专题01 化学反应热的计算(期中培优讲义)高二化学上学期人教版
2025-10-09
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2份
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53页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 反应热,第二节 反应热的计算 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应的热效应 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.88 MB |
| 发布时间 | 2025-10-09 |
| 更新时间 | 2025-10-13 |
| 作者 | 寂寞如雪 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54254978.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题01 反应热及其计算
重点一 反应热
1.放热反应和吸热反应的比较
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸出热量的化学反应
ΔH的符号
小于0(“-”号)
大于0(“+”号)
形成原因
能量变化
反应物的总能量>生成物的总能量
反应物的总能量<生成物的总能量
键能变化
反应物的总键能<生成物的总键能
反应物的总键能>生成物的总键能
反应类型
①大多数______反应
②所有的金属与______反应
③酸碱中和反应
④铝热反应
⑤H+、盐的置换、中和
①大多数分解反应
②盐的水解,电解质的电离
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2、C和H2O(g)的反应
⑤盐水解、C与水蒸气、分解、NH4+与OH-
图示
联系
①ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和
②键能越大,物质能量越低,越稳定;反之键能越小,物质能量越高,越不稳定。
温馨提醒
ΔH的单位是kJ·mol-1
2.反应热、燃烧热与中和热比较
项目
中和热
燃烧热
反应热
反应特点
中和反应
燃烧反应
任何反应
反应条件
在稀溶液中
压强为101 kPa
101 kPa、25℃(一般)
方程式配平
标准以_________为准
以_________为准
任意物质的量
反应物、
产物特点
强酸和强碱反应生成H2O和可溶性盐
完全燃烧生成_______的氧化物,如:
C→CO2;H→H2O(l);S→SO2
任意产物
能量变化
强酸与强碱的稀溶液反应时:ΔH=-57.3 kJ·mol-1
不同反应的ΔH不相同,
ΔH都为“-”
不同反应的ΔH不相同,有的为“-”,有的为“+”
温馨提醒
燃烧热和中和热是反应热的一种,与反应热的本质、单位、表示符号均相同
方法点拨
放热反应与吸热反应的判断
1.理论分析判断法
(1)ΔH=旧化学键断裂吸收的能量-新化学键形成释放的能量,当ΔH>0时,反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(2)ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,当ΔH>0时,反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(3)ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和。反应物的键能越小,稳定性越弱,破坏它时需要的能量就越少;生成物的键能越大,稳定性越强,形成它时释放的能量就越多,所以当ΔH>0时, 反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(4)根据反应物和生成物的相对稳定性判断:由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为放热反应。
2.反应条件判断法
一个化学反应开始需要加热,而停止加热后,反应亦可进行,则为放热反应;若反应需要持续不断地加热才能进行,则为吸热反应。
3.根据规律判断法
(1)常见的放热反应类型:a.金属与H2O或酸的反应;b.酸碱中和反应;c.燃烧反应;d.多数化合反应。
(2)常见的吸热反应类型:a.多数分解反应;b.C参与的一些反应,如C+H2O(g)CO+H2、CO2+C2CO;c.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应。
重点二 热化学方程式书写与判断
项目
化学方程式
热化学方程式
书写
注明的条件
反应发生的条件:如加热、光照、催化剂、高压等
测定反应的条件:如101kPa,25℃
(中学可不注明)
化学计量数的
意义和数值
是整数!既表示微粒个数,也表示该物质的物质的量
不表示_________,表示___________,可以是整数,也可以是_____数
沉淀、气体符号
根据具体反应,
在生成物中标明
不需标明!
物质的聚集状态
不需标明
各物质均要在化学式后标明状态,同素异形体标名称
实例
C+O2CO2↑
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.51 kJ·mol-1
意义
物质的变化
什么反应物
生成什么生成物
多少物质的量的什么状态的反应物生成多少物质的量的什么状态的生成物
量的变化
多少(质量、体积、物质的量)反应物生成多少生成物
多少(物质的量)反应物
生成多少(物质的量)生成物
能量变化
不能表明
表明,ΔH为“+”代表吸热,ΔH为“-”代表放热
热化学方程式判断——四看
①一看:化学原理是否正确,如表示中和热的热化学方程式中,产物H2O的化学计量数必为1;表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数必为1且燃烧产物应为稳定的氧化物;②二看:状态是否标明;③三看:ΔH的单位是否正确;④四看:ΔH的数值与化学计量数是否对应
温馨提醒
①ΔH的值要与化学计算数相对应;②ΔH后注明“-”或“+”,且单位为kJ·mol-1;③ΔH与可逆符号及等号无关
重点三 反应热的计算与大小比较
1.反应热的计算方法
(1)运用盖斯定律计算
计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式,然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热,此时可应用盖斯定律进行计算。
(2)根据热化学方程式计算
计算依据:对于相同的反应,反应热与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先得出热化学方程式,再计算反应热。
(3)根据反应物和生成物的能量计算
①计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
②根据燃烧热计算,要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=n(可燃物)×|ΔH|(注意此公式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热)。
(4)根据反应物和生成物的键能计算
①计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
②根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目。掌握几种常考物质所含共价键的种类和数目:
①常见分子:根据成键原则画出结构式即可判断
分子式
Cl2
O2
N2
H2O
结构式
Cl-Cl
O=O
N≡N
H-O-H
分子式
H2O2
CO2
HCN
NH3
结构式
H-O-O-H
O=C=O
H-C≡N
分子式
CH4
C2H4
C2H6
N2H4
结构式
②信息分子:根据分子结构示意图数共价键个数
物质
硫化磷
雄黄(As4S4)
P4O10
结构
键数
12个P-S键
2个P=S键
2个As-As键
8个S-As键
4个P=O键
12个P-O键
物质
S8单质
N4分子
P4O6
结构
键数
8个S-S键
8个N-N键
12个P-O键
③特殊物质:选修物质结构内容
物质/mol
白磷
金刚石
晶体硅
SiO2
石墨
结构
键数/mol
6
2
2
4
1.5
2.比较ΔH大小的注意事项
