内容正文:
专题02 盖斯定律 反应热的计算
考点梳理
题型演练
考点01盖斯定律
【题型1盖斯定律应用】
考点02根据盖斯定律计算反应热
【题型2反应热的计算】
考点03反应热的计算
【题型3反应热的大小比较】
考点04 反应热的大小比较
【题型4反应热内能变化与焓变】
考点梳理
考点01盖斯定律
1.内容:一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成的,其反应热是相同的。这就是盖斯定律
2.特点: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
3.多角度理解盖斯定律
(1)从反应途径角度理解盖斯定律
如同山的高度与上山的途径无关一样,A点相当于反应体系的始态,
B点相当于反应体系的终态,
山的高度相当于化学反应的反应热
(2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律
从S→L,ΔH1<0,体系放出热量
从L→S,ΔH2>0,体系吸收热量
根据能量守恒,ΔH1+ΔH2=0
(3)实例
从反应途径角度
A→D:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6)
从能量守恒角度
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
考点02根据盖斯定律计算反应热
1.盖斯定律的意义
有的反应进行得很慢,有些反应不直接发生,有些反应产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难,若应用 可间接地把它们的反应热计算出来
2.盖斯定律的应用
根据如下两个反应:Ⅰ、C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ、CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
选用两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下
则ΔH=-110.5 kJ·mol-1
(2)加合法
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置,C(s)+O2(g)===CO(g)②将已知热化学方程式Ⅱ变形,得反应Ⅲ:CO2(g)===CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0 kJ·mol-1
③将热化学方程式相加,ΔH也相加:Ⅰ+Ⅲ得,C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH3,
则ΔH= kJ/mol
3.计算模式
考点03反应热的计算
1.根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热
(1)分析目标反应和已知反应的差异,明确①目标反应物和生成物;②需要约掉的物质
(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致,同时约掉目标反应中没有的物质,热化学方程式的反应热也进行相应的换算
(3)将已知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加
以上步骤可以概括为找目标,看来源,变方向,调系数,相叠加,得答案
2.根据反应物和生成物的键能计算:ΔH=反应物总键能-生成物总键能
3.常见物质中的化学键数目
物质
CO2(C=O)
CH4(C-H)
P4(P-P)
SiO2(Si-O)
石墨
金刚石
S8(S-S)
Si
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
4.根据热化学方程式计算:反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比
考点04 反应热的大小比较
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽然“—”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即:放热越多,ΔH反而
2.与“化学计量数”相关的反应热比较
如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1 ΔH2。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,
因为C(g)===C(l) ΔH3<0,
则ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,
所以ΔH2<ΔH1
图示
(2)同一反应,反应物状态不同时
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2
图示
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0
所以ΔH1>ΔH2
图示
题型演练
【题型1盖斯定律应用】
1.(24-25高三上·安徽·阶段练习)近日,有科研小组报道一种有无催化剂下由转化成氨的反应机理模型如下图所示:
已知图中化学式前系数表示物质的量,下列有关说法正确的是
A.曲线a表示有催化剂的作用 B.转化成氨的反应为吸热反应
C.该反应中催化剂没有参加反应 D.曲线b对应的总反应的焓变
2.(24-25高二上·江苏苏州·阶段练习)已知:。在不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应放出的热量小于akJ
B.过程b使用了催化剂,降低了正反应的活化能,使反应的减小
C.恒温恒容条件下通入氦气,容器内压强增大,单位体积内活化分子数增多,反应速率加快
D.该反应中,反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量
3.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下列热化学方程式或叙述正确的是
A.使用高效催化剂能降低反应的焓变,提高反应速率
B.同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
C.稀硫酸与溶液反应:
D.在101kPa下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
4.(24-25高二上·北京·阶段练习)某同学为了估算反应的,构建如下图循环。下列说法不正确的是
A.
B.、、均可由相应的键能数据得到
C.按照该过程所示,断开的化学键均为非极性共价键
D.该循环过程不一定表示反应的真实历程
5.(24-25高二上·山东青岛·阶段练习)元素的基态气态原子得到电子形成气态负离子时所放出或吸收的能量称作电子亲和能,O原子的第二电子亲和能()为。根据如图数据(单位均为),下列说法错误的是
A.的第三电离能远远大于 B.的第一电离能小于
C.的键能为 D.
6.(24-25高二上·河南许昌·阶段练习)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol;②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol,则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH是
A.-386 kJ/mol B.+386 kJ/mol C.-746 kJ/mol D.+746 kJ/mol
7.(23-24高二上·北京东城·期末)某同学为了估算反应的,构建如下图循环。下列说法不正确的是
A.
B.均可由相应的键能数据得到
C.按照该过程所示,断开的化学键均为σ键
D.该循环过程不一定表示反应的真实历程
8.(24-25高三上·江苏徐州·期中)氢能是未来的理想能源,一种水煤气制H2的方法涉及反应如下:
反应I: ΔH1>0
反应Ⅱ:H2O(g)+ CO2(g)+H2(g) ΔH2<0
反应Ⅲ:CO2(g)+ CaCO3(s) ΔH3
一定压强下,体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应, CaCO3(s)在 T2时完全分解。气相中 CO、CO2和H2物质的量分数随温度的变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A.C(s)+2H2O(g)+ CaCO3(s)+2H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
B.图中a线对应物质为H2
C.反应Ⅲ平衡常数 K(T2)
D.T₁时,保持体积不变,向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,CO物质的量分数增大
9.(24-25高二上·浙江台州·期中)室温下,将1mol 溶于水,会使溶液温度降低,反应热为;将1mol 溶于水,会使溶液温度升高,反应热为。受热分解的热化学方程式为 ,则下列关系正确的是
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·河南信阳·期中)下列图示与对应的叙述不相符合的是
A.图Ⅰ可表示石灰石分解反应的能量变化
B.图Ⅱ可表示
C.图Ⅲ表示可逆反应的平衡常数随反应物浓度的变化
D.图Ⅳ表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
11.(24-25高三上·辽宁·期中)符合如图所示的转化关系,且当、、的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的、可能是
①、;②、;③、;④、;⑤、
A.②③ B.③⑤ C.①④⑤ D.①④
12.(24-25高二上·辽宁·期中)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(KJ/mol)表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;生成焓越小,物质越稳定;反应热等于生成物的总生成焓减去反应物的总生成焓。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如图所示,下列有关判断正确的是
A.根据上表所给数据,不可求得的燃烧热
B.在相同状况下,比稳定
C.在相同状况下,与充分反应,放出91.8kJ的热量
D.的摩尔生成焓
13.(24-25高二上·浙江·期中)是重要的消毒剂、氧化剂,研究其分解反应有重要意义。KI能催化的分解。
①不加KI:
②加入KI:;
分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是
A.加入KI后:为慢反应;为快反应
B.加入KI后改变了反应的反应热
C.是吸热反应
D.KI降低了该反应的活化能
14.(24-25高三上·湖南·期中)结合以下图示,下列判断错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
15.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知反应:①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
16.(24-25高二上·浙江·期中)下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是
A. B.按照、、的顺序,依次增大
C.越小,则HX就越稳定 D.越小,则X的非金属越弱
17.(24-25高二上·安徽六安·阶段练习)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
18.(24-25高二上·浙江·期中)已知①
②
③
下列说法正确的是
A.反应③为表示的燃烧热的热化学方程式
B.
