内容正文:
第01讲 化学反应的热效应
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 化学反应的反应热
一、化学反应的反应热
1.反应热的概念:当化学反应在一定的温度下进行时,反应 的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称 。
2.反应热的表示方法:用符号Q表示:Q>0,反应 ;Q<0,反应 。
二、反应热的测定
1.反应热测定的方法和装置
(1)测定反应热的仪器——量热计
(2)测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并 混合,搅拌,测量反应前后溶液 的变化值。
(3)计算公式:Q= 。其中C表示溶液及量热计的 ;T1、T2分别表示 。
2.实验探究——中和反应的反应热的测定
(1)实验目的:测定强酸和强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
(2)实验原理
酸碱中和反应是放热反应,利用一定质量的酸和碱发生反应,测出反应前后溶液 差,再根据参加反应的酸溶液和碱溶液的体积求出混合溶液的 ,根据公式计算:Q=-c·m·ΔT,其中:c为比热容,m为酸碱溶液的 ,ΔT=T2-T1,T是酸溶液温度与碱溶液温度的 值。然后换算成生成1molH2O放出的能量即可。
(3)实验步骤
①向量热计内筒中加入1.0mol·L-1的盐酸100mL,搅拌后测初始温度T1。
②向250mL烧杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液100mL,调节温度为T1。
③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中,盖好杯盖,匀速搅拌,记录体系的最高温度T2。
④重复实验操作,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1g·cm-3,反应前后溶液的比热容为4.18kJ·K-1·kg-1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应的反应热Q= 。
换算为强酸与强碱中和反应生成1 mol H2O的反应热:Q=-8.36(T2-T1)或 kJ。
知识点2 化学反应的内能变化和焓变
一、化学反应的内能变化
1.内能
(1)概念:体系内物质 能量总和。内能表示符号为U。
(2)影响因素:物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强等。
2.化学反应中内能的变化
(1)内能变化:△U= 。△U>0,表示反应 能量;△U<0,表示反应 能量。
(2)化学反应中内能的变化△U与反应热Q的关系
①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是 ,根据能量守恒定律,△U= ;
②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功,ΔU= 。
(3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系
如果△U>0(反应后体系的内能增加),则Q 0,反应 热;
如果△U<0(反应后体系的内能减少),则Q 0,反应 热。
二、化学反应的焓变
1.焓
(1)概念:焓是一种“物理量”,用它的变化来描述等压反应的 。
(2)单位: 或 。
(3)影响因素:取决于物质的物质的种类、数量、聚集状态并受 等因素的影响。
2.反应焓变
(1)概念: 的焓与 的焓之差。
(2)表达式:ΔH= ,单位是 。
(3)反应焓变与反应热的关系:对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化,则反应热Qp与焓变ΔH的关系是 。
(4)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系
图示
体系能
量变化
反应产物的焓 反应物的焓
反应产物的焓 反应物的焓
反应类型
反应
反应
知识点3 热化学方程式
1.热化学方程式:表明反应所 或 的热量的化学方程式,表明了化学反应中的 变化和 变化。
例:已知25 ℃、101 kPa下,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(气态)与1 mol O2(气态)完全反应生成2 mol 液态水时 的热量是571.6 kJ。
【特别提醒】ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
2.意义:不仅表示化学反应中的 变化,也表明了化学反应中的 变化。
实例:已知25 ℃、101 kPa下,热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时 的热量是571.6 kJ。
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,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH,若为 反应,ΔH为“-”;若为 反应,ΔH为“+”。
(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单位是kJ·mol-1。
【易错警示】热化学方程式易错点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件,而写发生反应的环境状况、温度和压强。
知识点4 反应焓变的计算
一、盖斯定律
1.盖斯定律的内容
一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是 。
2.盖斯定律的理解
(1)在一定条件下,化学反应的反应焓变只与反应体系的 有关,而与反应的途径无关。
(2)某反应始态和终态相同,反应的途径有如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
则ΔH= = 。
3.盖斯定律的应用
利用已知反应的焓变来计算其他反应的焓变,计算某些难以直接测得的反应的焓变。
二、能源
1.能源及能源的综合利用
(1)能源的概念:能为人类提供能量的物质或物质运动,包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
(2)我国的能源现状:目前,我国能源消费结构以 为主,以 、天然气为辅,以水能、核能、风能、太阳能为补充。
(3)能原的可持续发展:一方面必须“ ”,即开发核能、风能、太阳能等新能源;另一方面需要“ ”,加大节能减排的力度,提高能源的利用效率。开源
2.煤的综合利用
(1)直接燃煤的危害:利用效率低,而且会产生大量 和多种有害气体。
(2)煤的综合利用方法:工业上通过煤的 、 和 等方法来实现煤的综合利用。
(3)煤的干馏:在 的条件下,煤高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油等。
(4)煤的气化:将煤转化为 的过程。
(5)煤的液化:在一定条件下,将固体煤转化为液体有机物的过程。
教材习题02(P10)
某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH=-52.3 kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能的是( )
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
解题方法
教材习题05(P11)
已知:C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
根据已述反应所得出的结论正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定
解题方法
考点一 中和反应的反应热及测定
1.利用如图装置,分别取50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和反应反应热的测定,下列说法不正确的是
A.稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是环形玻璃搅拌器
C.酸碱混合时,量筒中氢氧化钠溶液应迅速倒入小烧杯中,盖上盖板后不断搅拌
D.用物质的量相等的氢氧化钠固体代替氢氧化钠溶液进行反应,结果无影响
