内容正文:
第一单元 化学反应的热效应
考向
题号
难度
答题情况
正确
错误
01 反应热与焓变
1
容易
2
中等
3
中等
02 热化学反应方程式
4
容易
5
中等
6
中等
03 燃烧热和中和热
7
容易
8
中等
9
中等
04 中和热测定
10
容易
11
容易
12
中等
05 盖斯定律
13
容易
14
中等
15
较难
06 反应热大小比较
16
容易
17
中等
18
较难
07 反应热的计算
19
容易
20
中等
21
中等
08 热化学反应方程式书写
22
中等
23
中等
24
较难
综合评价
1.合成氨的热化学方程式为: ,下列有关叙述错误的是
A.将与置于密闭容器中充分反应后放出热量为
B.生成时放出的热量
C.形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.反应物的总能量大于生成物的总能量
2.根据下图所示的能量转化关系,下列说法不正确的是
A.反应的热化学方程式是CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH=-91 kJ·mol-1
B.反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.使用催化剂,使反应更快,放热更多
3.和反应生成 过程中能量变化的情况如图所示,下列说法错误的是
A.2 mol氢原子结合生成 时放出436kJ 能量
B.该反应的热化学方程式为
C.的总能量为2267 kJ
D.若C-H键能为,则碳碳双键的键能比碳碳单键的键能大
4.热化学方程式 表示
A.碳和氧气反应放出110.5 kJ能量
B.1 mol碳和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳放出110.5 kJ热量
C.25 ℃、101 kPa时1 mol固态碳单质和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳气体,并放出110.5 kJ热量
D.1个固态碳原子和个氧气分子反应放出110.5 kJ热量
5.关于热化学方程式,下列说法正确的是
A.热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol,表示2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后达到平衡状态热量196.6kJ
B.△H的单位中“mol”是指反应物为1mol
C.已知:正戊烷(1)=新戊烷(l) △H<0,则等质量的正戊烷(1)和新戊烷(l)燃烧,正戊烷(l)放出的热量更多
D.常温常压下,1gH2燃烧放出的热量为143kJ,则H2燃烧的热化学方程式可表示为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-143kJ/mol
6.下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B.氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C.已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D.已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
7.下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
8.下列热化学方程式正确的是
A.表示硫的燃烧热的热化学方程式:
B.下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
C.CO(g)的燃烧热,则反应的
D.在时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol ,硫酸与KOH溶液反应的热化学方程式为:H2SO4(aq)+2KOH(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)
9.下列根据事实书写的热化学方程式正确的是
选项
事实
热化学方程式
A
400℃、催化剂作用下,1 mol SO2和0.5 mol O2充分反应放热48kJ
B
液态联氨(N2H4)的燃烧热为
C
HF溶液和NaOH溶液反应的中和热
D
101 kPa,18 g葡萄糖(C6H12O6)固体完全燃烧生成CO2气体和液态水放热280 kJ
10.分别取盐酸与氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.将溶液倒入盐酸溶液中的正确操作是迅速倒入
C.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液对实验结果有影响
D.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需使用2次,分别是测混合液的初始温度和反应最高温度
11.室温时,某小组同学利用50 mL 0.50盐酸和50 mL 0.55NaOH溶液进行实验,测定反应的,得到如下数据。下列有关说法错误的是
实验序号
起始温度/℃
终止温度/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.0
23.2
2
20.2
20.2
23.4
3
20.5
20.5
24.6
4
20.3
20.3
23.4
A.取实验1、2、4数据的平均值,作为反应前后温度变化量
B.可以用溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸
C.实验时,玻璃搅拌器上下进行搅动
D.实验过程中,若将双孔塑料板换为双孔铝板,则测得的偏大
12.某实验小组利用等体积的0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热,下列说法不正确的是
A.仪器A名称为玻璃搅拌器
B.实验中可以分多次把盐酸倒入内筒的NaOH溶液中
C.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
D.为了实验数据准确,至少做3次平行实验
13.为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱无关
14.常温下,CuSO4(s)和CuSO4•5H2O(s)溶于水及CuSO4•5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CuSO4•5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
