专题01 化学反应的热效应(期中专项训练) 高二化学上学期鲁科版
2025-11-08
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2份
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34页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1节 化学反应的热效应 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 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 | 2.78 MB |
| 发布时间 | 2025-11-08 |
| 更新时间 | 2025-11-08 |
| 作者 | 追求卓越峰 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54297713.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题01 化学反应的热效应
题型1吸热反应和放热反应
题型2中和反应热测定
题型3焓变与物质能量之间的图像(重点)
题型4焓变与化学键的关系(重点)
题型5热化学方程式正误判断(难点)
题型6 燃烧热的理解与应用(重点)
题型7 反应热大小比较(重点)
题型8 盖斯定律及其应用(难点)
题型9 能量与反应历程图像(难点)
题型1 吸热反应和放热反应
易错提醒:
1.从键能的角度理解放热和吸热反应:化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
2.放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
1.【吸热反应和放热反应的判断】下列反应不属于放热反应的是
A.钠与水反应 B.灼热的炭与反应
C.实验室制备氢气 D.铁的缓慢氧化
2.【吸热反应和放热反应与图像】反应A+B→C(放热)分两步进行:①A+B→X(吸热),②X→C(放热)。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.
3.【吸热反应和放热反应与传统文化】中华五千年的文化瑰宝沉淀,成就了中华文明,也渗透着科学精神。下列古诗词加点处不涉及放热反应的是
A.风蒲猎猎小池塘,过雨荷花满院香(宋·李重元《忆王孙·夏词》)
B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏(宋·王安石《元日》)
C.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干(唐·李商隐《无题》)
D.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲(明·于谦《石灰吟》)
4.【吸热反应和放热反应的判断】物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
题型2 中和反应热测定
易错提醒:
玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触;隔热层的作用是减少热量的散失;温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。不能用金属材质搅拌棒代替玻璃搅拌器,原因是金属搅拌棒易导热,会造成实验过程中热量损失。
1.【中和反应热的测定】已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH1<0,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。某实验小组测定0.50 mol·L-1HF溶液和0.55 mol·L-1NaOH溶液反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列说法正确的是
A.用铜质搅拌器替代玻璃搅拌器,测得该反应的ΔH偏低
B.HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H2O(l)的ΔH>-57.3 kJ·mol-1
C.向小烧杯加料时,应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
2.【中和反应热的测定】进行中和反应反应热的测定实验时,保持其他条件相同,使用以下4组酸、碱组合:①稀盐酸、NaOH溶液;②稀硫酸、NaOH固体;③醋酸溶液、氨水;④稀硫酸、KOH溶液。测得的中和反应反应热ΔH最大的是
A.① B.② C.③ D.④
3.【中和反应热的测定】下列有关反应热的叙述错误的是
A.装置a中的反应进行时,温度计示数上升速率先慢后快
B.装置b和装置c中的反应均大于0
C.装置d用于进行中和反应的反应热测定,将溶液与盐酸混合时应迅速操作,否则所得偏大
D.测定中和反应反应热时,用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的反应热数值相同
4.【中和反应热的误差分析】在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是
A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.在测定中和反应反应热的实验中,需要使用的仪器有天平、量筒、量热计、恒压滴液漏斗、温度计、玻璃搅拌器
D.用0.5mol/LNaOH溶液分别与0.5mol/L的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热相同
题型3 焓变与物质能量之间的图像
易错提醒:
1.ΔH值与反应条件无关,所以使用催化剂等均不会改变ΔH值。
2.通常情况下,物质越稳定,物质具有的能量越低,破坏该物质中含有的化学键需要的能量就越高,即该物质中化学键的键能就越大,反之亦然。
1.【焓变与能量图像分析】由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.对于图示中总反应,总键能:反应物<生成物
B.和的总能量大于和的总能量
C.反应生成时,放出的能量为53.4 kJ
D.
2.【焓变与能量图像分析】化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.光照和点燃条件下的反应热相同
B.断裂键需要吸收862kJ能量
C.热化学方程式:
D.2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量
3.【焓变与能量图像分析】科学家研究发现丙烯与HCl加成可能发生反应①和②,其能量变化与反应进程关系如图所示。下列说法正确的是
A.焓变:反应①<反应②
B.稳定性:CH3CHClCH3(l)>CH3CH2CH2Cl(l)
C.反应①的第Ⅰ步与第Ⅱ步均放出能量
D.选用合适的催化剂能改变反应①和反应②的ΔH
4.【焓变与能量图像分析】碳酸钠晶体()失水可得到或,两个反应过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.反应
D.向2mL1mol/L醋酸溶液中滴加1mol/LNa2CO3溶液,有气泡产生,由此推测:醋酸酸性更强
题型4 焓变与化学键的关系
易错提醒:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量
1.【焓变与化学键的计算】氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。几种含氯离子的相对能量如表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
相对能量
/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
下列说法错误的是
A.酸性条件下,Cl-和ClO-混合会产生有毒气体
B.五种离子中最稳定的是Cl-
C.ClO-(aq)生成Cl(aq)和Cl-(aq)的过程吸收能量
D.反应4Cl(aq)3Cl (aq)+Cl-(aq)的ΔH=-138 kJ·mol-1
2.【焓变与化学键的计算】已知断裂某些化学键所需的能量如下表(单位:kJ·mol-1):
化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能
198
360
498
x
白磷(P4)结构为正四面体(含6个P-P键),P4O10中含4个P=O键和12个P-O键。已知反应 ,则x的值为
A.433 B.585 C.612 D.726
3.【焓变与化学键的计算】载人航天器中再生原理如图所示。
ⅰ. (萨巴蒂尔反应)
ⅱ.
