内容正文:
第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 反应热与焓变
题型1 焓与焓变
题型2 常见的吸热反应与放热反应
题型3 反应热产生的原因
题型4 反应热的计算
考点二 反应热的测定(重点)
题型1 反应热与中和热的测定
题型2 测定实验误差分析
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 反应热大小比较
考点四 盖斯定律(难点)
题型1 对盖斯定律的理解
题型2 利用盖斯定律计算△H
题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
题型4 反应热与键能
题型5 热化学方程式中的反应热计算
考点五 燃料的利用
题型1 燃烧热
题型2 燃烧的充分利用
题型3 燃料的充分利用
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 反应热与焓变
◆题型1 焓与焓变
1.下列说法错误的是
A.在同一反应中,焓变和反应热的数值相等
B.有化学键破坏的一定是化学反应,且一定伴随着能量的变化
C.一个化学反应中,反应物的焓小于生成物的焓时,
D.反应体系向环境中释放能量,反应体系的焓会减小
2.是一种绿色氧化剂,在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是
A.分解属于吸热反应
B.加入催化剂,减小了反应的焓变
C.加入催化剂,可提高反应的活化能
D.反应物的焓高于生成物的焓
3. 下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B.H>0表示放热反应,H<0表示吸热反应
C.H的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,H>0
◆题型2 常见的吸热反应与放热反应
1. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
2.下列属于放热反应的是
A.盐酸与碳酸氢钠溶液的反应 B.双氧水的分解
C.碳与水蒸气的反应 D.煅烧石灰石
3.下列变化过程,既属于氧化还原反应又是放热反应的是
A.与反应 B.浓稀释
C.灼热的炭与反应 D.甲烷与的燃烧反应
4.下列化学反应前后,体系的能量变化与下图不符的是
A. B.
C. D.
◆题型3 反应热产生的原因
1.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.该反应需要在加热条件下才能进行
B.每生成2molAB(g)吸收的能量为a -b kJ
C.A2的总能量一定低于AB的总能量
D.断裂1molA-A键和1molB-B键,放出a kJ能量
2.下列说法正确的是
A.1mol(g)和1mol(g)完全反应放出的能量为
B.图可表示固体与固体混合并搅拌的能量变化
C.由图可得出石墨比金刚石稳定
D.反应中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
3.在和的条件下,和完全反应生成的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.断开中的化学键需要吸收的能量
B.的能量比的能量低
C.和完全反应生成是放热反应
D.该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化
4.在一定条件下,、、、的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.反应1和反应2均属于吸热反应
B.反应2中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量
C.若足量,S可与经一步反应直接生成
D.反应1和反应2中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
◆题型4 反应热的计算
1.用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl,利用反应可实现氯的循环利用。已知该反应中生成2mol 时放出的热量为116kJ,且断裂1mol O=O键和1mol Cl—Cl键时分别需要吸收498kJ和243kJ的能量。下列说法错误的是
A.断开1mol H—O键所需能量比断开1mol H—Cl键所需能量少32kJ
B.当4mol HCl气体在上述反应条件下完全反应生成2mol 时,放出的热量大于116kJ
C.常温常压下,2mol 形成1mol 时放出243kJ的热量
D.上述反应条件下,4mol 和1mol 的总能量高于2mol 和2mol 的总能量
2.已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
3.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.该反应需要在加热条件下才能进行
B.断裂键和键,吸收能量
C.的总能量一定低于的总能量
D.每生成放出的能量为
4.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.断裂键和键,放出akJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应的
考点二 反应热的测定(重点)
◆题型1 反应热与中和热的测定
1. “中和热”是衡量化学反应能量变化的重要参数,也是科学家们探究能量利用的一种思路。某实验中分别取40 mL 盐酸与40 mL 氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A. 加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B. 仪器A的名称是玻璃搅拌器
C. 在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D. 用稀硫酸代替稀盐酸,结果不一样
2. 用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1℃,终止温度为23.4℃,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3,反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1,则中和反应生成1mol水时放热约为
A.1.38kJ B.50.2kJ C.55.2kJ D.57.3kJ
◆题型2 测定实验误差分析
1. 下列有关中和热的说法正确的是
A.中和热
B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度4次
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和热数值更准确
D.若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大
2. 某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ•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溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
3.已知:。某小组用盐酸和溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法错误的是
A.实验中不盖杯盖,会导致测得的偏大
B.实验中,需将NaOH溶液一次性快速加入盛有稀盐酸的小烧杯中
C.若用稀硫酸和氢氧化钡溶液代替稀盐酸与氢氧化钠溶液,测得的相同
D.处理数据时,需要计算生成水的物质的量
4.借助盐酸与NaOH溶液的反应,用简易量热计测定中和反应的反应热装置如图所示。下列说法正确的是
A.把玻璃搅拌器换成铜制搅拌器,可使测量结果更准确
B.调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同,迅速将碱液倒入量热计中
C.溶液混合后,温度长时间不再改变时,记录反应后体系的温度
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热的绝对值偏大
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.常温常压下,与发生反应时,生成或的能量变化如图(反应物和生成物水略去),下列说法正确的是
A.加入催化剂后,生成的速率变慢,单位时间内生成量变多
B.加入催化剂后,生成的热效应变大,生成的热效应变小
C.完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出的热量
D.生成的热化学方程式为
2.下列有关热化学方程式的评价合理的是。
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
A.A B.B C.C D.D
3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知S(正交,s)=S(单斜,s) △H=+0.33kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B.已知C(S)+O2(g)=CO2(g) △H=a, △H=b,则a<b
C.H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol,则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol
D.已知 △H=-26.5kJ·mol-1,由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量
◆题型2 反应热大小比较
1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.可知氢气的燃烧热为
B.已知C(石墨,s)C(金刚石,s),则金刚石比石墨稳定
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:
D.已知;;则
2.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知: △H>0,则比稳定
B.已知:在和下,1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出890.3kJ热量,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -890.3kJ/mol
C.已知:;将1molN2和过量的H2充分反应,放出热量92.4kJ
D.在稀溶液中, 。向1L 1mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则△H1>△H2
3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷异丁烷 ,则异丁烷比正丁烷稳定
B. kJ/mol,则的燃烧热kJ/mol
C.已知 ; ,则
D.和的相等
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 对盖斯定律的理解
1.Li/Li2O体系的能量循环如图所示,已知△H2>0,下列说法正确的是
A.△H3<0
B.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0
C.|△H1|+|△H2|+|△H3|<|△H4|+|△H5|
D.相同条件下,2K(g)→2K+(g)的△H >△H2
2.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是
A.途径①和途径②的反应热是相等的
B.含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)为放热反应
3.与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.完全燃烧放出热量为
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.根据图示推出
◆题型2 利用盖斯定律计算△H
1. 已知热化学方程式:
则的焓变为
A.()kJ/mol B.()kJ/mol
C.()kJ/mol D.()kJ/mol
2.已知25℃时,某些物质的燃烧热数据如表:
物质
C(石墨,s)
C(金刚石,s)
燃烧热
下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
3.肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
4.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。
已知:①
②
③
则的
A. B.
C. D.
5. 几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
◆题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
1.已知转化为和分两步进行:
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.比稳定
B.