C.反应
D.反应
19.(24-25高二上·湖北·期中)10月1日,香港然放31888枚礼花弹,庆祖国75岁华诞。礼花弹的制作中会加入黑火药,其爆炸的热化学方程式为 。已知: ; ;碳的燃烧热,则x为
A. B. C. D.
20.(24-25高二上·湖北·期中)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.1molH2与0.5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热
B.盐酸与碳酸氢钠的反应属于放热反应
C.已知 ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.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
21.(24-25高三上·北京海淀·期中)化学链燃烧技术可提高燃烧效率,并有利于CO2的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图,其中M和N为铜的氧化物,反应①和②在不同装置中进行,燃料用CxHy表示。下列说法不正确的是
A.M和N分别是CuO和Cu2O
B.若②中燃料为CH4,则完全反应时,燃料与①中所需空气的体积比约为1 : 2
C.相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等
D.与燃料在空气中燃烧相比,化学链燃烧生成的CO2纯度更高,利于富集
【题型2反应热的计算】
1.(24-25高二上·湖北武汉·期中)下列有关化学反应与热效应的说法正确的是
A.HCl和NaOH的稀溶液反应生成1mol的反应热,则和的稀溶液反应生成1mol的反应热
B.甲烷的燃烧热,则
C.已知 。将6mol和过量的在一定条件下充分反应,放出热量184.8kJ
D.在低温下能自发进行,则该反应的
2.(24-25高三上·山西·期中)“低碳经济”的一项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。在2L恒温恒容密闭容器中按照投料发生反应: ,测得浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.反应进行到3min时放出的热量为49.6kJ
B.0~10min内用表示的平均反应速率为
C.b点反应速率
D.c点时加入催化剂可以实现的完全转化
3.(24-25高二上·湖北·期中)已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。则、、的物质的量之比为
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·浙江·期中)一定条件下,将2molX和1molY充入到2L恒温恒容的密闭容器中进行反应: ,反应到5min时,测得生成的Z为1.2mol,下列说法正确的是
A.第5min时,反应放出的热量为QkJ
B.5min内,Y的平均反应速率为
C.第5min时,X的反应速率小于
D.当体系的压强不再变化时,说明反应已达到平衡状态
5.(24-25高二上·甘肃庆阳·期中)已知一定条件下的下列热化学方程式: , 。为提供分解1 mol KNO3所需的能量,理论上需完全燃烧碳
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·广西桂林·阶段练习)在、下,将通入溶液中充分反应,测得反应放出热量。已知该条件下,通入溶液充分反应放出热量。下列与溶液反应生成的热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
7.(24-25高二上·甘肃兰州·阶段练习)在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
8.(24-25高二上·江苏苏州·阶段练习) 。一定条件下,将2mol X和2mol Y通入体积为2L的恒容密闭容器中,反应10s,测得生成0.5mol Z。下列说法正确的是
A.10s内,X的平均反应速率为
B.10s内,X和Y反应放出的热为
C.第10s时,Y的反应速率为
D.第10s时,X为1.5mol,Y的浓度为
9.(24-25高二上·山东聊城·阶段练习)某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.前12s内,A的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1
B.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ
10.(24-25高二上·山东·阶段练习)下列说法正确的是
A.,恒温恒容条件下达到平衡后加入,该反应的增大
B.的摩尔燃烧焓为,则2H2(g)
C.,则完全破坏等质量的和中的化学键,需要的能量大
D.,则与足量反应放热
11.(22-23高二上·全国·课后作业)下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是
A.已知;,则1mol 与3mol 在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量
B.氢气的燃烧热,则
C.1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气时所放出的热量就是乙醇的燃烧热
D.已知;,则;
12.(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)已知四种燃料 完全燃烧的热化学方程式可分别表示为:
①;
②;
③;
④。
等质量的四种燃料充分燃烧,放出热量最少的是
A. B. C. D.
13.(21-22高二上·四川内江·阶段练习)下列关于的叙述中,正确的是
A.该反应的反应热为,是吸热反应
B.该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C.该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
14.(22-23高二上·河北石家庄·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在120 ℃、101 kPa下,燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
15.(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)已知四种燃料 完全燃烧的热化学方程式可分别表示为:
①;
②;
③;
④。
等质量的四种燃料充分燃烧,放出热量最少的是
A. B. C. D.
16.(21-22高二上·四川内江·阶段练习)下列关于的叙述中,正确的是
A.该反应的反应热为,是吸热反应
B.该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C.该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
17.(22-23高二上·河北石家庄·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在120 ℃、101 kPa下,燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【题型3反应热的大小比较】
1.(24-25高二上·福建漳州·期中)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
2.(24-25高二上·山东泰安·期中)化学反应往往伴随着能量变化,下列说法正确的是
A.白锡转化为灰锡的反应焓变为,则白锡比灰锡更稳定
B.已知,则
C.已知,则氢气的摩尔燃烧焓为
D.室温下,,则稀和稀溶液反应生成时,放出的热量是
3.(24-25高二上·浙江·期中)两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知 , ,则
B.含的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和热
C.图中由催化氧化生成,反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的总能量
D.若,则为放热反应
4.(24-25高二上·浙江·期中)相同条件下,下列比较不正确的是
A.焓(H)的大小关系:
B.熵(S)的大小关系:
C.溶液中水的电离程度:
D.等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量:两者相等
5.(24-25高二上·广东·期中)下列说法错误的是
A.,则
B.反应任何温度下都不能自发进行
C.一定温度下对平衡体系缩小体积,再次达到平衡时增大
D.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
6.(24-25高二上·辽宁·期中)已知反应:① ;②稀溶液中,,下列有关中和热、燃烧热的说法中正确的是
A.由①可知,的燃烧热为
B.由①可知,的燃烧热小于
C.
D.若用盐酸与 NaOH溶液进行反应,测得中和热的数值会偏大
7.(24-25高二上·江西·期中)已知H2与ICl的反应分两步完成:H2(g)+ICl(g)HCl(g)+HI(g) △H1<0, △H2<0,且△H1>△H2 下列图像最符合上述反应历程的是
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·四川内江·期中)下列说法不正确的是
A.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
B. ,则(g)的燃烧热大于1478.8
C. ,则稀(aq)和稀(aq)完全反应生成1mol(l)时,放出57.3kJ热量
D.已知 ; ,则
9.(24-25高二上·福建泉州·期中)乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的反应如下:
①
②
③
则、、的大小关系正确的是
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·黑龙江·期中)根据热化学方程式:C(s)+O2(g) = CO2(g) H= -393.5kJ·mol-1,下列说法不正确的是
A.CO的燃烧热的H小于C的燃烧热的H
B.1molCO2(g)的能量总和小于1molC(s)和1molO2(g)的能量总和
C.C(g)+O2(g) = CO2(g) H1= -Q1kJ·mol-1;Q1的值大于393.5kJ·mol-1
D.足量的碳粉与标准状况下1L氧气反应生成1L二氧化碳气体时放出的热量小于393.5kJ
11.(24-25高二上·黑龙江绥化·阶段练习)下列给出的各组方程式中的是
A.
B.;
C.;
D.
12.(24-25高二上·陕西西安·期中)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④ CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH7 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH8
A.①③④ B.②③ C.②④ D.①②③
13.(24-25高二上·江西上饶·阶段练习)已知热化学方程式:
①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
③C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ∙mol-1
下列说法正确的是
A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2 D.ΔH1>ΔH2
14.(24-25高二上·宁夏银川·期中)下列说法正确的是
A.已知甲烷的燃烧热 ,
B.已知:;,则
C.已知:500℃、30MPa下,,将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
D.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2
15.(23-24高二上·北京昌平·期中)锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①
②
③
下列说法正确的是
A.
B.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
16.(24-25高二上·山东临沂·阶段练习)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知,则的燃烧热为
B.反应在常温下能自发进行,则该反应的
C.已知,,则
D.在稀溶液中:,若将含的浓硫酸与含的溶液混合,放出热量大于
17.(24-25高二上·山东济南·阶段练习)已知反应:①
②
化学键的键能数据如表所示,(键能为1mol气态分子离解成气态原子所吸收的能量),下列说法正确的是
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
键能/ kJ∙mol-1
798
x
413
463
A.
B.上表中
C.
