专题01 化学反应的热效应-2025-2026学年高二上学期期末复习题型专练(广东专用)
2025-11-27
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内容正文:
专题01 化学反应的热效应
考点01 化学反应的能量变化
1.(25-26高二上·广东东莞·月考)能量的转化在生活生产中有重要的应用,下图中属于将化学能转化为热能的是
A.水力发电
B.冰块在室外融化
C.新能源汽车在行驶
D.天然气蒸煮食物
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.水力发电是利用水的机械能推动发电机产生电能,能量转化为机械能→电能,A不符合题意;
B.冰块融化是吸收环境热量的物理变化,属于热能的转移,无化学能参与,B不符合题意;
C.新能源汽车行驶时,电池化学能先转化为电能,再转化为机械能驱动车辆,最终能量形式为机械能,C不符合题意;
D.天然气燃烧(甲烷与氧气反应)释放热量,将化学能转化为热能用于蒸煮食物,D符合题意;
故选D。
2.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系错误的是
A.化学能→热能
B.太阳能→电能
C.化学能→电能
D.电能→化学能
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.燃烧天然气时能量转化为化学能→热能,A正确;
B.太阳能电池将太阳能直接转化为电能,B正确;
C.水电站是利用水的势能转化为动能,再推动发电机发电,将机械能转化为电能,题中能量转化关系为化学能→电能,C错误;
D.电镀铜是电解过程,直流电提供电能使金属离子发生还原反应(化学变化),能量转化为电能→化学能,D正确;
故选C。
3.(24-25高二上·广东广州·期末)2024年6月,我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列关于能量转化关系不正确的是
火箭采用液氢液氧发动机
光照期着陆器用太阳电池翼供电
A.化学能→热能
B.太阳能→电能
阴影期上升器用锂离子蓄电池供电
返回器用一次电源供电
C.电能→化学能
D.化学能→电能
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.火箭液氢液氧发动机中,燃料与氧化剂发生化学反应释放热量,化学能转化为热能,A正确;
B.太阳电池翼将太阳能直接转化为电能供着陆器使用,B正确;
C.锂离子蓄电池供电时为放电过程,是化学能转化为电能,而非电能转化为化学能,C错误;
D.一次电源供电时通过化学反应释放能量,化学能转化为电能,D正确;
故答案选C。
4.(25-26高二上·广东汕头·月考)生活处处都与化学反应有关,下列生活中发生的反应属于吸热反应的是
A.钢铁生锈 B.蒸馒头时小苏打受热分解
C.食物的腐败 D.生石灰制熟石灰
【答案】B
【详解】A.钢铁生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应,属于放热反应,A不符合题意;
B.小苏打(碳酸氢钠)受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,分解反应通常需要吸收热量,该反应属于吸热反应,B符合题意;
C.食物腐败是缓慢氧化过程,释放热量,属于放热反应,C不符合题意;
D.生石灰(氧化钙)与水反应生成熟石灰(氢氧化钙),该反应放出大量的热,属于放热反应,D不符合题意;
故选B。
5.(24-25高二上·广东·期中)中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,下列有关说法错误的是
A.“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,“雪融成水”过程,“水成冰”则相反
B.“玉梅雪柳千家闹,火树银花十里开”,涉及化学能转化成光能和热能的过程
C.“落红不是无情物,化作春泥更护花”,体现了化学变化中的质量守恒定律
D.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的煅烧石灰石是放热反应
【答案】D
【详解】A.雪融成水是吸热过程(ΔH>0),固态变液态熵增(ΔS>0);水成冰是放热(ΔH<0),液态变固态熵减(ΔS<0),A正确;
B.烟花燃放时化学能转化为光能和热能,B正确;
C.有机物分解为无机物参与循环,总质量不变,体现质量守恒,C正确;
D.煅烧石灰石高温分解为氧化钙和二氧化碳,反应需高温,是吸热反应,而非放热反应,D错误;
故选D。
6.(25-26高二上·广东茂名·阶段练习)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
【详解】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;
故答案选A。
7.(24-25高二上·广东茂名·期中)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.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.温度计水银柱不断上升,说明反应过程中溶液温度升高,该反应是放热反应,A不符合题意;
B.针筒活塞向右移动可能是反应生成气体(如锌与硫酸反应生成氢气)导致气体体积增大,无论反应吸热或放热,只要有气体生成,活塞均会移动,不能确定是温度升高引起的气体膨胀,B符合题意;
C.U型管甲处液面低于乙处,说明瓶内气压增大,说明反应放热,瓶内空气受热膨胀使压强增大,导致液面变化,C不符合题意;
D.反应物总能量大于生成物总能量,反应过程中多余能量释放,为放热反应,D不符合题意;
故选B。
8.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)某反应的反应过程和能量变化如图所示,下列有关该反应的叙述正确的是
A.该反应的反应热 B.反应物的总能量低于生成物的总能量
C.该反应是吸热反应 D.加入催化剂后反应放出的热会减少
【答案】A
【详解】A.反应热生成物总能量-反应物总能量,由图像可知反应物总能量高于生成物总能量,故生成物总能量-反应物总能量<0,A正确;
B.图像中反应物对应的能量线高于生成物,即反应物总能量高于生成物总能量,B错误;
C.反应物总能量高于生成物总能量,反应过程中释放能量,为放热反应,C错误;
D.催化剂仅降低反应的活化能,不改变反应物和生成物的总能量差,即不影响反应放出的热量,D错误;
故答案选A。
9.(25-26高二上·广东·阶段练习)已知制取的反应过程如下:① ;② 。下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】已知制取的反应过程如下:① ,故第一步反应为吸热反应,这一步的反应物总能量低于生成物总能量,D项错误;② ,故第二步反应为放热反应,这一步的反应物总能量高于生成物总能量,C项错误;根据盖斯定律,将这两个反应的反应热相加可得总反应的,总反应为吸热反应,总反应的反应物总能量低于生成物总能量
,A项错误。
故选B。
10.(24-25高二上·广东·期中)如图所示是生产水煤气的反应的能量变化,由图可判断下列说法正确的是
A.容器内充入、后充分反应,放出的热量
B.
C.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
D.加入催化剂可以减小的值,从而提高反应的焓变
【答案】C
【详解】A.该反应为可逆反应,充入1molCO(g)和1molH₂(g),无法完全转化为反应物,实际放出热量小于(b-a)kJ,A错误;
B.由能量图可知,反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,ΔH=(生成物总能量-反应物总能量)=+(b-a)kJ·mol⁻¹,B错误;
C.化学反应中,断裂反应物化学键需吸收能量,形成生成物化学键需释放能量,故反应过程中既有能量吸收又有能量释放,C正确;
D.催化剂只能降低反应的活化能,不改变反应的焓变,(b-a)为焓变值,加入催化剂(b-a)不变,D错误;
故选C。
11.(24-25高二上·广东·期中)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.图甲可表示反应物断键吸收能量之和大于生成物成键释放能量之和
B.由图乙可知的燃烧热为
C.由图乙可知石墨完全燃烧放出的热量为
D.由图乙可判断能量比能量高
【答案】C
【详解】A.图甲中反应物总能量高于生成物,表示放热反应,ΔH=断键吸收能量-成键释放能量<0,所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,故A错误;
B.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,由图乙可CO的燃烧热ΔH=-283 kJ·mol⁻¹,故B错误;
C.根据盖斯定律,1mol石墨完全燃烧生成CO2的ΔH=ΔH1+ΔH2=110.5 kJ·mol⁻¹+(-283 kJ·mol⁻¹)=-393.5 kJ·mol⁻¹,1mol石墨完全燃烧放热393.5 kJ,24g石墨物质的量为2mol,完全燃烧放热2×393.5 kJ=787 kJ,故C正确;
D.CO燃烧生成CO2为放热反应,反应物总能量(CO+1/2O2)高于生成物(CO2),但不能单独判断CO能量比CO2高,故D错误;
选C。
12.(24-25高二上·广东广州·期末)一定条件下,(M为、、等)与甲烷反应生成甲醇。分别与、反应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似,图中以示例;直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢)。下列说法不正确的是
A.与反应是放热反应
B.步骤Ⅰ中涉及氢原子成键变化
C.与反应的能量变化应为图中曲线b
D.若与反应,生成的氘代甲醇有2种
【答案】C
【详解】A.该反应生成物总能量低于反应物总能量,为放热反应,A正确;
B.如图所示,步骤Ⅰ断裂C-H键,形成O-H键,涉及氢原子成键变化,B正确;
C.根据已知:直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,说明正反应活化能会增大,则与反应的能量变化应为图中曲线a,C错误;
D.根据反应机理可知,若与反应,生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH,共2种,D正确;
故选C。
13.(24-25高二上·广东江门·期末)亚硝酰氯在有机合成中有重要应用,其合成反应的反应历程如图。下列说法不正确的是
A.该反应为放热反应 B.曲线I可能加入了催化剂
C.反应过程只存在极性键的断裂和形成 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
【答案】C
【详解】A.该反应生成物总能量低于反应物总能量,为放热反应,A错误;
B.催化剂能降低活化能,如图所示,曲线I活化能降低,可能加入了催化剂,B正确;
C.反应过程中还断裂了Cl-Cl键,为非极性键,C错误;
D.如图所示,逆反应的活化能大于正反应的活化能,D正确;
故选C。
14.(24-25高二上·广东江门·期末)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。
15.(24-25高二上·广东深圳·期末)反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能)。下列有关叙述错误的是
A.该反应为吸热反应
B.升高温度,活化分子百分数增大
C.使用催化剂,该反应的不变
D.该反应的
【答案】D
【详解】A.反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,故A正确;
B.温度升高,活化分子百分数增大,故B正确;
C.催化剂不影响反应焓变,故C正确;