C.生成吸收能量
D.断裂中化学键吸收的能量大于形成中化学键所放出的能量
2.汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示.下列说法不正确的是
A.总反应式为
B.反应①为决速步骤
C.转化过程中发生极性键的断裂和非极性键的形成
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以减少尾气中出现
3.合成尿素的机理及能量变化如图,TS表示过渡态。
下列说法正确的是
A.反应过程中的化合价发生改变
B.一定比稳定
C.若,则
D.决速步的热化学方程式:
◆题型4 反应热与键能
1. 已知:S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
S=S
H-S
键能/(kJ/mol)
436
243
431
255
339
下列说法正确的是
A.1 mol H2(g)与2 mol Cl2(g)反应生成HCl(g)时放出370 kJ热量
B.H2(g)与S2(s)反应生成H2S(g)的热化学方程式为2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1
C.反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和
D.1 mol H2S(g)分解吸收的热量比1 mol HCl(g)分解吸收的热量多,所以H2S(g)比HCl(g)稳定
2.下列说法正确的是
A.反应物的总键能大于生成物的总键能,反应为放热反应
B.反应物的总能量低于生成物的总能量,反应为吸热反应
C.吸热反应必须加热才能发生
D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
3.发动机在高速运转时会发生和的化合反应,其能量变化如图所示,
下列说法不正确的是
A.断开中的化学键需要吸收的能量
B.完全分解成和放出的能量
C.和的总能量高于总能量
D.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
◆题型5 热化学方程式中的反应热计算
1.已知:① ;
②
1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为的热量变化为
A.放出9kJ B.吸收9kJ C.放出17kJ D.吸收18kJ
2.取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中,产生2.33g白色沉淀,同时放热0.59kJ,若已知: ,则
A. B. C. D.
3.在一定条件下,和燃烧的热化学方程式分别为 , 。若某和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,得到50g白色沉淀。则混合气体中和的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.2:3
4.用和的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
kJ⋅mol
kJ⋅mol
kJ⋅mol
在溶液中,Cu与反应生成和的反应热等于
A.-417.91 kJ⋅mol B.-319.68 kJ⋅mol
C.+546.69 kJ⋅mol D.-448.46 kJ⋅mol
考点五 燃料的利用
◆题型1 燃烧热
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. kJ/mol,则的燃烧热为1478.8kJ/mol
B. ; ,则
C. kJ/mol,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.C(石墨,s) = C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
2.已知:、、的标准燃烧热依次为,、。下列说法正确的是
A.三种物质中,热值最大
B.
C.断裂1molH—H键放出285.8kJ能量
D.乙炔燃烧的热化学方程式为
3.各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是
物质
A.
B.
C.
D.
4.已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热的分别为a、b、c(均为负值,单位均为kJ·mol-1)。则反应2C(s,石墨)的焓变为
A.kJ·mol-1 B.kJ·mol-1
C.kJ·mol-1 D.kJ·mol-1
◆题型2 燃烧的充分利用
1.下列说法正确的是
A.完全燃烧生成放出的热量叫的燃烧热
B.25℃、时,已知碳的燃烧热为,则碳的热值也为
C.已知 ,则硫生成SO3的反应热为
D.25℃、时,和的燃烧热相等
2.根据如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.1mol 与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量小于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为
D.已知热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热值为
3.在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活,在甲烷细菌使0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中,放出的能量为445.1 kJ。
(1)写出该过程的热化学反应方程式 。
化石燃料在能源结构中依然占比巨大,选择碳排放较低(单位热值含碳量较低)的化石燃料利于碳中和的实现。
单位热值含碳量
(2)已知,丙烷()的燃烧热kJ/mol,计算丙烷的单位热值含碳量。
丙烷的单位热值含碳量为 g/kJ。(保留3位小数)
(3)从单位热值含碳量角度分析,哪种燃料更利于碳中和?______(单选)
A.甲烷 B.丙烷 C.两者相同 D.无法判断
◆题型3 燃料的充分利用
1.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
2.“开源节流”是应对能源危机的有效举措,下列做法有悖于能源“开源节流”的是
A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生
D.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
3.开发利用可再生新能源受世界各国广泛关注。下列不属于可再生能源的是
A.沼气 B.太阳能 C.化石能源 D.风能
4.下列叙述不正确的是
A.根据一次能源与二次能源的划分,火电属于二次能源
B.煤、石油、天然气均为不可再生能源
C.风电是将风能转化为机械能,然后转化为电能
D.在火力发电时,燃料燃烧可以将全部的化学能转化为电能
B 综合攻坚·知能拔高
1.化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A.去除锅炉水垢中的,先用溶液浸泡处理
B.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
C.肼、氨、甲醇等燃料电池的热值远高于其直接燃烧的热值
D.霓红灯的发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同
2.下列关于能源的说法正确的是
A.煤、石油、天然气均是可再生的化石能源
B.风能、水能、电能均属于一次能源
C.太阳能、地热能、潮汐能、核能属于新能源
D.二次能源是指可再生的能源
3.1,3-丁二烯()与HBr发生加成反应分两步:第一步:H+进攻1,3一丁二烯生成碳正离子();第二步:进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如图。
已知:① ; 。
②在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A.
B.选择高效催化剂可加快1,2-加成和1,4-加成的反应速率,、均减小
C.1,2-加成产物比1,4-加成产物稳定
D.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率减小,1,4-加成正反应速率增大
4. 下列选项正确的是
A.图①可表示晶体与晶体反应的能量变化
B.图②中△H表示碳的燃烧热
C.若用铜丝代替图③仪器a进行相应的实验操作,测得中和热△H偏大
D.图④表示实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合,混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知)
5.几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-965.1 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=+221.2 kJ·mol-1
C.由图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1
D.通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓,由图可知,CH4(g)的标准生成焓为+74.8 kJ·mol-1
6.已知:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-565.8kJ·mol-1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成8.8gCO2,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A.2﹕1 B.1﹕2 C.1﹕1 D.2﹕3
7.科学家提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是
A.该循环总的结果是放热反应
B.整个循环过程中产生1molO2的同时产生44.8LH2
C.若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1+ΔH2+ΔH3>0
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
8.反应:是氢化合成甲醇技术的原理,一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①:(慢反应)
反应②:(快反应)
下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
9.能量与人类生存息息相关,已知(石墨,s) ,下列有关说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.石墨的燃烧热为
C.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
D.反应中石墨(s)和的总能量与的能是相对大小决定了此反应为放热反应
10.计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法正确的是
A.使用催化剂降低了水煤气产氢反应的 B.由图可知比CO稳定
C.过程Ⅲ只有共价键形成,因此该过程释放能量 D.过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程
11.某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度
次数
起始温度
终止温度
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
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
12. 2020年3月26日,我国在南海成功实现了可燃冰的第二轮试采。可燃冰分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,是天然气与水形成的冰样结晶物,如果能实现商业化开采,将会大大改变我国的能源结构,减少对石油资源的依赖。
已知:ⅰ.条件下,1.6克甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出能量。
ⅱ.键能是指共价键解离成气态原子A和气态原子B所吸收的能量。常见共价键的键能数据如下表:
共价键
键能
413
498
464
(1)可燃冰形成的条件是 (填序号)
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、高压 d.低温、低压
(2)①写出甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水的热化学方程式 。
②估算二氧化碳分子中的键能为 。
(3)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯度氢气的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为和,其物质的量之比为,甲烷和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应器中还存在如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅲ为积炭反应,利用和计算时,还需要利用 反应的。
13. 用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
已知:i.反应A中,被氧化,放出的热量。
ii.