ⅲ.
已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H—H
H—C
H—O
键能/()
799
436
E
467
据以上信息估算E值为
A.410 B.413 C.546 D.643
4.【焓变与化学键的计算】,时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
题型5 热化学方程式正误判断
易错提醒:
(1)热反应方程式化学计量数表示其物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。
(2)化学计量数改变,反应热要相应改变;逆反应的ΔH 数值与正反应的ΔH 数值相等,符号相反。
(3)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。若在 25 ℃、101 kPa 时进行的反应,可以不注明。
1.【热化学方程式正误判断】下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A.在稀溶液中: ,若将的稀与的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3 kJ
B. , ,则
C.已知S(正交,s)=S(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
D.已知在中完全燃烧,放出92.3 kJ热量,则燃烧热为
2.【热化学方程式正误判断】下列有关热化学方程式的说法正确的是
A.稀盐酸和稀NaOH溶液的反应热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
B.甲醇的燃烧热的热化学反应方程式:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH= -726KJ·mol-1
C.已知C(石墨,s) = C(金刚石,s) ΔH>0 ,则石墨比金刚石稳定
D.将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于密闭的容器中充分反应生成 SO3(g),放出热量,
3.【热化学方程式正误判断】、时,甲烷气体与足量完全反应生成和,测得放出了的热量,则下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
4.【热化学方程式正误判断】已知:
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
题型6 燃烧热的理解与应用
易错提醒:
1.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“一看”可燃物的化学计量数是否为1;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
2.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
1.【燃烧热的热化学方程式】CO2催化加氢制备CH3OH是CO2资源化利用的重要途径。已知某些反应的能量变化如图1、2所示,下列说法正确的是
A.图1中反应的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B.CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式可表示为
C.图2中,若生成的H2O为液态,则能量变化可用曲线①表示
D.CO2催化加氢制备CH3OH的反应为放热反应
2.【燃烧热的热化学方程式】下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B.已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
3.【燃烧热的理解和计算】化学反应均伴随着能量变化。下列说法正确的是
A.图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、炭与二氧化碳等化学反应的能量变化
B.由图乙可知CO的燃烧热△H=-110.5 kJ·mol-1
C.由图乙可知24g 石墨完全燃烧放出的热量为787 kJ
D.由图乙可判断CO能量比CO2能量高
4.【燃烧热的热化学方程式】下列有关能量转化的说法不正确的是
A.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.时,碳的燃烧热为
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
题型7 反应热大小比较
易错提醒:
(1)比较大小时,要包括所含的“+”和“-”。所以吸热反应的反应热肯定比放热反应的反应热大。
(2)同一放热(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,ΔH的值越小(越大)。
(3)燃料的燃烧,其他条件相同时:
①燃烧产物越稳定,放出热量越多,则ΔH越小;
②燃料状态为气、液、固,放出的热量依次减少,则ΔH依次增大。
1.【反应热大小比较】已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
⑤
下列有关上述热化学方程式焓变的说法正确的是
A.、、 B.
C. D.、
2.【反应热大小比较】下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
3.【反应热大小比较】下列有关热化学方程式的叙述中,不正确的是
A.含0.5 mol NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和放出28.7 kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为
B.根据C(石墨,s)(金刚石,s),可知石墨比金刚石稳定
C.根据 ,可知的燃烧热为
D.由 和 ,可知
4.【反应热大小比较】下列各组反应中,的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
题型8 盖斯定律及其应用
易错提醒:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减,不同边相加”(消元)
(3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。
1.【盖斯定律的应用】氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,为
A.+533kJ/mol B.+686kJ/mol C.+838kJ/mol D.+1143kJ/mol
2.【盖斯定律的应用】碱金属单质M和Cl2反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.CsCl是共价化合物 B.
C.若M分别为Na和K,则:Na<K D.
3.【盖斯定律的应用】已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
则反应的为
A.
B.
C.
D.