15.1molC(石墨,s)在一定条件下可发生如图所示变化,已知:,下列说法错误的是
A. B.
C. D.C(石墨,s)
16.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
17.(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
18.下列表述正确的是
A.已知: ,则的NaOH溶液与稍过量的的硫酸溶液完全反应,放出的热量大于5.73 kJ
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石的燃烧热大于石墨的燃烧热
C.已知: , ,则可推出比稳定
D.同温同压下,与反应生成等质量的时,在光照条件下放出的热量大于点燃条件下放出的热量
19.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应如下:
I-1
II、
III、 -1
几种物质的相对能量如下表所示:
物质
CO(g)
相对能量
0
-242
c
-111
下列叙述错误的是
A.相对能量: B.a的值不能确定
C.b=40 D.c=-75
20.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过臭氧氧化法制备。已知:在、时发生以下反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
21.在一定条件下,充分燃烧一定量的丙烷放出的热量为 kJ,经测定完全吸收生成的需 的NaOH溶液 L,恰好只生成碳酸钠和水,则此条件下反应的为
A. B. C. D.
22.二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用,有利于二氧化碳的减排。
反应A: ΔH1=+41.1 kJ∙mol-1
反应B: ΔH2=-90.1 kJ∙mol-1。
与反应生成和的热化学方程式为 。
23.利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为
反应
反应 ΔH2
反应
回答下列问题:
标准状态下,由稳定状态的单质生成1mol该物质的焓变为标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓见下表:
物质
-393.5
0
-201.2
-241.8
。
24.和均为工业生产的重要原料,回答下列问题:
工业上可通过反应制取氢气,制备过程中涉及如下两个反应:
①
②
写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
考向01 反应热与焓变
【例1】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:
1.焓、焓变
2.反应热与焓变
(1)焓(符号为H)是一个与内能有关的物理量。研究表明,在等压条件下进行的化学反应,其等于反应的焓变,用符号ΔH表示,常用单位是kJ/mol(或kJ·mol-1)。
(2)根据规定,当反应体系放热时,其焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。当反应体系吸热时,其焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
3.计算反应热的两种方法
(1)宏观角度计算:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
(2)微观角度计算:ΔH=断键吸收的总能量-成键释放的总能量。
4.稳定性与能量的关系
物质本身能量越低越稳定,如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0),则石墨的能量更低,故石墨的稳定性大于金刚石的稳定性。
解题指导
考向02 热化学反应方程式
【例2】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.表示甲烷的燃烧热: kJ·mol-1
B.已知稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热kJ·mol-1,则溶液和溶液反应生成1mol时放出57.3kJ的热量
C.已知: kJ·mol-1;则0.5mol与1.5mol在一定条件下充分反应,放出热量为46.2kJ
D. ; ,则
1.热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的聚集状态标注错误或漏写,物质的聚集状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同,ΔH与方程式中化学计量数成正比。
2.热化学方程式的正误判断
一看方程式是否配平。
二看各物质的聚集状态是否正确。。
三看ΔH的“+”“-”符号是否正确。
四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”。
五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
解题指导
考向03 燃烧热和中和热
【例3】下列说法或表示方法正确的是
A.已知:500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H= -92.4 kJ/mol,则1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量等于46.2kJ
B.肼()是一种可燃性液体,燃烧热为624kJ/mol,燃烧的热化学方程式:
C.表示硫的燃烧热的热化学方程式:
D.1molHF溶液与足量NaOH溶液反应: ΔH=-57.3 kJ·mol-1
一、中和热
1.中和热的定义:稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量叫做中和热。
2.理解中和热时要注意以下几点:
(1)条件:稀溶液,因浓酸和浓碱稀释时会放出热量。
(2)反应物:强酸和强碱反应。
(3)生成物及其物质的量: 1 mol H2O(l)
(4)表述:用文字叙述中和热时,不带“-”;用ΔH表示时,带上“-”。如强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