(1)考虑反应物或生成物的聚集状态。由于气体变成液体,液体变成固体均会放热,若是放热反应,生成固体放出的热量>生成液体放出的热量>生成气体放出的热量;若是吸热反应,生成气体吸收的热量>生成液体吸收的热量>生成固体吸收的热量。也可以借助下图理解:
(2)考虑反应的化学计量数。若一反应的化学计量数是另一反应的化学计量数的n倍,则反应热亦为另一反应的反应热的n倍。当反应物和生成物的状态相同时,参加反应的物质的物质的量越多,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(3)可逆反应中的ΔH是指完全反应时的反应热,因此要考虑反应的程度,反应的程度越大,反应热越大。
3.反应热大小比较的技巧
技巧一 根据反应物的性质比较
等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应,金属或非金属越活泼,反应越容易发生,放出的热量就越多,△H越小。
技巧二 根据反应进行的程度比较
(1)对于多步进行的放热反应,反应越完全,则放出的热量越多,△H越小。对于可逆反应,若正反应是放热反应,反应程度越大,反应放出的热量越多;若正反应是吸热反应,反应程度越大,反应吸收的热量越多。
(2)可逆反应实际放出(吸收)的热量小于相应的热化学方程式中△H的绝对值。
技巧三 根据反应规律和影响△H大小的因素直接比较
(1)吸热反应的△H肯定比放热反应的△H大(前者大于0,后者小于0);
(2)同一个放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,△H越小(越大)。
(3)其他条件相同时,可燃物的燃烧产物越稳定,放出的热量越多,△H越小。如等量的C(s)完全燃烧生成CO2放出的热量肯定比不完全燃烧生成CO放出的热量多。
(4)生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱(或强酸和弱碱)的稀溶液反应放出的热量多。
技巧四 根据图像进行比较
△H=E生成物-E反应物,画出化学反应过程中的能量变化图后.依据反应物的总能量与生成物的总能量的大小关系比较△H的大小。
示例
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1=-akJ·mol-1
S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2=-bkJ·mol-1
H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(g) △H3=-ckJ·mol-1
H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l) △H1=-dkJ·mol-1
图像
△H的绝对值大小
a<b
c<d
△H大小
△H1>△H2
△H3>△H4
技巧五 应用盖斯定律进行比较
热化学方程式像代数式一样,可进行移项、合并项和加、减、乘、除等数学运算。依据进行数学运算后所得新反应的△H可以比较运算前各反应△H的大小,这种方法称为盖斯定律法。
重点四 中和热的测定实验
装置
原理
ΔH=-
实验
步骤
①量取反应物并且测定其初始温度(宜用0.1分刻度的温度计)。
②混合反应物并且测定反应的最高温度。
③平行试验。重复实验2次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
实验准确性问题
(1)小烧杯口与大烧杯口相平,碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是:隔热,防止热量散失。
(2)为保证酸、碱完全中和,常使碱稍稍过量(实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值偏小)。
(3)实验操作时要快,酸和碱混合过程中,要一次性倒入烧杯。以减少热量的损失。
(4)酸和碱混合之后,记录的温度必须是最高温度。
重点五 反应热图像
1.标注能量的三种方式
(1)以横坐标为基准标注(如图①)
(2)以反应体系的最高能量(即活化能)为基准标注(如图②)
(3)直接标注反应物与生成物间的总能量差(如图③)
2.图像的三种形状
(1)由反应物(起点)直接递变(逐渐上升或逐渐下降)到生成物(终点)(如图①、③、⑤、⑦)
(2) 由反应物(起点)逐渐上升至过渡态,再逐渐下降到生成物(终点)(如图②、⑥)
(3)没有随反应过程而变化的曲线,只有反应物和生成物的能量直线(如图④)
3.同时显示多条曲线的三种情况
(1)同分异构体(或同素异形体)发生的同种反应的能量变化曲线(如图⑤)
(2)使用与不使用催化剂的同一反应的能量变化曲线(如图⑥)
(3)多步反应或有中间产物的反应的能量变化曲线(如图⑦)
4.图像变化趋势三规律
(1)放热反应曲线的起点(或水平直线)即反应物的能量点(或能量线)高,终点(或水平直线)即生成物的能量点(或能量线)低,如图①~⑦所表示的反应均为放热反应;吸热反应曲线的起点(或水平直线)即反应物的能量点(或能量线)低,终点(或水平直线)即生成物的能量点(或能量线)高。
(2)表明活化能的曲线总是先升后降,不会先降后升,且活化能(即过渡态的能量)线是曲线的最高限度。如图②、⑥所示。
(3)同一反应,使用催化剂与不使用催化剂,曲线的起止点相同,但不使用催化剂的曲线在上,使用催化剂的曲线在下。如图⑥所示,曲线a表示未使用催化剂能量变化曲线,曲线b表示使用了催化剂能量变化曲线。
5.图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
吸热反应与放热反应的比较、判断
【典例1】(24-25高二上·安徽芜湖·期中)下列变化中的能量改变方式与其他三项不同的是
A.钠与水反应 B.煤气燃烧 C.氧化钙溶于水 D.碳酸钙受热分解
【答案】D
【解析】A.钠与水反应是放热反应,B.煤气燃烧是放热反应,C.氧化钙溶于水是放热反应,D.碳酸钙受热分解是吸热反应,D的能量改变方式与其他三项不同,答案选D。
【即时检测1】下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.铝粉与氧化铁粉末反应 B.乙醇燃烧
C.红热的木炭与水蒸气的反应 D.生石灰变成熟石灰
【答案】C
【分析】若生成物总能量高于反应物总能量,该反应为吸热反应。
【解析】A.铝粉与氧化铁粉末会发生铝热反应,该反应为放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,A不选;
B.乙醇燃烧为放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,B不选;
C.红热的木炭与水蒸气的反应是吸热反应,生成物总能量高于反应物总能量,C选;
D.生石灰和水反应生成熟石灰是放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,D不选;
故选C。
【即时检测2】下列过程的能量变化与如图所示相符的是
①锌和稀硫酸反应 ②碳和二氧化碳反应
③固体NaOH溶于水 ④铝热反应
⑤过氧化氢的分解反应 ⑥晶体与混合搅拌
A.①③⑥ B.①④⑤ C.①③④ D.②④⑥
【答案】B
【分析】能量变化图中反应为放热反应。
【解析】①锌和稀硫酸反应,金属与酸的反应是放热反应,故①符合题意;
②碳和二氧化碳反应,碳作还原剂的氧化还原反应,是吸热反应,故②不符合题意;
③固体NaOH溶于水,是放热过程,不是反应,故③不符合题意;
④铝热反应,是铝与某些金属氧化物发生的置换反应,放出热量,属于放热反应,故④符合题意;
⑤双氧水分解反应是放热反应,故⑤符合题意;
⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌是吸热反应,故⑥不符合题意;
因此①④⑤符合题意;故B符合题意。
热化学方程式的书写
【典例2】下列有关能量转化的说法不正确的是
A.时,碳的燃烧热为
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
【答案】C
【解析】A.时,的燃烧热为完全燃烧生成二氧化碳所放出的热量,所以碳的燃烧热为,故A正确;B.转化Ⅱ为和反应生成放出热量,则和反应生成放出热量,则转化Ⅱ的热化学方程式为,故B正确;C.据图知,碳和氧气反应生成二氧化碳时放出热量,焓变=反应物总键能-生成物总键能,说明反应物总键能小于生成物总键能,故C错误;D.据图知,与反应转化为时放出热量为,所以由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为,故D正确;答案选C。
【即时检测3】已知丙烯(,气态)的燃烧热,环丙烷(Δ,气态)的燃烧热,下列热化学方程式或叙述正确的是
A.
B.
C.丙烯比环丙烷稳定
D.