(1)的电子式是 。
(2)反应A的热化学方程式是 。
(3)断开键与断开键所需能量相差为 。
(4)请回答:
参加反应的物质及状态
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量
436
a
369
,蒸发需要吸收的能量为,则上表中a的数值为: 。
(5)已知甲烷的燃烧热为 ,
,则甲烷脱硝反应:
。
14. (1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ•mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知:2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中,正确的是 (填字母)。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ•mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ•mol-1
根据盖斯定律,计算298 K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/(kJ •mol-1)
348
414
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
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第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 反应热与焓变
题型1 焓与焓变
题型2 常见的吸热反应与放热反应
题型3 反应热产生的原因
题型4 反应热的计算
考点二 反应热的测定(重点)
题型1 反应热与中和热的测定
题型2 测定实验误差分析
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 反应热大小比较
考点四 盖斯定律(难点)
题型1 对盖斯定律的理解
题型2 利用盖斯定律计算△H
题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
题型4 反应热与键能
题型5 热化学方程式中的反应热计算
考点五 燃料的利用
题型1 燃烧热
题型2 燃烧的充分利用
题型3 燃料的充分利用
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 反应热与焓变
◆题型1 焓与焓变
1.下列说法错误的是
A.在同一反应中,焓变和反应热的数值相等
B.有化学键破坏的一定是化学反应,且一定伴随着能量的变化
C.一个化学反应中,反应物的焓小于生成物的焓时,
D.反应体系向环境中释放能量,反应体系的焓会减小
【答案】B
【解析】A.在同一反应中在恒压条件下,焓变与反应热数值是相等的,A正确;
B.许多物质的溶解都伴随着化学键的破坏,但不属于化学变化,如氯化钠的溶解,有离子键的破坏但不属于化学变化,B错误;
C.一个化学反应中,反应物的焓大于生成物的焓时,反应放热,ΔH<0,反应物的焓小于生成物的焓时,反应吸热,ΔH>0,C正确;
D.反应体系从环境吸收能量,反应体系的焓会增大,反应体系向环境中释放能量,反应体系的焓会减小,D正确;
故选B。
2.是一种绿色氧化剂,在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是
A.分解属于吸热反应
B.加入催化剂,减小了反应的焓变
C.加入催化剂,可提高反应的活化能
D.反应物的焓高于生成物的焓
【答案】D
【解析】A.根据图象可知:反应物的总能量高于生成物的总能量,则分解属于放热反应,A错误;
B.根据图象可知:有、无催化剂条件下反应物的总能量和生成物的总能量均相同,则加入催化剂,不能改变反应的焓变,B错误;
C.催化剂通过改变活化能来改变反应速率,加入催化剂,可降低反应的活化能,C错误;
D.该反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,即反应物的焓高于生成物的焓,D正确;
故选D。
3. 下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B.H>0表示放热反应,H<0表示吸热反应
C.H的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,H>0
【答案】A
【详解】A.任何化学变化,其过程均伴随着能量的变化,故A正确;
B.△H表示反应热,ΔH>0为吸热反应,ΔH<0为放热反应,故B错误;
C.对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同,故C错误;
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,表示放热反应,ΔH<0,故D错误;
答案选A。
◆题型2 常见的吸热反应与放热反应
1. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
【答案】D
【解析】A.稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,通过温度计的水银柱升高可知,混合后温度升高,说明反应放热,故A不选;
B.由图示可知反应物的能量高于生成物的能量,由反应物到生成物能量降低,反应放热,故B不选;
C.甲出液面低于乙处液面说明广口瓶中的气体膨胀,可知小试管中的反应放出热量使广口瓶中的温度升高,故C不选;
D.由于反应生成氢气,压强增大,所以随着反应的进行,针筒活塞向右移动,这与反应是放热反应或吸热反应无关,故D选;
故选D。
2.下列属于放热反应的是
A.盐酸与碳酸氢钠溶液的反应 B.双氧水的分解
C.碳与水蒸气的反应 D.煅烧石灰石
【答案】B
【详解】A.盐酸与碳酸氢钠溶液的反应属于吸热反应,A不符合题意;
B.双氧水的分解反应属于放热反应,B符合题意;
C.碳与水蒸气的反应属于吸热反应,C不符合题意;
D.煅烧石灰石的反应属于吸热反应,D不符合题意;
故选B。
3.下列变化过程,既属于氧化还原反应又是放热反应的是
A.与反应 B.浓稀释
C.灼热的炭与反应 D.甲烷与的燃烧反应
【答案】D
【详解】A.Ca(OH)2与NH4Cl反应属于吸热反应,且为复分解反应(无化合价变化),不是氧化还原反应,A不符合题意;
B.浓硫酸稀释是物理过程,放热但未发生化学反应,B不符合题意;
C.灼热的炭与CO2反应生成CO,属于吸热反应,虽然存在碳的氧化还原(C的化合价变化),但不符合放热条件,C不符合题意;
D.甲烷燃烧是剧烈的氧化还原反应(CH4中C被氧化,O2被还原),且释放大量热量,属于放热反应,D符合题意;
故选D。
4.下列化学反应前后,体系的能量变化与下图不符的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应;
【详解】A.钠与水的反应是放热反应,A不符合题意;
B.氢氧化钠和盐酸的反应是中和反应,中和反应是放热反应,B不符合题意;
C.丙烷燃烧的反应是放热反应,C不符合题意;
D.水煤气的制备需要在高温下制备,是吸热反应,D符合题意;
故选D。
◆题型3 反应热产生的原因
1.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.该反应需要在加热条件下才能进行
B.每生成2molAB(g)吸收的能量为a -b kJ
C.A2的总能量一定低于AB的总能量
D.断裂1molA-A键和1molB-B键,放出a kJ能量
【答案】B
【解析】A.反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关,从图象可以看出反应是吸热反应,但不能确定该反应是否需要在加热条件下才能进行,A错误;
B.依据图象分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量,B正确;
C.1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的能量,但A2的总能量不一定低于AB的总能量,C错误;
D.依据图象分析,断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收a kJ能量,D错误;
故选B。
2.下列说法正确的是
A.1mol(g)和1mol(g)完全反应放出的能量为
B.图可表示固体与固体混合并搅拌的能量变化
C.由图可得出石墨比金刚石稳定
D.反应中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
【答案】C
【详解】A.图1中,1mol(g)和1mol(g)完全反应生成,断键吸收能量,成键释放能量,则吸收的能量为,A错误;
B.图表示反应放出能量,而固体与固体混合反应吸热,B错误;
C.由图可知,石墨总能量比金刚石低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,C正确;
D.图为放热反应,反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,D错误;
故选C。
3.在和的条件下,和完全反应生成的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.断开中的化学键需要吸收的能量
B.的能量比的能量低
C.和完全反应生成是放热反应
D.该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化
【答案】B
【详解】A.由图可知,形成释放的能量,则断开中的化学键需要吸收的能量,A正确;
B.根据图示可判断,的能量比和的总能量低,但不能判断的能量比的能量低,B错误;
C.根据计算,断裂和中的化学键要吸收能量,形成中的化学键要释放能量,所以是放热反应,C正确;
D.该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化,D正确;
故选B。
4.在一定条件下,、、、的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.反应1和反应2均属于吸热反应
B.反应2中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量
C.若足量,S可与经一步反应直接生成
D.反应1和反应2中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
【答案】B
【详解】A.根据图示,反应1和反应2均属于放热反应,A错误;
B.反应2属于放热反应,断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量,B正确;
C.硫粉在足量的中燃烧,一步反应只能生成,C错误;
D.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关,D错误。,D正确;
故选B。
◆题型4 反应热的计算
1.用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl,利用反应可实现氯的循环利用。已知该反应中生成2mol 时放出的热量为116kJ,且断裂1mol O=O键和1mol Cl—Cl键时分别需要吸收498kJ和243kJ的能量。下列说法错误的是
A.断开1mol H—O键所需能量比断开1mol H—Cl键所需能量少32kJ
B.当4mol HCl气体在上述反应条件下完全反应生成2mol 时,放出的热量大于116kJ
C.常温常压下,2mol 形成1mol 时放出243kJ的热量
D.上述反应条件下,4mol 和1mol 的总能量高于2mol 和2mol 的总能量
【答案】A
【详解】A.根据反应焓变计算 kJ/mol, kJ/mol ,H—O键的键能比H—Cl键高32kJ/mol,因此断开H—O键需要更多能量。A错误;
B.液态水(H2O(l))比气态水(H2O(g))能量更低,生成液态水会释放更多热量,放出的热量大于116kJ,B正确;
C.Cl—Cl键的键能为243kJ/mol,形成1mol Cl2(g)会释放243kJ热量,C正确;
D.该反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量。D正确;
故选A。
2.已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
【答案】B
【详解】根据题意,反应的方程式为,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,即0.5mol H-H键(0.5×436=218kJ)+0.5mol Cl-Cl键(0.5×243=121.5kJ)-1mol H-Cl键 (431kJ),ΔH = 339.5 - 431 = -91.5kJ,对应生成1mol HCl时放出91.5kJ热量;
故选B。