【提醒】误认为中和热的数值(57.3 kJ·mol-1)是针对所有酸碱反应,57.3 kJ·mol-1是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热,浓酸或浓碱溶于水时也要放热,中和热数值会大于57.3 kJ·mol-1,而弱酸或弱碱参与的中和反应,因弱酸弱碱电离时要吸收热量,则中和热数值小于57.3 kJ·mol-1。
二、燃烧热
1.燃烧热的定义:101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
2.理解燃烧热的注意点
(1)反应条件:101 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。
(2)可燃物的用量:1 mol纯物质。
(3)反应程度及产物:完全燃烧生成指定产物。完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C―→CO2(g)、S―→SO2(g)、H―→H2O(l)、N―→N2(g)。C―→CO不是完全燃烧;SO3不是S的燃烧产物;若生成物中含有水,则水必须为液态。
(4)燃烧环境:没有说明,一般是在氧气中进行,如1 mol H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。
三、反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
解题指导
考向04 中和热测定
【例4】手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为,比热容近似为。下列相关说法正确的是
A.分批加入溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,将偏大
D.若将溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
1.中和热测定实验中应注意的事项
(1)测量盐酸的温度后,要将温度计上的酸冲洗干净后,再测量NaOH溶液的温度,避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果
(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)
(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱,因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低
(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol-1,测定时与强酸、强碱的用量无关
(5)加过量碱液使酸完全反应,碱过量对中和热测定没有影响
(6)数据处理时,相差较大的数据可能是偶然误差引起的,应舍去
2.误差分析——以50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH反应为例
引起误差的实验操作
温度差
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度过大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
易错辨析
考向05 盖斯定律
【例5】与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.6 g完全燃烧放出热量为 kJ
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.在一定条件下,化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
1.盖斯定律:化学反应的反应热只取决于反应的始态和终态,与具体反应途径无关。
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.应用盖斯定律采用“加合法”计算ΔH的一般步骤
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用“同侧相加、异侧相减”的原则进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
易错辨析
考向06 反应热大小比较
【例6】已知下列热化学方程式,则下列说法正确的是
①
②
③
A.——因为比稳定,放出热量更多
B.表示的氢气的燃烧热
C.——生成时放热少,的数值更大
D. ,
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽然“—”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即:放热越多,ΔH反而越小
2.与“化学计量数”相关的反应热比较
如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1>ΔH2。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,
因为C(g)===C(l) ΔH3<0,
则ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,
所以ΔH2<ΔH1
图示
(2)同一反应,反应物状态不同时
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2
图示
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0
所以ΔH1>ΔH2
图示
易错辨析
考向07 反应热的计算
【例7】已知反应: ,其他相关数据如下表:
化学键
C-H
O=O
C=O
H-O
1 mol化学键断裂时吸收的能量/kJ
498
803
464
下列说法错误的是
A.的摩尔燃烧焓
B.
C.若正反应的活化能为 ,则逆反应的活化能为
D.断开中的化学键形成氧原子,需要吸收能量498 kJ
一、根据热化学反应方程式计算
1.计算依据:对于相同的反应,反应热的数值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,则根据条件先正确写出热化学方程式,再计算反应热。
2.注意:热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热的数值应作相同倍数的改变。
二、根据键能计算
