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课时提升训练(27) 反应热 热化学方程式
1.下图为碳酸钙的热分解示意图。下列说法错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应
答案:D
2.已知:①CO的结构式为C≡O;②298 K时相关化学键的键能数据如下表:
化学键
H—H
O—H
C—H
C≡O
键能/(kJ/mol)
436
465
413
1 076
则反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的ΔH的值为( )
A.-198 kJ/mol B.+267 kJ/mol
C.-298 kJ/mol D.+634 kJ/mol
答案:A
3.(2024·浙江A9协作体联考)铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效选择性。其反应历程与能量变化如图所示:
下列说法错误的是( )
A.使用Bi2O3催化剂更有利于CO2的吸附
B.使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)不相等,但反应热相等
C.CO2电化学还原制取HCOOH的反应ΔH<0
D.*CO生成*HCOO-的反应为*CO+HCO===*CO+*HCOO-
答案:D
4.环戊二烯的键线式为,其广泛用于农药、橡胶、塑料等工业合成,是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如图所示,下列说法不正确的是( )
共价键
H—H
H—I
I—I
键能/(kJ/mol)
436
299
151
A.在相同条件下,反应:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH′2,则ΔH′2<ΔH2
B.ΔH1-ΔH3=-11 kJ/mol
C.由表中数据可知将1 mol气态I2解离成气态碘原子需要吸收151 kJ能量
D.(g)转化为(g)的过程属于氧化反应
答案:B
5.(2024·浙江诸暨模拟)甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应:
反应 Ⅰ:CH3OH(g)===CO(g)+2H2(g) ΔH1
反应 Ⅱ:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2
根据能量变化示意图,下列说法正确的是( )
A.E2-E3<E1-E5
B.反应 Ⅱ 决定整个反应的速率
C.催化剂可以降低总反应的焓变
D.CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
A 解析:由题图中能量的高低关系可以看出:E2-E3<E1-E5,A正确;反应 Ⅰ 正反应的活化能为E1-E5,反应 Ⅱ 正反应的活化能为E2-E3,反应 Ⅰ 的活化能较大,则反应 Ⅰ 的反应速率慢于反应 Ⅱ ,反应 Ⅰ 决定整个反应的速率,B错误;催化剂可改变反应的活化能,反应的焓变由起始状态和终止状态决定,催化剂不改变焓变,C错误;根据盖斯定律,反应 Ⅰ+Ⅱ 可得目标反应CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,D错误。
6.(2024·浙江强基联盟联考)航天员呼吸产生的CO2通过反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) ΔH,再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定100 kPa下,由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfH),最稳定单质的标准摩尔生成焓规定为0。已知:ΔfH(CO2,g)=-394 kJ/mol;ΔfH(H2O,g)=-242 kJ/mol,则ΔH为( )
A.-90 kJ/mol B.-100 kJ/mol
C.-120 kJ/mol D.-180 kJ/mol
A 解析:根据题给信息可得①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔfH(CO2,g)=-394 kJ/mol;②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔfH(H2O,g)=-242 kJ/mol,根据盖斯定律,由②×2-①可得总反应:CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g),则有ΔH=2ΔfH(H2O,g)-ΔfH(CO2,g)=2×(-242 kJ/mol)-(-394 kJ/mol)=-90 kJ/mol。
7.甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O,在无、有催化剂条件下的能量与反应过程的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.可以通过E1和E2计算HCOOH的总键能
B.E1-E3=E4-E10
C.途径 Ⅱ 中H+参与反应,通过改变反应途径加快反应速率
D.途径 Ⅰ 未使用催化剂,但途径 Ⅱ 与途径 Ⅰ 中甲酸平衡转化率相同
A 解析:由题图可知,可以通过E1和E2计算甲酸转化为一氧化碳和水的正反应活化能,但不能计算甲酸的总键能,A错误;催化剂能改变反应途径,但不能改变反应的焓变,则甲酸转化为一氧化碳和水的焓变ΔH=E3-E1=E10-E4,B正确;由题图可知,途径 Ⅱ 中氢离子先作反应物,后作生成物,是改变反应途径的催化剂,能加快反应速率,C正确;催化剂能改变反应途径,但不能改变平衡的移动方向,则途径 Ⅱ 与途径 Ⅰ 中甲酸平衡转化率相同,D正确。
8.(2021·海南卷,节选)碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25 ℃,101 kPa时:
①1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2 804 kJ热量。
②CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283 kJ/mol。
(1)25 ℃时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)25 ℃,101 kPa时,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知O===O、C≡O的键焓分别为495 kJ/mol、799 kJ/mol,CO2(g)分子中碳氧键的键焓为________kJ/mol。
答案:(1)6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+2 804 kJ/mol
(2)664.75
解析:(1)由已知信息①写出热化学方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804 kJ/mol,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)是葡萄糖燃烧的逆反应,生成1 mol葡萄糖会吸收2 804 kJ的热量,故热化学方程式为6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+2 804 kJ/mol。
(2)由反应热的焓变等于反应物的键焓之和-生成物的键焓之和可得,反应②的焓变ΔH=E(C≡O)+E(O===O)-2E(C===O)=-283 kJ/mol,即799 kJ/mol+×495 kJ/mol-2E(C===O)=-283 kJ/mol,解得E(C===O)=664.75 kJ/mol。
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