4.【盖斯定律的应用】水煤气是的主要来源,研究CaO对体系制影响的主要反应如下:
则反应的为
A. B.
C. D.
题型9 能量与反应历程图像
1.【能量与反应历程图像】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热ΔH=-620.9 kJ·mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是( )
A.ΔE=306.6 kJ/mol
B.三个基元反应中只有③是放热反应
C.该化学反应的速率主要由反应②决定
D.该过程的总反应为2CO+2NO===N2+2CO2
2.【能量与反应历程图像】乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下,能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.第①、②、③步反应都是放热反应
B.第①步反应只断裂了碳碳键
C.第①步反应为总反应的决速步
D.由图可知,总反应不需要加热就能进行
3.【能量与反应历程图像】“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283 kJ·mol-1,则2N2O(g)===2N2(g)+O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol-1)为( )
A.-152 B.-76
C.+76 D.+152
4.【能量与反应历程图像】铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
CO2COHCOO-HCOOH
(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂,哪个更有利于CO2的吸附?________。简述判断依据:______________________________________________________________。
(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(3)使用Bi催化剂时,最大能垒是________,使用Bi2O3催化剂时,最大能垒是________。
(4)由*CO生成*HCOO-的反应为_____________________________________________________。
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专题01 化学反应的热效应
题型1吸热反应和放热反应
题型2中和反应热测定
题型3焓变与物质能量之间的图像(重点)
题型4焓变与化学键的关系(重点)
题型5热化学方程式正误判断(难点)
题型6 燃烧热的理解与应用(重点)
题型7 反应热大小比较(重点)
题型8 盖斯定律及其应用(难点)
题型9 能量与反应历程图像(难点)
题型1 吸热反应和放热反应
易错提醒:
1.从键能的角度理解放热和吸热反应:化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
2.放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
1.【吸热反应和放热反应的判断】下列反应不属于放热反应的是
A.钠与水反应 B.灼热的炭与反应
C.实验室制备氢气 D.铁的缓慢氧化
【答案】B
【解析】钠与水的反应属于放热反应,A错误;和的反应属于吸热反应,B正确;实验室用锌与稀硫酸反应制备氢气,属于放热反应,C错误;缓慢氧化属于放热反应,D错误;故选B。
2.【吸热反应和放热反应与图像】反应A+B→C(放热)分两步进行:①A+B→X(吸热),②X→C(放热)。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】总反应A+B→C为放热反应,排除B、D选项,第一步反应A+B→X为吸热反应,则X的能量大于A+B的总能量,排除C选项,X→C(放热),则X的能量大于C的总能量,只有A选项满足题意;故选A。
3.【吸热反应和放热反应与传统文化】中华五千年的文化瑰宝沉淀,成就了中华文明,也渗透着科学精神。下列古诗词加点处不涉及放热反应的是
A.风蒲猎猎小池塘,过雨荷花满院香(宋·李重元《忆王孙·夏词》)
B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏(宋·王安石《元日》)
C.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干(唐·李商隐《无题》)
D.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲(明·于谦《石灰吟》)
【答案】A
【解析】该现象涉及分子扩散的物理变化,无化学反应,A符合题意;爆竹爆炸是涉及燃烧的放热反应,B不符合题意;蜡烛燃烧涉及放热反应,C不符合题意;煅烧石灰石为吸热反应,不含加点,D不符合题意;故选A。
4.【吸热反应和放热反应的判断】物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
【答案】C
【解析】M→N中反应物M能量高于产物N,为放热反应;N→P中反应物N能量低产物P,为吸热反应,A错误;总反应M→P中反应物M能量高于产物P,总反应为放热反应,B错误;物质能量越低越稳定,三种物质中N能量最低,最稳定,C正确;反应是否需要加热与反应吸放热无必然联系,放热反应也可能需要加热引发,D错误;故选C。
题型2 中和反应热测定
易错提醒:
玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触;隔热层的作用是减少热量的散失;温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。不能用金属材质搅拌棒代替玻璃搅拌器,原因是金属搅拌棒易导热,会造成实验过程中热量损失。
1.【中和反应热的测定】已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH1<0,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。某实验小组测定0.50 mol·L-1HF溶液和0.55 mol·L-1NaOH溶液反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列说法正确的是
A.用铜质搅拌器替代玻璃搅拌器,测得该反应的ΔH偏低
B.HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H2O(l)的ΔH>-57.3 kJ·mol-1
C.向小烧杯加料时,应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