D.时甲烷充分燃烧,当有个C-H键断裂时,反应放出的热量为
【题型4反应热内能变化与焓变】
1.(24-25高二上·黑龙江·阶段练习)下列说法正确的是
A.干冰在室温下自动转化为二氧化碳气体,是的过程
B.任何化学反应的反应热均可以通过实验直接进行测定
C.焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化
D.,该反应中有离子键、共价键断裂和离子键的形成,化学碳键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
2.(24-25高二上·吉林·阶段练习)在容积不变的密闭容器中,一定量的NO和O2发生反应 ,下列说法正确的是
A.仅适当增大压强,△H也适当增大
B.每消耗4.48LNO(g),此时生成0.1mol(g)
C.仅适当升高温度,有利于提高O2的平衡转化率
D.当时,该反应达到平衡
3.(23-24高一下·浙江杭州·阶段练习)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H2>△H1的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),△H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H2
B.S(g)+O2(g)=SO2(g),△H1;S(s)+O2(g)=SO2(g),△H2
C.C(s)+O2(g)=CO(g),△H1;C(s)+O2(g)=CO2(g),△H2
D.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g),△H1;H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),△H2
4.(2023·四川资阳·一模)我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术,助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示:
已知部分化学键的键能数据如下:
共价键
键能(kJ/mol)
413
497
462
351
348
下列说法不正确的是
A.该催化反应历程中没有非极性键断裂
B.催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C.总反应的原子利用率为100%
D.该反应的热化学方程式为:
5.(20-21高二上·福建宁德·阶段练习)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其储存能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,已知键能是指断开1mol化学键变为气态原子时所需要的能量,或形成1mol化学键时所释放的能量。以下是几种化学键的键能:
化学键
F-F
N-F
键能/
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程N2(g)→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C.反应是吸热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应
6.(2023高三上·全国·专题练习)工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C.反应Ⅱ在热力学上进行趋势较小
D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=El-E2
7.(22-23高二下·江苏扬州·期末) 氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应为,以铁触媒(主要成分是和)为催化剂。实验室用加热和固体混合物的方法,或将浓氨水与固体混合来制取少量氨气。工业上可利用氨气等制取硝酸。有关工业合成氨的反应下列有关说法正确的是
A.其它条件不变,升高温度,可提高活化分子百分数,加快反应速率
B.反应的(E表示键能)
C.断裂同时有形成,说明达该条件下的平衡状态
D.将氨气液化并移走,可提高原料的平衡转化率及平衡时的反应速率
8.(22-23高一下·辽宁·阶段练习)已知X转化为R和W分两步进行:① ②,上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.X(g)比Y(g)稳定
B.反应①为放热反应
C.均消耗1mol反应物时,反应①和②吸收的能量:①>②
D.断裂1molX(g)中的化学键吸收的能量小于形成1molR(g)和3molW(g)中的化学键所放出的能量
9.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A.高温条件下该反应可以自发
B.反应的ΔH=E(N-N)+3E(H-H)-6E(N-H) (E表示键能)
C.反应中每消耗1 mol H2转移电子的数目约等于2×6.02×1023
D.该反应采用高温高压条件是为了增大H2的平衡转化率
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题02 盖斯定律 反应热的计算
考点梳理
题型演练
考点01盖斯定律
【题型1盖斯定律应用】
考点02根据盖斯定律计算反应热
【题型2反应热的计算】
考点03反应热的计算
【题型3反应热的大小比较】
考点04 反应热的大小比较
【题型4反应热内能变化与焓变】
考点梳理
考点01盖斯定律
1.内容:一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成的,其反应热是相同的。这就是盖斯定律
2.特点: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
3.多角度理解盖斯定律
(1)从反应途径角度理解盖斯定律
如同山的高度与上山的途径无关一样,A点相当于反应体系的始态,
B点相当于反应体系的终态,
山的高度相当于化学反应的反应热
(2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律
从S→L,ΔH1<0,体系放出热量
从L→S,ΔH2>0,体系吸收热量
根据能量守恒,ΔH1+ΔH2=0
(3)实例
从反应途径角度
A→D:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6)
从能量守恒角度
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
考点02根据盖斯定律计算反应热
1.盖斯定律的意义
有的反应进行得很慢,有些反应不直接发生,有些反应产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难,若应用盖斯定律可间接地把它们的反应热计算出来
2.盖斯定律的应用
根据如下两个反应:Ⅰ、C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ、CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
选用两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下
则ΔH=-110.5 kJ·mol-1
(2)加合法
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置,C(s)+O2(g)===CO(g)②将已知热化学方程式Ⅱ变形,得反应Ⅲ:CO2(g)===CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0 kJ·mol-1
③将热化学方程式相加,ΔH也相加:Ⅰ+Ⅲ得,C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH3,则ΔH=-110.5 kJ/mol
3.计算模式
考点03反应热的计算
1.根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热
(1)分析目标反应和已知反应的差异,明确①目标反应物和生成物;②需要约掉的物质
(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致,同时约掉目标反应中没有的物质,热化学方程式的反应热也进行相应的换算
(3)将已知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加
以上步骤可以概括为找目标,看来源,变方向,调系数,相叠加,得答案
2.根据反应物和生成物的键能计算:ΔH=反应物总键能-生成物总键能
3.常见物质中的化学键数目
物质
CO2(C=O)
CH4(C-H)
P4(P-P)
SiO2(Si-O)
石墨
金刚石
S8(S-S)
Si
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
4.根据热化学方程式计算:反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比
考点04 反应热的大小比较
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽然“—”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即:放热越多,ΔH反而越小
2.与“化学计量数”相关的反应热比较
如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1>ΔH2。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,
因为C(g)===C(l) ΔH3<0,
则ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,
所以ΔH2<ΔH1
图示
(2)同一反应,反应物状态不同时
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2
图示
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0
所以ΔH1>ΔH2
图示
题型演练
【题型1盖斯定律应用】
1.(24-25高三上·安徽·阶段练习)近日,有科研小组报道一种有无催化剂下由转化成氨的反应机理模型如下图所示:
已知图中化学式前系数表示物质的量,下列有关说法正确的是
A.曲线a表示有催化剂的作用 B.转化成氨的反应为吸热反应
C.该反应中催化剂没有参加反应 D.曲线b对应的总反应的焓变
【答案】D
【详解】A.催化剂可降低反应的活化能,曲线b表示有催化剂的作用,故A不正确;
B.由图知该反应为放热反应,故B不正确;
C.催化剂可能参加化学反应,只不过反应前后质量和化学性质不变,故C不正确;
D.与反应途径无关,曲线a与曲线b的相同,故D正确;
答案选D。
2.(24-25高二上·江苏苏州·阶段练习)已知:。在不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应放出的热量小于akJ
B.过程b使用了催化剂,降低了正反应的活化能,使反应的减小
C.恒温恒容条件下通入氦气,容器内压强增大,单位体积内活化分子数增多,反应速率加快
D.该反应中,反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量
【答案】A
【详解】A.由题干可知,该反应是一个可逆反应,即2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应时SO2和O2均不可能完全反应,故放出的热量小于akJ,A正确;
B.反应热与反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,故过程b使用了催化剂,降低了正反应的活化能,但不能使反应的减小,B错误;
C.恒温恒容条件下通入氦气,容器内压强增大,单位体积内分子数减少,活化分子百分数不变,故单位体积内的活化分子数减少,反应速率减慢,C错误;
D.由题干图像信息可知,该反应的反应物总能量高于生成物总能量即为放热反应,故该反应中,反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所放出的总能量,D错误;
故答案为:A。
3.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下列热化学方程式或叙述正确的是
A.使用高效催化剂能降低反应的焓变,提高反应速率
B.同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
C.稀硫酸与溶液反应:
D.在101kPa下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
【答案】B
【详解】A.使用高效催化剂能够改变反应途径,但不改变反应物和生成物的始态和终态,故不能降低反应的焓变,能够降低反应所需要的活化能,从而提高反应速率,A错误;
B.反应热与反应的途径和条件无关,只与反应的始态和终态有关,故同温同压下,在光照和点燃条件下的相同,B正确;
C.酸碱中和反应是放热反应,故<0,稀硫酸与溶液反应:,C错误;
D.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质(H2O为液态)时释放的热量,故在101kPa下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为,D错误;
故答案为B。
4.(24-25高二上·北京·阶段练习)某同学为了估算反应的,构建如下图循环。下列说法不正确的是
A.
B.、、均可由相应的键能数据得到
C.按照该过程所示,断开的化学键均为非极性共价键
D.该循环过程不一定表示反应的真实历程
【答案】A
【详解】A.由盖斯定律可知,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关,则,A错误;
B.=反应物的总键能-生成物的总键能,、、均可由相应的键能数据得到,B正确;
C.按照该过程所示,断开的化学键为H-H、Cl-Cl,均为非极性共价键,C正确;
D.反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的只和反应物总能量与生成物总能量有关,与反应过程无关,某同学为了估算反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的构建的循环不一定是反应的真实历程,D正确;
故选A。
5.(24-25高二上·山东青岛·阶段练习)元素的基态气态原子得到电子形成气态负离子时所放出或吸收的能量称作电子亲和能,O原子的第二电子亲和能()为。根据如图数据(单位均为),下列说法错误的是
A.的第三电离能远远大于 B.的第一电离能小于
C.的键能为 D.
【答案】D
【详解】A.基态镁原子最外层只有两个电子,由图可知,Mg的第二电离能为,则第三电离能远远大于,故A正确;
B.Mg的第一电离能为,3s能级电子能量小于3p能级电子,Mg的第一电离能大于同周期相邻的Al元素,则Al的第一电离能小于,故B正确;
C.由图可知吸收的能量为,则的键能为,故C正确;
D.设O-+e-→O2-释放的能量为a,结合盖斯定律计算得到:-601.2kJ•mol-1=146.4kJ•mol-1+737.7kJ•mol-1+1450.6kJ•mol-1+249.2kJ•mol-1-141.8kJ•mol-1+akJ•mol-1-3943kJ•mol-1,计算得到:a=899.7kJ•mol-1,基态气态O原子得到电子形成气态负离子时放出能量,则O原子的第二亲和能Y2为-899.7kJ•mol-1,故D错误;
故选D。
6.(24-25高二上·河南许昌·阶段练习)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol;②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol,则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH是
A.-386 kJ/mol B.+386 kJ/mol C.-746 kJ/mol D.+746 kJ/mol
【答案】C
【详解】①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol,
依据盖斯定律,将反应①-②得:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=(-566 kJ/mol)-(+180 kJ/mol)=-746kJ/mol。
故选C。
7.(23-24高二上·北京东城·期末)某同学为了估算反应的,构建如下图循环。下列说法不正确的是
A.