3.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.该反应需要在加热条件下才能进行
B.断裂键和键,吸收能量
C.的总能量一定低于的总能量
D.每生成放出的能量为
【答案】B
【详解】A.反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关,从图象可以看出反应是吸热反应,但不能确定该反应是否需要在加热条件下才能进行,A错误;
B.化学键断链需要吸收能量,由图示可知,断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收akJ能量,B正确;
C.1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的能量,但1mol A2的总能量不一定低于1mol AB的总能量,C错误;
D.依据图象分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量,D错误;
故选B。
4.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.断裂键和键,放出akJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应的
【答案】D
【详解】A.依据图像分析判断和反应生成2molAB,每生成2molAB吸收热量,A错误;
D.旧键断裂吸收能量,断裂1molA-A和1molB-B键,吸收akJ能量,B错误;
C.依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量,C错误;
D.反应的生成物能量总和-反应物能量总和,所以反应热,D正确;
故选D;
考点二 反应热的测定(重点)
◆题型1 反应热与中和热的测定
1. “中和热”是衡量化学反应能量变化的重要参数,也是科学家们探究能量利用的一种思路。某实验中分别取40 mL 盐酸与40 mL 氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A. 加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B. 仪器A的名称是玻璃搅拌器
C. 在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D. 用稀硫酸代替稀盐酸,结果不一样
【答案】D
【详解】A.为了确保盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液,故A正确;
B.根据A结构可知为玻璃搅拌器,故B正确;
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度,避免残余盐酸与NaOH溶液反应,导致测得温度有误差,故C正确;
D.稀硫酸与稀盐酸都是强酸,且无沉淀生成,因此替换后结果是一样的,故D错误;
答案选D。
2. 用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1℃,终止温度为23.4℃,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3,反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1,则中和反应生成1mol水时放热约为
A.1.38kJ B.50.2kJ C.55.2kJ D.57.3kJ
【答案】C
【解析】用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L~NaOH溶液反应,生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为100mL×1g/cm3=100g,温度变化的值为△T=23.4℃-20.1℃=3.3℃,则生成0.025mol水放出的热量为:Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.3℃=1379.4J,即1.3794KJ,则中和反应生成1mol水时放热约为kJ。
答案选C。
◆题型2 测定实验误差分析
1. 下列有关中和热的说法正确的是
A.中和热
B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度4次
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和热数值更准确
D.若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大
【答案】D
【详解】A.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;中和反应放热,焓变为负值,A错误;
B.准确测量中和热的实验过程中,需要测量初始酸、碱温度以及反应后溶液温度,为减小实验误差,需要重复2次实验,故至少需测定温度9次,B错误;
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量应该有一种稍微过量,保证另一种完全反应,C错误;
D.浓硫酸溶于水放出热量,若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大,D正确;
故选D。
2. 某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ•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溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
【答案】B
【分析】中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1,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1mol水的反应热ΔH=-52.3kJ·mol-1,说明中和热的数值偏小,据此结合误差原因进行分析。
【详解】A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量有损失,中和热的数值会偏小,A不符合题意;
B.用量筒量取盐酸时仰视读数,导致所量取得盐酸的体积偏大,则因稀氢氧化钠溶液溶质稍微过量,所以所测中和热的数值会偏大,B符合题意;
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中,会使热量损失,中和热的数值会偏小,C不符合题意;
D.搅拌不充分导致不能充分反应,即中和热数值偏小,D不符符合题意;
故选B。
3.已知:。某小组用盐酸和溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法错误的是
A.实验中不盖杯盖,会导致测得的偏大
B.实验中,需将NaOH溶液一次性快速加入盛有稀盐酸的小烧杯中
C.若用稀硫酸和氢氧化钡溶液代替稀盐酸与氢氧化钠溶液,测得的相同
D.处理数据时,需要计算生成水的物质的量
【答案】C
【详解】A.实验中不盖杯盖,将增大热量的散失,导致测定反应放出的热量偏小,该反应的ΔH<0,会导致测得的ΔH偏大,A正确;
B.为了减少热量的损失,减小实验误差,向内筒加料时,应一次性快速加入且立即盖紧杯盖,B正确;
C.稀硫酸和氢氧化钡反应除中和热,还有Ba2+和生成的BaSO4沉淀热,测得ΔH不同,C错误;
D.中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol液态水放出的热量,该测定实验中需要计算生成水的物质的量,根据计算中和热,D正确;
故选C。
4.借助盐酸与NaOH溶液的反应,用简易量热计测定中和反应的反应热装置如图所示。下列说法正确的是
A.把玻璃搅拌器换成铜制搅拌器,可使测量结果更准确
B.调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同,迅速将碱液倒入量热计中
C.溶液混合后,温度长时间不再改变时,记录反应后体系的温度
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热的绝对值偏大
【答案】B
【详解】A.铜为热的导体,使得热量散失导致实验误差,A错误;
B.调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同,迅速将碱液倒入量热计中,防止产生实验误差,B正确;
C.需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,C错误;
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热偏小,所得反应热偏大,D错误;
故选B。
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.常温常压下,与发生反应时,生成或的能量变化如图(反应物和生成物水略去),下列说法正确的是
A.加入催化剂后,生成的速率变慢,单位时间内生成量变多
B.加入催化剂后,生成的热效应变大,生成的热效应变小
C.完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出的热量
D.生成的热化学方程式为
【答案】A
【解析】A.催化剂能加快反应速率,而催化剂的加入使得生成CO、HCHO的活化能均降低,但生成HCHO时活化能更低,因此反应更易生成HCHO,生成的CO减少,导致生成的速率变慢,同时单位时间内HCHO产量增大,故A正确;
B.催化剂改变反应的历程,活化能降低,化学反应热效应不变,故B错误;
C.图中所示可得出热化学方程式有,所求为,但通过题中所得的是甲醇不完全燃烧所放出的热量,因此完全燃烧所放出的热量大于393kJ,故C错误;
D.热化学方程式应该标明物质的聚集状态,应该表示为,故D错误;
故答案选A。
2.下列有关热化学方程式的评价合理的是。
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.将稀硫酸和NaOH溶液混合生成2 mol水时发生反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ· mol-1,A项错误;
B.因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热ΔH>-57.3 kJ· mol-1,即CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.3 kJ· mol-1,B项错误;
C.因160 g (2 mol)SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1 mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量130.3 kJ,热化学方程式为SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1,C项错误;
D.1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量,则发生反应的热化学方程式为2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)ΔH=-4164 kJ· mol-1,D项正确;
故选D。
3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知S(正交,s)=S(单斜,s) △H=+0.33kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B.已知C(S)+O2(g)=CO2(g) △H=a, △H=b,则a<b
C.H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol,则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol
D.已知 △H=-26.5kJ·mol-1,由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量
【答案】B
【详解】A.正交硫转化为单斜硫需要吸热,说明正交硫能量更低,更稳定,A错误;
B.生成CO2的焓变a对应完全燃烧,释放热量更多,故a的数值更小(如a=-393kJ/mol,b=-110kJ/mol,a<b),B正确;
C.燃烧热对应生成液态水,而题目反应生成气态水,实际△H应大于+571.6kJ/mol,C错误;
D.原反应中I2为固态,而题意指的是1mol气态I2,状态不同导致焓变不同,且反应未完全进行(可逆反应),无法确定吸收53kJ热量,D错误;
故选B。
◆题型2 反应热大小比较
1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.可知氢气的燃烧热为