【答案】C
【解析】铜的导热性优于玻璃,用铜质搅拌器会导致热量散失更快,测量的温度升高值偏小,计算出的反应热Q偏小,ΔH(负值)的绝对值偏小,即ΔH偏大,A错误;总反应HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)可由HF电离(ΔH1<0)与H++OH-=H2O(ΔH2=-57.3 kJ/mol)相加得到,ΔH=ΔH1+ΔH2,因ΔH1<0,故ΔH<ΔH2=-57.3 kJ/mol,即ΔH<-57.3 kJ/mol,B错误;一次性快速加入反应物并立即盖紧杯盖,可减少热量散失,保证温度测量准确,C正确;测量酸温后立即测碱温,温度计残留的酸会与碱中和放热,导致碱液初始温度测量偏高,D错误;故选C。
2.【中和反应热的测定】进行中和反应反应热的测定实验时,保持其他条件相同,使用以下4组酸、碱组合:①稀盐酸、NaOH溶液;②稀硫酸、NaOH固体;③醋酸溶液、氨水;④稀硫酸、KOH溶液。测得的中和反应反应热ΔH最大的是
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】①稀盐酸与NaOH溶液均为强酸强碱,中和反应释放热量,ΔH约为-57.3 kJ/mol;
②稀硫酸与NaOH固体反应时,NaOH固体溶解会额外放热,导致测得的总热量偏大,ΔH更小(更负);
③醋酸和氨水均为弱电解质,中和前需吸热解离,导致整体放热量减少,ΔH绝对值更小(如-30 kJ/mol),数值上更大;
④稀硫酸与KOH溶液均为强酸强碱,ΔH与①相近,约为-57.3 kJ/mol;
综上分析可知,③的ΔH最大,故答案为:C。
3.【中和反应热的测定】下列有关反应热的叙述错误的是
A.装置a中的反应进行时,温度计示数上升速率先慢后快
B.装置b和装置c中的反应均大于0
C.装置d用于进行中和反应的反应热测定,将溶液与盐酸混合时应迅速操作,否则所得偏大
D.测定中和反应反应热时,用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的反应热数值相同
【答案】D
【解析】装置a中铝片与盐酸反应为放热反应。初始阶段,温度较低,反应速率慢,放出热量少,温度计示数上升慢;随着反应进行,放出的热量使温度升高,反应速率加快,放出的热量增多,温度计示数上升速率加快,故上升速率先慢后快,故A项正确;装置b中与的反应为典型的吸热反应();装置c中与盐酸的反应也为吸热反应(),即两者均大于0,故B项正确;装置d测定中和热时,若操作缓慢,热量散失导致测量的温度升高值偏小。根据,偏小使Q偏小,(负值)的绝对值减小,即偏大,故C项正确;盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,中和时醋酸电离需吸热,导致醋酸与反应放出的热量少于盐酸与反应放出的热量,因此,测得的反应热数值不同,故D项错误;故选D。
4.【中和反应热的误差分析】在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是
A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.在测定中和反应反应热的实验中,需要使用的仪器有天平、量筒、量热计、恒压滴液漏斗、温度计、玻璃搅拌器
D.用0.5mol/LNaOH溶液分别与0.5mol/L的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热相同
【答案】A
【解析】玻璃搅拌器是为了加快反应速率,使反应尽快完成,减少热量的损失,减少实验误差,故A正确;温度计水银球应浸入溶液中但不能与内筒底部接触;故B错误;在测定中和反应反应热的实验中,不需要恒压滴液漏斗、天平,故C错误;盐酸是强酸,醋酸是弱酸,醋酸电离吸热,测得ΔH不同;故D错误;故选A。
题型3 焓变与物质能量之间的图像
易错提醒:
1.ΔH值与反应条件无关,所以使用催化剂等均不会改变ΔH值。
2.通常情况下,物质越稳定,物质具有的能量越低,破坏该物质中含有的化学键需要的能量就越高,即该物质中化学键的键能就越大,反之亦然。
1.【焓变与能量图像分析】由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.对于图示中总反应,总键能:反应物<生成物
B.和的总能量大于和的总能量
C.反应生成时,放出的能量为53.4 kJ
D.
【答案】B
【解析】反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,图示反应放热(ΔH<0),则反应物总键能-生成物总键能<0,即反应物总键能<生成物总键能,A正确;由于未指时物质的物质的量,无法比较其总能量高低,B错误;根据图示,反应物断键吸收2218 kJ/mol、生成物成键释放2752 kJ/mol,总反应ΔH=(2218-2752)kJ/mol =-534 kJ/mol,即生成1 mol N2放热534 kJ,则生成0.1 mol N2应放出的能量为53.4 kJ,C正确;H2O(g)→H2O(l)放热,生成液态水时总放热更多,故ΔH<-534.0 kJ·mol⁻¹,D正确;故选B。
2.【焓变与能量图像分析】化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.光照和点燃条件下的反应热相同
B.断裂键需要吸收862kJ能量
C.热化学方程式:
D.2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量
【答案】B
【解析】反应热只与反应物和生成物的状态及物质的量有关,与反应条件(光照或点燃)无关,A正确;由图可知,Q2=862 kJ是形成2 mol H-Cl键释放的能量,故断裂1 mol H-Cl键吸收的能量为862 kJ/2=431 kJ,B错误;反应热ΔH=断裂反应物键吸收的能量-形成生成物键释放的能量=679kJ-862kJ=-183kJ·mol⁻¹,热化学方程式正确,C正确;氢气分子断裂为氢原子需吸收能量,故2mol气态氢原子的能量高于1mol氢气的能量,D正确;故选B。
3.【焓变与能量图像分析】科学家研究发现丙烯与HCl加成可能发生反应①和②,其能量变化与反应进程关系如图所示。下列说法正确的是
A.焓变:反应①<反应②
B.稳定性:CH3CHClCH3(l)>CH3CH2CH2Cl(l)
C.反应①的第Ⅰ步与第Ⅱ步均放出能量
D.选用合适的催化剂能改变反应①和反应②的ΔH
【答案】B
【解析】焓变(ΔH)等于产物总能量减去反应物总能量,由图可知,反应①和②的反应物相同,反应①的产物(CH3CH2CH2Cl(l))能量高于反应②的产物(CH3CHClCH3(l)),则ΔH1=E(产物1)-E(反应物),ΔH2=E(产物2)-E(反应物),由于E(产物1)>E(产物2),故ΔH1>ΔH2,即反应①>反应②,A错误;物质能量越低越稳定,由图可知,CH3CHClCH3(l)的能量低于CH3CH2CH2Cl(l),因此CH3CHClCH3(l)更稳定,B正确;反应①的第Ⅰ步是从反应物到过渡态,能量升高,为吸热过程;第Ⅱ步是从过渡态到产物,能量降低,为放热过程,并非均放出能量,C错误;催化剂只能降低反应的活化能,不改变反应的焓变(ΔH),D错误;故选:B。