2.用的盐酸与的氢氧化钠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反应的反应热。下列说法错误的是
A.环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合
B.氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应
C.为了使反应充分发生,可向酸溶液中分次加入碱溶液
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,所测得的中和反应的反应热偏大
3.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将硬纸板取走,方便搅拌,对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应的反应热,则测定的反应热ΔH的绝对值偏高
考点二 化学反应中能量变化图像
4.已知反应吸热分两步进行;①放热;②吸热。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A
B
C
D
5.二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
6.肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应 的能量变化图。下列说法正确的是
A.
B.反应物的总能量低于生成物的总能量
C.若产物为(1),相应的焓变为,则
D.与曲线b相比,曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线
考点三 反应热与化学键的关系
7.已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H-H
H-O
键能/()
436
463
热化学方程式
则的为
A. B. C. D.
8.已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4,有关键能数据如表所示:
化学键
Si—O
O=O
Si—Si
键能/()
460
498.8
176
又知 ,则1mol Si中Si—Si键的数目为
A. B.2 C.3 D.4
9.已知共价键的键能与热化学方程式信息如表,则的为
共价键
键能/()
436
463
热化学方程式
A. B. C. D.
考点四 热化学方程式正误判断
10.下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
11.下列关于反应能量的说法正确的是
A.已知 kJ⋅mol-1,则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol 的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
B.由C(石墨)(金刚石) kJ⋅mol-1可知:金刚石比石墨稳定
C.的燃烧热为1090 kJ⋅mol,则燃烧的热化学方程式可表示为 kJ⋅mol
D.相同条件下, ; ,则
12.下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:,则白磷比红磷稳定
B.已知:;,则
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知:,则氢气的燃烧热为
考点五 盖斯定律及其应用
13.室温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.将溶于水会使溶液温度降低
B.将溶于水会使溶液温度升高
C.
D.
14.金属钠和氯气反应的能量关系如图所示。
已知:、,下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
15.2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示,下列说法不正确的是
A.ΔH2>0
B.ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1
C.在相同条件下,2K(g)→2K+(g)的
D.ΔH6+ΔH7=ΔH8
考点六 ΔH大小比较
16.关于下列的判断正确的是
A. B.
C. D.
17.下列说法或表示方法正确的是
A.相同温度下,等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量少
B.已知 ; ,则
C.若 ,则稀硫酸和氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
D.若(白磷,s)(红磷,s) ,则白磷比红磷稳定
18.分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、,下列关系正确的是
A. B.
C. D.
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.理解内能和焓变的概念。
2.知道热化学方程式的意义,学会热化学方程式的书写。
3.了解燃烧热的概念,会利用燃烧热进行相关的计算。
4.会用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
5.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
【学习重难点】
1.热化学方程式的书写和正误判断。
2.有关盖斯定律的计算。
1.在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是
A.化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
B.等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变
C.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D.放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0
2.某反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.为反应的活化能
B.反应为放热反应
C.A的能量一定低于B的能量
D.使用催化剂,可改变该反应的
3.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是
A.石墨比金刚石稳定
B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C.金刚石转化为石墨是吸热反应
D.1 mol C(金刚石)比1 mol C(石墨)的总能量低
4.下列说法正确的是
A.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气,是氢能开发的研究方向
B.若反应过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,则反应吸热
C.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
5.根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
6.下列说法正确的是
A.C(石墨s)C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
C.用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
D. ,则碳的燃烧热等于
7.已知H—H键能为436 kJ·mol-1,H—N键能为391 kJ·mol-1,假设1 mol N2与足量H2完全反应放出的热量为92.4 kJ·mol-1,则N≡N键的键能是
A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1 C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
8.已知:25℃、101kPa 时,1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,下列热化学方程式中书写正确的是