D.该反应的,故D错误;
答案选D。
考点02 中和热的测定
1.(25-26高二上·广东潮州·随堂练习)量热计中温度计的作用是
A.搅拌反应物 B.测定反应的时间
C.测定反应前后溶液的温度 D.控制反应的温度
【答案】C
【详解】A.温度计的主要功能是测量温度,搅拌通常由搅拌棒或磁力搅拌器完成,用温度计搅拌可能损坏仪器,A错误;
B.测定反应时间需使用计时工具(如秒表),与温度计无关,B错误;
C.量热计通过测量反应前后的温度变化(ΔT)计算热量,温度计的作用正是测定反应前后溶液的温度,C正确;
D.控制反应温度需要外部加热/冷却装置,温度计仅用于测量而非控制,D错误;
故答案为C。
2.(25-26高二上·广东汕头·随堂练习)下列关于中和热的说法正确的是
A.中和热是指酸与碱反应放出的热量
B.中和热是指强酸与强碱反应生成水放出的热量
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应生成液态水时所释放的热量称为中和热
D.只要是强酸与强碱反应,中和热都是
【答案】C
【详解】A.中和热不仅指酸与碱反应放出的热量,还需满足强酸、强碱的稀溶液且生成1mol液态水的条件,A错误;
B.未强调“稀溶液”条件,若酸或碱浓度过高,溶解或稀释过程的热效应会影响结果,B错误;
C.明确限定“稀溶液中强酸与强碱生成1mol液态水”,符合中和热的严格定义,C正确;
D.若反应生成沉淀(如硫酸与氢氧化钡生成BaSO4),会额外释放热量,导致中和热数值不同,且中和热通常为负值,D错误;
故答案为C。
3.(25-26高二上·广东·阶段练习)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)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热,则测定数值偏高
【答案】D
【详解】A.(a)铝与盐酸反应放热,(b)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,(c)中和反应放热,并非都是放热反应,A错误;
B.铝片与铝粉仅表面积不同,等质量铝完全反应时物质的量相同,释放热量由反应焓变和物质的量决定,与表面积无关,热量不变,B错误;
C.铁质搅拌器导热性强,会导致热量散失增加,使测得温度变化偏小,中和热数值偏低,对实验结果有影响,C错误;
D.NaOH固体溶于水放热,中和反应本身放热,测定时会包含溶解热,导致总热量偏大,测定数值偏高,D正确;
故答案为:D。
4.(25-26高二上·广东阳江·开学考试)借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
【答案】A
【详解】A.测量酸溶液温度后,温度计上残留的酸会与碱溶液在温度计上发生中和反应放热,导致测量的碱溶液初始温度偏高,使计算的温差ΔT偏小,该操作错误,A错误;
B.采用稍过量的NaOH溶液可确保盐酸完全被中和,避免因反应物未完全反应导致热量测量不准确,该操作正确,B正确;
C.醋酸为弱酸,电离过程吸热,中和反应放出的热量小于强酸强碱反应,Q减小,ΔH=-(Q为放出热量,n为水的物质的量),ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,C正确;
D.无杯盖或盖不严密会导致热量散失,测量的ΔT偏小,Q=cmΔT减小,ΔH=-,ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,D正确;
故选A。
5.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)化学反应常伴随热效应。化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应的热量变化,通过量热装置测量某反应前后体系温度的变化,可获得该反应热量变化的数值Q。(已知:本实验所有反应体系的C和分别取4.18、1.0,忽略水以外各物质吸收的热量,忽略温度对的影响,下同)
(1)中和热的测定:
配制盐酸溶液:配制100 mL 0.5000 mol/L HCl溶液,需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)热量的测定:
①甲同学量取0.5500 NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热的数值为 (用含、的代数式表示)
②已知强酸与强碱的中和热为57.3 kJ。某兴趣小组的实验数值结果大于57.3 kJ原因可能是(填字母)
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用量筒量取盐酸时仰视读数
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
(3)焓变的测定:
借鉴(2)的方法,甲同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
100 mL 0.20溶液
1.20 g Fe粉
a
b
ⅱ
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b c(填“>”、“<”或“=”)。
② (选择表中一组数据计算)。
结果表明,该方法可行。
【答案】(1)胶头滴管,100mL容量瓶
(2) d
(3) > 或
【详解】(1)配制一定物质的量浓度的溶液所需的仪器有100 mL容量瓶、烧杯、药匙、托盘天平、量筒、玻璃棒、胶头滴管,因此需要图中的100 mL容量瓶,胶头滴管;
(2)测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,温度差为(-)℃,V总为100 mL,则该过程放出的热量为,反应生成水的物质的量=,中和热=;
a. 实验装置保温、隔热效果差会造成热量损失,进一步导致放出热量小于57.3kJ,故a错;
b.读取混合液的最高温度记为终点温度是正确操作,不会造成热量减小,故b错;
c. 一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中是正确操作,热量不会损失,故c错;
d. 用量筒量取盐酸时仰视读数,量取盐酸溶液体积增大,反应放出的热量偏多,实验数值结果大于57.3kJ/mol,故d正确;
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,温度计中会蘸有NaOH溶液,直接测定盐酸溶液的温度,会中和部分盐酸,导致盐酸与氢氧化钠反应时,放出的热量减少,故e错;
故选d;
(3)①100 mL 0.20 mol/L CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol,1.20 g铁粉和0.56 g铁粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol,实验i中有0.02 mol CuSO4发生反应,实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应,实验放出的热量多,则b>c;
②若按实验i进行计算,;若按实验ⅱ进行计算,;
6.(25-26高二上·广东惠州·阶段练习)回答下列问题:
①现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L 1mol·L⁻¹的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3, 则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
②假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm⁻³,又知中和反应后生成溶液的比热容 为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验
序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得中和反应 的反应热ΔH = (结果保留一位小数)。
③该同学通过实验测出的反应热绝对值即|ΔH|偏小,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
【答案】 ΔH1=ΔH2<ΔH3 -51.8 B
【详解】①中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热过程,稀氨水和1L1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以ΔH1=ΔH2<ΔH3。
②第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃,反应后温度为23.2℃,反应前后温度差为3.15℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,反应后温度为23.4℃,反应前后温度差为3.1℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃,反应后温度为23.6℃,反应前后温度差为3.05℃;平均温差为(3.15℃+3.1℃+3.05℃)÷3=3.1℃,50 mL的0.50 mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J/(g•℃),代入公式Q=cmΔt得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g•℃)×100g×3.1℃=1.2958kJ,即生成0.025mol的水放出热量为1.2958kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.2958kJ×(1÷0.025)51.8kJ,即该实验测得的中和热ΔH-51.8。
③A.实验装置保温、隔热效果差,热量损失大,|ΔH|偏小,故不选A;
B.用量筒量取盐酸时仰视读数,量取盐酸体积偏大,放出的热量偏多,|ΔH|偏大,故选B;
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中,热量损失大,|ΔH|偏小,故不选C;
选B。
7.(24-25高二上·广东茂名·期中)I.化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。实验装置如下图所示。
(1)理论上强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,则稀H2SO4和NaOH稀溶液反应的中和热的热化学方程式为 。
(2)仪器a的名称为 ,泡沫塑料的作用为 。
(3)将浓度为的酸溶液和的碱溶液各20mL进行反应。测得反应前后体系的温度值,实验结果见下表。(c和分别取和,下同)。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
1
HCl+NaOH
a
b
2
HCl+NH3·H2O
a
c
①温度:c b(填“>”“<”或“=”),理由是 。
②的 kJ·mol-1。
Ⅱ.酸催化下NH4Cl与NaNO2混合溶液的反应(反应i),可用于石油开采中油路解堵。
(4)反应i:
已知:
则反应i的 。
【答案】(1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol
(2) (环形)玻璃搅拌器 隔热
(3) < 弱碱NH3·H2O电离会吸热,导致实验2放出的热量没有实验1的多
(4)
【分析】测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应热时,要确保热量不散失、两烧杯之间填满碎泡沫塑料、杯口齐平、有孔硬纸板盖住杯口,故装置保温性能好,小烧杯内放一定量硫酸、一次性迅速把NaOH溶液倒入小烧杯中,并用环形玻璃搅拌棒或玻璃搅拌器、量取最高温度。