4.【焓变与能量图像分析】碳酸钠晶体()失水可得到或,两个反应过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.反应
D.向2mL1mol/L醋酸溶液中滴加1mol/LNa2CO3溶液,有气泡产生,由此推测:醋酸酸性更强
【答案】C
【解析】1molNa2CO3·H2O(s)和9molH2O(g)的总能量大于1molNa2CO3·10H2O(s)的能量,ΔH1>0,故A正确;由图像可知,Na2CO3·10H2O(s)失水都是吸热反应,则向Na2CO3(s)中滴加几滴水,Na2CO3(s)与水的化合反应是放热反应,温度升高,故B正确;①、②,根据盖斯定律②-①得,故C错误;醋酸与碳酸钠反应首先生成醋酸钠和碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与醋酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸酸性强于碳酸,故D正确;故选C。
题型4 焓变与化学键的关系
易错提醒:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量
1.【焓变与化学键的计算】氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。几种含氯离子的相对能量如表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
相对能量
/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
下列说法错误的是
A.酸性条件下,Cl-和ClO-混合会产生有毒气体
B.五种离子中最稳定的是Cl-
C.ClO-(aq)生成Cl(aq)和Cl-(aq)的过程吸收能量
D.反应4Cl(aq)3Cl (aq)+Cl-(aq)的ΔH=-138 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】酸性条件下,Cl-和ClO-在H+存在时发生归中反应生成Cl2(有毒气体),A正确;Cl-的相对能量最低(0 kJ·mol-1),能量越低越稳定,B正确;ClO⁻生成和Cl⁻的反应:,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,焓变计算:ΔH=(101+0-60×2) kJ·mol-1=-19 kJ·mol-1,反应过程放出能量,C错误;反应4→3+Cl⁻的ΔH=生成物总能量(3×38+0=114)−反应物总能量(4×63=252)=−138 kJ·mol-1,D正确;故选C。
2.【焓变与化学键的计算】已知断裂某些化学键所需的能量如下表(单位:kJ·mol-1):
化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能
198
360
498
x
白磷(P4)结构为正四面体(含6个P-P键),P4O10中含4个P=O键和12个P-O键。已知反应 ,则x的值为
A.433 B.585 C.612 D.726
【答案】B
【解析】已知一个反应的反应热等于反应物总的键能减去生成物总的键能,则反应的反应热=6E(P-P)+5E(O=O)-4E(P=O)-12E(P-O)=6×198kJ/mol+5×498kJ/mol-4x-12×360kJ/mol=-2982kJ/mol,解得x=585,故答案为:B。
3.【焓变与化学键的计算】载人航天器中再生原理如图所示。
ⅰ. (萨巴蒂尔反应)
ⅱ.
ⅲ.
已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H—H
H—C
H—O
键能/()
799
436
E
467
据以上信息估算E值为
A.410 B.413 C.546 D.643
【答案】A
【解析】通过盖斯定律,得。由键能计算公式:=反应物总键能生成物总键能,即,解得,A正确;计算结果约为410,并非413,B错误;546与计算结果不符,C错误;643与计算结果不符,D错误;故选A。
4.【焓变与化学键的计算】,时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
【答案】B
【解析】依据溴原子半径大于氯原子小于碘原子,半径越大键能越小分析,所以结合图表中数据可知,A正确;键能越大形成的化学键越稳定,表中键能最大的是H-F,最稳定的共价键是H-F键,B错误;F2分解为2F(g)需吸收,因此2F(g)→F2 (g)会释放等量能量,ΔH=,C正确;ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=[(436+157)-2×568]kJ/mol=-543kJ/mol,D正确;故选B。
题型5 热化学方程式正误判断
易错提醒:
(1)热反应方程式化学计量数表示其物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。
(2)化学计量数改变,反应热要相应改变;逆反应的ΔH 数值与正反应的ΔH 数值相等,符号相反。
(3)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。若在 25 ℃、101 kPa 时进行的反应,可以不注明。
1.【热化学方程式正误判断】下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A.在稀溶液中: ,若将的稀与的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3 kJ
B. , ,则
C.已知S(正交,s)=S(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
D.已知在中完全燃烧,放出92.3 kJ热量,则燃烧热为
【答案】A
【解析】依据题干数据,,H⁺的物质的量为1 mol,,OH⁻的物质的量为1 mol,故H⁺ 与OH⁻反应可生成1 mol水,中和热为-57.3 kJ·mol⁻¹,放出的热量等于57.3 kJ,A正确;S(g)比S(s)能量高,燃烧释放的热量更多,ΔH1更负,因此ΔH1<ΔH2,B错误;ΔH'=+0.33 kJ·mol⁻¹表明正交硫转化为单斜硫吸热,能量越低越稳定,正交硫能量更低更稳定,C错误;燃烧热指1 mol物质在O2中完全燃烧生成稳定氧化物的ΔH,而H2在Cl2中燃烧生成HCl(g),不符合燃烧热定义,D错误;故选A。