B.已知C(石墨,s)C(金刚石,s),则金刚石比石墨稳定
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:
D.已知;;则
【答案】D
【解析】A.氢气燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,根据,可知氢气的燃烧热为,故A错误;
B.已知C(石墨,s)C(金刚石,s),金刚石的能量大于石墨,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:,故C错误;
D.已知;;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;
选D。
2.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知: △H>0,则比稳定
B.已知:在和下,1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出890.3kJ热量,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -890.3kJ/mol
C.已知:;将1molN2和过量的H2充分反应,放出热量92.4kJ
D.在稀溶液中, 。向1L 1mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则△H1>△H2
【答案】D
【解析】A. △H>0,反应吸热,说明能量低,更稳定,故A错误;
B.在和下,1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出890.3kJ热量,H2O(l)的能量低于H2O(g),则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)放出的热量较少 △H> -890.3kJ/mol,故B错误;
C.将1molN2和过量的H2在此条件下充分反应,以氢气为标准计算,但是放出92.4kJ指的是完全反应,合成氨为可逆反应,进行不完全,故C错误;
D.浓硫酸溶于水放出热量且△H<0,故△H1>△H2,故D正确;
答案选D。
3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷异丁烷 ,则异丁烷比正丁烷稳定
B. kJ/mol,则的燃烧热kJ/mol
C.已知 ; ,则
D.和的相等
【答案】A
【详解】A.能量越低越稳定,由已知正丁烷(g)→异丁烷(g) △H<0,可得异丁烷能量更低,异丁烷更稳定,A符合题意;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质时所放出的热量,根据可知的燃烧热为285.8kJ/mol,B不符合题意;
C.碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的能量多且放热反应△H<0,故△H1<△H2,C不符合题意;
D.方程式计量数变为原来的n倍,△H也变为原来的n倍,后面方程式的△H是前面方程式△H的2倍,D不符合题意;
故答案选A;
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 对盖斯定律的理解
1.Li/Li2O体系的能量循环如图所示,已知△H2>0,下列说法正确的是
A.△H3<0
B.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0
C.|△H1|+|△H2|+|△H3|<|△H4|+|△H5|
D.相同条件下,2K(g)→2K+(g)的△H >△H2
【答案】C
【详解】A.断裂化学键需要吸收能量,氧气断裂化学键变为氧原子过程中吸收热量,△H3>0,A项错误;
B.根据盖斯定律可知:反应一步完成与分步完成的热效应相同,△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6,B项错误;
C.锂与氧气反应是典型放热反应,则△H6<0,根据图可分析出△H1、△H2、△H3、△H4均>0,由△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6<0可知,△H5<0,因此△H1+△H2+△H3+△H4<|△H5|,可得出|△H1|+|△H 2|+|△H 3|<|△H 4|+|△H 5|,C项正确;
D.对于碱金属,第一电离能随原子半径增大而减小,K的原子半径更大,因此其第一电离能更小,则△H<△H2,D项错误;
答案选C。
2.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是
A.途径①和途径②的反应热是相等的
B.含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)为放热反应
【答案】B
【详解】A.根据盖斯定律,反应热只与始态和终态有关,则途径①和途径②的反应热是相等的,A正确;
B.浓硫酸稀释放热,则含1mol H2SO4的浓溶液、含1mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,前者放出的热量多,B错误;
C.相同温度下,相同质量的单质硫分别在足量空气中和足量纯氧中燃烧,生成相同质量的二氧化硫,理论上讲,放出的能量应该一样多,C正确;
D.由图示可得三个反应: H1 ①
H2 ②
H3 ③
①-(②+③),即得反应H2O2(aq)=H2O(l)+O2(g) △H,所以△H=ΔH1-(ΔH2+ΔH3),若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则△H <0,则该反应为放热反应,D正确;
故选B。
3.与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.完全燃烧放出热量为
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.根据图示推出
【答案】B
【详解】A.由图可知1mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5kJ ,物质的量为,完全燃烧放出热量为,,A正确;
B.根据盖斯定律,反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,应该是,即,B错误;
C.由,即碳与氧气反应生成放出热量,碳完全燃烧放出热量,C正确;
D.由盖斯定律可知,碳与反应生成的反应焓变为,则碳与反应生成的热化学方程式为,D正确;
故选B。
◆题型2 利用盖斯定律计算△H
1. 已知热化学方程式:
则的焓变为
A.()kJ/mol B.()kJ/mol
C.()kJ/mol D.()kJ/mol
【答案】C
【详解】已知:
①
②
依据盖斯定律①-②×2即得到反应的焓变=()kJ/mol。
答案选C。
2.已知25℃时,某些物质的燃烧热数据如表:
物质
C(石墨,s)
C(金刚石,s)
燃烧热
下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.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,H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水,不是气态水,故A错误;
B.根据燃烧热数据可得:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol;
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol;
③H2(g)+O2 (g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,由①-②-③×2可得ΔH=-890.3kJ/mol+393.5kJ/mol +285.8kJ/mol =+74.8kJ/mol,故B正确;;
C.由C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol,C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.0kJ/mol,用前式减去后式可得ΔH=+1.5kJ/mol,故C错误;
D.CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量,而该反应生成的是CO,不是CH4的燃烧热,故D错误;
答案选B。
3.肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【详解】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
4.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。
已知:①
②
③
则的
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由盖斯定律可知,反应①+反应②×—反应③×=目标反应,则反应ΔH═,故选C。
5. 几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.过程3为断键,是吸热过程,则大于0,过程4为成键,是放热过程,则小于0,即,A项正确;
B.同理有,,,由盖斯定律得,,则,B项错误;
C.反应焓变与途径无关,则,C项正确;
D.由B项可知,,D正确;
故选B。
◆题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
1.已知转化为和分两步进行:
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.比稳定
B.
C.生成吸收能量
D.断裂中化学键吸收的能量大于形成中化学键所放出的能量
【答案】D
【详解】A.根据图示,总能量大于,可知能量比大,能量越低越稳定,比稳定,A错误;
B.根据图像,,则,B错误;
C.方程式①+②可得:,生成吸收能量,C错误;
D.根据图示,断裂可知中化学键吸收的能量大于形成和中化学键所放出的能量,D正确;
故选D。
2.汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示.下列说法不正确的是
A.总反应式为
B.反应①为决速步骤
C.转化过程中发生极性键的断裂和非极性键的形成
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以减少尾气中出现
【答案】A
【详解】A.如图可知,三个反应步骤得热化学方程式为、、,则根据盖斯定律,总反应的热化学方程式为 A错误;
B.如图可知三个反应步骤得活化能分别为255.8kJ/mol、108.4kJ/mol、226.1kJ/mol,反应①活化能最大,为决速步骤,B正确;
C.第一步形成N=N键为非极性键,第二步断裂N-O键、形成C=O键,均为极性键,第三步断裂N-O键、形成C=O键,均为极性键,C正确;
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以提高N2O的转化率,减少尾气中出现N2O,D正确;
故选A。
3.合成尿素的机理及能量变化如图,TS表示过渡态。
下列说法正确的是
A.反应过程中的化合价发生改变
B.一定比稳定
C.若,则
D.决速步的热化学方程式:
【答案】C
【详解】A.反应过程中N一直为-3价,化合价未变化,故A错误;
B.图中HOOCNH2(s)+NH3+2H2O的能量比HNCO(g) +NH3+3H2O的能量更低,但HOOCNH2(s)的能量与HNCO(g) 的能量无法比较,故稳定性不确定,故B错误;
C.根据图象可知,87.5+△E1=△E2-87,故 若,则,故C正确;
D.决速步是能垒最高的步骤(ΔE1=66.5 kJ·mol⁻¹),对应反应:HNCO(g) +NH3 →[CO(NH2)2] (s),故D错误;
故选C。
◆题型4 反应热与键能
1. 已知:S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
S=S
H-S
键能/(kJ/mol)
436
243
431
255
339
下列说法正确的是
A.1 mol H2(g)与2 mol Cl2(g)反应生成HCl(g)时放出370 kJ热量
B.H2(g)与S2(s)反应生成H2S(g)的热化学方程式为2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1
C.反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和
D.1 mol H2S(g)分解吸收的热量比1 mol HCl(g)分解吸收的热量多,所以H2S(g)比HCl(g)稳定
【答案】C