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:正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1个H2O分子中含有2个H—O键,1个NH3分子中含有3个N—H键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键,1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键,1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键,1 mol金刚石含有2 mol C—C键,1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。
易错辨析
三、根据燃烧热和中和热概念计算
1.中和热指的是稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。
2.根据燃烧热(ΔH)计算,要确保反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=n(可燃物)×|ΔH|,即可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
考向08 热化学反应方程式书写
【例8】我国提出努力争取在2060年前实现碳中和,碳中和的关键是的转化、回收和重整。
I.以与为原料可合成尿素已知:
①
②
③
(1)写出和合成尿素和液态水的热化学方程式 。
(2)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
II.转化为甲醇。
(3)用来生产燃料甲醇的某些化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C=O
H-O
键能/kJ·mol-1
348
413
436
358
750
463
则 。
13 / 16
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第一单元 化学反应的热效应
考向
题号
难度
答题情况
正确
错误
01 反应热与焓变
1
容易
2
中等
3
中等
02 热化学反应方程式
4
容易
5
中等
6
中等
03 燃烧热和中和热
7
容易
8
中等
9
中等
04 中和热测定
10
容易
11
容易
12
中等
05 盖斯定律
13
容易
14
中等
15
较难
06 反应热大小比较
16
容易
17
中等
18
较难
07 反应热的计算
19
容易
20
中等
21
中等
08 热化学反应方程式书写
22
中等
23
中等
24
较难
综合评价
1.合成氨的热化学方程式为: ,下列有关叙述错误的是
A.将与置于密闭容器中充分反应后放出热量为
B.生成时放出的热量
C.形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.反应物的总能量大于生成物的总能量
【答案】A
【解析】A.合成氨是可逆反应,反应不可能完全,将与无法完全反应,实际放出的热量小于92.4 kJ,A错误;B.反应放出的热量与化学反应方程式的计量数成正比,生成时放出92.4 kJ的热量,则生成时放出46.2 kJ的热量,B正确;C.放热反应中,成键释放的能量大于断键吸收的能量,C正确;D.放热反应的反应物总能量高于生成物总能量,D正确;故选A。
2.根据下图所示的能量转化关系,下列说法不正确的是
A.反应的热化学方程式是CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH=-91 kJ·mol-1
B.反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.使用催化剂,使反应更快,放热更多
【答案】D
【解析】A.依据能量变化图可知,,反应的热化学方程式是CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH=-91 kJ·mol-1,A正确;B.依据能量变化图可知,该反应为放热反应,则断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,B正确;C.依据能量变化图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,C正确;D.只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关,使用催化剂不能减小,但是能降低反应的活化能,使反应更快,D错误;故选D。
3.和反应生成 过程中能量变化的情况如图所示,下列说法错误的是
A.2 mol氢原子结合生成 时放出436kJ 能量
B.该反应的热化学方程式为
C.的总能量为2267 kJ
D.若C-H键能为,则碳碳双键的键能比碳碳单键的键能大
【答案】C
【解析】A.的键能为断裂1 mol H-H键吸收436 kJ能量,故2 mol H原子结合生成1 mol 时放出436 kJ能量,A正确;B.反应热的计算式为(2267+436)-2836=,该反应的热化学方程式为 ,B正确;C.“吸收能量2267 ”为1 mol 中所有化学键断裂吸收的总键能,而非的总能量,二者概念不同,C错误;D.总键能=碳碳单键键能+6×C-H键能=2836 ,可得碳碳单键键能=2836-6×414=352 ,二者差值为611-352=259 ,D正确;故答案选C。
4.热化学方程式 表示
A.碳和氧气反应放出110.5 kJ能量
B.1 mol碳和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳放出110.5 kJ热量
C.25 ℃、101 kPa时1 mol固态碳单质和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳气体,并放出110.5 kJ热量
D.1个固态碳原子和个氧气分子反应放出110.5 kJ热量
【答案】C
【解析】A.未指明物质的量及物质的状态,A错误;B.未指明物质的状态(如O2为气态),B错误;C.明确了物质的量、物质的状态及反应条件,与热化学方程式完全对应,C正确;D.热化学方程式的化学计量数对应的是物质的量而非微粒个数,D错误;故答案选C。
5.关于热化学方程式,下列说法正确的是