【详解】(1)中和热是指强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时所放出的热量,已知理论上强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,稀硫酸和氢氧化钠稀溶液分别是强酸、强碱,则中和热的热化学方程式为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol,故答案为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol;
(2)由图可知,仪器a的名称是(环形)玻璃搅拌器;该实验需要防止热量流失,则烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是:隔热;
(3)①实验1是强酸和强碱发生的中和反应,实验2是强酸和弱碱发生的中和反应,由于弱碱电离会吸热,实验2放出的热量没有实验1的多,则反应后体系温度:c<b;理由是弱碱NH3·H2O电离会吸热,导致实验2放出的热量没有实验1的多;
②实验过程中放出的热量,则反应的;
(4)由图可得如下热化学方程式:Ⅰ.NaNO2(s)+NH4Cl(s)=N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)△H1;Ⅱ.NaNO2(s)=Na+(aq)+NO(aq)△H2;Ⅲ.NH4Cl(s)=NH(aq)+Cl-(aq)△H3;Ⅳ.NaCl(s)=Na+(aq)+Cl-(aq)△H4;由盖斯定律可知,反应Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到反应i,则反应△H=。
8.(24-25高二上·广东江门·期末)某实验小组利用手持技术测量化学反应的热量变化,开展了以下实验活动。测定装置和测定结果如图所示。
(1)实验室用浓盐酸配制成盐酸,需要用到的玻璃仪器有_______。
A.容量瓶 B.胶头滴管 C.分液漏斗 D.圆底烧瓶
(2)实验中应_______注入溶液。
A.一次性缓慢 B.一次性快速 C.一次性先快后慢 D.分多次
(3)搅拌磁子的中心是一粒磁铁,磁铁表面被聚四氟乙烯包覆,该实验中聚四氟乙烯包覆 (填“能”或“不能”)换成铝制外壳包覆,原因是 。
(4)已知热量计算公式:,盐酸和溶液的密度均近似为,中和后生成溶液的比热容。根据上图所示数据,烧杯中发生的反应的反应热 (保留3位有效数字)。
(5)该实验小组进一步测量反应的反应热。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。
实验过程:向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在Fe粉与酸的反应,不能直接测得该反应的反应热。
实验改进:鉴于以上问题,需要设计科学合理的实验方案。实验小组设计如下方案:
步骤i:往一定量的溶液中加入足量铜粉充分反应,并测得该反应热量变化为;
步骤ii:_______。
数据处理:结合步骤i和步骤ii所得数据算出。
①配制溶液时需加入酸的原因是 ;
②步骤i中发生反应的离子方程式为 ;
③步骤ii中的操作为: 。
【答案】(1)AB
(2)B
(3) 不能 铝会与盐酸反应放出热量
(4)
(5) 抑制的水解 往一定量的溶液中加入足量铁粉充分反应,并测得该反应热量变化为
【分析】本实验测定中和热,根据公式:,酸和碱的密度取,根据图像可计算产生的热量,进而计算中和热;
测量反应的反应热,根据盖斯定律:、,分别测定这两个反应的反应热相加即可。
【详解】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,需使用容量瓶进行精确定容;本题中需配制250 mL溶液,因此选用250 mL容量瓶(A);在定容过程中,需用胶头滴管(B)逐滴加水至刻度线;分液漏斗(C)用于分液或萃取,圆底烧瓶(D)用于反应装置,均不适用于溶液配制,故选AB;
(2)在测量中和反应热量变化时,为了减少热量散失到环境中,应一次性快速注入NaOH溶液(B),使反应迅速进行,温度变化集中,便于准确测量;缓慢注入或分多次注入可能导致热量损失,影响实验结果,故选B;
(3)聚四氟乙烯是惰性材料,不与酸或碱反应;铝是活泼金属,能与盐酸反应生成H2和AlCl3、与氢氧化钠溶液反应生成H2和Na[Al(OH)4],反应会放热,干扰反应热的测定,故该实验中四氟乙烯包覆不能换成铝制外壳包覆;
(4)使用等体积的盐酸和NaOH溶液各40.0 mL(酸的浓度为,碱过量),密度均近似为,总质量m =80.0g,由图可知,温度差为24.3℃-21.0℃=3.3℃,Q = 4.18 J/(g·℃) × 80.0g × 3.3℃ = 1103.52J;生成水的物质的量n = 0.02mol,反应热 。
(5)① 易水解,加酸抑制Fe3+水解,防止沉淀生成;
②步骤i中,铜粉与反应:,测得热量变化Q1;
③ 步骤ii需测量反应的热量,以通过ΔH2 = ΔH(步骤i反应热)+ΔH(步骤ii反应热)计算目标反应的反应热。操作中需避免酸干扰,故步骤ii中的操作为:往一定量的CuSO4溶液中加入足量铁粉充分反应,并测得该反应热量变化为Q2。
9.(24-25高二上·广东清远·期中)定量测定实验是研究化学的重要手段。回答下列相关实验问题:
Ⅰ.某同学用50mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠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反应热。
(1)仪器的名称是 。A的材质能否用铜丝代替? 填“能”或“不能”
(2)若实验中改用60mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH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”;生成1mol水时放出热量 填“相等”或“不相等”。
(3)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应反应热的数值偏低,请你分析可能的原因是_______填序号。
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后测NaOH溶液的温度
B.把量筒中的氢氧化钠溶液迅速一次性地倒入小烧杯
C.做本实验的当天室温较高
D.将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50mL0.55mol·L-1的氨水
Ⅱ.某同学为了测定含有NaCl杂质的NaOH的质量分数,进行如下步骤实验:
①称量1.00g样品溶于水,配成250mL溶液;②准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中;③滴加几滴酚酞溶液;④用0.10mol/L的标准盐酸滴定三次,每次消耗盐酸的体积记录如下:
滴定序号
待测液体积
所消耗盐酸标准的体积(mL)
滴定前
滴定后
(4)量取25.00mL待测液应使用 填仪器名称。
(5)试样中NaOH的质量分数为 。
(6)若出现下列情况,测定结果偏高的是 。
a.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
b.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外
d.酸式滴定管滴至终点对,俯视读数
e.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗
(7)判断到达滴定终点的现象是:当滴下最后半滴盐酸时, 。
【答案】(1) 玻璃搅拌器(环形玻璃搅拌棒) 不能
(2) 不相等 相等
(3)AD
(4)碱式滴定管
(5)80%(
(6)ce
(7)溶液颜色恰好由(粉)红色变为无色,且半分钟内颜色不改变
【分析】测定中和热时,首先需安装好仪器,通过在大烧杯与小烧杯之间垫上碎纸屑,将小烧杯固定在大烧杯内,使两烧杯口齐平,用硬纸板把两烧杯口盖严,用温度计测定反应前溶液的温度,并在一次性迅速加入NaOH溶液后用环形玻璃搅拌棒进行搅拌。在整个操作过程中,要防止热量散失,并读取反应时的最高温度,据此分析;
【详解】(1)仪器A的名称是玻璃搅拌器(环形玻璃搅拌棒)。铜是热的良导体,使用铜丝会导致热量散失,则A的材质不能用铜丝代替;
(2)若实验中改用60mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,参加反应的HCl或NaOH的物质的量大,则所放出的热量不相等;但生成1mol水时放出热量相等;
(3)A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后测NaOH溶液的温度,最终将造成溶液的温度变化偏低,中和热数值偏低,A符合题意;
B.把量筒中的氢氧化钠溶液迅速一次性地倒入小烧杯,减少热量的散失,B不符合题意;
C.做本实验的当天室温较高,对所测反应前后温度的差值不产生影响,则不影响中和热数值,C不符合题意;
D.将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50mL0.55mol·L-1的氨水,由于一水合氨电离时吸热,将造成所测中和热数值偏低,D符合题意;
故选AD;
(4)待测液为混有NaCl的NaOH溶液,呈碱性,会腐蚀玻璃活塞,则量取25.00mL待测液应使用碱式滴定管;
(5)三次实验中所消耗盐酸的平均体积为=20.00mL,则试样中NaOH的物质的量为0.10mol/L×0.02000L×=0.020mol,质量分数为=80%;
(6)a.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,对待测液的物质的量不产生影响,测定结果不变,a不符合题意;
b.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出,将造成待测液的损失,使测定结果偏低,b不符合题意;
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,将使消耗盐酸的体积偏大,测定结果偏高,c符合题意;
d.酸式滴定管滴至终点对,俯视读数,则读取的数值偏低,从而使测定结果偏低,d不符合题意;
e.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗,标准溶液被稀释,则所用标准液的体积偏大,测定结果偏高,e符合题意;
故选ce;
(7)当盐酸与NaOH刚好完全反应时,达到滴定终点,此时酚酞由粉红色变为无色,则判断到达滴定终点的现象是:当滴下最后半滴盐酸时,溶液颜色恰好由(粉)红色变为无色,且半分钟内颜色不改变。
10.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)在科学研究和工业生产中常常需要计算反应热。反应热可通过实验测得。实验小组用溶液和硫酸进行中和热的测定。
(1)实验要配制稀硫酸,则需用量筒量取的浓硫酸 。
(2)溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示。
仪器a的名称是 ;烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(3)实验室取溶液和硫酸进行实验,实验数据如下表。①填写下表空白。
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
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
②已知:,中和后生成的溶液的比热容,各溶液的密度均为由此计算得出该实验所测“中和热”的 (保留一位小数)。
③上述计算结果与理论数值()相差较大的原因可能是 (填字母)。
A.实验装置保温隔热效果差
B.为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液
C.量取溶液的体积时仰视读数