B.均可由相应的键能数据得到
C.按照该过程所示,断开的化学键均为σ键
D.该循环过程不一定表示反应的真实历程
【答案】A
【详解】A.由盖斯定律可知,的=,A错误;
B.=反应物的总键能-生成物的总键能,均可由相应的键能数据得到,B正确;
C.H2和Cl2均只含有单键即σ键,按照该过程所示,断开的化学键均为σ键,C正确;
D.反应的只和反应物总能量与生成物总能量有关,与反应过程无关,某同学为了估算反应的构建的循环不一定是反应的真实历程,D正确;
故选A。
8.(24-25高三上·江苏徐州·期中)氢能是未来的理想能源,一种水煤气制H2的方法涉及反应如下:
反应I: ΔH1>0
反应Ⅱ:H2O(g)+ CO2(g)+H2(g) ΔH2<0
反应Ⅲ:CO2(g)+ CaCO3(s) ΔH3
一定压强下,体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应, CaCO3(s)在 T2时完全分解。气相中 CO、CO2和H2物质的量分数随温度的变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A.C(s)+2H2O(g)+ CaCO3(s)+2H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
B.图中a线对应物质为H2
C.反应Ⅲ平衡常数 K(T2)
D.T₁时,保持体积不变,向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,CO物质的量分数增大
【答案】D
【分析】反应Ⅲ的,,所以;图示温度范围内已完全反应,则反应I已经进行完全,反应II和III均为放热反应,从开始到,温度不断升高,反应II和III逆向移动,根据反应II,的量不断减小,物质的量分数不断减小,的量不断升高,物质的量分数不断升高,所以a曲线代表的物质的量分数的变化,一直增加的b曲线代表的物质的量分数的变化,分解产生,所以在前先增后减的c线代表的物质的量分数的变化,据此分析回答问题;
【详解】A.根据盖斯定律,反应I+II+III可得反应,A正确;
B.反应II为放热反应,从开始到,温度不断升高,反应II逆向移动,的量不断减小,物质的量分数不断减小,所以 a曲线代表的物质的量分数的变化,B正确;
C.反应III的,,所以,升高温度,反应III的平衡逆向移动,因此平衡常数,C正确;
D.T₁时,保持体积不变,向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后反应Ⅲ的,温度不变,不变,不变,则反应II的也不变,CO的量不变,因此CO物质的量分数不变,D错误。
故答案为:D。
9.(24-25高二上·浙江台州·期中)室温下,将1mol 溶于水,会使溶液温度降低,反应热为;将1mol 溶于水,会使溶液温度升高,反应热为。受热分解的热化学方程式为 ,则下列关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】①CuSO4·5H2O(s)溶于水时,溶液温度降低,反应为;
②固体硫酸铜溶于水,溶液温度升高,则:;
③ ΔH3;
结合盖斯定律可知①-②得到③,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH3>0,据此作答。
【详解】A.根据分析可知,ΔH1>0,而ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2,故A错误;
B.根据分析可知ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH2=ΔH1-ΔH3,故B错误;
C.根据分析可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH1<ΔH3,故C正确;
D.根据分析可知ΔH3=ΔH1-ΔH2,即ΔH1=ΔH3+ΔH2,ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH1+ΔH2<ΔH3,故D错误;
故答案选C。
10.(24-25高二上·河南信阳·期中)下列图示与对应的叙述不相符合的是
A.图Ⅰ可表示石灰石分解反应的能量变化
B.图Ⅱ可表示
C.图Ⅲ表示可逆反应的平衡常数随反应物浓度的变化
D.图Ⅳ表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
【答案】B
【详解】A.图示为吸热反应,石灰石分解反应是吸热反应,A正确;
B.图示两反应可表示为:①A+B=C+D △H1,②C+D=E+F △H2,根据盖斯定律,A+B=E+F ,B错误,
C.平衡常数只受温度的影响,温度不变,虽然反应物浓度发生改变,但平衡常数不变,C正确;
D.弱电解质存在电离平衡,平衡时弱电解质电离为离子的速率与离子结合为弱电解质分子的速率相等,图像符合电离特点,D正确;
故选B。
11.(24-25高三上·辽宁·期中)符合如图所示的转化关系,且当、、的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的、可能是
①、;②、;③、;④、;⑤、
A.②③ B.③⑤ C.①④⑤ D.①④
【答案】B
【详解】①由2Na+O2Na2O2,可看成2Na+O2=Na2O、Na2O+O2=Na2O2来完成,X、Y、Z的物质的量相等时,不符合△H=△H1+△H2,故①不符合;②因S与氧气反应生成二氧化硫,不会直接生成三氧化硫,则不符合转化,故②不符合;③由C+O2CO2,可看成C+O2CO,CO+O2CO2来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合△H=△H1+△H2,故③符合;④由NaOH+CO2═NaHCO3,可看成NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,CO2+Na2CO3+H2O=NaHCO3,X、Z的物质的量相等,而Y的物质的量为X一半,不符合题意,故④不符合;⑤由AlCl3+4NaOH═3NaCl+Na[Al(OH)4],可看成AlCl3+3NaOH═Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH═Na[Al(OH)4]来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合△H=△H1+△H2,故⑤符合;综上分析,符合题意的有③⑤;故答案选B。
12.(24-25高二上·辽宁·期中)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(KJ/mol)表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;生成焓越小,物质越稳定;反应热等于生成物的总生成焓减去反应物的总生成焓。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如图所示,下列有关判断正确的是
A.根据上表所给数据,不可求得的燃烧热
B.在相同状况下,比稳定
C.在相同状况下,与充分反应,放出91.8kJ的热量
D.的摩尔生成焓
【答案】A
【详解】A.燃烧热是在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,缺少液体水的生成焓数据,不能求得的燃烧热,A正确;
B.的摩尔生成焓是50.6,的摩尔生成焓是-45.9,生成焓越小,物质越稳定,所以在相同状况下,比稳定,B错误;
C.氮气与氢气的反应是可逆反应,不能反应彻底,所以在相同状况下,与充分反应,所以放出的热量小于91.8kJ,C错误;
D.的摩尔生成焓是,比稳定,所以摩尔生成焓,D错误;
故选A。
13.(24-25高二上·浙江·期中)是重要的消毒剂、氧化剂,研究其分解反应有重要意义。KI能催化的分解。
①不加KI:
②加入KI:;
分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是
A.加入KI后:为慢反应;为快反应
B.加入KI后改变了反应的反应热
C.是吸热反应
D.KI降低了该反应的活化能
【答案】B
【详解】A.由图可知,加入KI后:的活化能大于的活化能,活化能越大,反应速率越慢,故A正确;
B.加入KI后,K+不参与反应,I-是催化剂,催化剂改变反应路径,但不改变始态和终态,反应热不变,故B错误;
C.由图可知,反应中,反应物的能量和小于生成物的能量和,则该反应为吸热反应,故C正确;
D.由图可知,加入KI后,反应的活化能降低,反应速率加快,故D正确;
故选:B。
14.(24-25高三上·湖南·期中)结合以下图示,下列判断错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
【答案】C
【详解】A.(晶体)转化为的过程,吸收能量,即,A项正确;
B.根据第一电离能的概念,气态金属原子失电子吸收能量,即,B项正确;
C.根据盖斯定律,,C项错误;
D.钠比锂活泼,失电子易,所以在相同条件下,失电子消耗的能量更少,即,D项正确;
故选:C。
15.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知反应:①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据盖斯定律①×3+②×2-③×2得,则△H=3△H1+2△H2-2△H3;
故选D。
16.(24-25高二上·浙江·期中)下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是
A. B.按照、、的顺序,依次增大
C.越小,则HX就越稳定 D.越小,则X的非金属越弱
【答案】C
【详解】A.根据盖斯定律①=②+③,,,A错误;
B.按照、、的顺序,由于、、I原子半径递增,、、的共价键的键能递减,因此依次递减,B错误;
C.越小,说明生成键释放的能量越大,则HX就越稳定,C正确;
D.越小,说明HX越稳定,则X的非金属性越强,D错误;
故选C。
17.(24-25高二上·安徽六安·阶段练习)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】①
②
根据盖斯定律(①-②)÷2得 =,选A。
18.(24-25高二上·浙江·期中)已知①
②
③
下列说法正确的是
A.反应③为表示的燃烧热的热化学方程式
B.
