如图所示,其中是氢氧自由基,是醛基自由基,下列叙述不正确的是
A.使用催化时,该反应的不变
B.不是所有过程都发生氧化还原反应
C.为中间产物之一,与中所含阴离子相同
D.总反应为
10.固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下:
①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH1=-9.48kJ/mol
②H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH2
下列判断不正确的是
A.2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化符合上面的示意图
B.若I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ/mol,则ΔH2=+26.48kJ/mol
C.反应①中反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
11.(多选)在如图所示的量热计中,将1000.50(弱酸,电离过程为吸热过程)溶液与1000.55溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测偏小
B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D.所加溶液过量,目的是保证溶液完全被中和
12.(多选)如图为反应的能量变化示意图。下列说法错误的是
A.拆开和中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量
B.由H、O原子形成,共吸收1852kJ能量
C.和反应生成,共放出484kJ能量
D.和反应生成,共放出484kJ能量
13.(多选)图像可直观地表现化学变化中的物质变化和能量变化。下列判断错误的是
A.图甲所示反应为放热反应,且△H=(Ek-Ek′)kJ•mol-1
B.已知石墨比金刚石稳定,则石墨转化为金刚石过程中的能量变化如图乙
C.图丙所示反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-bkJ•mol-1
D.若2A(g)B(g)的能量变化如图丁,则2A(g)B(l) △H<-akJ•mol-1
14.回答下列问题。
(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。
a.生石灰和水 b.浓硫酸和水 c.硫酸和氢氧化钠溶液
(2)是优质液体燃料,在下,充分燃烧并恢复到原状态,会释放的热量。请写出燃烧的热化学方程式: 。
已知:
则 。
(3)已知某些化学键的键能数据如下表:
共价键
键能/
436
247
434
则反应的焓变 。
(4)已知:P(s,白磷)(s,黑磷) ;P(s,白磷)(s,红磷) ;由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
15.Ⅰ.2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”还是“降低”)。
(2)完成SO2氧化为SO3的热化学方程式 。
Ⅱ.用 50mL0.50mol/L 盐酸与 50mL0.55mol/LNaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(3)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替该用品 (填“能”或“否”)
(4)向盐酸溶液中加入NaOH溶液的正确操作是 (从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.一次迅速倒入 C.分三次少量倒入
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【提升能力】
1.中华文明璀璨夺目,人们很早高在生产、生活中学握了能量的相互转化,下列说法中错误的是
A.宋代词人辛弃疾的《青玉案·元夕》中有对“打铁花”描述的诗句:“东风夜放花千树,更吹落、星如雨。”这个过程涉及化学能转化成光能与热能
B.《本草纲目》中有记载:“阳燧,火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火。”这个过程涉及化学能转化成热能
C.《易经》中记载:“泽中有火”“上火下泽”,这个过程涉及化学能转化成热能
D.南宋《大冶赋》中详细记载了以炭与铜矿石为原料的火法炼铜技术,这个过程涉及化学能与热能的相互转化
2.某化学反应A→C分两步进行:①A→B,②B→C.反应过程中的能量变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.三种物质中B最不稳定
B.反应A→B的活化能为E1
C.反应B→C的ΔH=E4-E3
D.整个反应的ΔH=E1-E2+E3-E4
3.如图所示是生产水煤气的反应的能量变化,由图可判断下列说法正确的是
A.容器内充入、后充分反应,放出的热量
B.
C.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
D.加入催化剂可以减小的值,从而提高反应的焓变
4.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子,脱附后催化剂复原)催化水煤气变换反应,低温获得高转化率与高反应速率。反应过程示意如图:
下列说法正确的是
A.图示显示,状态I的2个分子在整个变换过程中均参与了反应
B.若未使用催化剂时水煤气变换反应的焓变为,则
C.状态I到状态III,均为放热过程
D.从状态I到状态IV,存在非极性共价键的断裂和生成
5.下列和热化学方程式有关的叙述正确的是
A.500℃、30MPa下, ;将1.5mol和过量的在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
B.已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
C.已知:① ,② ,则 ,石墨比金刚石稳定
D.已知:① ,② ,则
6.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,,则
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,
7.标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述错误的是
A.e为
B.在含氯阴离子中,c最活泼
C.在一定pH条件下a能与b反应
D.3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq) ΔH=117kJ·mol-1
8.CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A.总反应的催化剂为
B.稳定性:
C.反应①和反应②均为放热反应
D.总反应的
9.在某催化剂作用下,与反应制备的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,表示过渡态。下列说法正确的是
A.总反应为吸热反应
B.该过程有极性键的断裂和形成
C.使用合适的催化剂能降低总反应的焓变
D.总反应的决速步骤为
10.下列说法正确的是
A.在一定温度和压强下,1 mol N2和3 mol H2充分反应后,放出热量a kJ,则对应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-a kJ·mol-1
B.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1
C.在催化剂存在下,有机物X与HCl的加成反应可得到很好控制,生成有机物Y和Z(如上图),反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,则反应Ⅲ的ΔH<0
D.中和反应反应热测定实验中做两组实验:①50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL 0.55mol·L-1NaOH溶液,②60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,则两组实验测得的中和热ΔH不同
11.(多选)我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知:
下列说法正确的是
A.过程Ⅱ放出能量
B.若分解2 mol H2O(g),估算该反应吸收482 kJ能量
C.催化剂能减小水分解反应的焓变
D.催化剂能降低反应的活化能,增大了水的分解转化率
12.(多选)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的ΔH如图所示,下列有关判断不正确的是
A.的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1
B.相同状况下,NH3比N2H4稳定
C.依据上表所给数据,可求得的摩尔燃烧焓
D.0.5mol与1.5mol充分反应,放出45.9kJ的热量
13.(多选)用于处理大气污染物的反应为。在作用下反应历程中的能量变化如图所示:下列叙述正确的是
A. B.最稳定的中间体是中间体4
C.总反应的决速步骤是反应② D.与起催化作用,能降低反应的焓变
14.金刚石和石墨在氧气不足时燃烧均生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。回答下列问题:
(1)金刚石和石墨互为 ,石墨转化为金刚石的热化学方程式为 。
(2)表示石墨燃烧热的热化学方程式为 。
(3)1mol金刚石与石墨的混合物在足量氧气中充分燃烧,共放出394.5kJ的热量,则金刚石与石墨的物质的量之比为 。
科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
(4)三种状态的稳定性由大到小的顺序为 。
(5)催化剂对于该反应的焓变 (填“有”或“无”)影响。
(6)由状态Ⅰ→状态Ⅲ (填“吸收”或“放出”)能量。
15.回答下列问题:
(1)已知某反应为放热反应,如图能正确表示该反应中能量变化的是 。(填“A”或“B”)
(2)的反应过程如图所示:
若和充分反应,则反应物中旧键断裂共吸收 kJ能量,生成物中新键形成共放出 kJ能量,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)根据下图中的原电池,请回答下列问题:
①以下叙述中,正确的是 (填字母)。
A.锌片是负极,铜片是正极
B.铜片表面有气泡产生
C.电流表指针不会发生偏转
②如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液,铜电极的电极反应式是 ,当铜极质量增大32g时,电路中转移的电子为 mol。
(4)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力,其工作原理如图所示。
其中负极的电极反应式为 。
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