内容正文:
N2H4,其电子式为 H︰N
‥
‥
H
︰N
‥
‥
H
︰H.
(2)单质E可用于制太阳能电池,则 E为Si,X为 C,
C不与NaOH 溶液反应,而Si可以,所以该电池的负
极反应为Si+6OH--4e-SiO2-3 +3H2O.
(3)W 的单质常用于自来水消毒,则 W 为 Cl,所以
W2O为 Cl2O,与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Cl2O+
H2O2HClO,Cl2O的结构式为Cl—O—Cl.
(4)Z、D与Si、Cl等同周期,且 D的简单离子半径在
同周期中最小,则 D为 Al,Al能与 Z的最高价氧化
物对应水化物反应则Z为 Na,反应的离子方程式为
2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑.
(5)(XY)2 为(CN)2,则其结构式为 N≡C—C≡N,
故其含极性键、非极性键,因其制备原理类似 Cl2,所
以结合制备 Cl2 的反应原理可以写出制备(CN)2 的
离子方 程 式 为 MnO2+4H+ +2CN-
△
Mn2+ +
(CN)2↑+2H2O.
答案:(1)NH3+HNO3 NH4NO3
H︰N
‥
‥
H
︰N
‥
‥
H
︰H
(2)第2周期ⅣA 族 Si+6OH- -4e- SiO2-3
+3H2O
(3)Cl2O+H2O2HClO Cl—O—Cl
(4)2Al+2OH- +6H2O 2[Al(OH)4]- +
3H2↑
(5)极性键、非极性键 MnO2+4H+ +2CN-
△
Mn2++(CN)2↑+2H2O
[第二部分] 新知预览1
知识通关
一、1.(1)温度 释放 吸收 (2)反应吸热 反应放热
(3)kJmol-1 Jmol-1 2.(1)反应前后 均匀 保
温 反应容器 (2)-CM(T2-T1) 热容 反应前和
反应后
二、1.内能 动能、势能 2.(1)动能 势能 U (2)物
质的种 类 数 量 聚 集 状 态 (3)动 能 和 势 能
U(反应产物)-U(反应物) Q+W Q 3.(2)kJ
mol-1或Jmol-1
(3)> 吸热 < 放热 4.物质的变化 反应的焓变
吸收
技能提升
1.BC [ΔU=U(反应产物)-U(反应物)>0时反应吸
收能量,故 A错误、B正确;体系处于静止状态时,体
系整体的动能和势能没有变化,体系的能量变化可以
以热和功的形式呈现,故 ΔU=Q+W,C正确,在等压
反应中若没有功的存在,则 ΔU=ΔH,故 D错误.]
2.C 3.D 4.D
5.A [物质本身具有的能量越低越稳定,因白磷转化为
黑磷是放热反应,故白磷不如黑磷稳定;两者互为同
素异形体,两者之间的转化不是氧化还原反应.]
6.D [A.根 据 题 意 可 以 知 道,化 学 反 应 方 程 式 为
(C6H10O5)n+7nH2O
酶
→6nCO2↑+12nH2↑,所以
A选项是正确的;B.绿色植物的化学能来源于光能,
即太阳能,化学能在一定条件下转化为氢能,那么从
整个循环来看,利用该方法得到的氢能来源于太阳
能,所以B选项是正确的;C.酶属于蛋白质,高温下易
变性,应严格控制温度,需要在一定温度下进行反应,
所以C选项是正确的;D.氢元素存在1H、2H、3H 三
种核素,一个氢气分子由两个氢原子构成,则自然界
中的氢分子最多有3×2=6种,故 D选项错误.]
7.AD [该反应中 H2O(l)分解生成 H2(g)和O2(g),由
图可知,反应物的总能量低于反应产物的总能量,即
H2O(l)的总能量低于 H2(g)和 O2(g)的总能量,A 项
错误;TiO2 作催化剂,可以提高 H2O 的分解速率,但
不影响反应的反应热,B、C项正确;反应体系的总能
量是守恒的,所有化学反应均遵循能量守恒定律,D
项错误.]