C.反应
D.反应
【答案】C
【详解】A.反应③中,生成的水为气态,不能表示H2的燃烧热的热化学方程式,故A错误;
B.C完全燃烧时,放出的热量更多,所以b>a,故B错误;
C.根据盖斯定律,①-③可得反应,则,故C正确;
D.根据盖斯定律,②-①-③可得:反应ΔH,则ΔH=(a+c-b)kJ•mol-1,故D错误;
答案选C。
19.(24-25高二上·湖北·期中)10月1日,香港然放31888枚礼花弹,庆祖国75岁华诞。礼花弹的制作中会加入黑火药,其爆炸的热化学方程式为 。已知: ; ;碳的燃烧热,则x为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将两个热化学方程式依次编号为① ,② ,由碳的燃烧热得③ ,根据盖斯定律,目标反应可由③①-②得到,所以,则;
故选D。
20.(24-25高二上·湖北·期中)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.1molH2与0.5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热
B.盐酸与碳酸氢钠的反应属于放热反应
C.已知 ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.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
【答案】D
【详解】A.H2的燃烧然应该是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,A错误;
B.盐酸与碳酸氢钠反应属于吸热反应,B错误;
C.能量越低越稳定, ,吸热反应,白磷能量高于红磷,白磷不稳定,C错误;
D.根据盖斯定律,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正确;
答案选D。
21.(24-25高三上·北京海淀·期中)化学链燃烧技术可提高燃烧效率,并有利于CO2的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图,其中M和N为铜的氧化物,反应①和②在不同装置中进行,燃料用CxHy表示。下列说法不正确的是
A.M和N分别是CuO和Cu2O
B.若②中燃料为CH4,则完全反应时,燃料与①中所需空气的体积比约为1 : 2
C.相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等
D.与燃料在空气中燃烧相比,化学链燃烧生成的CO2纯度更高,利于富集
【答案】B
【详解】A.CxHy燃烧生成二氧化碳和水,是被氧化,化合价升高,则M→N是化合价降低,故M和N分别是CuO和Cu2O,A正确;
B.若②中燃料为CH4,则完全反应时需要的氧气量为CH4物质的量2倍,燃料与①中所需空气则为CH4的8倍,体积比约为1:8,B错误;
C.根据盖斯定律可知,一个化学反应不管一步反应还是几步完成,反应热相等,故相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等,C正确;
D.由图示可知,从燃料反应器中出来的只有CO2和水,CO2纯度更高,利于富集,D正确;
故选B。
【题型2反应热的计算】
1.(24-25高二上·湖北武汉·期中)下列有关化学反应与热效应的说法正确的是
A.HCl和NaOH的稀溶液反应生成1mol的反应热,则和的稀溶液反应生成1mol的反应热
B.甲烷的燃烧热,则
C.已知 。将6mol和过量的在一定条件下充分反应,放出热量184.8kJ
D.在低温下能自发进行,则该反应的
【答案】D
【详解】A.和反应生成硫酸钙沉淀也会放热,所以H2SO4和Ca(OH)2稀溶液反应生成1molH2O(l)的反应热,A错误;
B.燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,H元素变为H2O(l),H2O(g)→H2O(l)放热,所以 ΔH>−890.3kJ⋅mol−1,B错误;
C.该反应为可逆反应,6mol不能完全反应,则放出的热量小于184.8kJ,C错误;
D.由反应可知,若反应低温下能自发进行,则,D正确;
故选:D。
2.(24-25高三上·山西·期中)“低碳经济”的一项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。在2L恒温恒容密闭容器中按照投料发生反应: ,测得浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.反应进行到3min时放出的热量为49.6kJ
B.0~10min内用表示的平均反应速率为
C.b点反应速率
D.c点时加入催化剂可以实现的完全转化
【答案】D
【详解】A.由热化学方程式可知完全反应放出49.6kJ热量,反应进行到3min时二氧化碳浓度改变,体积为2L,故有反应,放热49.6kJ,故A正确;
B.内浓度改变,故,故B正确;
C.b点后转化率继续升高,说明反应未达平衡状态,反应正向进行,所以,故C正确;
D.该反应是可逆反应,催化剂不能使平衡移动,不可能完全转化,故D错误;
选D。
3.(24-25高二上·湖北·期中)已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。则、、的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。设、、的物质的量分别为x、y、z,可得方程①x+y+z=0.5,②1300x+1400y+1560z=700,反应①×1400-反应②得11x-160z=0,解得,根据选项,只有D项符合,故答案选D。
4.(24-25高二上·浙江·期中)一定条件下,将2molX和1molY充入到2L恒温恒容的密闭容器中进行反应: ,反应到5min时,测得生成的Z为1.2mol,下列说法正确的是
A.第5min时,反应放出的热量为QkJ
B.5min内,Y的平均反应速率为
C.第5min时,X的反应速率小于
D.当体系的压强不再变化时,说明反应已达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.根据题意,无法确定第5min时,生成Z的物质的量1.2mol,生成2molZ放出QkJ热量,则反应放出的热量为,A错误;
B.Y为固体,5min内,Y的平均反应速率以物质的量表示为,不能用浓度变化表示其反应速率,B错误;
C.反应前5minX的平均速率为,当反应至第5min时,X的反应速率小于,C正确;
D.由于该反应压强不随时间变化而变化,因此当体系的压强不再变化时,不能说明反应已达到平衡状态,D错误;
故选C。
5.(24-25高二上·甘肃庆阳·期中)已知一定条件下的下列热化学方程式: , 。为提供分解1 mol KNO3所需的能量,理论上需完全燃烧碳
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依据反应∆H=+58kJ/mol,分解1molKNO3所需要吸收的热量为,碳燃烧需要放出,依据热化学方程式计算,已知∆H=-393.5kJ/mol,需要燃烧碳的物质的量为,故选B。
6.(24-25高二上·广西桂林·阶段练习)在、下,将通入溶液中充分反应,测得反应放出热量。已知该条件下,通入溶液充分反应放出热量。下列与溶液反应生成的热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】已知该条件下,通入溶液充分反应放出热量,1mol二氧化碳恰好反应,则热化学方程式为:2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l) ∆H=-ykJ·mol-1,根据题意,通入溶液中充分反应,n(CO2)=,n(NaOH)=2mol·L-1×0.2L=0.4mol,根据2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3,假设生成碳酸钠时消耗amol CO2,则n(NaOH)=2a+(0.25-a)=0.4,解得a=0.15,由2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l)可知放出能量0.15y kJ,则生成碳酸氢钠时放出能量为(x-0.15y)kJ,消耗(0.25-0.15)mol =0.1molCO2,由,故1mol CO2发生反应NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ,故选A。
7.(24-25高二上·甘肃兰州·阶段练习)在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
【答案】C
【详解】设CH4为amol,CO为bmol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3~CO2,根据碳元素守恒:amol+bmol= =0.5mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式及放出的热量,可得:890kJ/mol×amol+kJ/mol×bmol=262.9kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比=物质的量之比=0.2mol:0.3mol=2:3,故选C。
8.(24-25高二上·江苏苏州·阶段练习) 。一定条件下,将2mol X和2mol Y通入体积为2L的恒容密闭容器中,反应10s,测得生成0.5mol Z。下列说法正确的是
A.10s内,X的平均反应速率为
B.10s内,X和Y反应放出的热为
C.第10s时,Y的反应速率为
D.第10s时,X为1.5mol,Y的浓度为
【答案】B
【详解】A.X呈固态,不能用X表示平均反应速率,A项错误;
B.10s内生成0.5molZ,根据反应X(s)+3Y(g)=Z(g) ∆H=-akJ/mol可知,反应放出的热为0.5akJ,B项正确;
C.由题给数据,不能求Y的瞬时反应速率,只能计算10s内Y的平均反应速率v(Y)=3v(Z)=3×=0.075mol/(L∙s),C项错误;
D.10s内生成0.5molZ,则10s内消耗0.5molX和1.5molY,10s时X物质的量为2mol-0.5mol=1.5mol,Y的浓度为=0.25mol/L,D项错误;
答案选B。
9.(24-25高二上·山东聊城·阶段练习)某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.前12s内,A的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1
B.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ
【答案】C
【分析】由题图分析可知,前12s内A的浓度变化,, B的浓度变化,,依据题意,前12s内,同一反应中,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,,。
【详解】A.据分析,前12s内,A的平均反应速率为,A错误;
B.从题图可知,该反应体系在12s达到平衡,则12s时反应的正反应速率等于逆反应速率,即A的消耗速率与B的生成速率比值等于系数之比为3:1,B错误;
C.据分析,化学计量数之比b:c=1:2,C正确;
D.由上述分析可知,该反应的化学方程式为,3molA与1molB完全反应放热QkJ,12s内A反应的物质的量为,则1.2molA反应放出热量0.4QkJ,D错误;
故选C。
10.(24-25高二上·山东·阶段练习)下列说法正确的是
A.,恒温恒容条件下达到平衡后加入,该反应的增大
B.的摩尔燃烧焓为,则2H2(g)
C.,则完全破坏等质量的和中的化学键,需要的能量大
D.,则与足量反应放热
【答案】C
【详解】A.一定条件下,反应热与平衡移动无关,与化学计量数与物质的状态有关,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,该反应的不变,A错误;