【解析】A.反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH=E(Cl—Cl)+E(H—H)-2E(H—Cl)=(243 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1)-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,当2 mol Cl2(g)与1 mol H2(g)反应时,只有1 mol Cl2(g)参加反应,所以放出的热量为183 kJ,A错误;
B.根据表中键能数据可得热化学方程式:2H2(g)+S2(g)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1,结合S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1可得热化学方程式:2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-224.5 kJ·mol-1,B错误;
C.对于一个化学反应来说,它的反应焓变可以通过反应物和生成物之间的键能差来计算。具体地,反应焓变等于所有生成物键能的总和减去所有反应物键能的总和。这个公式可以表示为:反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,C正确;
D.由于H—Cl的键能大于H—S,所以HCl(g)比H2S(g)稳定,D错误;
故选C。
2.下列说法正确的是
A.反应物的总键能大于生成物的总键能,反应为放热反应
B.反应物的总能量低于生成物的总能量,反应为吸热反应
C.吸热反应必须加热才能发生
D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
【答案】B
【详解】A.反应物的总键能大于生成物的总键能,焓变大于0,反应过程中吸收能量,为吸热反应,A错误;
B.反应物的总能量低于生成物的总能量,反应过程中吸收能量,反应为吸热反应,B正确;
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,放热反应也可能会加热才发生,C错误;
D.等质量的硫蒸气比硫固体的能量高,因此等质量的硫蒸气和硫固体分别在氧气中完全燃烧,后者放出的热量少,D错误;
故选B。
3.发动机在高速运转时会发生和的化合反应,其能量变化如图所示,
下列说法不正确的是
A.断开中的化学键需要吸收的能量
B.完全分解成和放出的能量
C.和的总能量高于总能量
D.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】C
【分析】断开1molN2 (g)和1molO2 (g)需吸收能量为946kJ+498kJ=1444kJ,生成2molNO(g)时放出能量为632kJ2=1264kJ,所以1molN2 (g)和1molO2 (g)完全反应生成2molNO(g)吸收180kJ能量,反应为吸热反应。据此解答
【详解】
A.观察图中信息可知,断开中的化学键需要吸收的能量,A正确;
B.1molN2 (g)和1molO2 (g)完全反应生成2molNO(g)吸收180kJ能量,完全分解成和放出的能量,B正确;
C.该反应为吸热反应,和的总能量低于于总能量,C不正确;
D.该反应为吸热反应,反应物的反应物的总键能大于生成物的总键能,D正确;
故答案选C。
◆题型5 热化学方程式中的反应热计算
1.已知:① ;
②
1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为的热量变化为
A.放出9kJ B.吸收9kJ C.放出17kJ D.吸收18kJ
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,反应①—反应②得到反应,则反应△H=(—2878kJ/mol)—(—2869kJ/mol)=—9kJ/mol,所以1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为放出的热量为9kJ/mol×1mol=9kJ,
故选A。
2.取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中,产生2.33g白色沉淀,同时放热0.59kJ,若已知: ,则
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题干知产生2.33g白色沉淀,知生成和,同时放热0.59kJ对应的热化学方程式为;结合题干所给信息知酸碱中和对应生成放出57.3kJ热量,由此可得知;
故答案选D。
3.在一定条件下,和燃烧的热化学方程式分别为 , 。若某和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,得到50g白色沉淀。则混合气体中和的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.2:3
【答案】D
【详解】设混合气体中和物质的量分别为x、y;,根据C元素守恒可知;根据能量守恒可知;两式联立解得,,根据可知,一定条件下,气体的物质的量之比等于气体的体积之比,则混合气体中和的体积比:2:3;
故答案选D。
4.用和的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
kJ⋅mol
kJ⋅mol
kJ⋅mol
在溶液中,Cu与反应生成和的反应热等于
A.-417.91 kJ⋅mol B.-319.68 kJ⋅mol
C.+546.69 kJ⋅mol D.-448.46 kJ⋅mol
【答案】B
【详解】在溶液中,Cu与反应生成和的热化学方程式可以写成:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H,该方程式可以由以下三个方程式进行整理得到
kJ⋅mol①
kJ⋅mol②
kJ⋅mol③
根据盖斯定律得出该方程式,则△H=△H1++△H3=(+64.39)+×(-196.46)+(-285.84)=-319.68KJ/mol。
答案选B。
考点五 燃料的利用
◆题型1 燃烧热
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. kJ/mol,则的燃烧热为1478.8kJ/mol
B. ; ,则
C. kJ/mol,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.C(石墨,s) = C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
【答案】D
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,而该反应生成气态水,因此ΔH不是燃烧热,A错误;
B.固态硫转化为气态硫需要吸热,燃烧时释放的热量更少,ΔH1(负值)应大于ΔH2,B错误;
C.反应生成BaSO4沉淀会额外放热,实际放热量大于57.3kJ,C错误;
D.ΔH>0表明石墨转化为金刚石吸热,说明石墨能量更低、更稳定,D正确;
故选D。
2.已知:、、的标准燃烧热依次为,、。下列说法正确的是
A.三种物质中,热值最大
B.
C.断裂1molH—H键放出285.8kJ能量
D.乙炔燃烧的热化学方程式为
【答案】A
【解析】A.单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量称为热值,1g的H2完全燃烧放出kJ,1g的C2H2完全燃烧放出的热量为kJ,1g的C2H4完全燃烧放出的热量为kJ,故三种物质中,H2热值最大,A正确;
B. 根据题意可知,,, ,
则①+②-③得, ΔH=-1299.6-285.8+1411.0=-174.4kJ⋅mol−1,B错误;
C.断开H-H键要吸热,且数值也不是285.8kJ,C错误;
D.乙炔燃烧的热化学方程式为ΔH=−1299.6kJ⋅mol−1,D错误;
故选A。
3.各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是
物质
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】在一定条件下,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量称为燃烧热,据此解答。
【解析】依据燃烧热可知:
①
②
③
A.H2O(l)→H2O(g),需要吸收热量,则 ,A错误;
B.依据盖斯定律可知③-②-①即得到 ,B错误;
C.氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,则 ,C错误;
D.根据燃烧热的概念可知 ,D正确;
故答案选D。
4.已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热的分别为a、b、c(均为负值,单位均为kJ·mol-1)。则反应2C(s,石墨)的焓变为
A.kJ·mol-1 B.kJ·mol-1
C.kJ·mol-1 D.kJ·mol-1
【答案】A
【解析】乙醇、石墨和氢气的燃烧的热化学方程式热分别为:
①C2 H5 OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=akJ/mol
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ∆H=bkJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H=ckJ/mol
利用盖斯定律,2×②+2×③-①可得热化学方程式:2C(石墨,s)+2H2(g)+H2O(l)= C2H5OH(l),则其焓变∆H=(+2b+2c -a)kJ/mol;
故选A。
◆题型2 燃烧的充分利用
1.下列说法正确的是
A.完全燃烧生成放出的热量叫的燃烧热
B.25℃、时,已知碳的燃烧热为,则碳的热值也为
C.已知 ,则硫生成SO3的反应热为
D.25℃、时,和的燃烧热相等
【答案】D
【详解】A.燃烧热强调产物必须“稳定”,对水来说,必须呈液态,所以完全燃烧生成放出的热量不叫的燃烧热,A不正确;
B.热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,25℃、时,已知碳的燃烧热为,则碳的热值应为≈32.8kJ/g,B不正确;
C.描述反应热时,应指明反应中所有物质的状态,而“硫生成SO3的反应热为”,既没有指明各物质的状态、物质的量,也丢掉了前面的“—”号,C不正确;
D.燃烧热是指一定条件下,1mol燃烧物完全燃烧生成稳定的产物时放出的热量,所以25℃、时,和的燃烧热相等,D正确;
故选D。
2.根据如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.1mol 与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量小于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为
D.已知热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热值为
【答案】B
【详解】A.1molC(s)与1molO2(g)的能量之和在图中没有标出,393.5的数值是其与产物的能量差,A错误;
B.从图中转化Ⅱ可知,反应CO(g)+O2(g)=CO2(g)放出能量,根据盖斯定律则反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)也是放出能量,即生成物的总能量小于反应物的总能量,B正确;
C.从图中转化Ⅰ与转化Ⅱ差值110.6kJ得知,由C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-110.6kJ·mol-1×2=-221.2 kJ·mol-1,C错误;
D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,从图中转化Ⅱ可知,1molCO完全燃烧放出热量282.9kJ,则CO的热值为 282.9kJ÷28g≈10.1kJ⋅g-1 ,D错误;
故选B。
3.在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活,在甲烷细菌使0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中,放出的能量为445.1 kJ。
(1)写出该过程的热化学反应方程式 。
化石燃料在能源结构中依然占比巨大,选择碳排放较低(单位热值含碳量较低)的化石燃料利于碳中和的实现。
单位热值含碳量
(2)已知,丙烷()的燃烧热kJ/mol,计算丙烷的单位热值含碳量。
丙烷的单位热值含碳量为 g/kJ。(保留3位小数)
(3)从单位热值含碳量角度分析,哪种燃料更利于碳中和?______(单选)
A.甲烷 B.丙烷 C.两者相同 D.无法判断