8.B [由图可知,加入5mL盐酸时混合液的温度达到
22℃,故环境的温度应低于22℃;反应放热,由化学能
转化为热能;恰好反应时放出热量最多,NaOH溶液的浓
度为1.0molL
-1×30×10-3L
20×10-3L
=1.5molL-1;有
水生 成 的 反 应 不 一 定 是 放 热 反 应,如 Ba(OH)2
8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O 是吸
热反应.]
9.C [物质的量的多少未描述,状态也未描述,故 A 项
错误;反应物和反应产物的聚集状态未标出,故 B项
错误;阐明意义时既说明物质的聚集状态又描述了物
质的量的多少,故 C项正确;化学式前的系数表示该
物质的物质的量而非分子数,1个固态碳原子和1分
子水蒸气反应吸热131.3
NA
kJ,故 D项错误.]
06
10.D [中和热是以生成1molH2O(l)所放出的热量来
衡量的,故书写中和热的热化学方程式时,应以生成
1molH2O(l)为标准来配平其余物质的系数,再结
合放热数值.]
11.解析:(1)CO2 由液态转化为气态的过程中分子吸收
能量,为物理变化,故选 B;(2)①甲烷为正四面体结
构,结构式为 C
H
H
H H .②上述反应为放热反应,
则反应物总能量高于生成物总能量.
答案:(1)B (2)① C
H
H
H H ②>
12.解析:(1)反应是可逆反应,不能进行彻底,该温度下
合成塔中放入2molN2 和6molH2,生成的氨气小
于4mol,故达到平衡后放出的热量小于184.4kJ.
(2)3H2+N2
高温、高压
催化剂
2NH3,反应焓变=反应物
断裂化学键吸收的总能量-反应产物形成化学键放
出的总能量,即3×436kJ+945.8kJ-6×EN—H=
-92.2kJ,EN—H=391kJ.
答案:(1)< (2)391
13.解析:(1)1 molB2H6 燃 烧 放 出 热 量
649.5kJ
0.3 =
2165kJ;(2)0.5molB2H6 燃 烧 生 成 液 态 水(1.5
mol)放出热量为12×2165kJ
,1.5molH2O(l)变为
1.5molH2O(g)需吸收热量为66kJ,所以0.5mol
B2H6 燃烧生成气态水时放出热量为
1
2×2165kJ-
1.5×44kJ=1016.5kJ.
答案:(1)B2H6(g)+3O2(g) B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJmol-1 (2)1016.5kJ
新知预览2
知识通关
一、1.反应热 2.(1)始态和终态 (2)ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
二、3.(2)ΔH +ΔH2 ΔH1-ΔH2= -393.5kJ
mol-1-(-283.0kJmol-1)=-110.5kJmol-1
三、1.能量 物质运动 2.太阳能 风能 水能
化石燃料 3.开源 节流
技能提升
1.B [①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH1=-572kJmol-1;
②C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH2=-393.5kJmol-1;
③C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH3=-1367kJmol-1;
根据盖斯定律可知,②×2+①×32-③
得
2C(s)+3H2(g)+
1
2O2
(g)C2H5OH(l),
ΔH=-278kJmol-1,故选B.]
2.D [根据盖斯定律将两式相加得:2H2O(l)2H2O(g)
ΔH=+88kJmol-1据此计算.]
3.A [某一反应正反应为吸热反应,则其逆反应一定是
放热反应,同时该反应涉及到电子的转移,是氧化还
原反应.]
4.C [依据盖斯定律,由①-②得,S(s,单斜)S(s,正
交)ΔH3=ΔH1-ΔH2=-0.33kJmol-1,该反应
为放热反应,则 A、B、D 项错误.由于物质能量越低
越稳定,故正交硫比单斜硫稳定,C项正确.]