D.用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌
【答案】(1)10.0
(2) 玻璃搅拌器 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失
(3) 4.0 -53.5 ABD
【详解】(1)根据稀释前后溶质的物质的量不变可知,稀释后硫酸的物质的量:0.5 mol/L×0.25 L=0.125 mol,则需要浓硫酸的体积:;
(2)仪器a的名称是玻璃搅拌器;烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(3)第1组的温差为,第2组的温差为,第3组的温差为,第4组的温差为,第2组数据误差较大,舍去,所得平均温差,根据,生成物质的量为0.025 mol,所以中和热;上述实验测得中和热的数值小于 57.3 kJ·mol-1,产生偏差的原因可能是:A.实验装置保温隔热效果差,使热量散失,热值减小, A符合题意;
B.为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液,使热量散失,热值减小,B符合题意;
C.量取 NaOH 溶液时仰视读数,实际测的NaOH 溶液偏大,放出的热量偏多,C不符合题意;
D.用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌,铜丝导热热强,使热量散失,热值减小,D符合题意;
故答案选ABD。
考点03 热化学方程式
1.(25-26高二上·广东珠海·期中)下列有关说法正确的是
A.已知 ,由此可知气体在密闭容器中充分分解后可以放出的热量
B.已知 ,则氢气的燃烧热为
C.已知 , ,则
D.含的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量,则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.该反应为可逆反应,1mol HI无法完全分解,实际放出的热量小于26.5kJ,A错误;
B.燃烧热要求生成液态水,而题中生成气态水,ΔH的数值不满足燃烧热定义,B错误;
C.生成CO2比生成CO释放更多热量,ΔH为负值,放热越多ΔH越小,故ΔH1<ΔH2,C正确;
D.醋酸为弱酸,电离时吸热,实际放出热量小于57.4kJ,ΔH应大于-57.4kJ·mol⁻¹,D错误;
故选C。
2.(25-26高二上·广东河源·阶段练习)下列有关热化学方程式的说法正确的是
A.已知: ,则向密闭容器中加入气体,充分分解后可以放出的热量
B.已知 ,由此可知氢气的燃烧热为
C.中和热为,氢氧化钠稀溶液与醋酸反应:
D.由 和 ,可知
【答案】D
【详解】A.由于反应 为可逆反应,2mol HI无法完全分解,故实际放出的热量小于53kJ,A错误;
B.燃烧热要求生成液态水,而 中生成气态水,ΔH不能直接取半计算,B错误;
C.醋酸为弱酸,电离吸热,中和反应放出的热量小于57.3kJ,ΔH应大于,C错误;
D.C完全燃烧生成比生成CO释放更多热量,(更负)小于,D正确;
故选D。
3.(25-26高二上·广东河源·阶段练习)下列热化学方程式表达正确的是
A.该式可以表示中和热: kJ/mol
B.燃烧热: kJ/mol
C.反应热: kJ/mol
D.反应热: kJ/mol
【答案】D
【详解】A.中和热要求生成可溶性盐,但该反应生成沉淀,释放额外热量,不能表示中和热,A错误;
B.燃烧热要求生成液态水且对应1 mol可燃物,但B中生成气态水且可燃物乙醇为2 mol,数值不符,B错误;
C.热化学方程式未标注物质状态(如气态、液态等),无法确定反应热,C错误;
D.S(s)燃烧生成符合燃烧热定义,D正确;
故答案选D。
4.(25-26高二上·广东汕头·阶段练习)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,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. ; ,则
C.下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
D.已知条件下: , ,则比稳定
【答案】B
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,而方程式中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,正确的是 ,A错误;
B.固态硫转化为气态硫需吸热,因此S(g)燃烧放热更多,ΔH1更小(更负),故ΔH1 < ΔH2,B正确;
C.可逆反应无法完全转化,实际放热量小于理论值,热化学方程式中ΔH应基于完全反应计算,但此处直接按实际放热推算导致错误,C错误;
D.O3生成Al2O3时放热少,说明O3能量更高,稳定性更差,O2更稳定,D错误;
故选B。
5.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列有关热化学方程式的说法中,正确的是
A. ,则碳的燃烧热为
B.500℃、下,,将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C. ,则
D.密闭容器中,硫粉与铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出热量。则
【答案】D
【详解】A.燃烧热应为碳完全燃烧生成的焓变,而该反应生成,未达完全燃烧,A错误;
B.可逆反应无法完全进行,实际反应量小于理论值,放出热量应小于,B错误;
C.生成沉淀会额外放热,ΔH应小于(更负),C错误;
D.铁为限量试剂,完全反应生成,,D正确;
故答案选D。
6.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列说法或表示方法中正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.
C.已知中和热,若将含的浓溶液与含的溶液混合,放出的热量要大于
D.氢气的燃烧热为,则氢气燃烧的热化学方程式为
【答案】C
【详解】A.硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,A错误;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,ΔH应大于0,B错误;
C.中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热量,浓硫酸溶于水放热,将含1molNaOH的溶液和含0.5molH2SO4的浓硫酸混合,放出的热量大于57.3kJ,C正确;
D.在101kpa时,2gH2完全燃烧,生成液态水,放出285.8KJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式表示为:H2(g)+O2(g)═H2O(l);,D错误;
故选C。
7.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列热化学方程式中,能表示物质的燃烧热的是
A. kJ/mol
B. kJ/mol
C. kJ/mol
D. kJ/mol
【答案】C
【详解】A.生成的为气态,而燃烧热要求生成液态水,A不符合题意;
B.碳不完全燃烧生成CO,产物不是稳定氧化物,不符合燃烧热定义,B不符合题意;
C.1 mol CO完全燃烧生成,符合燃烧热定义,C符合题意;
D.方程式中为2 mol 燃烧,需对应1 mol 物质,D不符合题意;
故答案选C。
8.(24-25高二上·广东广州·期末)下列热化学方程式及结论均正确的是
A.已知 ,则的燃烧热是
B.已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则红磷比白磷稳定
C.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
D. , ,则
【答案】B
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,而题中生成气态水,故燃烧热计算错误,A错误;
B.白磷转化为红磷放热,说明红磷能量更低更稳定,B正确;
C.ΔH只与始态和终态有关,与反应条件无关,C错误;
D.弱酸中和需额外吸热,总放热减少,ΔH2比ΔH1大(ΔH1更小),D错误;
故选B。
9.(25-26高二上·广东江门·月考)已知 ,下列有关中和热和燃烧热的说法中,正确的是
A.反应热就是热量
B.在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于
C.溶液与稀溶液恰好完全反应时,放出的热量
D.已知 ,所以,C的燃烧热是
【答案】B
【详解】A.热量是能量的一种表现形式。在等温条件下,化学反应吸收或放出的热量叫做反应热,故A错误;
B.醋酸为弱酸,醋酸电离吸热,导致总放热量小于强酸强碱反应的57.3kJ,故B正确;
C.H2SO4为二元强酸,1mol H2SO4与NaOH完全反应生成2mol水,放热应为2×57.3=114.6kJ,故C错误;
D.C的燃烧热是1molC生成CO2放出的热量,故D错误;
选B。
10.(25-26高二上·广东惠州·月考)下列有关热化学方程式的叙述不正确的是
A.在稀溶液中: ,若将含的稀硫酸与含的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
B.已知正丁烷异丁烷,则正丁烷比异丁烷更不稳定
C. ,则的燃烧热为571.6 kJ/mol
D.相同物质的量的气态S单质比固态S单质完全燃烧放出的热量更多
【答案】C
【详解】A. 表示强酸、强碱稀溶液反应生成可溶性盐和1 mol水放出57.3 kJ的热量,若将含的稀硫酸与含的稀溶液混合,由于酸电离产生的,碱电离产生的,所以反应放出热量以碱为标准,由于的物质的量是1 mol,所以反应放出的热量等于57.3 kJ,A正确;
B.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强;由于正丁烷(g)→异丁烷(g) ,该反应的正反应是放热反应,说明异丁烷比正丁烷的能量低,因此异丁烷比正丁烷更稳定,B正确;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,2 mol燃烧生成液态水放出热量571.6 kJ,则的燃烧热,C错误;
D.气态S单质转化为固态S释放热量,因此相同物质的量的气态S单质比固态S单质能量更高,完全燃烧产物相同,因此相同物质的量的气态S单质比固态S单质完全燃烧放出的热量更多,D正确;
故答案选C。
考点04 反应热的计算
1.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示与反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,和反应放出的热量为
D.由(d)图可知,该总反应的反应热:
【答案】C
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,吸热反应中反应物总能量低于生成物总能量,(a)图显示反应物能量低于生成物,则与叙述相符,A正确;
B.物质能量越低越稳定,(b)图中石墨与O2反应的总能量低于金刚石与O2反应的总能量,说明石墨能量更低,故石墨比金刚石稳定,B正确;
C.由c图可知,和完全反应生成时放出(a-b)kJ的热量,但该反应为可逆反应,和不能完全转化为,则放出的热量小于(a-b)kJ,C错误;
D.(d)图为两步反应能量图,总反应热ΔH=分步反应热之和。第一步A→B的ΔH1=E1-E2,第二步B→C的ΔH2=E3-E4,总ΔH=ΔH1+ΔH2=(E1-E2+E3-E4) kJ/mol,D正确;
答案选C。
2.(25-26高二上·广东广州·月考)有关碳及其化合物的循环转化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.1 mol C(s)完全燃烧放出热量
B.