A.2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol
B.H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol
D.H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol
9.已知某些共价键的键能如下表所示,火箭燃料肼燃烧的热化学方程式是:。则的键能为
共价键
O-H
键能
A. B. C. D.
10.如图所示装置测反应热,将溶液与溶液混合,反应完全后测得溶液温度升高了。下列说法错误的是
A.用温度计测量溶液温度后可直接测量溶液温度
B.所用的稍过量,目的是保证被完全反应
C.实验中,溶液需要一次性迅速加入,不能分多次加入
D.若选用同浓度同体积的盐酸,反应完全后溶液前后温度差大于
11.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲醇的标准燃烧热为,其燃烧热化学方程式为:
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D.和反应的中和热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
12.已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=﹣91kJ•mol-1
化学键
C≡O
H﹣H
H﹣O
C﹣H
C﹣O
键能/(kJ·mol﹣1)
x
436
463
414
326
则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为
A.738kJ B.817kJ C.1068kJ D.1157kJ
13.某反应由两步反应构成,反应过程中的能量变化曲线如图(、表示两步反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应
B.同一个反应正,逆反应的活化能相等
C.总反应的
D.三种化合物的稳定性强弱顺序:
14.下列热化学方程式及其描述正确的是
A. kJ·mol-1(燃烧热)
B. kJ·mol-1(中和热)
C.已知C(石墨,s)(金刚石,s) kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D. , ,则
15.卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.相同条件下,的比的小
C.相同条件下,的比的小
D.
16.利用铝热反应能焊接钢轨,相关反应为。已知: 、 ,下列叙述错误的是
A.
B.
C.
D.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
17.已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是、、,则工业冶炼晶体硅的反应为 。则下列判断错误的是
A. B.
C. D.
18.氨气在Pt催化作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
已知:
物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ
NO
629
496
942
则x的值为
A.-905 B.+1085 C.+905 D.-1085
2 / 14
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第01讲 化学反应的热效应
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第二步:练
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第三步:记
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第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 化学反应的反应热
一、化学反应的反应热
1.反应热的概念:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。
2.反应热的表示方法:用符号Q表示:Q>0,反应吸热;Q<0,反应放热。
二、反应热的测定
1.反应热测定的方法和装置
(1)测定反应热的仪器——量热计
(2)测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并迅速混合,搅拌,测量反应前后溶液温度的变化值。
(3)计算公式:Q= Q=-C(T2-T1)。其中C表示溶液及量热计的热容;T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
2.实验探究——中和反应的反应热的测定
(1)实验目的:测定强酸和强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
(2)实验原理
酸碱中和反应是放热反应,利用一定质量的酸和碱发生反应,测出反应前后溶液温度差,再根据参加反应的酸溶液和碱溶液的体积求出混合溶液的质量,根据公式计算:Q=-c·m·ΔT,其中:c为比热容,m为酸碱溶液的质量和,ΔT=T2-T1,T是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值值。然后换算成生成1molH2O放出的能量即可。
(3)实验步骤
①向量热计内筒中加入1.0mol·L-1的盐酸100mL,搅拌后测初始温度T1。
②向250mL烧杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液100mL,调节温度为T1。
③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中,盖好杯盖,匀速搅拌,记录体系的最高温度T2。
④重复实验操作,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1g·cm-3,反应前后溶液的比热容为4.18kJ·K-1·kg-1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应的反应热Q=-0.836(T2-T1)kJ。
换算为强酸与强碱中和反应生成1 mol H2O的反应热:Q=-8.36(T2-T1)或 kJ。
知识点2 化学反应的内能变化和焓变
一、化学反应的内能变化
1.内能
(1)概念:体系内物质所含各种微观粒子能量总和。内能表示符号为U。
(2)影响因素:物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强等。
2.化学反应中内能的变化
(1)内能变化:△U=△U=U(反应产物)-U(反应物)。△U>0,表示反应吸收能量;△U<0,表示反应释放能量。
(2)化学反应中内能的变化△U与反应热Q的关系
①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是热和功,根据能量守恒定律,△U=Q+W;
②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功,ΔU=Q。
(3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系
如果△U>0(反应后体系的内能增加),则Q>0,反应吸热;
如果△U<0(反应后体系的内能减少),则Q<0,反应放热。
二、化学反应的焓变
1.焓
(1)概念:焓是一种“物理量”,用它的变化来描述等压反应的反应热。
(2)单位:kJ/mol或 J/mol。