2.【热化学方程式正误判断】下列有关热化学方程式的说法正确的是
A.稀盐酸和稀NaOH溶液的反应热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
B.甲醇的燃烧热的热化学反应方程式:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH= -726KJ·mol-1
C.已知C(石墨,s) = C(金刚石,s) ΔH>0 ,则石墨比金刚石稳定
D.将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于密闭的容器中充分反应生成 SO3(g),放出热量,
【答案】C
【解析】稀盐酸和稀NaOH的中和反应ΔH=-57.3 kJ·mol⁻¹对应生成1 mol水,而Cu(OH)2与H⁺反应生成2mol水。但Cu(OH)2是固体,其解离需吸热,总反应的ΔH绝对值应小于2×57.3,故ΔH=-114.6 kJ·mol⁻¹错误。A错误;燃烧热定义是101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,选项B的方程式为2 mol甲醇燃烧,B错误;ΔH>0表明石墨→金刚石吸热,说明石墨能量更低,更稳定,C正确;ΔH表示完全反应时的焓变,但SO2和O2的反应是可逆的,实际放热a kJ小于理论值,故ΔH≠-a kJ·mol⁻¹,D错误;故选C。
3.【热化学方程式正误判断】、时,甲烷气体与足量完全反应生成和,测得放出了的热量,则下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】甲烷的物质的量为=2mol,32g甲烷气体与足量完全反应生成和,测得放出了的热量,则热化学方程式可表示为。
【解析】ΔH的数值与化学计量数不对应,A错误;方程式中物质状态标注正确,ΔH=-890kJ·mol⁻¹,与32g甲烷(2mol)放热1780kJ的计算对应,B正确;未标注物质状态(如气态、液态),不符合热化学方程式书写规范,C错误;ΔH为正值表示吸热,与题意放热矛盾,D错误;故选B。
4.【热化学方程式正误判断】已知:
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
【答案】B
【解析】燃烧热是指1mol物质完全燃烧的焓变。已知反应中2molH2燃烧放热571.6kJ,因此H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,A错误;计算单位质量放热量:H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,每克放热≈142.9kJ/g;CH₃OH的燃烧热为726kJ·mol⁻¹(),每克放热≈22.7kJ/g,H2放热更多,B正确;与反应生成沉淀,除中和反应外还释放沉淀生成的热量,总ΔH应比-114.6kJ·mol-1(2×-57.3)更小,而选项C的ΔH=-57.3kJ·mol-1,不符合实际,C错误;已知:①,②,通过盖斯定律,(①×3-②)计算目标反应的ΔH为-131.4kJ·mol-1,而选项D的ΔH=+135.9kJ·mol-1,D错误;故选B。
题型6 燃烧热的理解与应用
易错提醒:
1.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“一看”可燃物的化学计量数是否为1;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
2.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
1.【燃烧热的热化学方程式】CO2催化加氢制备CH3OH是CO2资源化利用的重要途径。已知某些反应的能量变化如图1、2所示,下列说法正确的是
A.图1中反应的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B.CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式可表示为
C.图2中,若生成的H2O为液态,则能量变化可用曲线①表示
D.CO2催化加氢制备CH3OH的反应为放热反应
【答案】D
【分析】图1热化学方程式为;图2表示热化学方程式为。
【解析】图1中反应物为,产物为,,热化学方程式为,若生成2 mol,应为,即,A错误;图2表示热化学方程式为,燃烧热要求生成指定产物,、,而该反应中为,不符合燃烧热定义,即该反应不能表示燃烧热的热化学方程式,B错误;变为是放热过程,生成液态水时产物能量更低,反应放出热量更多(ΔH更负),曲线应在原产物能量下方,曲线①对应的产物能量更高,则不符合,C错误;目标反应为,根据盖斯定律,图1反应图2反应得到目标反应,故,为放热反应,D正确;故选D。
2.【燃烧热的热化学方程式】下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B.已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的焓变,而该方程式中反应物为2 mol正丁烷,ΔH应为-5756 kJ·mol⁻¹,与题目数据不符,A错误;合成氨为可逆反应,1mol N2与3 mol H2无法完全转化为2mol NH3,释放的热量小于理论值,因此热化学方程式中的ΔH不能直接取38.6kJ,B错误;中和热是强酸和强碱生成1 mol H2O的焓变,稀硫酸与稀NaOH反应生成1 mol H2O时ΔH为-57.3 kJ·mol⁻¹,方程式书写正确,C正确;ΔH=+1.9 kJ·mol⁻¹表明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,D错误;故选C。
3.【燃烧热的理解和计算】化学反应均伴随着能量变化。下列说法正确的是
A.图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、炭与二氧化碳等化学反应的能量变化
B.由图乙可知CO的燃烧热△H=-110.5 kJ·mol-1
C.由图乙可知24g 石墨完全燃烧放出的热量为787 kJ
D.由图乙可判断CO能量比CO2能量高
【答案】C
【解析】图甲为反应物能量高于生成物的放热反应图像。铝热反应、碳的燃烧均为放热反应,但炭与二氧化碳的反应(C+CO2=2CO)是吸热反应(反应物能量低于生成物),与图甲不符,A错误;燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,CO的燃烧反应为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),对应图乙中ΔH2=-283 kJ·mol-1,而非ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,B错误;图乙中,C(石墨)完全燃烧生成CO2(g)的总反应ΔH=ΔH1+ΔH2=(-110.5)+(-283)=-393.5 kJ·mol-1。24 g石墨物质的量为2 mol,完全燃烧放出热量为2 mol×393.5 kJ·mol-1=787 kJ,C正确;图乙中CO燃烧反应为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)(ΔH2<0),仅表明反应物(CO和1/2O2)总能量高于生成物(CO2),不能直接判断CO单独的能量比CO2高,D错误;故选C。