【答案】C
【解析】A.丙烯(,气态)的燃烧热,应该是生成液态水,A错误;B.环丙烷(Δ,气态)的燃烧热,应该是生成CO2(g),B错误;C.同分异构体完全燃烧终态相同,燃烧热数值越大,对应原物质总能量越大,能量越低越稳定,故丙烯比环丙烷稳定,环丙烷转化为丙烯释放能量,C正确;D.烯(,气态)的燃烧热,环丙烷(Δ,气态)的燃烧热,可得 、,后式减去前式可得 ,D错误;故选C。
【即时检测4】2024年10月30日神舟十九号载人飞船成功发射,飞船使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮。已知15g液态C2H8N2与足量液态N2O4反应生成CO2(g)、H2O(l)、N2(g),放出681.5kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是
A.C2H8N2 (l)+2N2O4 (l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=-681.5kJ·mol-1
B.C2H8N2 (l)+2N2O4 (1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=-2726.0 kJ·mol-1
C.C2H8N2 (1)+2N2O4(g)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=+681.5 kJ·mol-1
D.C2H8N2 (l)+2N2O4 (1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) △H=-2726.0 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】15g液态C2H8N2的物质的量==0.25mol,15g液态C2H8N2与足量液态N2O4反应生成CO2(g)、H2O(l)、N2(g),放出681.5kJ热量,则1molC2H8N2完全反应生成CO2(g)、H2O(l)、N2(g),放出热量的热量为681.5kJ÷0.25=2726.0 kJ,故则表示该反应的热化学方程式为C2H8N2 (l)+2N2O4 (1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=-2726.0 kJ·mol-1;
答案选B。
反应热的计算与大小比较
【典例3】根据以下三个热化学方程式:
①
②
③
判断、、三者关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】反应①、②是放热反应,且反应②完全燃烧,放出热量多,而反应③是吸热反应,故;故答案为:A。
【典例4】和CO是环境污染性气体,可在催化剂表面转化为无害气体,其总反应为 ,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是
A.该反应常温下能自发进行
B. kJ⋅mol
C.为了实现转化,需不断向反应器中补充和
D.由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】C
【解析】A.该反应熵变化小,反应放热,在常温下能自发进行,故A正确;B.由图可知,N2O和CO为反应物,CO2和N2是生成物,则总反应为,故B正确;C.和是催化剂,催化剂在化学反应的前后化学性质和质量是不变的,无需不断补充,故C错误;D.由图乙知该反应正反应的活化能Ea小于逆反应的活化能Eb,故D正确;故答案选C。
【即时检测5】下列各组热化学方程式中,化学反应的前者大于后者的是
①; ;
②; ;
③; ;
④; ;
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【答案】C
【解析】①碳燃烧放热,前者为1molC(s)完全燃烧,后者为1molC(s)不完全燃烧,等物质的量的C(s)完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,则ΔH1<ΔH2<0;②硫燃烧放热,S(g)=S(s) ∆H<0,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,即ΔH4<ΔH3<0;③氢气燃烧放热,热化学方程式中化学计量数表示物质的量,根据方程式的系数关系,则2ΔH5=ΔH6<0,即ΔH6<ΔH5<0;④CaCO3(s)分解成CaO(s)和CO2(g)为吸热反应,∆H7>0,CaO(s)与H2O(l)化合成Ca(OH)2(s)为放热反应,∆H8<0,则∆H7>∆H8;化学反应的∆H前者大于后者的是②③④,答案选C。
【即时检测6】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如下表所示:
化学键
H2O2中的H—O键
O2中的O=O键
H2中的H—H键
H2O2中的O—O键
H2O中的O—H键
键能kJ/mol
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2mol水,则下列说法不正确的是
A.过程I吸收了926kJ能量 B.过程Ⅱ放出了574kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应 D.总反应为
【答案】C
【解析】A.断裂化学键吸收能量,结合表中数据可知,过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量,故A正确;B.形成化学键释放能量,则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量,故B正确;C.由过程Ⅲ可知,H2O2中的2个O−H键断裂,1个H−H键形成,断键吸收的能量大于成键释放的能量,不属于放热反应,故C错误;D.根据反应过程图,总反应为2H2O2H2↑+O2↑,故D正确;故选C。
中和热测定实验
【典例5】利用图示装置测定中和热的实验步骤如下:①量取溶液倒入小烧杯中,测量温度;②量取溶液,测量温度;③打开杯盖,将溶液倒量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,混合均匀后测量混合液温度。下列说法正确的是
A.仪器A的名称是铁丝搅拌器
B.溶液稍过量的原因是确保硫酸完全被中和
C.为便于酸碱充分反应,溶液应分多次加入
D.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度,所测中和热比理论值小
【答案】B
【解析】A.A为玻璃搅拌器,为减少热量损失,不能用铁丝搅拌器,故A错误;B.中和热测定时,为了保证硫酸完全被中和,加入的氢氧化钠溶液应稍微过量,故B正确;C.中和热测定实验中为了减少热量的损失,NaOH溶液应一次倒入盛有硫酸的量热计内筒中,不能分多次倒入,否则易导致热量的散失,故C错误;D.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀硫酸测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,但ΔH偏大,故D错误;答案为B。
【即时检测7】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】A. 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;
B. 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;
C. 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;
D. 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。
【即时检测8】在一定温度下的稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐和1mol,这时的反应热就是中和反应的反应热。50mL盐酸与50mLNaOH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。回答下列问题:
(1)对于反应:,反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量的关系为: 。(填“>”、“<”或“=”)
(2)若实验中改用60mL盐酸与50mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和反应的反应热 (填“相等”或“不相等”)
(3)若通过实验测定中和热的的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液、稀氨水分别和1L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为 。