5.D [根据生成热的定义得下面三个热化学方程式:
6C(s)+3O2(g)+6H2(g)C6H12O6(s)
ΔH=-1259.8kJmol-1①
C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-393.5kJmol-1 ②
O2(g)+2H2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6kJmol-1 ③
由:②×6+③×3-①得:
C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2816kJmol-1,故1kgC6H12O6(s)完全氧
化时放出的热量为2816×1000180 kJ≈15644kJ
.]
6.BC [A 项,由①+②2
得出:CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH =
-574-1160
2
kJmol-1=-867kJmol-1,正确;B项,H2O(g)
H2O(l) ΔH<0,因此 ΔH3<ΔH1,错误;C项,没有
说明 H2O的状态,如果是气态,则正确,若是液态,则
放出的 热 量 大 于 173.4kJ,错 误;D 项,消 耗 1 mol
CH4 转移8mole-,则消耗标准状况下2.24LCH4
转移电子为0.8mol,正确.]
16
新知预览1 化学反应的反应热 化学反应的
内能变化与焓变
一、化学反应的反应热
1.反应热
(1)定义
当化学反应在一定的 下进行
时,反 应 所 或 的
热量.
(2)表示符号
用Q 表示
Q>0,表示 ;
Q<0,表示 .{
(3)单位
或 .
(4)反应放热或吸热与反应条件无关.
2.反应热的测定
(1)仪器—量热计
(2)原理
Q= ,其中C 表示溶液及量热
计的 ,其单位为JK-1;T1、
T2 分别表示 体系的
温度.
二、化学反应的内能变化与焓变
1.反应体系的能量
反应体系
的能量
体系所含物质的
体系整体运动的
2.内能
(1)定义:反应体系内物质所含各种微观粒
子(分子、原子、离子等)的各种形式运
动的 和微观粒子间相互作用
的 的总和.符号:
.
(2)内能大小的影响因素
内能的大小与 及
有关,还与温度、压强等环境条件以及
物质的 有关.
(3)反应体系的能量变化
在一般情况下,反应体系处于静止状
态,即体系整体的 没有变
化,体 系 的 能 量 变 化 可 表 示 为 ΔU=
= .
当反应过程中体系没有做功时,则ΔU
= .
ΔU>0,反应吸热;ΔU<0,反应放热.
3.等压反应的反应热———焓变
(1)等压反应
在反应前后压强不变的条件下发生的
化 学 反 应,如 在 敞 口 容 器 中 进 行 的
反应.
(2)焓变及单位
①定义: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)=Qp.
其中Qp 表示等压条件下化学反应的反
应热.焓变的单位为
.
33
(3)化学反应的焓变示意图
4.热化学方程式
概念
把一个化学反应中 和
同时表示出来的式子
意义
不仅表明了化学反应中的物质变
化,还表明了能量变化,同时还表
明了“物质的量”与“能量”之间的
关系
举例
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
物质变化
ΔH=+131.3kJmol-1 能量变
化表示在298K和101kPa的条件
下,1molC(s)和1molH2O(g)完
全反应生成1molCO(g)和1mol
H2(g)时 的 热 量 为
131.3kJ
某 实 验 小 组 用 0.50 molL-1
NaOH溶液和0.50molL-1H2SO4 溶
液反应进行反应热(中和热)的测定.
Ⅰ.配制0.50molL-1NaOH溶液.
Ⅱ.测定 H2SO4 溶液和NaOH溶液反应
的中和热的实验装置如图所示.
每次 取 50 mL NaOH 溶 液 和 30 mL
H2SO4 溶液进行实验,共实验4次,部分
实验数据如下表.
实
验
次
数
酸、碱溶液
温度/℃
H2SO4 NaOH
酸、碱溶
液温度平
均值t1/℃
酸、碱
混合液
最高温
t2/℃
(t2-
t1)的
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
(1)一般地,定量实验要平行进行多次
(如2~3次),目的是采用多次实验结果
的平均值,减小实验误差.在上表中,有
一次实验的数据不能采用,它是第
次实验,原因是 .