(3)影响因素:取决于物质的物质的种类、数量、聚集状态并受温度、压强等因素的影响。
2.反应焓变
(1)概念:反应产物的焓与反应物的焓之差。
(2)表达式:ΔH=H(反应产物)-H(反应物),单位是kJ·mol-1。
(3)反应焓变与反应热的关系:对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化,则反应热Qp与焓变ΔH的关系是 。
(4)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系
图示
体系能
量变化
反应产物的焓小于反应物的焓
反应产物的焓大于反应物的焓
反应类型
放热反应
吸热反应
知识点3 热化学方程式
1.热化学方程式:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
例:已知25 ℃、101 kPa下,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(气态)与1 mol O2(气态)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
【特别提醒】ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
2.意义:不仅表示化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
实例:已知25 ℃、101 kPa下,热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
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,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
(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“+”。
(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单位是kJ·mol-1。
【易错警示】热化学方程式易错点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件,而写发生反应的环境状况、温度和压强。
知识点4 反应焓变的计算
一、盖斯定律
1.盖斯定律的内容
一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的。
2.盖斯定律的理解
(1)在一定条件下,化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
(2)某反应始态和终态相同,反应的途径有如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
3.盖斯定律的应用
利用已知反应的焓变来计算其他反应的焓变,计算某些难以直接测得的反应的焓变。
二、能源
1.能源及能源的综合利用
(1)能源的概念:能为人类提供能量的物质或物质运动,包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
(2)我国的能源现状:目前,我国能源消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅,以水能、核能、风能、太阳能为补充。
(3)能原的可持续发展:一方面必须“开源”,即开发核能、风能、太阳能等新能源;另一方面需要“节流”,加大节能减排的力度,提高能源的利用效率。开源
2.煤的综合利用
(1)直接燃煤的危害:利用效率低,而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。
(2)煤的综合利用方法:工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。
(3)煤的干馏:在隔绝空气的条件下,煤高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油等。
(4)煤的气化:将煤转化为可燃性气体的过程。
(5)煤的液化:在一定条件下,将固体煤转化为液体有机物的过程。
教材习题02(P10)
某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH=-52.3 kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能的是( )
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
解题方法
【解析】若装置保温、隔热效果差,会造成较多的热量损失,测得的反应热数值偏小,A可能;仰视读数时,实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放出的热量变多,B不可能;C项操作会导致较多的热量损失,C可能;D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高,最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少,D可能。
【答案】B
教材习题05(P11)
已知:C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
根据已述反应所得出的结论正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定
解题方法
【解析】已知:C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1,则相同量的金刚石和石墨相比较,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,则ΔH1<ΔH2<0,能量越低越稳定,则石墨稳定,故C正确。
【答案】C
考点一 中和反应的反应热及测定
1.利用如图装置,分别取50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和反应反应热的测定,下列说法不正确的是
A.稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是环形玻璃搅拌器
C.酸碱混合时,量筒中氢氧化钠溶液应迅速倒入小烧杯中,盖上盖板后不断搅拌
D.用物质的量相等的氢氧化钠固体代替氢氧化钠溶液进行反应,结果无影响
【答案】D
【解析】酸、碱发生中和反应时,酸电离产生的H+与碱电离产生的OH-反应的物质的量的比是1:1,为保证酸电离产生的H+完全反应,NaOH溶液要稍微过量,A正确;根据图示可知仪器A的名称是环形玻璃搅拌器,B正确;在测定中和热时,为减少酸、碱混合时反应放出热量的损失,量筒中NaOH溶液应快速一次性迅速倒入小烧杯中,并迅速盖上塑料盖板,不断用环形玻璃搅拌棒搅拌,C正确;氢氧化钠固体溶解会释放热量,对实验结果有影响,D错误;故选D。
2.用的盐酸与的氢氧化钠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反应的反应热。下列说法错误的是
A.环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合
B.氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应
C.为了使反应充分发生,可向酸溶液中分次加入碱溶液
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,所测得的中和反应的反应热偏大
【答案】C