(5)已知:与反应的;与反应的。则在水溶液中电离的等于_______。
A. B. C. D.
(6)(硅烷相对分子质量32)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成和液态。已知室温下2g自燃放出热量89.2kJ。自燃的热化学方程式为 。
【答案】(1)>
(2)不相等 相等
(3)abc
(4)
(5)C
(6)
【解析】(1),是放热反应,反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,关系为:>;(2)改用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比参加反应的酸碱物质的量增多,即放出的热量增多,所以所放出的热量不相等;但中和热是稀的强酸和强碱反应,生成1mol液态水放出的热量,即所求中和热的数值相等;(3)a.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,测量值减小,a可能;b.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中导致热量损失,测量值减小,b可能;c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,导致最后测定的热量减少,c可能;答案选abc;(4)稀氨水为弱碱溶液,稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液都为强碱溶液,弱电解质溶液中存在电离平衡,电离吸热,所以实际放出的热量减少,放热越少,△H越大,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为;(5)CH3COOH(aq)+OH-(aq)═CH3COO-(aq)+H2O(l)△H=-12.1kJ•mol-1 ①,H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=△H=-57.3kJ•mol-1 ②,用①-②可得CH3COOH电离的热化学方程式为:CH3COOH(aq)⇌H+(aq)+CH3COO-(aq)△H=-12.1kJ•mol-1-(-57.3kJ•mol-1)=+45.2kJ•mol-1,故选C;(6)室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,则1molSiH4自燃放出的热量为=1427.2kJ∙mol-1,所以热化学方程式为 ;
反应热的图像分析
【典例6】反应:2H2O2(l)⇌2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.由于是分解反应,所以该反应吸热
B.途径b改变了反应的能量变化
C.1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量
D.途径a放出的热量多
【答案】C
【解析】A.由图可知,为放热反应,故A错误;B.途径b、a只是活化能不同,能量变化相同,故B错误;C.为放热反应,则1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量,故C正确;D.途径b、a只是活化能不同,能量变化相同,故D错误;故选C。
技巧点拨
反应过程能量分析的注意事项
❶焓变与反应发生的条件、反应是否彻底无关。
❷催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
❸在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
❹有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热,但不属于放热反应。
【即时检测9】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】A.该反应,根据图示可知,,A错误;
B.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;
C.若产物为,能量低于,放出热量多,,C正确;
D.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;
答案选C。
【即时检测10】下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.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,测得混合液最高温度如图③所示(已知)
D.已知稳定性:B<A<C,某反应由两步构成A→B→C,反应过程中的能量变化曲线如图④所示
【答案】D
【解析】A.产物能量比反应物能量低,该反应为放热反应, 该反应为吸热反应,A项错误;B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,碳燃烧生成的稳定的氧化物为CO2,B项错误;C.将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合时,测得混合液最高温度时为、NaOH恰好完全反应,当时,此时氢氧化钠的体积应为40mL,C项错误;D.物质的总能量越低,越稳定,所以三种化合物的稳定顺序B<A<C ,D项正确;答案选D。
夯实基础
1.(24-25高二上·广东广州协和学校·期中)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.25℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等
B.2 mol SO2、1 mol O2混合反应后,放出热量a kJ,则2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g) △H=-a kJ/mol
C.已知: ,则氢气的燃烧热241.8 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1;C(s)+ O2(g)=CO(g) △H2,则△H1<△H2
【答案】D
【解析】A.物质的燃烧热与燃烧物质的物质的量无关,故A错误;
B.该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故△H>-a kJ/mol,故B错误;
C.燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,因此1 mol气态H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为H2的燃烧热,题干热化学方程式中水为气态,因此无法计算氢气的燃烧热,故C错误;
D.碳燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成一氧化碳时放出的热量,燃烧为放热反应,焓变为负值,则ΔH1<ΔH2,故D正确;
综上所述,正确的是D项。
2.关于化学反应与能量的说法正确的是
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.已知稀溶液中,,则稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
C.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,则其热化学方程式为:
D.已知,则可知石墨比金刚石更稳定
【答案】D
【解析】A.燃烧热中生成液态水,由甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为: ,A错误;
B.稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1mol水的同时也会生硫酸钡,所以放出的热量大于57.3kJ,B错误;
C.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化的能量变化,则0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3,放热19.3kJ,其热化学方程式为: △H<﹣38.6kJ/mol,C错误;
D.石墨转化为金刚石为吸热反应,石墨能量低,可知石墨比金刚石稳定,D正确;
故选D。
3.通过以下反应均可获取:
①太阳光催化分解水制氢:
②焦炭与水反应制氢:
③甲烷与水反应制氢:
下列有关说法正确的是
A.反应①中电能转化为化学能
B.压缩体积有利于反应②的发生
C.反应③若使用液态水,增大
D.
【答案】C
【解析】A.太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,故A错误;
B.反应②是气体体积增大的反应,压缩体积有不利于反应②的发生,故B错误;
C.反应③是吸热反应,反应物能量低于生成物,若使用液态水,反应物能量更低,故吸热更多,增大,故C正确;
D.根据盖斯定律,将反应③-反应②得, ΔH==,故D错误;
答案选C。
4.将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据盖斯定律①+②可得,则x=(-44.2)+(+1411.0) =+1366.8,
故选D。
5.化学反应均伴随着能量变化,研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是
A.图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化
B.由图乙可知CO的燃烧热为
C.由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ
D.由图乙可判断CO能量比能量高
【答案】C
【解析】A.图甲表示反应放热反应,而石灰石分解为吸热反应,A错误;
B.燃烧热是指25℃,101Kpa下,1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,由图乙可知CO的燃烧热为,B错误;
C.由图乙数据,结合盖斯定律可得石墨的燃烧热,24g石墨的物质的量为2mol,完全燃烧放出的热量为787kJ,C正确;
D.CO燃烧有氧气参与,由图乙无法判断CO和的能量高低,D错误;
故选C。