(2)上表中(t2-t1)的平均值是 ℃.
(3)酸跟碱在稀溶液里反应生成1mol液
态水时放出的热量称为中和热(常用单位
为kJmol-1),利用上述合理数据进行计
算,NaOH与H2SO4 的中和热为53.5kJ
mol-1,它与理论值57.3kJmol-1有偏差,
产生偏差的原因可能是 (填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的
小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后
直接测定 H2SO4 溶液的温度
[解析] (1)利用相同的实验试剂、仪器
和原理进行多次平行实验,正常情况下,
各次实验的差别很小,而第2次实验的
数据明显偏大,即第2次实验数据误差
较大,所以不能采用.
43
(2)实验1、3和4的t1 的平均值是26.1℃,
t2 的平均值是30.1℃,则(t2-t1)的平均
值是4.0℃.
(3)53.5kJmol-1<57.3kJmol-1,
说明实验过程中有热量散失,a、c正确.
d的做法会使测得的 H2SO4 的初始温度
偏高,最终温度差(t2-t1)的平均值偏小,
实验结果偏低,故d正确.
[答案] (1)2 实验数据误差较大(表
达合理即可)
(2)4.0 (3)acd
已知化学反应 A2(g)+B2(g)
2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列
叙述中正确的是 ( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJmol-1
C.该反应中反应物的总能量高于反应产
物的总能量
D.断裂1molA—A 键和1molB—B
键,放出akJ能量
[解析] 观察题给图像可以得到,上述
反应的反应物的总能量低于生成物的总
能量,为 吸 热 反 应,其 中 反 应 热 ΔH=
+(a-b)kJmol-1.化学反应过程中,
化学键断裂为吸热过程,化学键形成为
放热过程.
[答案] B
在常温常压下,1gH2 在足量Cl2 中
燃烧生成 HCl气体,放出92.3kJ的热
量.下列热化学方程式中正确的是
( )
A.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-92.3kJmol-1
B.H2(g)十Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=+92.3kJmoI-1
C.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=+184.6kJmol-1
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)
ΔH=+184.6kJmol-1
[解析] H2 在Cl2 中燃烧生成 HCl气
体,1gH2燃烧放出92.3kJ的热量,则
1mol(即2g)H2 燃烧放出184.6kJ的
热量,化学反应放出热量,ΔH 为“—”,则
H2 在Cl2 中燃烧生成 HCl气体的热化学
方程式为H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-184.6kJmol-1.一个放热反应
的逆反应是吸热反应,并且在其他条件
相同时,正、逆反应的ΔH 绝对值相等,
符号相反.则该题的四个选项中只有D
项是正确的.