【答案】(1)
(2)0.016
(3)A
【详解】(1)0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中,放出的能量为445.1 kJ,则1mol甲烷转化为气体与液态水放热890.2 kJ,则该反应的热化学方程式为 ;
(2)丙烷的燃烧热,1mol丙烷含3molC,即m(C)=,则丙烷的单位热值含碳量为;
(3)同理计算出甲烷的单位热值含碳量为,从单位热值含碳量角度分析,甲烷更利于碳中和,故选A。
◆题型3 燃料的充分利用
1.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
【答案】C
【详解】燃烧的三要素:①物质具有可燃性,②具有充足的氧气,③温度达到着火点;若要提高燃烧效率,可通过提高反应接触面积或提高反应物浓度,由此可知,将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化处理、将煤进行气化处理、通入适当过量的空气可提高燃烧效率,故答案为③④⑤⑥。选C。
2.“开源节流”是应对能源危机的有效举措,下列做法有悖于能源“开源节流”的是
A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生
D.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
【答案】D
【详解】A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用,能应对能源危机,A项不符合题意;
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源,可充分利用资源,减少污染,符合开源节流的思想,B项不符合题意;
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生,做到能源的“开源节流”,C项不符合题意;
D.大力开采煤、石油和天然气,会增加环境污染,能源快速消耗,有悖于能源的“开源节流”,D项符合题意;
故答案选D。
3.开发利用可再生新能源受世界各国广泛关注。下列不属于可再生能源的是
A.沼气 B.太阳能 C.化石能源 D.风能
【答案】C
【详解】可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能、沼气等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。因此化石能源不属于可再生能源,故答案为C。
4.下列叙述不正确的是
A.根据一次能源与二次能源的划分,火电属于二次能源
B.煤、石油、天然气均为不可再生能源
C.风电是将风能转化为机械能,然后转化为电能
D.在火力发电时,燃料燃烧可以将全部的化学能转化为电能
【答案】D
【详解】A.由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品,称为二次能源,火电应为二次能源,故A正确;
B.煤、石油、天然气都是化石能源,属于不可再生能源,故B正确;
C.风力发电主要是将风能转化为风轮的机械能,再通过发电机转化为电能,故C正确;
D.在火力发电时,燃料燃烧将化学能转化为热能、光能等形式的能量,热能转化为机械能,机械能转化为电能,故D错误;
故选D。
B 综合攻坚·知能拔高
1.化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A.去除锅炉水垢中的,先用溶液浸泡处理
B.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
C.肼、氨、甲醇等燃料电池的热值远高于其直接燃烧的热值
D.霓红灯的发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同
【答案】C
【详解】A.除锅炉水垢中的,先用溶液将转化为可溶于酸的,再用盐酸溶解除掉,故A正确;
B.化石燃料为天然气、石油、煤;可再生能源是指在自然界中可以不断再生、循环利用的能源,具有取之不尽,用之不竭的特点;二次能源是由一次能源经过加工直接或转换得到的能源;天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源,故B正确;
C.燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,能量转换效率较高;普通燃料燃烧会发光、发热,能量转换效率较低,但是燃料燃烧的总能量是守恒的,燃烧的热值相等,故C错误;
D.霓虹灯能够发出五颜六色的光,其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同,都是电子在不同的、能量量子化的状态之间,跃迁所导致的,D正确;
故选:C。
2.下列关于能源的说法正确的是
A.煤、石油、天然气均是可再生的化石能源
B.风能、水能、电能均属于一次能源
C.太阳能、地热能、潮汐能、核能属于新能源
D.二次能源是指可再生的能源
【答案】C
【详解】A.煤、石油、天然气都属于化石能源,但用一点少一点,不可再生,A错误;
B.风能、水能均属于一次能源,电能是由一次能源转化成的,属于二次能源,B错误;
C.新能源是在新技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、地热能、潮汐能、核能属于新能源,C正确;
D.二次能源是指经一次能源加工转化成的能源,D错误;
故选C。
3.1,3-丁二烯()与HBr发生加成反应分两步:第一步:H+进攻1,3一丁二烯生成碳正离子();第二步:进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如图。
已知:① ; 。
②在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A.
B.选择高效催化剂可加快1,2-加成和1,4-加成的反应速率,、均减小
C.1,2-加成产物比1,4-加成产物稳定
D.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率减小,1,4-加成正反应速率增大
【答案】A
【解析】A. 根据盖斯定律,焓变只与反应的起点和终点有关,∣ΔH1∣<∣ΔH2∣,两个反应均为放热反应,所以,ΔH1<0,ΔH2<0,所以,ΔH1>ΔH2,故A正确;
B. 选择高效催化剂可加快1,2-加成和1,4-加成的反应速率,、均不变,故B错误;
C. 能量越低越稳定,由图像之,1,4-加成产物的能量低,更稳定,1,2-加成产物比1,4-加成产物稳定性差,故C错误;
D. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率、1,4-加成正反应速率均增大,故D错误;
故选A。
4. 下列选项正确的是
A.图①可表示晶体与晶体反应的能量变化
B.图②中△H表示碳的燃烧热
C.若用铜丝代替图③仪器a进行相应的实验操作,测得中和热△H偏大
D.图④表示实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合,混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知)
【答案】C
【解析】A. 图示中反应物的总能量比生成物高,表示的反应为放热反应,而晶体与晶体反应是吸热过程,故A错误;
B. 碳的燃烧热是指1molC完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,图中C的燃烧产物是CO,表示的不是碳的燃烧热,故B错误;
C. 若用铜丝代替图③仪器a进行相应的实验操作,会引起热量散失,测得中和热△H偏大,故C正确;
D. 酸碱中和反应为放热反应,物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合,V1+V2=60mL,则V1=20mL,V2=40mL时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,放出的热量最多,即横坐标为40时的温度应该最高,实际反应与图象不符,故D错误;
故选C。
5.几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-965.1 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=+221.2 kJ·mol-1
C.由图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1
D.通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓,由图可知,CH4(g)的标准生成焓为+74.8 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A.根据能量关系,无法计算出C和O2生成CO2的焓变,故A错误;
B.根据能量关系,CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=(854.5-965.1)kJ·mol-1=-110.6 kJ·mol-1,故B错误;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,根据图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,故C正确;
D.该反应为化合反应,属于放热反应,即CH4(g)的标准生成焓为(890.3-965.1)kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1,故D错误;
故选C。
6.已知:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-565.8kJ·mol-1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成8.8gCO2,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A.2﹕1 B.1﹕2 C.1﹕1 D.2﹕3
【答案】C
【详解】由8.8gCO2,可得原CO为0.2mol,反应中放热为56.58kJ,其余的热量113.74kJ-56.58kJ=57.16kJ是H2燃烧放出的,由此可根据反应2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1求出H2也是0.2mol;
答案选C。
7.科学家提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是
A.该循环总的结果是放热反应
B.整个循环过程中产生1molO2的同时产生44.8LH2
C.若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1+ΔH2+ΔH3>0
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
【答案】C
【分析】该循环是在SO2和I2参与情况的水的分解反应。
【详解】A.总反应是水的分解,是吸热反应,选项A错误;
B.反应不一定是在标准状况下进行的,不能确定是44.8LH2,选项B错误;
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3就是该反应的总焓变,由于总反应是水的分解,ΔH>0,选项C正确;
D.反应II是H2SO4的分解,常温常压下不能进行,反应III是HI的分解,常温常压下是可逆反应,选项D错误;
答案选C。
8.反应:是氢化合成甲醇技术的原理,一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①:(慢反应)
反应②:(快反应)
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】A
【详解】反应①为吸热反应,反应②为放热反应,根据盖斯定律:,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,故选A。
9.能量与人类生存息息相关,已知(石墨,s) ,下列有关说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.石墨的燃烧热为
C.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
D.反应中石墨(s)和的总能量与的能是相对大小决定了此反应为放热反应
【答案】D
【详解】A.需要加热的反应不一定是吸热反应,如木炭燃烧需点燃但属放热反应,A错误;
B.燃烧热应为正值,则石墨的燃烧热为,B错误;
C.化学反应的能量变化除了以热量形式体现外,还能以光、电等形式体现,C错误;
D.反应物(石墨和)总能量高于生成物()总能量,导致该反应为放热反应,D正确;
故答案为:D。