A.热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol,表示2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后达到平衡状态热量196.6kJ
B.△H的单位中“mol”是指反应物为1mol
C.已知:正戊烷(1)=新戊烷(l) △H<0,则等质量的正戊烷(1)和新戊烷(l)燃烧,正戊烷(l)放出的热量更多
D.常温常压下,1gH2燃烧放出的热量为143kJ,则H2燃烧的热化学方程式可表示为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-143kJ/mol
【答案】C
【解析】A.该反应是可逆反应,2mol和1mol在一定条件下充分反应,不能完全转化为2mol,所以达到平衡状态时放出的热量小于196.6kJ,A错误;B.的单位中“”不是指反应物为1mol ,而是指“每摩尔反应”,即按照热化学方程式中各物质的化学计量数进行的反应,B错误;C.已知正戊烷(l) = 新戊烷(l) <0,说明正戊烷能量高于新戊烷。等质量时,正戊烷物质的量与新戊烷相同,根据燃烧热的概念,物质能量越高,燃烧放出热量越多,所以等质量的正戊烷(l)和新戊烷(l)燃烧,正戊烷(l)放出的热量更多 ,C正确;D.1g的物质的量为0.5mol ,0.5mol燃烧放出143kJ热量,则1mol燃烧放出286kJ热量,且常温常压下燃烧生成液态水,正确的热化学方程式应为,D错误; 综上,答案是C。
6.下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B.氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C.已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D.已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
【答案】B
【解析】A.ΔH单位应为kJ·mol-1而非kJ,故A错误;B.氢气的燃烧热,即1mol氢气燃烧生成液态水放热285.8kJ,正逆反应的焓变互为相反数,所以 ,故B正确;C.为可逆反应,和无法完全转化,实际生成氨气的物质的量小于2 mol,所以放热小于92.4kJ,故C错误;D.,,表示按化学计量数完全反应时的焓变,是一个定值,不随平衡移动而改变。增大压强,平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,实际放出的热量增多,但不变,故D错误;选B。
7.下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.燃烧热要求1 mol物质完全燃烧生成稳定产物。1 mol C生成(稳定氧化物),A正确;B.4 mol 燃烧,非1 mol,B错误;C.甲烷燃烧产物应该是液态水,不是气态,C错误;D.S的燃烧产物应为而非,D错误;故答案选A。
8.下列热化学方程式正确的是
A.表示硫的燃烧热的热化学方程式:
B.下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
C.CO(g)的燃烧热,则反应的
D.在时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol ,硫酸与KOH溶液反应的热化学方程式为:H2SO4(aq)+2KOH(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)
【答案】C
【解析】A.已知燃烧热是指1mol纯净的燃料完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,S燃烧产物的稳定物质是SO2而不是SO3,A错误;B.已知合成氨的反应是一个可逆反应,故在500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3,反应中0.5molN2并未完全反应,放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2+3H22NH3 ,B错误;C.若两个反应互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,且物质的量与热量成正比,由CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则则反应的,C正确;D.中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:H2SO4(aq)+2KOH(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l) ,D错误;故选C。
9.下列根据事实书写的热化学方程式正确的是
选项
事实
热化学方程式
A
400℃、催化剂作用下,1 mol SO2和0.5 mol O2充分反应放热48kJ
B
液态联氨(N2H4)的燃烧热为
C
HF溶液和NaOH溶液反应的中和热
D
101 kPa,18 g葡萄糖(C6H12O6)固体完全燃烧生成CO2气体和液态水放热280 kJ
【答案】D
【解析】A.该反应为可逆反应,反应未完全进行,放出的48kJ热量不能直接用于计算完全反应的ΔH,A错误;B.燃烧热要求指定产物,N→N2(g)、H→H2O(l),方程式生成NO2不符合燃烧热定义,B错误;C.HF为弱酸,表示强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐,C错误;D.18g葡萄糖(即0.1mol葡萄糖)固体完全燃烧生成CO2气体和液态水放热280kJ,1mol葡萄糖固体完全燃烧生成CO2气体和液态水放热2800kJ,热化学方程式书写正确,D正确;故选D。
10.分别取盐酸与氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.将溶液倒入盐酸溶液中的正确操作是迅速倒入
C.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液对实验结果有影响
D.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需使用2次,分别是测混合液的初始温度和反应最高温度
【答案】D