【解析】中和热测定装置中,通过上下移动环形玻璃搅拌棒使盐酸和氢氧化钠溶液充分混合,A项正确;为了保证的盐酸完全被氢氧化钠溶液中和,采用稍过量的氢氧化钠溶液,B项正确;为了使反应充分发生,同时减少热量损失,应向酸溶液中一次性快速加入碱溶液,C项错误;醋酸为弱酸,电离时吸收热量,导致最终放出的热量减少,使反应热数值偏低,偏大,D项正确;故选C。
3.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将硬纸板取走,方便搅拌,对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应的反应热,则测定的反应热ΔH的绝对值偏高
【答案】D
【解析】 由实验可知,(a)、(c)所涉及的反应是放热反应,(b)所涉及的反应是吸热反应,故A测; 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应物接触面积增大,Al与盐酸反应速率加快,但反应释放出的热量不变,故B错误; 实验(c)中将纸板取走,热量会散失到空气中,因此测出的温度偏低,对实验结果有影响,故C错误; 若用NaOH固体测定中和反应的反应热,由于NaOH固体溶解会释放出热量,测出温度偏高,因此测定的反应热ΔH的绝对值偏高,故D正确;故选D。
考点二 化学反应中能量变化图像
4.已知反应吸热分两步进行;①放热;②吸热。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A
B
C
D
【答案】A
【解析】反应①为放热反应,则的总能量高于X的总能量,反应②为吸热反应,则X的总能量低于C的总能量,故A正确;故选A。
5.二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】反应①为吸热反应,反应②为放热反应,根据盖斯定律得总反应为 ,即总反应为放热反应,又因为反应①是慢反应,说明反应①活化能大,B项符合题意;故选B。
6.肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应 的能量变化图。下列说法正确的是
A.
B.反应物的总能量低于生成物的总能量
C.若产物为(1),相应的焓变为,则
D.与曲线b相比,曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线
【答案】C
【解析】该反应,根据图示可知,,A错误;由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量,属于放热反应,B错误;若产物为,能量低于,放出热量多,,C正确;使用催化剂可降低反应的活化能,故与曲线a相比,曲线b为使用了催化剂的图像,D错误;故选C。
考点三 反应热与化学键的关系
7.已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H-H
H-O
键能/()
436
463
热化学方程式
则的为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】ΔH=反应物断裂化学键的键能之和-生成物形成化学键的键能之和,根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(g):E(O-O)=-482kJ/mol+4×463kJ/mol-2×436kJ/mol=498kJ/mol,则2O(g)=O2(g)的ΔH=-E(O-O)=-498kJ/mol,故选A。
8.已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4,有关键能数据如表所示:
化学键
Si—O
O=O
Si—Si
键能/()
460
498.8
176
又知 ,则1mol Si中Si—Si键的数目为
A. B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】设1molSi中含有x mol Si-Si键,已知Si(s)+O2(g)=SiO2(s),△H=-989.2kJ·mol-1,根据△H=反应物总键能-生成物总键能,则有176kJ·mol-1×x+498.8kJ·mol-1-4×460kJ·mol-1=-989.2kJ·mol-1,解得x=2,则1mol Si中含有Si-Si键的数目为2NA,答案选B。
9.已知共价键的键能与热化学方程式信息如表,则的为
共价键
键能/()
436
463
热化学方程式
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】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,根据方程式可知,解得,成键放热,因此的为,故选D。
考点四 热化学方程式正误判断
10.下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】CO燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量, 能表示可燃物燃烧热,A正确;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能量,B错误;氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,C错误;氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,D错误;故选A。
11.下列关于反应能量的说法正确的是
A.已知 kJ⋅mol-1,则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol 的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
B.由C(石墨)(金刚石) kJ⋅mol-1可知:金刚石比石墨稳定
C.的燃烧热为1090 kJ⋅mol,则燃烧的热化学方程式可表示为 kJ⋅mol
D.相同条件下, ; ,则
【答案】D
【解析】两溶液混合时,浓硫酸被稀释放热,则含1mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3kJ,A错误;由C(石墨)(金刚石) kJ⋅mol-1可知:该反应吸热,即石墨能量较低,因能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,B错误;燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,氢元素变为,则燃烧的热化学方程式可表示为:ΔH=-1090kJ·mol-1,C错误;因气态水转化为液态水会放出热量,则,D正确;故选D。
12.下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:,则白磷比红磷稳定
B.已知:;,则
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知:,则氢气的燃烧热为
【答案】B
【解析】由方程式可知,白磷转化为红磷的反应为放热反应,白磷能量高于红磷,物质能量越低越稳定,则能量低的红磷比白磷稳定,故A错误;等物质的量的碳完全燃烧放出的热量多于不完全燃烧放出的热量,则碳完全燃烧的焓变小于不完全燃烧的焓变,所以a小于b,故B正确;浓硫酸在溶液中稀释时放出大量的热,则浓硫酸与40.0gNaOH反应放出的热量大于57.3kJ,故C错误;氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol,故D错误;故选B。
考点五 盖斯定律及其应用
13.室温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.将溶于水会使溶液温度降低
B.将溶于水会使溶液温度升高
C.