[答案] D
1.(双选)下列关于反应ΔU 的说法中正确
的是 ( )
A.ΔU<0时,反应吸收能量
B.ΔU>0时,反应吸收能量
C.化学反应体系处于静止状态时,ΔU=Q
+W
D.ΔU=ΔH
2.下列关于化学反应与能量变化的说法正
确的是 ( )
A.放热反应的发生无须任何条件
B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸
热无关
C.化学反应过程都伴随着能量的变化
D.硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
53
3.下列设备工作时,将化学能转化为热能
的是 ( )
4.下列反应中,反应产物的总焓大于反应
物的总焓的是 ( )
A.氢气在氧气中燃烧
B.铁丝在氧气中燃烧
C.硫在氧气中燃烧
D.焦炭在高温下与水蒸气反应
5.白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷
却,可得深灰色固体———黑磷,其转化过
程中能量变化如图所示.下列叙述中正
确的是 ( )
A.黑磷比白磷稳定
B.黑磷与白磷互为同分异构体
C.白磷转化为黑磷是氧化还原反应
D.白磷转化为黑磷是吸热反应
6.多年来世界发达国家的科研和生产实践
已证明氢能是摆脱对石油依赖的最经济
有效的能源,有关专家甚至认为氢能将
是主宰未来世界的主要能源.目前有人
研究出将淀粉或纤维素、水在酶作用下
转变为二氧化碳和氢气的方法来制取氢
气.下列说法错误的是 ( )
A.上述制氢气的化学方程式可表示为
(C6H10O5)n+7nH2O
酶
→6nCO2↑+
12nH2↑
B.从整个能量循环来看,利用该方法得
到的氢能来源于光能
C.酶作为催化剂需要合适的温度
D.氢元素有3种核素,形成的 H2 分子有
3种
7.(双选)一种分解海水制氢气的方法为
2H2O(l)
激光
TiO2
2H2(g)+O2(g).如图为
此反应的能量变化示意图,则下列说法
不正确的是 ( )
A.反应物 H2O(l)的总能量高于反应产
物 H2(g)和O2(g)的总能量
B.TiO2 可以提高 H2O的分解速率
C.催化剂对该反应的反应热无影响
D.由于该反应使用了激光,故该反应不
遵循能量守恒定律
8.将V1mL1.0molL-1
的盐酸和V2 mL未
知浓 度 的 NaOH 溶
液混合均匀后测量并
记录溶液的温度,实
验结果如图所示(实验中始终保持V1+
V2=50mL).下列叙述正确的是 ( )
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约是1.0molL-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热
反应
9.热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)
+H2(g) ΔH=+131.3kJmol-1表示
( )
63
A.碳和水反应吸收131.3kJ能量
B.1mol碳和1mol水反应生成一氧化
碳和氢气并吸收131.3kJ热量
C.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成
一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应
吸收131.3kJ热量
10.含 有11.2gKOH 的 稀 溶 液 与1L
0.1molL-1的 H2SO4 溶液反应,放
出11.46kJ的热量,表示该反应的中和
热的热化学方程式为 ( )
A.KOH(aq)+ 12 H2SO4
(aq)
1
2K2SO4
(aq)+H2O(l)
ΔH=-11.46kJmol-1
B.0.2KOH(aq)+0.1H2SO4(aq)
0.1K2SO4(aq)+0.2H2O(l)
ΔH=-11.46kJmol-1
C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)
+2H2O(l)ΔH=-114.6kJmol-1
D.KOH(aq)+ 12 H2SO4
(aq)
1
2K2SO4
(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3kJmol-1
11.2023年北京冬奥会速滑馆采用CO2 跨
临界直冷制冰.系统精密控制制冷剂
CO2 在冰面下的钢管中昼夜不停地进
行气液转化,以确保冰面具有良好的稳
定性和温度均匀性.
(1)CO2 由液态转化为气态的过程中
.
A.放出热量 B.吸收热量
C.发生化学变化
(2)CO2 甲烷化反应可将CO2 直接转化
为能源气体,具有较高的学术研究价值
和工业化前景.反应原理:CO2+4H2
CH4+2H2O(正反应为放热反应).
①甲烷的结构式为 .
②上述反应中,反应物总能量
生成物总能量.(填“>”“<”或“=”)
12.合成氨工业中,合成塔中每产生2mol
NH3,放出92.2kJ热量.
(1)若起始时向容器内放入2molN2 和
6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则
Q 184.4kJ(填“>”“<”或
“=”).
(2)已知
1molN—H 键 断 裂 吸 收 的 能 量 等 于
kJ.
13.硼烷在近代工业和军事上具有重要用
途,由于它燃烧时能放出大量的热,主
要用于火箭和导弹的高能燃料.已知
0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)
在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼
和液态水,放出649.5kJ热量.
(1)写出上述反应的热化学方程式:
.
(2)若H2O(l)H2O(g)
ΔH=44kJmol-1.
则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧
生成气态水时放出热量 kJ.
73