6.(24-25高二上·安徽黄山·期中)利用下列反应可减少排放,是实现“双碳”目标的途径之一。
我国学者发现时,在铜催化剂上二氧化碳加氢的反应机理如下,其中反应Ⅰ为慢反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
下列反应进程示意图(各物质均为气态)符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,根据盖斯定律知,总反应,是放热反应,又已知反应Ⅰ为慢反应,即所需活化能较大,故B项正确。
7.已知:C(石墨,s)在一定条件下可发生一系列变化,如图所示:
已知:。
下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.C(石墨,s)
【答案】B
【解析】A.按盖斯定律,,因,故,A正确;B.对放热反应而言,,燃烧越充分,焓变越小,故,B错误;C.由盖斯定律可知,,则,C正确;D.由盖斯定律,C(石墨,s),D正确;故选B。
8.(24-25高二上·安徽合肥·期中)能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________
A.碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)已知,在和101kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能
391
946
803
462
193
科学家发现了一种新的气态分子(),有关反应为。在和101ka下,转化为的热化学方程式为 ,由此可知与中更稳定的是 (填化学式)。
(3)甲醇是重要的能源以及化工原料。已知:
(I)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
时,甲醇的燃烧热的热化学方程式为 ,反应中转移个电子时,放出 的热量。
(4)工业上利用和制甲醇:
(Ⅳ) 。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高平衡利用率。其原因是 。
②下列关于反应IV的说法不正确的是 (填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制低温
C.充分反应后,放出热量可能大于49kJ
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
【答案】(1)BD
(2)
(3) 407kJ
(4)被吸收,使平衡右移,提高了的利用率 BD
【解析】(1)A.碳与水蒸气反应属于吸热反应,故A不选;B.铝和氧化铁反应是铝热反应,属于放热反应,故B选;C.受热分解是吸热反应,故C不选;D.锌与盐酸反应是放热反应,故D选;答案选BD;
(2)根据题意得到在25℃和101kPa下N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为:N4(g)2N2(g)ΔH=193kJ/mol×6-946kJ/mol×2=-734kJ/mol,该反应是放热反应,根据能量越低越稳定,则N4(g)与N2(g)中更稳定的是N2(g);
(3)已知:(I)CH3OH(1)+ O2(g)=CO(g)+ 2H2O(g) △H1=-443.0 kJ·mol-1,(Ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1,(Ⅲ)H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0 kJ·mol-1则按盖斯定律,由 2×(I)+ (Ⅱ)-4×(Ⅲ)可得2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H;则△H =2×△H1+ △H2-4×△H3=-1 628.60 kJ/mol;甲醇完全燃烧热的热化学方程式为: ;该反应中转移6个电子,故转移个电子时,放出407KJ的热量。
(4)①借助高分子选择性吸水膜,可吸收水,降低H2O(g)浓度,则CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) 向右移动,能有效提高CO2平衡利用率;②关于反应IV:CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1:A.吸收了二氧化碳,有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想,A正确;B.反应放热,降低温度可使平衡右移,提高CH3OH含量,但是温度降低,反应速率下降,则不利于提高产量,应综合经济效率,选择适当高的温度而不是控制低温,B错误;C.当反应消耗的二氧化碳大于1mol时,放出热量大于49 kJ,C正确;D.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行时,气体密度始终保持不变,故密度不变不一定达到平衡状态,D错误;答案选BD。
9.2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在火星探测、月球探测与载人航天等领域均取得了重大进展。请根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,3.36L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为在常温常压下完全燃烧生成和时,放出的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的燃烧热为 。(保留一位小数)
Ⅱ.长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、下,
(2)25℃、下,与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。
Ⅲ.火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气。
已知:
(3)请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。
(4)与足量反应生成和液态水时转移了电子,那放出的热量为 kJ。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)327.6
【解析】(1)标况下,3.36L气态燃料M的物质的量为:,质量为,故其摩尔质量为:,M仅由C、H两种元素组成,故M的分子式为CH4;0.15molCH4完全燃烧生成和时,放出的热量,故1mol CH4完全燃烧生成和时,放出的热量,即燃烧热为:;
(2)与水蒸气反应转化为和的化学方程式为:,令上述热化学方程式依次为反应i、ii、iii,则目标反应=i-ii+iii,该斯定律可知,故热化学方程式为: ;
(3)作为火箭燃料与反应生成气态水的化学方程式:,根据图像可写出如下热化学方程式:,,令上述热化学方程式依次为反应i、ii,则目标反应=2ii-i,根据盖斯定律,,故热化学方程式为: ;
(4)根据: 和H2O(l)=H2O(g) 可知: ,消耗2molN2H4时转移8mol电子,放出的热量为1310.4kJ,当转移2mol电子时,放出的热量为:。
综合运用
10.氢能是清洁能源之一,工业制取氢气涉及的重要反应之一是:
已知:①
②
③
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.相比完全燃烧,不完全燃烧生成时损失的热量为
D.的平衡常数表达式为
【答案】B
【解析】A.氢气燃烧热指定的产物为液态水,A项错误;
B.根据盖斯定律,③-②①得目标反应,,B项正确;
C.生成CO损失的热量实质是CO燃烧生成时放出的热量: ,即相比完全燃烧,不完全燃烧生成时损失的热量为,C项错误;
D.水蒸气浓度应写入平衡常数表达式,D项错误;
故选B。
11.标准状态下,分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法正确的是
A.根据图像可知:
B.断裂1molCl-Cl键时释放的能量为
C.O3的平衡转化率:历程Ⅰ>历程Ⅱ
D.历程Ⅰ、Ⅱ中速率最慢步骤的热化学方程式为
【答案】A
【解析】A.由图可知,历程Ⅰ为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,反应的热化学方程式为 ;历程Ⅱ中第一步反应为 ,第二步反应为 ,总反应为 ,催化剂改变反应的历程,但不改变反应热,则总反应的,整理可得,A正确;
B.由图可知,气态氯原子的相对能量为,由氯气的相对能量为0可知,形成键时释放的能量为,且断裂化学键吸收能量,B错误;
C.气态氯原子是历程Ⅱ的催化剂,催化剂改变反应的历程,但不改变平衡的移动方向,所以历程Ⅰ和历程Ⅱ中臭氧的转化率相等,C错误;
D.由图可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能,反应的活化能越小,反应速率越快,则在该历程中速率最慢步骤的热化学方程式为 ,D错误;
答案选A。
12.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】A.该反应,根据图示可知,,A错误;
B.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;
C.若产物为,能量低于,放出热量多,,C正确;
D.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;
答案选C。
13.(24-25高二上·安徽·期中)按要求填空:
(1)肼(N2H4)是一种火箭燃料。发射卫星时用肼作燃料,用NO2作氧化剂,二者反应生成氮气和水蒸气。已知:
写出肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式: ;该反应放出131.17kJ的热量时,转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值)。
(2)下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键
P-O
P-P
O=O
P=O
键能/()