【解析】A.加入稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应,因为NaOH的物质的量(0.022mol)略多于HCl(0.02mol),避免盐酸残留影响热量测定,A正确;B.迅速倒入NaOH溶液是为了减少热量散失,保证实验准确性,B正确;C.氨水是弱碱,电离吸热,导致释放的总热量减少,测得的ΔH会偏大(更不准确),因此对实验结果有影响,C正确;D.温度计需分别测量盐酸和NaOH的初始温度(两次),再测混合后的最高温度(第三次),共三次,而非两次,D错误;故选D。
11.室温时,某小组同学利用50 mL 0.50盐酸和50 mL 0.55NaOH溶液进行实验,测定反应的,得到如下数据。下列有关说法错误的是
实验序号
起始温度/℃
终止温度/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.0
23.2
2
20.2
20.2
23.4
3
20.5
20.5
24.6
4
20.3
20.3
23.4
A.取实验1、2、4数据的平均值,作为反应前后温度变化量
B.可以用溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸
C.实验时,玻璃搅拌器上下进行搅动
D.实验过程中,若将双孔塑料板换为双孔铝板,则测得的偏大
【答案】B
【解析】A.第3次实验,反应前后温度差为4.1℃,第1次、第2次、第4次反应前后温度差分别为3.2℃、3.2℃、3.1℃,第3次实验误差较大,应该舍去,A正确;B.硫酸与溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)的,故不能用溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,B错误;C.使用玻璃搅拌器时应该上下搅动,C正确;D.实验过程中,若将双孔塑料板换为双孔铝板,则热量散失多,而∆H<0,测得的偏大,D正确;故选B。
12.某实验小组利用等体积的0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热,下列说法不正确的是
A.仪器A名称为玻璃搅拌器
B.实验中可以分多次把盐酸倒入内筒的NaOH溶液中
C.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
D.为了实验数据准确,至少做3次平行实验
【答案】B
【解析】A.仪器A是为环形玻璃搅拌器,A正确;B.为了减少酸碱混合时的热量损失,实验中应一次性把NaOH溶液倒入内筒的盐酸中,B不正确;C.实验中需要记录酸和碱混合前的温度和混合后的最高温度,将最高温度记为反应后体系的温度,C正确;D.一次实验可能会产生较大的误差,为了实验数据准确,至少做3次平行实验,D正确;故选B。
13.为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱无关
【答案】B
【解析】A.由图可知溶解总过程ΔH3=+4 kJ/mol,焓变为正值,说明NaCl固体溶解是吸热过程,A错误;B.ΔH1为NaCl(s)解离为气态离子,需克服离子键吸热,故a>0;ΔH2为气态离子水合为水合离子,释放热量,故b<0,B正确;C.根据盖斯定律,NaCl(s)直接溶解(ΔH3=+4 kJ/mol)与先解离为气态离子(ΔH1=a kJ/mol)再水合(ΔH2=b kJ/mol)的总焓变相等,即a+b=4,C错误;D.溶解过程的能量变化取决于破坏NaCl固体中的离子键所需的能量和形成水合离子的水合能(离子与水分子间的作用力)的相对大小,即NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D错误;故选B。
14.常温下,CuSO4(s)和CuSO4•5H2O(s)溶于水及CuSO4•5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CuSO4•5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
【答案】B
【解析】A.CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) ∆H1>0,则CuSO4•5H2O(s)受热分解是吸热反应,A不正确;B.CuSO4(s)溶于水时生成Cu2+(aq)+(aq), ∆H2<0,表示溶解放出热量,会使溶液温度升高,B正确;C.从图中可以看出,ΔH3>0,ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,C不正确;D.|ΔH1|=|ΔH2|+|ΔH3|,则|ΔH3|=|ΔH1|-|ΔH2|=ΔH1+ΔH2,D不正确;故选B。
15.1molC(石墨,s)在一定条件下可发生如图所示变化,已知:,下列说法错误的是
A. B.
C. D.C(石墨,s)
【答案】B
【解析】1.石墨转化为金刚石:C(石墨,s)→C(金刚石,s) ΔH1>0(已知,吸热,金刚石能量高于石墨)。 2. 石墨完全燃烧:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3(燃烧放热,ΔH3<0)。 3. 金刚石完全燃烧:C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4(燃烧放热,ΔH4<0)。 4. 盖斯定律关联:石墨→金刚石→CO2的总焓变=石墨直接→CO2的焓变,即 ΔH3=ΔH1+ΔH4+ΔH2;ΔH5=ΔH1+ΔH4。A.ΔH5=ΔH1+ΔH4,又ΔH1>0,故,故A正确;B.对放热反应而言,ΔH<0,燃烧越充分,焓变越小,故,故B错误;C.由分析可知,ΔH3=ΔH1+ΔH4+ΔH2,则ΔH2=ΔH3−ΔH1−ΔH4,故C正确;D.由盖斯定律可知,C(石墨,s) ,故D正确;故选B。
16.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.的燃烧为放热反应,根据方程式可知反应1放出的热量是反应2的两倍,但为负值,且放出热量越多,值越小,则有,A错误;B.C的燃烧为放热反应,完全燃烧生成比不完全燃烧生成CO放热更多,但为负值,且放出热量越多,值越小,则有,B错误;C.加热分解为吸热反应,,而合成为放热反应,,故有,C正确;D.点燃和光照对同一反应的无影响,故有,D错误;故答案为:C。
17.(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】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.