C.上述四个反应中,既有放热反应,又有吸热反应
D.上述循环中存在
【答案】C
【详解】A.1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g),总反应焓变为ΔH1+ΔH2,燃烧放热,ΔH1和ΔH2均为负值,放出的热量Q应为焓变绝对值,即Q=-(ΔH1+ΔH2),A错误;
B.热化学方程式需注明物质状态,选项中H2O未标注状态,ΔH3值与状态相关,该叙述不完整,B错误;
C.反应1为碳的不完全燃烧,是放热反应;反应4为甲烷的分解反应,是吸热反应。因此,这四个反应中既有放热反应,又有吸热反应,C正确;
D.循环中总焓变之和为0,即ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=0,可得ΔH1+ΔH3=-(ΔH2+ΔH4),D错误;
故选C。
3.(25-26高二上·广东·期中)在298K、101kPa时,已知:
则与和间的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】结合盖斯定律可知反应3可拆分为反应1加上两倍反应2,则,D正确;
答案选D。
3.(25-26高二上·广东江门·月考)以太阳能为热源,热化学硫磺循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213kJ/mol
反应Ⅱ: ΔH2=+327 kJ/mol
反应Ⅲ:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) ΔH3=+172kJ/mol
下列说法不正确的是
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为: ΔH=+286 kJ/mol
D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,总反应的ΔH减小
【答案】D
【详解】A.该过程以太阳能为热源驱动化学反应,将太阳能转化为化学能储存在氢气中,A正确;
B.SO2在反应Ⅰ中消耗、反应Ⅱ中生成,在反应Ⅰ中消耗、反应Ⅲ中生成,二者在总反应前后总量不变,起到催化剂作用,B正确;
C.根据盖斯定律,总反应为反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ,即 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(-213+327+172) kJ/mol=+286 kJ/mol,C正确;
D.催化剂降低反应活化能,但反应的ΔH由反应物和生成物能量差决定,与反应路径无关,总反应的ΔH不变,D错误;
故答案选D。
4.(24-25高二上·广东·期中)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)①氢能被称为绿色能源的原因是 (任答一点)。
②在下,氢气在氧气中完全燃烧,生成液态水,放出的热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
(2)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金。
已知:;
;
。
则 。
【答案】(1) 氢气燃烧生成水,无污染
(2)+84.6
【详解】(1)①氢气燃烧生成水,无污染,为清洁能源。
②在下,氢气在氧气中完全燃烧,生成液态水,放出的热量,则氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为,表示氢气燃烧热的热化学方程式为。
(2)由盖斯定律计算得,。
5.(24-25高二上·广东茂名·期中)含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
工业上常用NH3和CO2合成尿素[CO(NH2)2],利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示。
以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的总反应的热化学方程式为:2NH3(g) + CO2(g)=CO(NH2)2 (s) + H2O(g) ΔH= 。
【答案】﹣87.0 kJ/mol
【详解】由图示可知,和的能量比和的总能量高,其热化学方程式为;
6.(24-25高二上·广东广州·期末)氨是重要的化工产品,我国目前氨的生产能力位居世界首位。
Ⅰ.工业合成氨的反应为
(1)根据如图数据,计算合成氨的 。
【答案】-90
【详解】由图1可知,N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=1127kJ /mol-(339+397+436)kJ/mol =-45kJ·mol-1,则的△H=-90,故答案为:-90;
7.(24-25高二上·广东江门·期末)钌(Ru)是重要的催化剂元素。
Ⅰ.研究人员通过实验在钌催化剂表面成功观察到与形成化学键生成的过程,起始阶段及反应过程如下图:
回答下列问题:
(1)整个实验过程中放出能量的是 。
A. B.状态状态 C.状态Ⅱ状态Ⅲ
(2)的形成过程中,图中物质最稳定的是状态 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);从能量角度考虑钌催化剂的作用是 。
(3)已知中键能为中键能为。则中碳氧键的键能为 。
Ⅱ.用钌(Ru)基催化剂催化和的反应如图所示:
(4)钌(Ru)元素在反应中呈现的化合价为 。
(5)图示中物质 (填化学式或结构简式)为该反应的中间产物。
(6)反应生成液态时放出的热量,此时转移 电子,该反应的热化学方程式为 。
【答案】(1)C
(2) Ⅲ 降低反应的活化能
(3)1074
(4)+2
(5)、
(6) 1
【详解】(1)a. O22O,化学键断裂需要吸收能量,a不符合题意;
b.状态Ⅰ状态Ⅱ,反应物分子变成活化分子需要吸收能量,b不符合题意;
c.状态Ⅱ状态Ⅲ,活化分子变成生成物分子放出能量,c符合题意;
故选c;
(2)能量越低越稳定,状态Ⅲ的能量最低,所以CO2的形成过程中,图中物质最稳定的是状态Ⅲ;从能量角度考虑钌催化剂的作用是降低反应的活化能;
(3)反应热=反应物键能和-产物键能和,即,则E()=1074kJ⋅mol−1;
(4)H和O的电负性大于钌,根据结构简式可判断Ru元素在该反应呈现的化合价为+2价;
(5)图为催化CO2(g)和H2(g)的反应生成HCOOH,物质Ⅰ在合成甲酸的过程中物质的量没有改变,只是改变了反应机理,所以物质Ⅰ为该反应的催化剂,Ⅱ、Ⅲ为中间产物,故答案为:、;
(6)根据整个流程可知,反应生成液态时放出的热量,CO2和H2为反应物,产物为HCOOH,23gHCOOH的物质的量为=0.5mol,所以生成1mol液态HCOOH放出31.2kJ能量,热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ·mol-1;结合热化学方程式可知,当生成0.5mol甲酸时,有0.5mol氢气参加反应,每个氢气参加反应转移2个电子,则0.5mol氢气参加反应转移1mol电子,故答案为:1;。
8.(25-26高二上·广东东莞·阶段练习)Ⅰ、已知下列热化学方程式:
①
②
③
(1)若反应③使用催化剂,那么将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)反应的 。
Ⅱ、以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下:
(3)根据上述反应历程与能量变化示意图,过程 (填“第一步反应”或“第二步反应”)为决速步。
(4)根据图象写出以、为原料生产尿素[]的热化学方程式为 (反应热用、、或表示)。
Ⅲ、生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,回答下列问题:
(5)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.氯化铵和水
(6)用如图所示的装置测定中和反应反应热,回答下列问题:
①从实验装置上看,还缺少 。
②通过上述实验测得中和热数值略小于,请你分析可能的原因是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度
【答案】(1)不变
(2)+131.3
(3)第二步反应
(4)
(5)A
(6) 环形玻璃棒搅拌器 ABC
【详解】(1)催化剂不能改变反应焓变,因此反应③使用催化剂后,不变。
(2)根据盖斯定律,反应可由②+③所得,则有:。
(3)在多步基元反应中,活化能越大反应速率慢,慢反应决定了总反应速率,根据图中曲线可知第二步反应的活化能大于第一步反应的活化能,则第二步反应为决速步。
(4)根据图中数据,总反应的=每一步断键吸收总能量-每一步成键放出总能量=,最后得到以、为原料生产尿素[]的热化学方程式为:。
(5)A.生石灰和水:生石灰为固体,和水都属于简单易获取物质,且能和水的剧烈反应放热,符合“即热饭盒”的加热原理,A符合题意;
B.浓硫酸和水:浓硫酸溶于水虽然也是放热过程,但浓硫酸为液体,不易获取且具有强腐蚀性,不适宜加热食物,不符合“即热饭盒”的加热原理,B不符合题意;
C.氯化铵和水:氯化铵溶于水是吸热过程,不符合“即热饭盒”的加热原理,C不符合题意;
故答案为:A。
(6)①由图可知,装置缺少仪器是环形玻璃棒搅拌器;
通过上述实验测得中和热数值略小于,可能的原因是:
A.实验装置保温、隔热效果差,热量散失较多,计算结果数值偏小,A正确;
B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的内筒中,热量散失多,计算结果数值偏小,B正确;
C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,造成盐酸初始温度偏高,且有热量损失,计算结果数值偏小,C正确;
故答案为:ABC。
9.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)化学反应伴随着能量变化,能量转化存在多种途径,回答以下问题。
(1)肼()又称联氨,常温下是一种可燃性液体,燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,常用作火箭燃料。
已知:① ;
② ;
③ ;
常温下,表示肼燃烧热的热化学方程式为: 。(用含的代数式表示)。
(2)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途,下图所示是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程示意图。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。据此写出生成1 mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式为 。
(3)键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,已知几种化学键的键能如下:
共价键
键能E/()
377
552
565
159
则的等于 kJ/mol。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题,燃烧产物对环境无污染,则肼燃烧热生成氮气和水,化学方程式为;结合盖斯定律,该反应由得到,则热化学方程式为;
(2)由图可知,总反应为氢气和二氧化碳生成甲酸,由题意可知,反应的,则反应的热化学方程式为,故答案为:;
(3)=反应物总键能-生成物总键能,代入表中数据可得,故答案为:;
10.(25-26高二上·广东茂名·期中)Ⅰ.按要求填空。
(1)4g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体,放出37kJ的热量,写出S燃烧的热化学方程式: 。
(2)适量H2(g)在1molO2(g)中完全燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量。请写出表示H2燃烧热的热化学方程式: 。
(3)COS(结构式为O=C=S)是煤气中主要的含硫杂质之一、利用反应可使工业气体总含硫量下降。已知断裂1mol化学键所需的能量如表所示。则该反应的为 。
化学键
H-H
C=O
C=S
H—S
436
745
577
339
1072
(4)火箭发射时可以用肼(N2H4,液态)作燃料,NO2作氧化剂,二者反应生成N2和水蒸气。
已知:;
②。
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式: 。
Ⅱ.某反应过程的能量变化如图所示。
(5)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。
(6)反应过程b中决速步是 (填“第一步”或“第二步”)。
(7)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”),反应热 (用图中、、、等表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)b
(6)第一步
(7) 放热
【详解】(1)硫的摩尔质量为32g/mol,4g硫粉的物质的量为mol,mol硫粉在中完全燃烧生成气体,放出37kJ的热量,所以1 mol硫粉在中完全燃烧生成气体,放出37kJ×8=296kJ的热量,所以S燃烧的热化学方程式为:;
(2)燃烧热是1mol物质完全燃烧生成指定产物的放热量。2mol(g)在1mol(g)中完全燃烧,生成2mol(l),放出571.6kJ的热量,则1mol(g)在mol(g)中完全燃烧,生成1mol(l),放出285.8kJ的热量,故燃烧热的热化学方程式为;
(3)反应热=反应物的键能−生成物的键能=(436+745+577)kJ⋅mol−1−339×2kJ⋅mol−1−1072kJ⋅mol−1=+8kJ⋅mol−1;
(4)①kJ/mol
②kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2-①得到:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1134.4kJ/mol;
(5)催化剂能降低反应的活化能,从图中分析,两曲线始态和终态能量分别相同,曲线b的活化能较低,说明反应过程b有催化剂参与;
(6)反应过程中,活化能较大的步骤为决速步骤,则反应过程b中决速步是第一步;
(7)从图中分析可知,该反应反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,始态与终态的反应热为为正反应的活化能-逆反应的活化能,则。
考点05 反应热大小的比较
1.(25-26高二上·广东惠州·阶段练习)下列推论正确的是
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1 ; S(s)+O2(g)=SO2 (g) △H2,则△H1 >△H2
B.C(s,石墨)= C(s,金刚石) △H由此可知金刚石比石墨稳定
C.葡萄糖的燃烧热是2800 kJ· mol-1, 则
D.已知101 kPa时,2C(s)+O2 (g)=2CO(g) △H=-221 kJ· mol-1,则C的燃烧热是110.5 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.物质在气态含有的能量比固态时高,所以S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的热量比S(s)+O2(g)=SO2(g)放出的热量多,反应放出的热量越多,则反应热就越小,因此△H1<△H2,A错误;