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示。表中x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)某学生想通过测定中和反应过程中所放出的热量来计算中和反应的焓变。他将的盐酸与的溶液在如图丙所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中有多处错误,其中一处错误是缺少了一种玻璃仪器 。
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和反应的 (填“偏大” “偏小”或“无影响”)。
③实验中改用的盐酸与的溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和反应的 (填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)
(2)
(3)玻璃搅拌器 偏大 不相等 相等
【解析】(1)①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH1=+67.7kJ/mol,②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44kJ/mol 依据盖斯定律计算②×2-①+4×③得到:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=2×(-534kJ/mol)-(67.7kJ/mol)+4×(-44kJ/mol)=-1311.7kJ/mol,反应中转移电子数目为:8e-,故该反应放出131.17kJ的热量时,转移电子的数目为=0.8NA,故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1311.7kJ/mol;0.8NA;(2)根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,则有:ΔH=6E(P-P)+5E(O=O)-12E(P-O)-4E(P=O)=6b+5c-12a-4x=-dkJ/mol,解得x=kJ/mol,故答案为:;(3)①从实验装置上看,图中有多处错误,其中一处错误是缺少了一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;②大烧杯上如不盖硬纸板,则热量散失的量增多,测定放出的热量较小,故求得的中和反应的ΔH偏大,故答案为:偏大;③实验中改用的盐酸与的溶液进行反应,与上述实验相比,反应生成的H2O的物质的量不相等,则所放出的热量不相等,但中和热是指每生成1molH2O时放出的热量,故所求中和反应的相等,故答案为:不相等;相等。
14.已知反应过程的能量变化如图所示:
(1)由图可知为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)图中C点表示 。表示反应的 ;表示 。
(3)请求出反应 。
(4)又知,请根据题给条件求出反应的焓变 。
(5)25℃、时,11g丙烷完全燃烧生成和液态水时放出的热量是555.0kJ,则表示丙烷燃烧热的热化学方程式是 。
(6)某实验小组取45mLNaOH溶液和40mL盐酸溶液进行实验,实验数据如下表所示。近似认为溶液和,盐酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。
实验序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠
混合溶液
1
20.0
20.2
23.3
2
20.2
20.4
23.3
3
20.5
20.5
23.6
4
21.1
21.3
25.2
依据该学生的实验数据计算,该实验生成1mol水的反应热为 (计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)吸热
(2)1molSO3(g)的能量 正反应的活化能 逆反应的活化能
(3)-198
(4)-42.5
(5)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220.0kJ/mol
(6)-55.1
【解析】(1)由图可知,中反应物的能量高于生成物的能量,反应为放热反应,则逆反应为吸热反应;(2)图中C点表示1molSO3(g)所具有的能量;E1所代表的能量是反应的正反应的活化能;E2所代表的能量是反应的逆反应的活化能;
(3)由图可知,① △H=-99.0kJ/mol,①×2得反应:△H =2×(-99.0kJ/mol)=-198 kJ/mol;则反应的-198 kJ/mol;
(4)① △H=-99.0kJ/mol,② ①-②得反应:△H=(-99+113×) kJ/mol =-42.5 kJ/mol;
(5)25℃、101kPa时,11g丙烷C3H8完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是555.0kJ,则1mol丙烷C3H8完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是2220.0kJ,表示丙烷燃烧热的热化学方程式是C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0kJ•mol-1;
(6)四次实验反应前后的温差分别为:(23.3-)℃=3.2℃,(23.3-)℃=3.0℃,(23.6-)℃=3.1℃,(25.2-)℃=4.0℃,第四次温差误差较大,取前三次平均值为()℃=3.1℃,根据Q=cm△t=×(40+45)ml×1g/ml×3.1℃=1101.43J=1.10143kJ;△H=-==-55.1 kJ•mol-1。
思维拔高
15.(24-25高二上·安徽合肥·期中)标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最小,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
【答案】C
【分析】当氯元素为-1价时的生成焓为-167,当氯元素为+1价时的生成焓为-107,当氯元素为-+3价时的生成焓为最低,当氯元素为+5价时的生成焓为-104,据此分析;
【解析】A.根据标准摩尔生成焓定义可知,生成焓越小,表明物质能量越低,物质越稳定,从图像可以看出,氯离子生成焓最小,最稳定,A错误;B.亚氯酸根离子生成焓最大,即最活泼,B错误;C.,当氯元素为由+1价歧化为-1价和+5价时,反应热=生成物生成焓-反应物生成焓,,C正确;D.从生成焓可以看出,随着氯的化合价升高,生成焓先减小,后增大,生成焓的负值越大,物质越稳定,因此活泼性是先增大后减小,D错误;故选C。
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专题01 反应热及其计算
重点一 反应热
1.放热反应和吸热反应的比较
放热反应
吸热反应
定义
_____热量的化学反应
_____热量的化学反应
ΔH的符号
小于0(“-”号)
大于0(“+”号)
形成原因
能量变化
反应物的总能量_____生成物的总能量
反应物的总能量_____生成物的总能量
键能变化
反应物的总键能_____生成物的总键能
反应物的总键能_____生成物的总键能
反应类型
①大多数______反应
②所有的金属与______反应
③酸碱中和反应
④铝热反应
⑤H+、盐的置换、中和
①大多数分解反应
②盐的水解,电解质的电离
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2、C和H2O(g)的反应
⑤盐水解、C与水蒸气、分解、NH4+与OH-
图示
联系
①ΔH=_____键能之和-_____键能之和
②键能越大,物质能量越________,越稳定;反之键能越小,物质能量越________,越不稳定。
温馨提醒
ΔH的单位是_____
2.反应热、燃烧热与中和热比较
项目
中和热
燃烧热
反应热
反应特点
中和反应
燃烧反应
任何反应
反应条件
在稀溶液中
压强为101 kPa
101 kPa、25℃(一般)
方程式配平
标准以_________为准
以_________为准
任意物质的量
反应物、
产物特点
强酸和强碱反应生成H2O和可溶性盐
完全燃烧生成_______的氧化物,如:
C→CO2;H→H2O(l);S→SO2
任意产物
能量变化
强酸与强碱的稀溶液反应时:ΔH=-57.3 kJ·mol-1
不同反应的ΔH不相同,
ΔH都为“-”
不同反应的ΔH不相同,有的为“-”,有的为“+”
温馨提醒
燃烧热和中和热是反应热的一种,与反应热的本质、单位、表示符号均相同
方法点拨
放热反应与吸热反应的判断
1.理论分析判断法
(1)ΔH=旧化学键断裂吸收的能量-新化学键形成释放的能量,当ΔH>0时,反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(2)ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,当ΔH>0时,反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(3)ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和。反应物的键能越小,稳定性越弱,破坏它时需要的能量就越少;生成物的键能越大,稳定性越强,形成它时释放的能量就越多,所以当ΔH>0时, 反应吸热,当ΔH<0时,反应放热。
(4)根据反应物和生成物的相对稳定性判断:由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为放热反应。
2.反应条件判断法
一个化学反应开始需要加热,而停止加热后,反应亦可进行,则为放热反应;若反应需要持续不断地加热才能进行,则为吸热反应。
3.根据规律判断法
(1)常见的放热反应类型:a.金属与H2O或酸的反应;b.酸碱中和反应;c.燃烧反应;d.多数化合反应。
(2)常见的吸热反应类型:a.多数分解反应;b.C参与的一些反应,如C+H2O(g)CO+H2、CO2+C2CO;c.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应。
重点二 热化学方程式书写与判断
项目
化学方程式
热化学方程式
书写
注明的条件
反应发生的条件:如加热、光照、催化剂、高压等
测定反应的条件:如101kPa,25℃
(中学可不注明)
化学计量数的
意义和数值