B.氢气的摩尔燃烧焓为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则热化学方程式为,B错误;
C.该反应为吸热反应,则O3的能量高,完全破坏等质量的O2和O3中的化学键,O3断键需要的能量小,O2断键需要的能量大,C正确;
D.合成氨为可逆反应,则0.5mol的N2与足量氢气反应放出的热量小于46.1kJ,D错误;
故选C。
11.(22-23高二上·全国·课后作业)下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是
A.已知;,则1mol 与3mol 在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量
B.氢气的燃烧热,则
C.1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气时所放出的热量就是乙醇的燃烧热
D.已知;,则;
【答案】B
【详解】A.已知,则消耗1mol 与3mol 生成2molNH3放出92.4kJ的热量,而氮气与氢气的反应为可逆反应,1mol 与3mol 在一定条件下的密闭容器中不能完全反应,则充分反应放出的热量小于92.4kJ,故A错误;
B.氢气的燃烧热,即,则,所以 ,故B正确;
C.1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水时所放出的热量才是乙醇的燃烧热,故C错误;
D.已知,则的反应热除了氢离子与氢氧根中和反应释放的热,还包括钡离子和硫酸根生成硫酸钡沉淀释放的热,即其反应热,故D错误;
故答案为:B。
12.(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)已知四种燃料 完全燃烧的热化学方程式可分别表示为:
①;
②;
③;
④。
等质量的四种燃料充分燃烧,放出热量最少的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】假设各燃料质量分别为则充分燃烧放出的热量如下①;②,则等质量的四种燃料充分燃烧放出热量最少的是 ,B符合题意;
故选B。
13.(21-22高二上·四川内江·阶段练习)下列关于的叙述中,正确的是
A.该反应的反应热为,是吸热反应
B.该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C.该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
【答案】D
【详解】A.该反应的反应热为,ΔH<0是放热反应,故A错误;
B.该反应的与各物质的状态有关、化学计量数有关,故B错误;
C.该反应不是丁烷燃烧热的热化学方程式,燃烧热的热化学方程式中可燃物应为1mol,由此可知丁烷的燃烧热为,故C错误;
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ,故D正确;
选D。
14.(22-23高二上·河北石家庄·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在120 ℃、101 kPa下,燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.根据燃烧热的定义可知,燃烧热中生成的水必须为液态,故甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:,A错误;
B.已知合成氨的反应是一个可逆反应,故500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,反应中0.5molN2并未完全反应,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:,B错误;
C.已知在120 ℃、101 kPa下,1gH2的物质的量为=0.5mol燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:,C正确;
D.中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量,故25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:,D错误;
故答案为:C。
15.(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)已知四种燃料 完全燃烧的热化学方程式可分别表示为:
①;
②;
③;
④。
等质量的四种燃料充分燃烧,放出热量最少的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】假设各燃料质量分别为则充分燃烧放出的热量如下①;②,则等质量的四种燃料充分燃烧放出热量最少的是 ,B符合题意;
故选B。
16.(21-22高二上·四川内江·阶段练习)下列关于的叙述中,正确的是
A.该反应的反应热为,是吸热反应
B.该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C.该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
【答案】D
【详解】A.该反应的反应热为,ΔH<0是放热反应,故A错误;
B.该反应的与各物质的状态有关、化学计量数有关,故B错误;
C.该反应不是丁烷燃烧热的热化学方程式,燃烧热的热化学方程式中可燃物应为1mol,由此可知丁烷的燃烧热为,故C错误;
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ,故D正确;
选D。
17.(22-23高二上·河北石家庄·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在120 ℃、101 kPa下,燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.根据燃烧热的定义可知,燃烧热中生成的水必须为液态,故甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:,A错误;
B.已知合成氨的反应是一个可逆反应,故500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,反应中0.5molN2并未完全反应,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:,B错误;
C.已知在120 ℃、101 kPa下,1gH2的物质的量为=0.5mol燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,其热化学方程式为:,C正确;
D.中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量,故25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:,D错误;
故答案为:C。
【题型3反应热的大小比较】
1.(24-25高二上·福建漳州·期中)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】A
【详解】A.元素非金属性越强,与氢气化合越容易,放出的热量越多,氯气的非金属性大于溴,氢气与氯气反应放出的热量更多,焓变为负,则,A符合题意;
B.碳酸钙的分解反应为吸热反应,>0,碳燃烧的反应为放热反应,<0,因此>,B不合题意;
C.物质的状态相同时,物质的量多反应放出的热量多,放热越多,△H越小,则>,C不合题意;
D.两个反应中只有反应物中S的状态不同,气态比固态能量高,焓变为负,则气态S反应时放热多,>,D不合题意;
故选A。
2.(24-25高二上·山东泰安·期中)化学反应往往伴随着能量变化,下列说法正确的是
A.白锡转化为灰锡的反应焓变为,则白锡比灰锡更稳定
B.已知,则
C.已知,则氢气的摩尔燃烧焓为
D.室温下,,则稀和稀溶液反应生成时,放出的热量是
【答案】B
【详解】A.白锡转化为灰锡的反应焓变为,说明白锡能量高,灰锡能量低,灰锡更稳定,A错误;
B.根据盖斯定律,用减再
除以2得:,S(g)燃烧放热,则,,B正确;
C.燃烧生成2mol,放出热量,而表示氢气的摩尔燃烧焓时应生成液态水,所以氢气的摩尔燃烧焓不等于,C错误;
D.稀和稀溶液反应时,与反应生成沉淀,也会放出热量,即放出的热量大于,D错误;
答案选B。
3.(24-25高二上·浙江·期中)两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知 , ,则
B.含的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和热
C.图中由催化氧化生成,反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的总能量
D.若,则为放热反应
【答案】D
【详解】A.物质的量相同的气态S燃烧比固态S燃烧放出热量多,△H值小,,A错误;
B.中和热的定义为强酸与强碱的稀溶液混合生成1mol水放出的热量,含的浓溶液溶于水放热,故B错误;
C.催化氧化生成是放热反应,反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量,C错误;
D.反应①
②
③
根据盖斯定律,由2×①-2×②-2×③可得热化学方程式2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的ΔH=2ΔH1-2ΔH2-2ΔH3,若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则ΔH<0,为放热反应,D正确;
答案选D。
4.(24-25高二上·浙江·期中)相同条件下,下列比较不正确的是
A.焓(H)的大小关系:
B.熵(S)的大小关系:
C.溶液中水的电离程度:
D.等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量:两者相等
【答案】C
【详解】A.等量的同种物质气态时能量最高,液态次之,固态最小,则焓(H)的大小关系:,A正确;
B.等量的同种物质气态时熵值最高,液态次之,固态最小,则熵(S)的大小关系:,B正确;
C.酸和碱都会抑制水的电离,中氢氧根离子浓度为0.2mol/L、中氢离子浓度为0.1mol/L<0.2mol/L,则溶液中水的电离程度:,C错误;
D.反应的焓变与途径无关,与物质初态和终态有关,则等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量:两者相等,D正确;
故选C。
5.(24-25高二上·广东·期中)下列说法错误的是
A.,则
B.反应任何温度下都不能自发进行
C.一定温度下对平衡体系缩小体积,再次达到平衡时增大
D.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
【答案】C
【详解】A.C完全生成燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO,完全燃烧放出的热量更多,ΔH更小,因此ΔH1<ΔH2,正确,A不符合题意;
B.根据ΔG=ΔH-TΔS,可知在任何温度下,ΔG恒大于0,因此任意温度下都不能自发进行,正确,B不符合题意;
C.该反应的平衡常数K=c(O2),温度不变,平衡常数不变。因此缩小体积,平衡常数不变,则c(O2)不变,错误,C符合题意;
D.分子需要有足够的能量才能发生有效碰撞,这种分子叫做活化分子,因此能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,正确,D不符合题意;
答案选C。
6.(24-25高二上·辽宁·期中)已知反应:① ;②稀溶液中,,下列有关中和热、燃烧热的说法中正确的是
A.由①可知,的燃烧热为
B.由①可知,的燃烧热小于
C.