B.△H=+1.9 kJ/mol表明反应吸热,金刚石能量高于石墨,故石墨更稳定,B错误;
C.燃烧热为1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,1/2 mol葡萄糖对应△H=-1400 kJ/mol,符合燃烧热定义,C正确;
D.燃烧热为1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,C完全燃烧生成稳定的氧化物为CO2,而该反应产物为CO,未完全燃烧,无法得出C的燃烧热为110.5 kJ·mol-1,D错误;
故选C。
2.(25-26高二上·广东江门·月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol,则含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【详解】A.燃烧热应生成液态水,而题中生成气态水,ΔH绝对值应更大,故氢气的燃烧热ΔH<-241.8 kJ/mol,A错误;
B.ΔH>0说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,B错误;
C.20.0g NaOH为0.5mol,中和反应放热0.5mol×57.4 kJ/mol=28.7kJ,C正确;
D.完全燃烧(生成CO2)放热更多,ΔH1更小(更负),故ΔH1<ΔH2,D错误;
故选C。
3.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)已知、、对应的反应中已省略,且,则下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
【答案】C
【详解】A.根据盖斯定律可知,故,且,故,A错误;
B.由图可知,气态水变成液态水放热,故,,故,则,B错误;
C.,故,C正确;
D.由A项分析可知,说明正丁烷变为异丁烷反应放热,故正丁烷能量高于异丁烷,能量越低越稳定,故稳定性:异丁烷>正丁烷,D错误;
故选C。
4.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀溶液中, ,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
C.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
D.已知常温常压下1 mol的和1 mol 充分反应放出热量14.9 kJ,则该过程的热化学方程式为
【答案】A
【详解】A.碳完全燃烧生成比不完全燃烧生成CO释放更多热量,更小,因此,A正确;
B.醋酸是弱酸,电离需吸热,导致中和反应放热量小于57.3 kJ,B错误;
C.仅与始态和终态有关,与反应条件无关,光照或点燃的条件下相同,C错误;
D.14.9 kJ是实际反应放热量,而热化学方程式的应基于完全反应的理论值,题中反应为可逆反应未完全进行,因此理论放出的热量大于14.9 kJ,则 ,D错误;
故答案选A。
5.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成,前者放出的热量多
B.热化学方程式中的化学计量数只表示分子个数
C.白锡转化为灰锡的反应焓变为 ,则白锡比灰锡更稳定
D.25℃,101 kPa时,1 mol S的燃烧热小于2 mol S的燃烧热
【答案】A
【详解】A.硫蒸气比硫固体具有更高的内能,完全燃烧生成时释放的热量更多,A正确;
B.热化学方程式的化学计量数代表物质的量(如mol),而非分子个数,B错误;
C.为负说明白锡转化成灰锡是放热反应,灰锡能量更低更稳定,应该灰锡比白锡更稳定,C错误;
D.燃烧热是单位物质的量的可燃物燃烧生成稳定产物放出的热量,为定值,与物质的量无关,1 mol和2 mol的燃烧热数值相同,D错误;
故选A。
6.(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.由于反应(2)和反应(4)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(4)生成液态水比反应(2)生成气态水释放更多热量,比更负,因此b > d,故A错误;
B.由于反应(1)和反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(3)生成液态水比反应(1)生成气态水释放更多热量,比 更负,因此a > c,B正确;
C.由于反应(2)是反应(1)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,故焓变关系为b = 2a,C正确;
D.由于反应(4)是反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,焓变关系为d = 2c,D正确;
故答案选A.
7.(24-25高二上·广东广州·期末)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中化学能转化为热能
B.反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化
C.反应Ⅱ的热化学方程式为
D.1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ
【答案】B
【详解】A.反应Ⅰ为吸热反应,热能转化为化学能,A错误;
B.反应Ⅱ方程式为:,反应Ⅱ中硫元素从+4价部分升至+6价(H2SO4),部分降至0价(S),只有硫的化合价变化,B正确;
C.反应Ⅱ的正确方程式应为:,由盖斯定律可知,反应,则,C错误;
D.反应Ⅲ:,S(g)比S(s)能量高,生成SO2时释放的热量应大于297 kJ,D错误;
故选B。
8.(25-26高二上·广东云浮·周测)在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的四种燃料完全燃烧时,甲烷放出的热量最多
B.CO燃烧的热化学方程式为
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
【答案】D
【详解】A.CO、H2、CH4、CH3OH的相对分子质量分别为28、2、16、32,又因为它们每1mol分别完全燃烧时,放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、726.5kJ,所以1gCO、H2、CH4、CH3OH完全燃烧时,放出热量分别为:10.0kJ、142.9kJ、55.6kJ、22.7kJ,则相同质量的以上四种燃料,完全燃烧时放出热量最多的是H2,A错误;
B.CO燃烧热∆H为-283.0 kJ·mol-1,表示1molCO完全燃烧释放283.0 kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式为:∆H=-566.0kJ·mol-1,B错误;
C.甲醇燃烧热的数据指的是1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时释放热量726.5kJ,若生成气态水,释放的热量小于726.5kJ,C错误;
D.标准状况下,相同体积的CO、H2、CH4物质的量相同,根据C元素守恒,完全燃烧的碳排放量:CO=CH4>H2,D正确;
故选D。
9.(25-26高二上·全国·周测)常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. B.受热分解是放热反应
C.溶于水会使溶液温度降低 D.
【答案】D
【详解】A.根据盖斯定律,,A错误;
B.受热分解是吸热反应,B错误;
C.溶于水放出热量,会使溶液温度升高,C错误;
D.由图可知,、,则,D正确;
故答案选D。
10.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)工业合成氨反应为,氨在工农业生产中应用广泛。
化学键
键能
436
391
945.6
已知:键能是化学键完全断裂形成气态原子所需要吸收的能量,部分化学键的键能如表格所示。计算每合成可以放出热量 。
(2)已知25℃时,下列物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量()
0
0
-242
-286
①表示燃烧热的热化学方程式为 。
②转化为 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
(3)已知:I.
II.
根据盖斯定律计算 。
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、由大到小的关系为 。
【答案】(1)46.2
(2) 放出 22
(3)-283
(4)
【详解】(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,对于反应,反应物总键能为键能与3倍键能之和,生成物总键能为6倍键能,则,这表明生成放出热量,那么每合成放出的热量为;
(2)①燃烧热是指纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,燃烧生成的稳定氧化物是,由表格可知,,此为表示燃烧热的热化学方程式;
②转化为,相对能量降低,是放热过程,转化为放出的热量为,则转化为放出的热量为;
(3)根据盖斯定律,用反应Ⅱ反应Ⅰ来计算的,反应Ⅱ:,
反应Ⅰ:,则反应Ⅰ:,所以;
(4)稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液与稀盐酸的反应,都是强酸与强碱的中和反应,中和热(反应热)相同,即,稀氨水是弱碱,在与稀盐酸反应时,的电离过程会吸收热量,所以反应放出的热量比强酸强碱中和反应少,而反应热为负值,放出热量越少,越大,故。
11.(25-26高二上·广东·阶段练习)烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H1
NO(g)+O2(g)=NO2(g) △H2
SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) △H3
(1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的△H= (用△H1、△H2表示)。
(2)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H4= - akJ•mol-1(a>0),在相同条件下将1molSO2和0.5molO2通入密闭容器中充分反应,放出热量为QkJ,则Q 0.5a (填“>”“<”“=”)。
(3)2O3(g)=3O2(g) △H5=- bkJ•mol-1(b>0),O3和O2比较,稳定性更好的是 。
(4)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为在298.15K,101kPa条件下测得一些化学键的键能(键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)
化学键
键能(kJ·mol-1)
H-O
460
O=O
499
H-H
437
①1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1411 kJ的热量。写出相应的热化学方程式 。
②工业合成氨为可逆反应,写出一条提高H2转化率的措施 。
③已知:1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。求298.15K,101kPa条件下H2的燃烧热 。
【答案】(1)
(2)<
(3)O2
(4) 降温、增大压强或及时分离出NH3等 277.5kJ·mol-1
【详解】(1)根据盖斯定律,,可得反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g) ;
(2)该反应是可逆反应,1 mol SO2和 0.5 mol O2不能完全反应,因此实际放出的热量 Q<0.5a;
(3)根据反应2O3(g)=3O2(g) △H5=- bkJmol-1(b>0),是放热反应,说明O3的能量高于O2,物质能量越低越稳定,因此O2更稳定;
(4)①根据题意,1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1411 kJ的热量,热化学方程式为;
②理论上,为了提高H2的平衡转化率,可以采取的措施是降温、增大压强或及时分离出NH3等;
③H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH,由键能计算ΔH=437 kJ·mol-1+499 kJ·mol-1-2460 kJ·mol-1=-233.5 kJ·mol-1,再根据1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量,得出H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH=-233.5 kJ·mol-1-44.0 kJ·mol-1=-277.5 kJ·mol-1。燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成指定氧化物时放出的热量,故H2的燃烧热为277.5 kJ·mol-1。
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专题01 化学反应的热效应
考点01 化学反应的能量变化
1.(25-26高二上·广东东莞·月考)能量的转化在生活生产中有重要的应用,下图中属于将化学能转化为热能的是
A.水力发电
B.冰块在室外融化
C.新能源汽车在行驶
D.天然气蒸煮食物
A.A B.B C.C D.D
2.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系错误的是
A.化学能→热能
B.太阳能→电能
C.化学能→电能
D.电能→化学能
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高二上·广东广州·期末)2024年6月,我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列关于能量转化关系不正确的是
火箭采用液氢液氧发动机
光照期着陆器用太阳电池翼供电
A.化学能→热能
B.太阳能→电能
阴影期上升器用锂离子蓄电池供电
返回器用一次电源供电
C.电能→化学能
D.化学能→电能
A.A B.B C.C D.D
4.(25-26高二上·广东汕头·月考)生活处处都与化学反应有关,下列生活中发生的反应属于吸热反应的是
A.钢铁生锈 B.蒸馒头时小苏打受热分解
C.食物的腐败 D.生石灰制熟石灰
5.(24-25高二上·广东·期中)中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,下列有关说法错误的是
A.“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,“雪融成水”过程,“水成冰”则相反
B.“玉梅雪柳千家闹,火树银花十里开”,涉及化学能转化成光能和热能的过程
C.“落红不是无情物,化作春泥更护花”,体现了化学变化中的质量守恒定律
D.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的煅烧石灰石是放热反应
6.(25-26高二上·广东茂名·阶段练习)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.