D.
【答案】D
【解析】如图所示,CuSO4⋅5H2O(s)溶于水后得到CuSO4溶液的能量较CuSO4⋅5H2O(s)的高,说明CuSO4⋅5H2O(s)溶解吸热,会使溶液温度降低,A正确,不符合题意;同理,CuSO4(s)溶于水后得到CuSO4溶液的能量较CuSO4(s)的低,说明CuSO4(s)溶解放热,会使溶液温度升高,B正确,不符合题意;由A、B分析可知,,,故,C正确,不符合题意;根据盖斯定律,,D错误,符合题意;故选D。
14.金属钠和氯气反应的能量关系如图所示。
已知:、,下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
【答案】C
【解析】固体变气体吸收能量,故,断裂化学键吸收能量,,则,A项正确;根据盖斯定律和反应的能量关系图可知:,则,B项正确;根据盖斯定律和反应的能量关系图可知:,C项错误;钾比钠活泼,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。
15.2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示,下列说法不正确的是
A.ΔH2>0
B.ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1
C.在相同条件下,2K(g)→2K+(g)的
D.ΔH6+ΔH7=ΔH8
【答案】B
【解析】2Na(s)→2Na(g)吸收热量,故ΔH2>0,A正确;由盖斯定律可知:,B错误;由钾原子原子核外有4个电子层,K的金属性强于Na,其失去最外层1个电子所需的能量较少,故2K(g)→2K+(g)的,C正确;由盖斯定律可知:ΔH6+ΔH7=ΔH8,D正确;故选B。
考点六 ΔH大小比较
16.关于下列的判断正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】中和反应都是放热反应,则,,碳酸氢根的电离是吸热反应,则是放热反应,;而,反应物断键吸收的能量大于生成物形成键放出的能量,故为吸热反应,即。
【解析】因为醋酸电离吸热,所以,A正确;根据分析知,,。即,B错误;中和反应都是放热反应,则,,C错误;根据分析知,,,D错误;故选A。
17.下列说法或表示方法正确的是
A.相同温度下,等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量少
B.已知 ; ,则
C.若 ,则稀硫酸和氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
D.若(白磷,s)(红磷,s) ,则白磷比红磷稳定
【答案】B
【解析】硫气化时要吸热,相同温度下,等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多,A错误;1C完全燃烧与不完全燃烧相比,完全燃烧放热多,对应焓变小,则,B正确;若 ,生成硫酸钡时放热,则稀硫酸和稀溶液反应的热化学方程式为 ,C错误;反应(白磷,s)(红磷,s)为放热反应,说明红磷能量低于白磷,故红磷比白磷稳定,D错误;故选B。
18.分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、,下列关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】中和反应为放热反应,焓变为负,分别向1L1mol·L-1的NaOH的溶液中加入②稀硫酸、③稀硝酸热效应相同,△H2=△H3=-57.3kJ/mol;①浓硫酸稀释放热,④醋酸电离吸热,则△H4>-57.3kJ/mol,△H1<57.3kJ/mol;则△H1<△H2=△H3<△H4,故选B。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.理解内能和焓变的概念。
2.知道热化学方程式的意义,学会热化学方程式的书写。
3.了解燃烧热的概念,会利用燃烧热进行相关的计算。
4.会用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
5.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
【学习重难点】
1.热化学方程式的书写和正误判断。
2.有关盖斯定律的计算。
1.在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是
A.化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
B.等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变
C.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D.放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0
【答案】A
【解析】化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来,有的以光能、电能等形式表现出来,A错误;在等压条件下,反应热()等于反应的焓变(),这是焓变的定义(),B正确;由于断键吸热,形成化学键放热,则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的,C正确;放热反应断键吸热小于成键放热,△H<0,吸热反应断键吸热大于成键放热,△H>0,D正确;故选A。
2.某反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.为反应的活化能
B.反应为放热反应
C.A的能量一定低于B的能量
D.使用催化剂,可改变该反应的
【答案】A
【解析】如图可知,Ea为反应A→B+C的活化能,A正确;反应物的能量小于生成物的能量,由图可知该反应为吸热反应,B错误;A的能量一定低于B和C的能量之和,但A的能量不一定低于B的能量,C错误;使用催化剂不能改变反应的△H,D错误;故选A。
3.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是
A.石墨比金刚石稳定
B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C.金刚石转化为石墨是吸热反应
D.1 mol C(金刚石)比1 mol C(石墨)的总能量低
【答案】A