D.若用盐酸与 NaOH溶液进行反应,测得中和热的数值会偏大
【答案】C
【详解】A.燃烧热指101kPa,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质(H→液态H2O,S→SO2气体)时所放出的热量,由反应①可知,2mol硫化氢燃烧生成硫单质和液态水放出的热量为578 kJ,硫单质燃烧生成二氧化硫会继续放出热量,故1mol硫化氢完全燃烧生成二氧化硫气体和液态水放出的热量大于289 kJ,所以硫化氢的燃烧热大于289 kJ/mol,即硫化氢的燃烧热△H<-289 kJ/mol,A错误;
B.结合选项A可知,B错误;
C.生成沉淀也会放热,硫酸与氢氧化钡反应生成水的同时生成了硫酸钡沉淀,则生成1mol水时,放出的热量大于57.3kJ,即ΔH<-57.3kJ·mol−1,故C正确;
D.根据可知,若用盐酸与 NaOH溶液进行反应,测得中和热的数值不会改变,故D错误;
故选C。
7.(24-25高二上·江西·期中)已知H2与ICl的反应分两步完成:H2(g)+ICl(g)HCl(g)+HI(g) △H1<0, △H2<0,且△H1>△H2 下列图像最符合上述反应历程的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.两步反应都为放热反应,且第二步反应放出的能量更多,符合△H1>△H2的关系,A符合题意;
B.第一步反应放热,但第二步反应基本上没有能量变化,即便是有能量放出,也不符合△H1>△H2的关系,B不符合题意;
C.两步反应都为吸热反应,C不符合题意;
D.第一步反应吸收能量,第二步反应放出能量,D不符合题意;
故选A。
8.(24-25高二上·四川内江·期中)下列说法不正确的是
A.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
B. ,则(g)的燃烧热大于1478.8
C. ,则稀(aq)和稀(aq)完全反应生成1mol(l)时,放出57.3kJ热量
D.已知 ; ,则
【答案】C
【详解】A.铝热反应是放热反应,要在高温时才能反应,则需要足够的热量才能使反应发生,A项正确;
B.(g)的燃烧热指1mol(g)与O2完全反应生成CO2(g)与H2O(l),而该反应中生成的气态水,由于气态水转化为液态水放出热量,所以(g)的燃烧热大于1478.8,B项正确;
C.Ba(OH)2与H2SO4除了发生中和反应生成水放出热量之外,还有Ba2+与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀放出的热量,所以放出的热量大于57.3kJ,C项错误;
D.碳的燃烧反应是放热反应,前者为C的完全燃烧,而后者为不完全燃烧,则前者释放的热量更多,由于放热反应的∆H是负值,则,D项正确;
故选C。
9.(24-25高二上·福建泉州·期中)乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的反应如下:
①
②
③
则、、的大小关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由可得反应③,根据盖斯定律得,则、、的大小关系为:,故选A。
10.(24-25高二上·黑龙江·期中)根据热化学方程式:C(s)+O2(g) = CO2(g) H= -393.5kJ·mol-1,下列说法不正确的是
A.CO的燃烧热的H小于C的燃烧热的H
B.1molCO2(g)的能量总和小于1molC(s)和1molO2(g)的能量总和
C.C(g)+O2(g) = CO2(g) H1= -Q1kJ·mol-1;Q1的值大于393.5kJ·mol-1
D.足量的碳粉与标准状况下1L氧气反应生成1L二氧化碳气体时放出的热量小于393.5kJ
【答案】A
【详解】A.1molCO燃烧放热小于1molC完全燃烧所放出的热量,放出的热量少,H大,故CO的燃烧热的H大于C的燃烧热的H,故A错误;
B.C和O2生成CO2的反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B正确;
C.气态碳的能量比固态碳的高放热多,故C正确;
D.1L标况O2生成CO放热小于碳燃烧生成1molCO2放出的热量,故D正确;
答案选A。
11.(24-25高二上·黑龙江绥化·阶段练习)下列给出的各组方程式中的是
A.
B.;
C.;
D.
【答案】B
【详解】A.碳酸钙分解反应为吸热反应,生石灰溶于水为放热反应,故,A错误;
B.氢气与氯气反应放热,参加反应的氢气越多,放热越多,但焓变小于0,故,B正确;
C.氢气与氧气完全反应生成液态水放出热量,液态水转变为气态水需要吸热,则生成液态水时放热更多,故,C错误;
D.硫化氢与氧气反应生成硫单质,反应放热,硫化氢与氧气反应生成二氧化硫,反应也放热,后者相当于硫单质与氧气继续反应,反应同样放热,故硫化氢与氧气反应生成二氧化硫放出的能量更多,故,D错误;
故选B。
12.(24-25高二上·陕西西安·期中)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④ CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH7 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH8
A.①③④ B.②③ C.②④ D.①②③
【答案】B
【详解】①碳与氧气反应,前者完全燃烧,放出热量较多,后者不完全燃烧,放出热量较少,;①不选;
②同种物质处于气态时具有更高的能量,则1molS(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量大于1molS(s) 完全燃烧生成SO2(g)放出的热量,;②选;
③化学方程式中计量数表示参加反应的物质的量,,即;③选;
④CaO(s)与H2O(l)化合成Ca(OH)2(s)为放热反应,∆H7<0, CaCO3(s)分解成CaO(s)和CO2(g)为吸热反应,∆H8>0,则∆H7<∆H8;④不选;
答案选B。
13.(24-25高二上·江西上饶·阶段练习)已知热化学方程式:
①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
③C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ∙mol-1
下列说法正确的是
A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2 D.ΔH1>ΔH2
【答案】A
【详解】A.石墨转化为金刚石ΔH3=+1.9kJ∙mol-1,是吸热反应,故A正确;
B.物质所具有的能量越低越稳定,由反应③知,石墨的能量低,比金刚石稳定,故B错误;
C.根据盖斯定律,③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1,故C错误;
D.根据C选项分析可知,ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,则ΔH1<ΔH2,故D错误;
故选A。
14.(24-25高二上·宁夏银川·期中)下列说法正确的是
A.已知甲烷的燃烧热 ,
B.已知:;,则
C.已知:500℃、30MPa下,,将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
D.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2
【答案】D
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质(H2O为液态)时放出的热量,已知甲烷的燃烧热 ,液态水到气态水为吸热过程,故,A错误;
B.已知等质量的固体硫具有的总能量比气态硫的更低,故;,则,B错误;
C.已知:500℃、30MPa下,,由于该反应是一个可逆反应,故将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应N2不可能完全反应,故放出热量小于46.2kJ,C错误;
D.由于醋酸是弱电解质,其电离过程为吸热过程,故已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2,D正确;
故答案为:D。
15.(23-24高二上·北京昌平·期中)锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①
②
③
下列说法正确的是
A.
B.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
【答案】D
【详解】A.根据(s,灰),说明灰锡能量小于白锡,等物质的量的白锡与盐酸反应放出的热量大于灰锡,则,A错误;
B.根据(s,灰),锡在常温下(温度高于13.2℃)以白锡状态存在,B错误;
C.根据(s,灰),灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,C错误;
D.根据(s,灰),锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,以灰锡的形式存在,而灰锡以粉末状存在,所以锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏,D正确;
答案选D。
16.(24-25高二上·山东临沂·阶段练习)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知,则的燃烧热为
B.反应在常温下能自发进行,则该反应的
C.已知,,则
D.在稀溶液中:,若将含的浓硫酸与含的溶液混合,放出热量大于
【答案】D
【详解】A.燃烧热指101kPa,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,氢气的燃烧热应生成液态水,A错误;
B.反应在常温下能自发进行,则,因,得出,B错误;
C.对于放热反应的,反应放热越多越小,碳完全燃烧生成二氧化碳放热更多,故得到,C错误;
D.浓硫酸在混合过程中稀释放热,故将含的浓硫酸与含的溶液混合,放出热量大于,D正确;
故答案为:D。
17.(24-25高二上·山东济南·阶段练习)已知反应:①
②
化学键的键能数据如表所示,(键能为1mol气态分子离解成气态原子所吸收的能量),下列说法正确的是
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
键能/ kJ∙mol-1
798
x
413
463
A.