7.(24-25高二上·广东茂名·期中)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.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
8.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)某反应的反应过程和能量变化如图所示,下列有关该反应的叙述正确的是
A.该反应的反应热 B.反应物的总能量低于生成物的总能量
C.该反应是吸热反应 D.加入催化剂后反应放出的热会减少
9.(25-26高二上·广东·阶段练习)已知制取的反应过程如下:① ;② 。下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·广东·期中)如图所示是生产水煤气的反应的能量变化,由图可判断下列说法正确的是
A.容器内充入、后充分反应,放出的热量
B.
C.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
D.加入催化剂可以减小的值,从而提高反应的焓变
11.(24-25高二上·广东·期中)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.图甲可表示反应物断键吸收能量之和大于生成物成键释放能量之和
B.由图乙可知的燃烧热为
C.由图乙可知石墨完全燃烧放出的热量为
D.由图乙可判断能量比能量高
12.(24-25高二上·广东广州·期末)一定条件下,(M为、、等)与甲烷反应生成甲醇。分别与、反应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似,图中以示例;直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢)。下列说法不正确的是
A.与反应是放热反应
B.步骤Ⅰ中涉及氢原子成键变化
C.与反应的能量变化应为图中曲线b
D.若与反应,生成的氘代甲醇有2种
13.(24-25高二上·广东江门·期末)亚硝酰氯在有机合成中有重要应用,其合成反应的反应历程如图。下列说法不正确的是
A.该反应为放热反应 B.曲线I可能加入了催化剂
C.反应过程只存在极性键的断裂和形成 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
14.(24-25高二上·广东江门·期末)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.
15.(24-25高二上·广东深圳·期末)反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能)。下列有关叙述错误的是
A.该反应为吸热反应
B.升高温度,活化分子百分数增大
C.使用催化剂,该反应的不变
D.该反应的
考点02 中和热的测定
1.(25-26高二上·广东潮州·随堂练习)量热计中温度计的作用是
A.搅拌反应物 B.测定反应的时间
C.测定反应前后溶液的温度 D.控制反应的温度
2.(25-26高二上·广东汕头·随堂练习)下列关于中和热的说法正确的是
A.中和热是指酸与碱反应放出的热量
B.中和热是指强酸与强碱反应生成水放出的热量
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应生成液态水时所释放的热量称为中和热
D.只要是强酸与强碱反应,中和热都是
3.(25-26高二上·广东·阶段练习)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)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热,则测定数值偏高
4.(25-26高二上·广东阳江·开学考试)借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
5.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)化学反应常伴随热效应。化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应的热量变化,通过量热装置测量某反应前后体系温度的变化,可获得该反应热量变化的数值Q。(已知:本实验所有反应体系的C和分别取4.18、1.0,忽略水以外各物质吸收的热量,忽略温度对的影响,下同)
(1)中和热的测定:
配制盐酸溶液:配制100 mL 0.5000 mol/L HCl溶液,需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)热量的测定:
①甲同学量取0.5500 NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热的数值为 (用含、的代数式表示)
②已知强酸与强碱的中和热为57.3 kJ。某兴趣小组的实验数值结果大于57.3 kJ原因可能是(填字母)
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用量筒量取盐酸时仰视读数
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
(3)焓变的测定:
借鉴(2)的方法,甲同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
100 mL 0.20溶液
1.20 g Fe粉
a
b
ⅱ
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b c(填“>”、“<”或“=”)。
② (选择表中一组数据计算)。
结果表明,该方法可行。
6.(25-26高二上·广东惠州·阶段练习)回答下列问题:
①现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L 1mol·L⁻¹的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3, 则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
②假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm⁻³,又知中和反应后生成溶液的比热容 为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验
序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得中和反应 的反应热ΔH = (结果保留一位小数)。
③该同学通过实验测出的反应热绝对值即|ΔH|偏小,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
7.(24-25高二上·广东茂名·期中)I.化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。实验装置如下图所示。
(1)理论上强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,则稀H2SO4和NaOH稀溶液反应的中和热的热化学方程式为 。
(2)仪器a的名称为 ,泡沫塑料的作用为 。
(3)将浓度为的酸溶液和的碱溶液各20mL进行反应。测得反应前后体系的温度值,实验结果见下表。(c和分别取和,下同)。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
1
HCl+NaOH
a
b
2
HCl+NH3·H2O
a
c
①温度:c b(填“>”“<”或“=”),理由是 。
②的 kJ·mol-1。
Ⅱ.酸催化下NH4Cl与NaNO2混合溶液的反应(反应i),可用于石油开采中油路解堵。
(4)反应i:
已知:
则反应i的 。
8.(24-25高二上·广东江门·期末)某实验小组利用手持技术测量化学反应的热量变化,开展了以下实验活动。测定装置和测定结果如图所示。
(1)实验室用浓盐酸配制成盐酸,需要用到的玻璃仪器有_______。
A.容量瓶 B.胶头滴管 C.分液漏斗 D.圆底烧瓶
(2)实验中应_______注入溶液。
A.一次性缓慢 B.一次性快速 C.一次性先快后慢 D.分多次
(3)搅拌磁子的中心是一粒磁铁,磁铁表面被聚四氟乙烯包覆,该实验中聚四氟乙烯包覆 (填“能”或“不能”)换成铝制外壳包覆,原因是 。
(4)已知热量计算公式:,盐酸和溶液的密度均近似为,中和后生成溶液的比热容。根据上图所示数据,烧杯中发生的反应的反应热 (保留3位有效数字)。
(5)该实验小组进一步测量反应的反应热。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。
实验过程:向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在Fe粉与酸的反应,不能直接测得该反应的反应热。
实验改进:鉴于以上问题,需要设计科学合理的实验方案。实验小组设计如下方案:
步骤i:往一定量的溶液中加入足量铜粉充分反应,并测得该反应热量变化为;
步骤ii:_______。
数据处理:结合步骤i和步骤ii所得数据算出。
①配制溶液时需加入酸的原因是 ;
②步骤i中发生反应的离子方程式为 ;
③步骤ii中的操作为: 。
9.(24-25高二上·广东清远·期中)定量测定实验是研究化学的重要手段。回答下列相关实验问题:
Ⅰ.某同学用50mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠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反应热。
(1)仪器的名称是 。A的材质能否用铜丝代替? 填“能”或“不能”
(2)若实验中改用60mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH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”;生成1mol水时放出热量 填“相等”或“不相等”。
(3)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应反应热的数值偏低,请你分析可能的原因是_______填序号。
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后测NaOH溶液的温度
B.把量筒中的氢氧化钠溶液迅速一次性地倒入小烧杯
C.做本实验的当天室温较高
D.将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50mL0.55mol·L-1的氨水
Ⅱ.某同学为了测定含有NaCl杂质的NaOH的质量分数,进行如下步骤实验:
①称量1.00g样品溶于水,配成250mL溶液;②准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中;③滴加几滴酚酞溶液;④用0.10mol/L的标准盐酸滴定三次,每次消耗盐酸的体积记录如下:
滴定序号
待测液体积
所消耗盐酸标准的体积(mL)
滴定前
滴定后
(4)量取25.00mL待测液应使用 填仪器名称。
(5)试样中NaOH的质量分数为 。
(6)若出现下列情况,测定结果偏高的是 。
a.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
b.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外
d.酸式滴定管滴至终点对,俯视读数
e.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗
(7)判断到达滴定终点的现象是:当滴下最后半滴盐酸时, 。
10.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)在科学研究和工业生产中常常需要计算反应热。反应热可通过实验测得。实验小组用溶液和硫酸进行中和热的测定。
(1)实验要配制稀硫酸,则需用量筒量取的浓硫酸 。
(2)溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示。
仪器a的名称是 ;烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(3)实验室取溶液和硫酸进行实验,实验数据如下表。①填写下表空白。
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
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
②已知:,中和后生成的溶液的比热容,各溶液的密度均为由此计算得出该实验所测“中和热”的 (保留一位小数)。
③上述计算结果与理论数值()相差较大的原因可能是 (填字母)。
A.实验装置保温隔热效果差
B.为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液
C.量取溶液的体积时仰视读数
D.用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌
考点03 热化学方程式
1.(25-26高二上·广东珠海·期中)下列有关说法正确的是
A.已知 ,由此可知气体在密闭容器中充分分解后可以放出的热量
B.已知 ,则氢气的燃烧热为
C.已知 , ,则
D.含的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量,则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为:
2.(25-26高二上·广东河源·阶段练习)下列有关热化学方程式的说法正确的是
A.已知: ,则向密闭容器中加入气体,充分分解后可以放出的热量
B.已知 ,由此可知氢气的燃烧热为
C.中和热为,氢氧化钠稀溶液与醋酸反应:
D.由 和 ,可知
3.(25-26高二上·广东河源·阶段练习)下列热化学方程式表达正确的是
A.该式可以表示中和热: kJ/mol
B.燃烧热: kJ/mol
C.反应热: kJ/mol
D.反应热: kJ/mol
4.(25-26高二上·广东汕头·阶段练习)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,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. ; ,则
C.下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
D.已知条件下: , ,则比稳定
5.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列有关热化学方程式的说法中,正确的是
A. ,则碳的燃烧热为
B.500℃、下,,将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C. ,则
D.密闭容器中,硫粉与铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出热量。则
6.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列说法或表示方法中正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.