【解析】石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,稳定,所以石墨比金刚石稳定,A正确;石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,B错误;金刚石转化为石墨要释放能量,即金刚石转化石墨是放热反应,C错误;一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,所以1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高,D错误;故选A。
4.下列说法正确的是
A.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气,是氢能开发的研究方向
B.若反应过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,则反应吸热
C.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】B
【解析】化石燃料不可再生,且成本高污染重,用化石燃料放出的热量来制取氢气,得不偿失,A错误;若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,反应吸热,故反应为吸热反应,B正确;C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol−1,说明金刚石比石墨的能量高,能量低的较稳定,则石墨比金刚石稳定,C错误;等量的碳单质完全燃烧放出的热量更多,放热越多ΔH越小,则ΔH1<ΔH2,D错误;故选B。
5.根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【答案】C
【解析】转化为氯原子是化学键断裂的过程,需要吸收热量,是一个吸热过程,A正确; 和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-
2×431kJ/mol=-183kJ/mol,属于放热反应,因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高,B正确;1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量,而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,C错误;由B分析可知,和反应生成的反应热,D正确;故选C。
6.下列说法正确的是
A.C(石墨s)C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
C.用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
D. ,则碳的燃烧热等于
【答案】C
【解析】C(石墨s)C(金刚石,s),石墨具有的能量低于金刚石,则石墨比金刚石稳定,故A错误;同温同压下,在光照和点燃的条件下△H相同,△H与反应条件无关,只与反应物和生成物所具有的总能量有关,故B错误;CH3COOH是一元弱酸,电离过程吸热,使放出热量减小,测定中和热的,故C正确;燃烧热是1mol纯净的可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,碳燃烧的指定产物是二氧化碳,而一氧化碳不是指定产物,故D错误;故选C。
7.已知H—H键能为436 kJ·mol-1,H—N键能为391 kJ·mol-1,假设1 mol N2与足量H2完全反应放出的热量为92.4 kJ·mol-1,则N≡N键的键能是
A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1 C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,N≡N、H-H的断裂需要吸收能量,而N-H的形成要放出能量,根据能量守恒可得如下关系式:EN≡N+436 kJ·mol-1×3-391 kJ·mol-1×6=-92.4 kJ·mol-1,解得EN≡N=945.6 kJ·mol-1,故选B。
8.已知:25℃、101kPa 时,1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,下列热化学方程式中书写正确的是
A.2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol
B.H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol
D.H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol
【答案】D
【解析】该反应为放热反应,ΔH<0,故A错误;产物水的状态为液态,故B错误;1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则2mol氢气即4g完全燃烧生成液态水放出571.6的热量,则该反应ΔH= -571.6kJ/mol,故C错误;1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则1mol氢气即2g完全燃烧生成液态水放出285.8的热量,则该反应ΔH= -285.8kJ/mol,热化学方程式正确,故D正确;故选D。
9.已知某些共价键的键能如下表所示,火箭燃料肼燃烧的热化学方程式是:。则的键能为
共价键
O-H
键能
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变,再根据反应热,求N-H的键能。设N-H的键能为,根据方程式可知△H=反应物的总键能-生成物的总键能,解得,即的键能为;故选B。
10.如图所示装置测反应热,将溶液与溶液混合,反应完全后测得溶液温度升高了。下列说法错误的是
A.用温度计测量溶液温度后可直接测量溶液温度
B.所用的稍过量,目的是保证被完全反应
C.实验中,溶液需要一次性迅速加入,不能分多次加入
D.若选用同浓度同体积的盐酸,反应完全后溶液前后温度差大于
【答案】A
【解析】用温度计测量溶液温度后,将温度计擦洗干净,再测量溶液温度,防止沾在温度计上面的醋酸与NaOH反应放热,使测量温度不准,A错误;在反应中,加入过量的NaOH溶液,使CH3COOH溶液完全被中和,测定的结果更准确,B正确;加入NaOH溶液要一次性快速加入,防止热量散失造成实验误差,C正确;醋酸为弱酸、电离过程会吸收热量导致热量损失;故若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至超过27.7℃,D正确;故选A。
11.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲醇的标准燃烧热为,其燃烧热化学方程式为:
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D.和反应的中和热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