是整数!既表示微粒个数,也表示该物质的物质的量
不表示_________,表示___________,可以是整数,也可以是_____数
沉淀、气体符号
根据具体反应,
在生成物中标明
不需标明!
物质的聚集状态
不需标明
各物质均要在化学式后标明状态,同素异形体标名称
实例
C+O2CO2↑
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.51 kJ·mol-1
意义
物质的变化
什么反应物
生成什么生成物
多少物质的量的什么状态的反应物生成多少物质的量的什么状态的生成物
量的变化
多少(质量、体积、物质的量)反应物生成多少生成物
多少(物质的量)反应物
生成多少(物质的量)生成物
能量变化
不能表明
表明,ΔH为“+”代表吸热,ΔH为“-”代表放热
热化学方程式判断——四看
①一看:化学原理是否正确,如表示中和热的热化学方程式中,产物H2O的化学计量数必为1;表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数必为1且燃烧产物应为稳定的氧化物;②二看:状态是否标明;③三看:ΔH的单位是否正确;④四看:ΔH的数值与化学计量数是否对应
温馨提醒
①ΔH的值要与化学计算数相对应;②ΔH后注明“-”或“+”,且单位为kJ·mol-1;③ΔH与可逆符号及等号无关
重点三 反应热的计算与大小比较
1.反应热的计算方法
(1)运用盖斯定律计算
计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式,然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热,此时可应用盖斯定律进行计算。
(2)根据热化学方程式计算
计算依据:对于相同的反应,反应热与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先得出热化学方程式,再计算反应热。
(3)根据反应物和生成物的能量计算
①计算公式:ΔH=_____的总能量-_____的总能量。
②根据燃烧热计算,要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=__________×|ΔH|(注意此公式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热)。
(4)根据反应物和生成物的键能计算
①计算公式:ΔH=_____的键能总和-_____的键能总和。
②根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目。掌握几种常考物质所含共价键的种类和数目:
①常见分子:根据成键原则画出结构式即可判断
分子式
Cl2
O2
N2
H2O
结构式
Cl-Cl
O=O
N≡N
H-O-H
分子式
H2O2
CO2
HCN
NH3
结构式
H-O-O-H
O=C=O
H-C≡N
分子式
CH4
C2H4
C2H6
N2H4
结构式
②信息分子:根据分子结构示意图数共价键个数
物质
硫化磷
雄黄(As4S4)
P4O10
结构
键数
___个P-S键
___个P=S键
___个As-As键
___个S-As键
___个P=O键
___个P-O键
物质
S8单质
N4分子
P4O6
结构
键数
___个S-S键
___个N-N键
___个P-O键
③特殊物质:选修物质结构内容
物质/mol
白磷
金刚石
晶体硅
SiO2
石墨
结构
键数/mol
___
___
___
___
___
2.比较ΔH大小的注意事项
(1)考虑反应物或生成物的______状态。由于气体变成液体,液体变成固体均会放热,若是放热反应,生成固体放出的热量>生成液体放出的热量>生成气体放出的热量;若是吸热反应,生成气体吸收的热量>生成液体吸收的热量>生成固体吸收的热量。也可以借助下图理解:
(2)考虑反应的化学______。若一反应的化学计量数是另一反应的化学计量数的n倍,则反应热亦为另一反应的反应热的n倍。当反应物和生成物的状态相同时,参加反应的物质的物质的量越多,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(3)可逆反应中的ΔH是指完全反应时的反应热,因此要考虑反应的程度,反应的程度越___,反应热越___。
3.反应热大小比较的技巧
技巧一 根据反应物的性质比较
等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应,金属或非金属越______,反应越容易发生,放出的热量就越______,△H越______。
技巧二 根据反应进行的程度比较
(1)对于多步进行的放热反应,反应越______,则放出的热量越______,△H越______。对于可逆反应,若正反应是放热反应,反应程度越______,反应放出的热量越______;若正反应是吸热反应,反应程度越______,反应吸收的热量越______。
(2)可逆反应实际放出(吸收)的热量______相应的热化学方程式中△H的绝对值。
技巧三 根据反应规律和影响△H大小的因素直接比较
(1)吸热反应的△H肯定比放热反应的△H______(前者______0,后者______0);
(2)同一个放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越______,放出(吸收)的热量越______,△H越______(越______)。
(3)其他条件相同时,可燃物的燃烧产物越______,放出的热量越______,△H越______。如等量的C(s)完全燃烧生成CO2放出的热量肯定比不完全燃烧生成CO放出的热量多。
(4)生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱(或强酸和弱碱)的稀溶液反应放出的热量___。
技巧四 根据图像进行比较
△H=E生成物-E反应物,画出化学反应过程中的能量变化图后.依据反应物的总能量与生成物的总能量的大小关系比较△H的大小。
示例
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1=-akJ·mol-1
S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2=-bkJ·mol-1
H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(g) △H3=-ckJ·mol-1
H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l) △H1=-dkJ·mol-1
图像
△H的绝对值大小
a___b
c___d
△H大小
△H1___△H2
△H3___△H4
技巧五 应用盖斯定律进行比较
热化学方程式像代数式一样,可进行移项、合并项和加、减、乘、除等数学运算。依据进行数学运算后所得新反应的△H可以比较运算前各反应△H的大小,这种方法称为盖斯定律法。
重点四 中和热的测定实验
装置
原理
ΔH=-
实验
步骤
①量取反应物并且测定其初始温度(宜用0.1分刻度的温度计)。
②混合反应物并且测定反应的___温度。
③平行试验。重复实验___次,取测量所得数据的___值作为计算依据。
实验准确性问题
(1)小烧杯口与大烧杯口相平,碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是:_________。
(2)为保证酸、碱完全中和,常使___稍稍过量(实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值______)。
(3)实验操作时要快,酸和碱混合过程中,要_____倒入烧杯。以减少热量的损失。
(4)酸和碱混合之后,记录的温度必须是______温度。
重点五 反应热图像
1.标注能量的三种方式
(1)以横坐标为基准标注(如图①)
(2)以反应体系的最高能量(即活化能)为基准标注(如图②)
(3)直接标注反应物与生成物间的总能量差(如图③)
2.图像的三种形状
(1)由反应物(起点)直接递变(逐渐上升或逐渐下降)到生成物(终点)(如图①、③、⑤、⑦)
(2) 由反应物(起点)逐渐上升至过渡态,再逐渐下降到生成物(终点)(如图②、⑥)
(3)没有随反应过程而变化的曲线,只有反应物和生成物的能量直线(如图④)
3.同时显示多条曲线的三种情况
(1)同分异构体(或同素异形体)发生的同种反应的能量变化曲线(如图⑤)
(2)使用与不使用催化剂的同一反应的能量变化曲线(如图⑥)
(3)多步反应或有中间产物的反应的能量变化曲线(如图⑦)
4.图像变化趋势三规律
(1)放热反应曲线的起点(或水平直线)即反应物的能量点(或能量线)高,终点(或水平直线)即生成物的能量点(或能量线)低,如图①~⑦所表示的反应均为放热反应;吸热反应曲线的起点(或水平直线)即反应物的能量点(或能量线)低,终点(或水平直线)即生成物的能量点(或能量线)高。
(2)表明活化能的曲线总是先升后降,不会先降后升,且活化能(即过渡态的能量)线是曲线的最高限度。如图②、⑥所示。
(3)同一反应,使用催化剂与不使用催化剂,曲线的起止点相同,但不使用催化剂的曲线在上,使用催化剂的曲线在下。如图⑥所示,曲线a表示未使用催化剂能量变化曲线,曲线b表示使用了催化剂能量变化曲线。
5.图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
吸热反应与放热反应的比较、判断
【典例1】(24-25高二上·安徽芜湖·期中)下列变化中的能量改变方式与其他三项不同的是
A.钠与水反应 B.煤气燃烧 C.氧化钙溶于水 D.碳酸钙受热分解
【即时检测1】下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.铝粉与氧化铁粉末反应 B.乙醇燃烧
C.红热的木炭与水蒸气的反应 D.生石灰变成熟石灰
【即时检测2】下列过程的能量变化与如图所示相符的是
①锌和稀硫酸反应 ②碳和二氧化碳反应
③固体NaOH溶于水 ④铝热反应
⑤过氧化氢的分解反应 ⑥晶体与混合搅拌
A.①③⑥ B.①④⑤ C.①③④ D.②④⑥
热化学方程式的书写
【典例2】下列有关能量转化的说法不正确的是
A.时,碳的燃烧热为
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
【即时检测3】已知丙烯(,气态)的燃烧热,环丙烷(Δ,气态)的燃烧热,下列热化学方程式或叙述正确的是
A.
B.
C.丙烯比环丙烷稳定
D.