C.已知中和热,若将含的浓溶液与含的溶液混合,放出的热量要大于
D.氢气的燃烧热为,则氢气燃烧的热化学方程式为
7.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列热化学方程式中,能表示物质的燃烧热的是
A. kJ/mol
B. kJ/mol
C. kJ/mol
D. kJ/mol
8.(24-25高二上·广东广州·期末)下列热化学方程式及结论均正确的是
A.已知 ,则的燃烧热是
B.已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则红磷比白磷稳定
C.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
D. , ,则
9.(25-26高二上·广东江门·月考)已知 ,下列有关中和热和燃烧热的说法中,正确的是
A.反应热就是热量
B.在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于
C.溶液与稀溶液恰好完全反应时,放出的热量
D.已知 ,所以,C的燃烧热是
10.(25-26高二上·广东惠州·月考)下列有关热化学方程式的叙述不正确的是
A.在稀溶液中: ,若将含的稀硫酸与含的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
B.已知正丁烷异丁烷,则正丁烷比异丁烷更不稳定
C. ,则的燃烧热为571.6 kJ/mol
D.相同物质的量的气态S单质比固态S单质完全燃烧放出的热量更多
考点04 反应热的计算
1.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示与反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,和反应放出的热量为
D.由(d)图可知,该总反应的反应热:
2.(25-26高二上·广东广州·月考)有关碳及其化合物的循环转化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.1 mol C(s)完全燃烧放出热量
B.
C.上述四个反应中,既有放热反应,又有吸热反应
D.上述循环中存在
3.(25-26高二上·广东·期中)在298K、101kPa时,已知:
则与和间的关系正确的是
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·广东江门·月考)以太阳能为热源,热化学硫磺循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213kJ/mol
反应Ⅱ: ΔH2=+327 kJ/mol
反应Ⅲ:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) ΔH3=+172kJ/mol
下列说法不正确的是
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为: ΔH=+286 kJ/mol
D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,总反应的ΔH减小
4.(24-25高二上·广东·期中)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)①氢能被称为绿色能源的原因是 (任答一点)。
②在下,氢气在氧气中完全燃烧,生成液态水,放出的热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
(2)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金。
已知:;
;
。
则 。
5.(24-25高二上·广东茂名·期中)含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
工业上常用NH3和CO2合成尿素[CO(NH2)2],利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示。
以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的总反应的热化学方程式为:2NH3(g) + CO2(g)=CO(NH2)2 (s) + H2O(g) ΔH= 。
6.(24-25高二上·广东广州·期末)氨是重要的化工产品,我国目前氨的生产能力位居世界首位。
Ⅰ.工业合成氨的反应为
(1)根据如图数据,计算合成氨的 。
7.(24-25高二上·广东江门·期末)钌(Ru)是重要的催化剂元素。
Ⅰ.研究人员通过实验在钌催化剂表面成功观察到与形成化学键生成的过程,起始阶段及反应过程如下图:
回答下列问题:
(1)整个实验过程中放出能量的是 。
A. B.状态状态 C.状态Ⅱ状态Ⅲ
(2)的形成过程中,图中物质最稳定的是状态 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);从能量角度考虑钌催化剂的作用是 。
(3)已知中键能为中键能为。则中碳氧键的键能为 。
Ⅱ.用钌(Ru)基催化剂催化和的反应如图所示:
(4)钌(Ru)元素在反应中呈现的化合价为 。
(5)图示中物质 (填化学式或结构简式)为该反应的中间产物。
(6)反应生成液态时放出的热量,此时转移 电子,该反应的热化学方程式为 。
8.(25-26高二上·广东东莞·阶段练习)Ⅰ、已知下列热化学方程式:
①
②
③
(1)若反应③使用催化剂,那么将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)反应的 。
Ⅱ、以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下:
(3)根据上述反应历程与能量变化示意图,过程 (填“第一步反应”或“第二步反应”)为决速步。
(4)根据图象写出以、为原料生产尿素[]的热化学方程式为 (反应热用、、或表示)。
Ⅲ、生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,回答下列问题:
(5)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.氯化铵和水
(6)用如图所示的装置测定中和反应反应热,回答下列问题:
①从实验装置上看,还缺少 。
②通过上述实验测得中和热数值略小于,请你分析可能的原因是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度
9.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)化学反应伴随着能量变化,能量转化存在多种途径,回答以下问题。
(1)肼()又称联氨,常温下是一种可燃性液体,燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,常用作火箭燃料。
已知:① ;
② ;
③ ;
常温下,表示肼燃烧热的热化学方程式为: 。(用含的代数式表示)。
(2)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途,下图所示是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程示意图。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。据此写出生成1 mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式为 。
(3)键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,已知几种化学键的键能如下:
共价键
键能E/()
377
552
565
159
则的等于 kJ/mol。
10.(25-26高二上·广东茂名·期中)Ⅰ.按要求填空。
(1)4g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体,放出37kJ的热量,写出S燃烧的热化学方程式: 。
(2)适量H2(g)在1molO2(g)中完全燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量。请写出表示H2燃烧热的热化学方程式: 。
(3)COS(结构式为O=C=S)是煤气中主要的含硫杂质之一、利用反应可使工业气体总含硫量下降。已知断裂1mol化学键所需的能量如表所示。则该反应的为 。
化学键
H-H
C=O
C=S
H—S
436
745
577
339
1072
(4)火箭发射时可以用肼(N2H4,液态)作燃料,NO2作氧化剂,二者反应生成N2和水蒸气。
已知:;
②。
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式: 。
Ⅱ.某反应过程的能量变化如图所示。
(5)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。
(6)反应过程b中决速步是 (填“第一步”或“第二步”)。
(7)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”),反应热 (用图中、、、等表示)。
考点05 反应热大小的比较
1.(25-26高二上·广东惠州·阶段练习)下列推论正确的是
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1 ; S(s)+O2(g)=SO2 (g) △H2,则△H1 >△H2
B.C(s,石墨)= C(s,金刚石) △H由此可知金刚石比石墨稳定
C.葡萄糖的燃烧热是2800 kJ· mol-1, 则
D.已知101 kPa时,2C(s)+O2 (g)=2CO(g) △H=-221 kJ· mol-1,则C的燃烧热是110.5 kJ·mol-1
2.(25-26高二上·广东江门·月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol,则含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
3.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)已知、、对应的反应中已省略,且,则下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
4.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀溶液中, ,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
C.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
D.已知常温常压下1 mol的和1 mol 充分反应放出热量14.9 kJ,则该过程的热化学方程式为
5.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成,前者放出的热量多
B.热化学方程式中的化学计量数只表示分子个数
C.白锡转化为灰锡的反应焓变为 ,则白锡比灰锡更稳定
D.25℃,101 kPa时,1 mol S的燃烧热小于2 mol S的燃烧热
6.(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·广东广州·期末)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中化学能转化为热能
B.反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化
C.反应Ⅱ的热化学方程式为
D.1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ
8.(25-26高二上·广东云浮·周测)在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的四种燃料完全燃烧时,甲烷放出的热量最多
B.CO燃烧的热化学方程式为
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
9.(25-26高二上·全国·周测)常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. B.受热分解是放热反应
C.溶于水会使溶液温度降低 D.
10.(25-26高二上·广东揭阳·阶段练习)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)工业合成氨反应为,氨在工农业生产中应用广泛。
化学键
键能
436
391
945.6
已知:键能是化学键完全断裂形成气态原子所需要吸收的能量,部分化学键的键能如表格所示。计算每合成可以放出热量 。
(2)已知25℃时,下列物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量()
0
0
-242
-286
①表示燃烧热的热化学方程式为 。
②转化为 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
(3)已知:I.
II.
根据盖斯定律计算 。
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、由大到小的关系为 。
11.(25-26高二上·广东·阶段练习)烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H1
NO(g)+O2(g)=NO2(g) △H2
SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) △H3
(1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的△H= (用△H1、△H2表示)。
(2)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H4= - akJ•mol-1(a>0),在相同条件下将1molSO2和0.5molO2通入密闭容器中充分反应,放出热量为QkJ,则Q 0.5a (填“>”“<”“=”)。
(3)2O3(g)=3O2(g) △H5=- bkJ•mol-1(b>0),O3和O2比较,稳定性更好的是 。
(4)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为在298.15K,101kPa条件下测得一些化学键的键能(键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)
化学键
键能(kJ·mol-1)
H-O
460
O=O
499
H-H
437
①1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1411 kJ的热量。写出相应的热化学方程式 。
②工业合成氨为可逆反应,写出一条提高H2转化率的措施 。
③已知:1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。求298.15K,101kPa条件下H2的燃烧热 。
试卷第1页,共3页
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