10.计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法正确的是
A.使用催化剂降低了水煤气产氢反应的 B.由图可知比CO稳定
C.过程Ⅲ只有共价键形成,因此该过程释放能量 D.过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程
【答案】D
【详解】A.使用催化剂降低了反应的活化能,但不改变反应的ΔH,焓变只与反应物总能量和生成物总能量有关,故A错误;
B.左图中能量并非只是CO2或者CO,因此根据图示能量高低,不能判断两者稳定性强弱,故B错误;
C.过程Ⅲ既有键键断裂,又有键形成,由于状态3能量高于状态4,因此该过程释放能量,故C错误;
D.根据图中信息过程Ⅰ、Ⅱ中都存在吸附,且过程I、Ⅱ均为键断裂,因此均需要吸收能量,故D正确;
故答案选D。
11. 某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度
次数
起始温度
终止温度
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
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
【答案】(1)确保NaOH溶液被完全中和 C D
(2)4.0 偏小 偏大
【分析】中和热的测定实验,一种溶液的浓度稍过量,并且混合时两种溶液快速倒入,并用玻璃搅拌器搅拌混合均匀,使其充分反应,不断地读取数据,当温度下降时停止读数。
【解析】(1)①实验中,所用溶液过量可以保证氢氧化钠完全反应,故答案为:确保NaOH溶液被完全中和;
②倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入,使其充分反应,避免分次倒入,有热量的损失,故答案为:C;
③A.不能用温度计小心搅拌,用环形玻璃搅拌器搅拌,故A错误;
B.不能揭开杯盖用玻璃棒搅拌,应盖上硬纸板搅拌,故B错误;
C.不能轻轻地振荡内筒,应用环形玻璃搅拌棒搅拌,故C错误;
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动,故D正确;
综上所述,答案为:D;
(2)①4次实验的温度差分别为:4℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,因此实验2中的数据是无效的,应该舍去,所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃;
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的平均值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g∙℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376kJ,所以实验测得的中和热;故答案为−53.5kJ/mol;
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,则其体积偏大,反应放出的热多,测得的反应热偏小;若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,会造成热量流失,测得的反应热偏大。
12. 2020年3月26日,我国在南海成功实现了可燃冰的第二轮试采。可燃冰分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,是天然气与水形成的冰样结晶物,如果能实现商业化开采,将会大大改变我国的能源结构,减少对石油资源的依赖。
已知:ⅰ.条件下,1.6克甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出能量。
ⅱ.键能是指共价键解离成气态原子A和气态原子B所吸收的能量。常见共价键的键能数据如下表:
共价键
键能
413
498
464
(1)可燃冰形成的条件是 (填序号)
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、高压 d.低温、低压
(2)①写出甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水的热化学方程式 。
②估算二氧化碳分子中的键能为 。
(3)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯度氢气的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为和,其物质的量之比为,甲烷和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应器中还存在如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅲ为积炭反应,利用和计算时,还需要利用 反应的。
【答案】(1)c
(2) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ/mol 797
(3) CH4+2H2O 4H2+CO2 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)
【解析】(1)可燃冰是天然气和水在海底300~3000米的深度形成的固体,是低温高压条件下许多天然气被包进水分子中,在海底的低温(2~5℃)与压力下结晶,可燃冰形成的条件是低温、高压;故答案为:c;
(2)①条件下,1.6克甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出能量,1mol甲烷反应燃烧反应的△H==-802kJ/mol;反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ/mol。故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ/mol;
②反应热△H=反应物总键能-生成物总键能=4×413kJ/mol+2×498kJ/mol-2EC=O-464kJ/mol×4=-802kJ/mol,EC=O=797kJ/mol,估算二氧化碳分子中的键能为797。故答案为:797;
(3)①反应物为CH4和H2O(g),生成物为H2和CO2,且物质的量之比为4∶1,据此结合质量守恒定律,CH4+2H2O 4H2+CO2,故答案为:CH4+2H2O 4H2+CO2;
②根据盖斯定律,ⅰ式+ⅱ式可得:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH1+ΔH2,则(ⅰ式+ⅱ式)-ⅲ式可得:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH;ⅰ式-ⅱ式可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH1-ΔH2,则(ⅰ式-ⅱ式)-ⅲ式可得:C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH。因此,要求反应ⅲ式的ΔH3,还必须利用反应C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔH。故答案为:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)。
13. 用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
已知:i.反应A中,被氧化,放出的热量。
ii.
(1)的电子式是 。
(2)反应A的热化学方程式是 。
(3)断开键与断开键所需能量相差为 。
(4)请回答:
参加反应的物质及状态
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量
436
a
369
,蒸发需要吸收的能量为,则上表中a的数值为: 。
(5)已知甲烷的燃烧热为 ,
,则甲烷脱硝反应:
。
【答案】(1)(2分)
(2)(2分)
(3)31.9(2分)
(4)200(2分)
(5)(2分)
【解析】
(1)水分子的中心原子为氧原子,氧原子分别和两个氢原子各形成一对共用电子对,电子式为;
(2)反应A中,被氧化,放出的热量,则反应A的热化学方程式为;
(3)△H=反应物总键能-生成物总键能,则对于反应A有,有,则断开键与断开键所需能量相差为31.9kJ;
(4)根据表格中数据可以得:,其中;;蒸发需要吸收的能量为即,根据盖斯定律有,即,求得a=200;
(5)甲烷的燃烧热为即可得热化学方程式;
且;;
总反应为;
根据盖斯定律有总反应=①-2×②-③,则;
14. (1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ•mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知:2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中,正确的是 (填字母)。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ•mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ•mol-1
根据盖斯定律,计算298 K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/(kJ •mol-1)
348
414
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
【答案】(1)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1 1 016.5
(2)A
(3)[-393.5×4+(-571.6)-(-2 599)]kJ•mol-1×=226.7 kJ•mol-1
(4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-119 kJ•mol-1
【解析】(1)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,则1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2 165 kJ的热量,反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1。①B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1,②H2O(l)===H2O(g) ΔH=44 kJ•mol-1,由盖斯定律可知①+②×3,得B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(g) ΔH=-2 033 kJ•mol-1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ×0.5=1 016.5 kJ。(2)由题给信息可知,ΔH1<0,ΔH2<0,两个反应均为放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高;同种物质气态变成液态会放出热量,即液态时能量比气态时能量低,则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低,A符合。(3)已知:①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ•mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ•mol-1,③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ•mol-1,根据盖斯定律,(①×4+②-③)×得到反应的热化学方程式为2C(石墨,s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3)×=[-393.5×4+(-571.6)-(-2 599)] kJ•mol-1× =226.7 kJ•mol-1。(4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),焓变=反应物总键能-生成物总键能,依据题表中提供的化学键的键能计算得ΔH=1 072 kJ•mol-1+2×436 kJ•mol-1-(3×414 kJ•mol-1+358 kJ•mol-1+463 kJ•mol-1)=-119 kJ•mol-1,则热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-119 kJ•mol-1。
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