【即时检测4】2024年10月30日神舟十九号载人飞船成功发射,飞船使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮。已知15g液态C2H8N2与足量液态N2O4反应生成CO2(g)、H2O(l)、N2(g),放出681.5kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是
A.C2H8N2 (l)+2N2O4 (l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=-681.5kJ·mol-1
B.C2H8N2 (l)+2N2O4 (1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=-2726.0 kJ·mol-1
C.C2H8N2 (1)+2N2O4(g)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) △H=+681.5 kJ·mol-1
D.C2H8N2 (l)+2N2O4 (1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) △H=-2726.0 kJ·mol-1
反应热的计算与大小比较
【典例3】根据以下三个热化学方程式:
①
②
③
判断、、三者关系正确的是
A. B.
C. D.
【典例4】和CO是环境污染性气体,可在催化剂表面转化为无害气体,其总反应为 ,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是
A.该反应常温下能自发进行
B. kJ⋅mol
C.为了实现转化,需不断向反应器中补充和
D.由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
【即时检测5】下列各组热化学方程式中,化学反应的前者大于后者的是
①; ;
②; ;
③; ;
④; ;
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【即时检测6】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如下表所示:
化学键
H2O2中的H—O键
O2中的O=O键
H2中的H—H键
H2O2中的O—O键
H2O中的O—H键
键能kJ/mol
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2mol水,则下列说法不正确的是
A.过程I吸收了926kJ能量 B.过程Ⅱ放出了574kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应 D.总反应为
中和热测定实验
【典例5】利用图示装置测定中和热的实验步骤如下:①量取溶液倒入小烧杯中,测量温度;②量取溶液,测量温度;③打开杯盖,将溶液倒量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,混合均匀后测量混合液温度。下列说法正确的是
A.仪器A的名称是铁丝搅拌器
B.溶液稍过量的原因是确保硫酸完全被中和
C.为便于酸碱充分反应,溶液应分多次加入
D.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度,所测中和热比理论值小
【即时检测7】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
【即时检测8】在一定温度下的稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐和1mol,这时的反应热就是中和反应的反应热。50mL盐酸与50mLNaOH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。回答下列问题:
(1)对于反应:,反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量的关系为: 。(填“>”、“<”或“=”)
(2)若实验中改用60mL盐酸与50mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和反应的反应热 (填“相等”或“不相等”)
(3)若通过实验测定中和热的的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液、稀氨水分别和1L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为 。
(5)已知:与反应的;与反应的。则在水溶液中电离的等于_______。
A. B. C. D.
(6)(硅烷相对分子质量32)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成和液态。已知室温下2g自燃放出热量89.2kJ。自燃的热化学方程式为 。
反应热的图像分析
【典例6】反应:2H2O2(l)⇌2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.由于是分解反应,所以该反应吸热
B.途径b改变了反应的能量变化
C.1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量
D.途径a放出的热量多
技巧点拨
反应过程能量分析的注意事项
❶焓变与反应发生的条件、反应是否彻底无关。
❷催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
❸在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
❹有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热,但不属于放热反应。
【即时检测9】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
【即时检测10】下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.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,测得混合液最高温度如图③所示(已知)
D.已知稳定性:B<A<C,某反应由两步构成A→B→C,反应过程中的能量变化曲线如图④所示
夯实基础
1.(24-25高二上·广东广州协和学校·期中)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.25℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等
B.2 mol SO2、1 mol O2混合反应后,放出热量a kJ,则2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g) △H=-a kJ/mol
C.已知: ,则氢气的燃烧热241.8 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1;C(s)+ O2(g)=CO(g) △H2,则△H1<△H2
2.关于化学反应与能量的说法正确的是
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.已知稀溶液中,,则稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
C.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,则其热化学方程式为:
D.已知,则可知石墨比金刚石更稳定
3.通过以下反应均可获取:
①太阳光催化分解水制氢:
②焦炭与水反应制氢:
③甲烷与水反应制氢:
下列有关说法正确的是
A.反应①中电能转化为化学能
B.压缩体积有利于反应②的发生
C.反应③若使用液态水,增大
D.
4.将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
5.化学反应均伴随着能量变化,研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是
A.图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化
B.由图乙可知CO的燃烧热为
C.由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ
D.由图乙可判断CO能量比能量高
6.(24-25高二上·安徽黄山·期中)利用下列反应可减少排放,是实现“双碳”目标的途径之一。
我国学者发现时,在铜催化剂上二氧化碳加氢的反应机理如下,其中反应Ⅰ为慢反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
下列反应进程示意图(各物质均为气态)符合题意的是
A. B.
C. D.
7.已知:C(石墨,s)在一定条件下可发生一系列变化,如图所示:
已知:。
下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.C(石墨,s)
8.(24-25高二上·安徽合肥·期中)能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________
A.碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)已知,在和101kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能
391
946
803
462
193
科学家发现了一种新的气态分子(),有关反应为。在和101ka下,转化为的热化学方程式为 ,由此可知与中更稳定的是 (填化学式)。
(3)甲醇是重要的能源以及化工原料。已知:
(I)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
时,甲醇的燃烧热的热化学方程式为 ,反应中转移个电子时,放出 的热量。
(4)工业上利用和制甲醇:
(Ⅳ) 。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高平衡利用率。其原因是 。
②下列关于反应IV的说法不正确的是 (填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制低温
C.充分反应后,放出热量可能大于49kJ
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
9.2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在火星探测、月球探测与载人航天等领域均取得了重大进展。请根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,3.36L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为在常温常压下完全燃烧生成和时,放出的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的燃烧热为 。(保留一位小数)
Ⅱ.长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、下,
(2)25℃、下,与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。
Ⅲ.火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气。
已知:
(3)请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。
(4)与足量反应生成和液态水时转移了电子,那放出的热量为 kJ。
综合运用
10.氢能是清洁能源之一,工业制取氢气涉及的重要反应之一是:
已知:①
②
③
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.相比完全燃烧,不完全燃烧生成时损失的热量为
D.的平衡常数表达式为
11.标准状态下,分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法正确的是
A.根据图像可知:
B.断裂1molCl-Cl键时释放的能量为
C.O3的平衡转化率:历程Ⅰ>历程Ⅱ
D.历程Ⅰ、Ⅱ中速率最慢步骤的热化学方程式为
12.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
13.(24-25高二上·安徽·期中)按要求填空:
(1)肼(N2H4)是一种火箭燃料。发射卫星时用肼作燃料,用NO2作氧化剂,二者反应生成氮气和水蒸气。已知:
写出肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式: ;该反应放出131.17kJ的热量时,转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值)。
(2)下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键
P-O
P-P
O=O
P=O
键能/()
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示。表中x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)某学生想通过测定中和反应过程中所放出的热量来计算中和反应的焓变。他将的盐酸与的溶液在如图丙所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中有多处错误,其中一处错误是缺少了一种玻璃仪器 。
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和反应的 (填“偏大” “偏小”或“无影响”)。
③实验中改用的盐酸与的溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和反应的 (填“相等”或“不相等”)。
14.已知反应过程的能量变化如图所示:
(1)由图可知为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)图中C点表示 。表示反应的 ;表示 。
(3)请求出反应 。
(4)又知,请根据题给条件求出反应的焓变 。
(5)25℃、时,11g丙烷完全燃烧生成和液态水时放出的热量是555.0kJ,则表示丙烷燃烧热的热化学方程式是 。
(6)某实验小组取45mLNaOH溶液和40mL盐酸溶液进行实验,实验数据如下表所示。近似认为溶液和,盐酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。
实验序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠
混合溶液
1
20.0
20.2
23.3
2
20.2
20.4
23.3
3
20.5
20.5
23.6
4
21.1
21.3
25.2
依据该学生的实验数据计算,该实验生成1mol水的反应热为 (计算结果保留一位小数)。
思维拔高
15.(24-25高二上·安徽合肥·期中)标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最小,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
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