4.【燃烧热的热化学方程式】下列有关能量转化的说法不正确的是
A.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.时,碳的燃烧热为
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
【答案】A
【解析】对于反应C(s)+O2(g)=CO2(g),由能量图可知该反应为放热反应,ΔH=反应物总键能-生成物总键能<0,故反应物总键能<生成物总键能,A错误;转化Ⅱ为1mol CO(g)与0.5mol O2(g)生成1mol CO2(g),ΔH=-283kJ/mol,扩大2倍则为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),ΔH=2×(-283kJ/mol)=-566kJ/mol,B正确;燃烧热指1mol碳完全燃烧生成CO2(g)放出的热量,由图中转化Ⅰ可知1mol C(s)完全燃烧放热393.5kJ,故燃烧热为393.5kJ/mol,C正确;由盖斯定律,转化Ⅰ(C→CO2,ΔH=-393.5kJ/mol)减去转化Ⅱ(CO→CO2,ΔH=-283kJ/mol)得C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol,扩大2倍即为2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ/mol,D正确;
答案选A。
题型7 反应热大小比较
易错提醒:
(1)比较大小时,要包括所含的“+”和“-”。所以吸热反应的反应热肯定比放热反应的反应热大。
(2)同一放热(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,ΔH的值越小(越大)。
(3)燃料的燃烧,其他条件相同时:
①燃烧产物越稳定,放出热量越多,则ΔH越小;
②燃料状态为气、液、固,放出的热量依次减少,则ΔH依次增大。
1.【反应热大小比较】已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
⑤
下列有关上述热化学方程式焓变的说法正确的是
A.、、 B.
C. D.、
【答案】C
【解析】反应①(Cu氧化为CuO)和反应②(Al氧化为Al2O3)均为放热反应,ΔH1和ΔH2均小于0;反应③(铝热反应)为放热反应,ΔH3<0;A中ΔH1>0、ΔH2>0错误,ΔH3<0正确,A错误;通过盖斯定律推导,反应③的焓变应为ΔH3=(ΔH2−3ΔH1)/2,而非ΔH3=ΔH2−3ΔH1,等式系数错误,B错误;通过反应④和反应⑤组合可得反应①,推导得出ΔH1=ΔH5−2ΔH4,等式成立,C正确;反应①为放热,ΔH₁<0,而反应④(H₂还原CuO)为放热,ΔH4<0。D中ΔH1>0错误,ΔH4<0正确,但整体错误,D错误;故选C。
2.【反应热大小比较】下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。
【解析】酸碱中和反应为放热反应,难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①,
②,则反应①放出的热量小于反应②,即,故,A正确;已知反应②,
③,
利用盖斯定律将反应③-反应②得到,该反应为放热反应,则该反应的,即,B正确;已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即,,C错误;已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则,D正确;故选C。
3.【反应热大小比较】下列有关热化学方程式的叙述中,不正确的是
A.含0.5 mol NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和放出28.7 kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为
B.根据C(石墨,s)(金刚石,s),可知石墨比金刚石稳定
C.根据 ,可知的燃烧热为
D.由 和 ,可知
【答案】D
【解析】中和热是强酸的稀溶液和强碱的稀溶液生成1 mol 水时放出的热量,0.5 mol NaOH生成0.5 mol 水,放出28.7 kJ,对应ΔH=-57.4 kJ·mol-1,热化学方程式正确,A正确;ΔH>0说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,B正确;2 mol H2燃烧放热483.6 kJ,1 mol H2对应燃烧热241.8 kJ·mol-1,C正确;完全燃烧(生成CO2)比不完全燃烧(生成CO)放热更多,和均为负值,放热越多越小,故,D错误;故选D。
4.【反应热大小比较】下列各组反应中,的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】A
【解析】液态水的生成比气态水多一步放热(液化),故更小,成立,A正确;石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即,B错误;生成的更小(完全燃烧放热更多),,C错误;气态硫燃烧释放的热量更多(因气态硫能量更高),更小,,D错误;答案选A。
题型8 盖斯定律及其应用
易错提醒:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减,不同边相加”(消元)
(3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。
1.【盖斯定律的应用】氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,为
A.+533kJ/mol B.+686kJ/mol C.+838kJ/mol D.+1143kJ/mol
【答案】C
【解析】根据循环过程示意图中的物质转化和能量变化,可以得出以下热化学方程式:①;②;③;④;⑤;⑥;由盖斯定律可知,⑤+①-⑥-②+③得④,得到,故选C。
2.【盖斯定律的应用】碱金属单质M和Cl2反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.CsCl是共价化合物 B.