【答案】C
【解析】燃烧热要求生成物为指定产物,甲醇燃烧应生成液态水[],而非气态[],A错误;合成氨()是可逆反应,0.5mol和1.5mol无法完全进行,题目中实际放热19.3kJ对应的是小于0.5mol反应,但ΔH应基于理论完全反应的焓变,故B中不准确、应小于-38.6kJ/mol,B错误;2g为1mol,完全燃烧生成液态水放热285.8kJ,方程式表示2mol H2燃烧,对应ΔH=−571.6kJ·mol⁻¹,与实验数据一致,C正确;中和热()适用于强酸强碱反应生成可溶性盐。为弱碱,溶解时需额外吸收热量,总焓变的绝对值应小于2×57.3kJ/mol=114.6kJ/mol,故D中不准确,D错误;故选C。
12.已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=﹣91kJ•mol-1
化学键
C≡O
H﹣H
H﹣O
C﹣H
C﹣O
键能/(kJ·mol﹣1)
x
436
463
414
326
则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为
A.738kJ B.817kJ C.1068kJ D.1157kJ
【答案】C
【解析】根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,则,解得:,故选C。
13.某反应由两步反应构成,反应过程中的能量变化曲线如图(、表示两步反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应
B.同一个反应正,逆反应的活化能相等
C.总反应的
D.三种化合物的稳定性强弱顺序:
【答案】D
【分析】A→B的反应,反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热;B→C的反应,反应物的总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,结合能量的高低解答该题。
【解析】A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,A错误;以A→B的反应为例,正反应的活化能为,逆反应的活化能为,两个活化能不相等,B错误;由图像可知,总反应的,C错误;物质的总能量越低,越稳定,所以三种化合物的稳定性顺序:,D正确;故选D。
14.下列热化学方程式及其描述正确的是
A. kJ·mol-1(燃烧热)
B. kJ·mol-1(中和热)
C.已知C(石墨,s)(金刚石,s) kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D. , ,则
【答案】D
【解析】C8H18的燃烧热是1mol C8H18完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量,故A错误;中和热是稀强酸和稀强碱生成1mol水放出的能量,故B错误; C(石墨,s)=C(金刚石,s) kJ·mol-1,等质量金刚石的能量高于石墨,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误; , ,相同物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,则,故D正确;故选D。
15.卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.相同条件下,的比的小
C.相同条件下,的比的小
D.
【答案】D
【解析】△H1的焓变对应的为的分解反应,大部分的分解反应吸热,焓变为正值,;△H2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,焓变也为正值,,A错误;断裂化学键吸收热量,原子半径,的键能大于H-I的键能,则的比的大,B错误;根据转化关系,是氨气与氢离子结合形成铵根离子,卤素离子未参与反应,则相同条件下,的与相等,C错误;由盖斯定律可知,途径5的逆过程为、、、的和,则:,D正确;故选D。
16.利用铝热反应能焊接钢轨,相关反应为。已知: 、 ,下列叙述错误的是
A.
B.
C.
D.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
【答案】C
【解析】铁、铝的氧化反应均属于放热反应,,,则,A项正确;① ,② ,根据盖斯定律,由(①-②)得 ,铝热反应为放热反应,即,故,B项正确;因、目,故,C项错误;铝热反应为放热反应,要在高温时才能反应,则需要足够的热量才能使反应发生,D项正确;故选C。
17.已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是、、,则工业冶炼晶体硅的反应为 。则下列判断错误的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】燃烧热是指在25°C、101kPa下,1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量,碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳,所给燃烧热的化学方程式正确,A正确;根据碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是△H1、△H2、△H3,可分别得到热化学方程式:①,②,③,根据盖斯定律,反应等效于①×2-②×2-③,所以,B正确;热化学方程式需要标出物质的聚集状态,正确的热化学方程式应为:,C错误;△H1是碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量,即碳先不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳再完全燃烧生成二氧化碳的总热量,△H2是一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量,△H是负值,所以,D正确;故选C。
18.氨气在Pt催化作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
已知:
物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ
NO
629
496
942
则x的值为
A.-905 B.+1085 C.+905 D.-1085
【答案】A
【解析】根据盖斯定律:(Ⅰ-Ⅱ)得;=反应物总键能-生成物总键能,则;所以:x=-905 ;故选A。
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