B.上表中
C.
D.时甲烷充分燃烧,当有个C-H键断裂时,反应放出的热量为
【答案】B
【详解】A.H2O(g)→H2O(l),放出热量,则反应①放出的热量更多,|a|>|b|,b>a,A不正确;
B.反应②中,利用键能与△H的关系,可建立等式:413×4+2x-798×2-463×4=b,则,B正确;
C.利用盖斯定律,将反应(①-②)÷2得, ,C不正确;
D.时水为液态,甲烷充分燃烧,反应放热,所以a为负值,当有4NA个C-H键断裂时,参加反应CH4的物质的量为1mol,反应放出的热量为-akJ,D不正确;
故选B。
【题型4反应热内能变化与焓变】
1.(24-25高二上·黑龙江·阶段练习)下列说法正确的是
A.干冰在室温下自动转化为二氧化碳气体,是的过程
B.任何化学反应的反应热均可以通过实验直接进行测定
C.焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化
D.,该反应中有离子键、共价键断裂和离子键的形成,化学碳键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
【答案】D
【详解】A.干冰在室温下自动转化为二氧化碳气体,固体变为气体是熵增过程,即,,A错误;
B.部分化学反应的反应热可以通过实验进行测定,B错误;
C.焓变是等温、等压条件下生成物与反应物的能量和的差值,与反应物、生成物多少有关,不一定是1mol物质反应,C错误;
D.在中,和之间存在离子键,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,旧化学键断裂需要吸收能量,和形成新的离子键放出能量,D正确;
故选D。
2.(24-25高二上·吉林·阶段练习)在容积不变的密闭容器中,一定量的NO和O2发生反应 ,下列说法正确的是
A.仅适当增大压强,△H也适当增大
B.每消耗4.48LNO(g),此时生成0.1mol(g)
C.仅适当升高温度,有利于提高O2的平衡转化率
D.当时,该反应达到平衡
【答案】D
【详解】A.当温度一定时,仅适当增大压强,△H基本不变,A不正确;
B.反应的温度、压强未知,消耗的4.48LNO(g)的物质的量不一定是0.2mol,此时生成的(g)不一定是0.1mol,B不正确;
C.该反应的正反应为放热反应,仅适当升高温度,平衡逆向移动,不利于提高O2的平衡转化率,C不正确;
D.当时,反应进行的方向相反,且NO、NO2表示的速率之比等于化学计量数之比,则该反应达到平衡,D正确;
故选D。
3.(23-24高一下·浙江杭州·阶段练习)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H2>△H1的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),△H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H2
B.S(g)+O2(g)=SO2(g),△H1;S(s)+O2(g)=SO2(g),△H2
C.C(s)+O2(g)=CO(g),△H1;C(s)+O2(g)=CO2(g),△H2
D.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g),△H1;H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),△H2
【答案】B
【详解】A.2molH2O(g)的能量高于2molH2O(l),则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放出的热量更多,更小,即,A不满足题意;
B.1mol S(g)的能量高于1mol S(s),则S(g)+O2(g)=SO2(g)反应放出的热量高于S(s)+O2(g)=SO2(g),则,B满足题意;
C.1mol C(s)完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,即C(s)+O2(g)=CO2(g)放出的热量多,,C不满足题意;
D.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)为放热反应,ΔH1<0, H2(g)+Cl2(g =2HCl(g))为放热反应,,则,D不满足题意;
故答案选B。
4.(2023·四川资阳·一模)我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术,助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示:
已知部分化学键的键能数据如下:
共价键
键能(kJ/mol)
413
497
462
351
348
下列说法不正确的是
A.该催化反应历程中没有非极性键断裂
B.催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C.总反应的原子利用率为100%
D.该反应的热化学方程式为:
【答案】B
【详解】A.由图可知,该反应的反应物为二氧化碳和甲烷,生成物为乙酸,则该催化反应历程中存在极性键的断裂,不存在非极性键断裂,故A正确;
B.催化剂的使用能降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,故B错误;
C.由图可知,总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸,则反应的原子利用率为100%,故C正确;
D.由图可知,总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸,反应方程式为,由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可知,反应的焓变△H=(497kJ/mol×2+ 413 kJ/mol×4)—(413 kJ/mol×3+ 348 kJ/mol +351 kJ/mol + 462kJ/mol)=—251kJ/mol,故D正确;
故选B。
5.(20-21高二上·福建宁德·阶段练习)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其储存能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,已知键能是指断开1mol化学键变为气态原子时所需要的能量,或形成1mol化学键时所释放的能量。以下是几种化学键的键能:
化学键
F-F
N-F
键能/
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程N2(g)→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C.反应是吸热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应
【答案】B
【详解】A.N2(g)→2N(g)为化学键的断裂过程,应吸收能量,A错误;
B.N(g)+3F(g)→NF3(g)为形成化学键的过程,放出能量,B正确;
C.反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)△H=反应物的总键能-生成物的总键能=(941.7+3×154.8-283.0×6)kJ•mol-1=-291.9kJ•mol-1,△H<0,是放热反应,C错误;
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,D错误;
故答案为:B。
6.(2023高三上·全国·专题练习)工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C.反应Ⅱ在热力学上进行趋势较小
D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=El-E2
【答案】D
【详解】A.从图像可知,合成尿素的过程中生成了NH2COONH4,其为合成尿素反应的中间产物,A正确;
B.活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量,由图像可知,反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能,B正确;
C.反应Ⅱ为吸热反应,在热力学上进行趋势较小,C正确;
D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)为放热反应,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量<0,即ΔH=E2-E1,D错误;
故答案选D。
7.(22-23高二下·江苏扬州·期末) 氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应为,以铁触媒(主要成分是和)为催化剂。实验室用加热和固体混合物的方法,或将浓氨水与固体混合来制取少量氨气。工业上可利用氨气等制取硝酸。有关工业合成氨的反应下列有关说法正确的是
A.其它条件不变,升高温度,可提高活化分子百分数,加快反应速率
B.反应的(E表示键能)
C.断裂同时有形成,说明达该条件下的平衡状态
D.将氨气液化并移走,可提高原料的平衡转化率及平衡时的反应速率
【答案】A
【详解】A.其它条件不变,升高温度,可使更多的分子转化成活化分子,从而提高了活化分子百分数,加快反应速率,A正确;
B.反应物总键能-生成物总键能,氮气中含有的是氮氮三键,不是氮氮单键,,B错误;
C.断裂是逆反应,形成也是逆反应,不能说明正逆反应速率相等,则不能说明是否达到平衡状态,C错误;
D.将氨气液化并移走即降低氨气的浓度,原料的平衡转化率增大但反应速率减小,D错误;
故选A。
8.(22-23高一下·辽宁·阶段练习)已知X转化为R和W分两步进行:① ②,上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.X(g)比Y(g)稳定
B.反应①为放热反应
C.均消耗1mol反应物时,反应①和②吸收的能量:①>②
D.断裂1molX(g)中的化学键吸收的能量小于形成1molR(g)和3molW(g)中的化学键所放出的能量
【答案】C
【详解】A.X(g)的能量低于Y(g)和2W(g)的能量和,但是不能判断X(g)、Y(g)谁的能量更低,A错误;
B.由图可知,反应①中生成物能量高于反应物,为吸热反应,B错误;
C.由图可知,均消耗1mol反应物时,反应①的焓变更大,故此时反应①和②吸收的能量:①>②,C正确;
D.由图可知,为吸热反应,焓变为正值,焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,故断裂1molX(g)中的化学键吸收的能量大于形成1molR(g)和3molW(g)中的化学键所放出的能量,D错误;
故选C。
9.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A.高温条件下该反应可以自发
B.反应的ΔH=E(N-N)+3E(H-H)-6E(N-H) (E表示键能)
C.反应中每消耗1 mol H2转移电子的数目约等于2×6.02×1023
D.该反应采用高温高压条件是为了增大H2的平衡转化率
【答案】C
【详解】A.该反应气体体积减小,是熵减的过程,即,当时反应可以自发进行,则低温条件下该反应可以自发,A错误;
B.N2中氮原子间形成氮氮三键,则反应的 (E表示键能),B错误;
C.反应中每消耗1molH2转移电子的数目为2NA,约等于2×6.02×1023,C正确;
D.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不能增大H2的平衡转化率,但采用高温主要是考虑化学反应速率和催化剂的活性;该反应气体体积减小,增大压强,平衡正向移动,可以增大H2的平衡转化率,D错误;
故选C。
1
学科网(北京)股份有限公司
$$