C.若M分别为Na和K,则:Na<K D.
【答案】D
【解析】Cs为碱金属,是活泼金属元素,Cl是活泼非金属元素,Cs与Cl形成的CsCl是离子化合物,A错误;ΔH4为Cl2(g)→2Cl(g)的化学键解离过程,断裂化学键需吸收能量,故反应热ΔH4>0;ΔH6为2M+(g)+2Cl-(g)→2MCl(s)形成离子键过程,自由离子形成离子键时会放出热量,反应热ΔH6<0,B错误;ΔH3为2M(g)→2M+(g)+2e-的电离能的总和。Na、K是同一主族元素,原子核外最外层电子数相同,原子半径越小,其失去电子就越难,电离能就越大。由于原子半径:Na<K,所以第一电离能:Na>K,即ΔH3(Na)>ΔH3(K),C错误;根据盖斯定律,该反应的总反应焓变ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6,移项可得,D正确;故选D。
3.【盖斯定律的应用】已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
则反应的为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】据盖斯定律可知,12×③+5×②-2×①得反应,故=,故选A。
4.【盖斯定律的应用】水煤气是的主要来源,研究CaO对体系制影响的主要反应如下:
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】已知:
---①
---②
---③
根据盖斯定律,①+②-③可得,反应的=
故选C。
题型9 能量与反应历程图像
1.【能量与反应历程图像】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热ΔH=-620.9 kJ·mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是( )
A.ΔE=306.6 kJ/mol
B.三个基元反应中只有③是放热反应
C.该化学反应的速率主要由反应②决定
D.该过程的总反应为2CO+2NO===N2+2CO2
【答案】D
【解析】A.图中ΔE=248.3-[-620.9-199.2-(-513.5)]=554.9 kJ·mol-1,故A错误;B.由图可知,三个基元反应中,反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,故B错误;C.正反应活化能最大的是反应①,活化能越大反应速率越慢,整个反应由最慢的一步决定,则该化学反应的速率主要由反应①决定,故C错误;D.由始态和终态可知,该过程的总反应为2CO+2NO===N2+2CO2,故D正确。
2.【能量与反应历程图像】乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下,能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.第①、②、③步反应都是放热反应
B.第①步反应只断裂了碳碳键
C.第①步反应为总反应的决速步
D.由图可知,总反应不需要加热就能进行
【答案】C
【解析】A.由图可知,第①步反应物总能量小于生成物总能量,说明第①步为吸热反应,第②、③步生成物的总能量低于反应物总能量,是放热反应,故A错误;B.由图可知,第①步反应有C—H形成和碳碳双键发生断裂,故B错误;C.由图可知,第①步反应的活化能最大,反应速率最慢,为总反应的决速步,故C正确;D.该反应为放热反应,反应条件与反应热无关,故D错误。
3.【能量与反应历程图像】“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283 kJ·mol-1,则2N2O(g)===2N2(g)+O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol-1)为( )
A.-152 B.-76
C.+76 D.+152
【答案】A
【解析】已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283 kJ·mol-1,可得CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol①,由图可得N2O(g)+CO(g)===N2(g)+CO2(g) ΔH=-330+123-229+77=-359 kJ/mol②,由盖斯定律,(反应②-①)×2可得反应2N2O(g)===2N2(g)+O2(g),反应热ΔH=(-359+283)×2=-152 kJ·mol-1。
4.【能量与反应历程图像】铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
CO2COHCOO-HCOOH
(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂,哪个更有利于CO2的吸附?________。简述判断依据:______________________________________________________________。
(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(3)使用Bi催化剂时,最大能垒是________,使用Bi2O3催化剂时,最大能垒是________。
(4)由*CO生成*HCOO-的反应为_____________________________________________________。
【答案】(1)Bi2O3 由图可知,使用Bi2O3催化剂时,相对能量减小得多,趋于更稳定状态
(2)< (3)0.38 eV 0.32 eV
(4)*CO+HCO+e-===*CO+*HCOO-
【解析】(3)使用Bi催化剂时,*CO2―→*CO过程中的活化能最大,为-0.51 eV-(-0.89 eV)=0.38 eV,使用Bi2O3催化剂时,*CO―→*CO+*HCOO-过程的活化能最大,为-2.54 eV-(-2.86 eV)=0.32 eV。
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