18.下列表述正确的是
A.已知: ,则的NaOH溶液与稍过量的的硫酸溶液完全反应,放出的热量大于5.73 kJ
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石的燃烧热大于石墨的燃烧热
C.已知: , ,则可推出比稳定
D.同温同压下,与反应生成等质量的时,在光照条件下放出的热量大于点燃条件下放出的热量
【答案】A
【解析】A.浓硫酸溶解时释放大量稀释热,导致总放热量超过理论值(),因此实际放热大于5.73 kJ,A正确;B.金刚石能量高于石墨,燃烧时释放更多热量,燃烧热为负,故,B错误;C.由计算可知,,该反应为吸热反应,能量更低更稳定,C错误;D.仅取决于始态和终态,与反应条件无关,生成等量HCl时放热量相同,D错误;故答案选A。
19.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应如下:
I-1
II、
III、 -1
几种物质的相对能量如下表所示:
物质
CO(g)
相对能量
0
-242
c
-111
下列叙述错误的是
A.相对能量: B.a的值不能确定
C.b=40 D.c=-75
【答案】B
【解析】A.物质从气态变为固态会放热,说明气态H2O能量更高,A正确;B.ΔH3=生成物的相对能量-反应物的相对能量,则有-393+c-(-222)=-246,解得c=-75,代入反ΔH1=生成物的相对能量-反应物的相对能量,则有(c-484)-(-393)]=a=-166,因此a可确定,B错误;C.ΔH2=生成物的相对能量-反应物的相对能量,则有(-111-242)-(-393)=40,b=40,C正确。D.由B可知,c=-75,D正确;故选B。
20.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过臭氧氧化法制备。已知:在、时发生以下反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】①
②
③
根据盖斯定律①+②-③得的,故选C。
21.在一定条件下,充分燃烧一定量的丙烷放出的热量为 kJ,经测定完全吸收生成的需 的NaOH溶液 L,恰好只生成碳酸钠和水,则此条件下反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,丙烷燃烧生成的与NaOH反应的化学方程式为,消耗的NaOH的物质的量为,根据系数可知;丙烷燃烧的化学方程式为,根据方程式系数可知,则燃烧的丙烷放出的热量为 kJ,因此1mol丙烷燃烧放出的热量为,燃烧为放热反应,即;故答案选A。
22.二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用,有利于二氧化碳的减排。
反应A: ΔH1=+41.1 kJ∙mol-1
反应B: ΔH2=-90.1 kJ∙mol-1。
与反应生成和的热化学方程式为 。
【答案】 ΔH=-49.0 kJ∙mol-1
【解析】反应
反应
利用盖斯定律,将反应A+B得:=ΔH1+ΔH2=+41.1 kJ∙mol-1-90.1 kJ∙mol-1=-49.0 kJ∙mol-1。
23.利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为
反应
反应 ΔH2
反应
回答下列问题:
标准状态下,由稳定状态的单质生成1mol该物质的焓变为标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓见下表:
物质
-393.5
0
-201.2
-241.8
。
【答案】-49.5
【解析】根据题意,
=-201.2+(-241.8)-(-393.5)-0=-49.5(),答案为-49.5。
24.和均为工业生产的重要原料,回答下列问题:
工业上可通过反应制取氢气,制备过程中涉及如下两个反应:
①
②
写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
【答案】
【解析】根据盖斯定律,②-①得: ,则表示燃烧热的热化学方程式:ΔH=−283 kJ⋅mol−1。
考向01 反应热与焓变
【例1】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
【解析】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。
1.焓、焓变
2.反应热与焓变
(1)焓(符号为H)是一个与内能有关的物理量。研究表明,在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,用符号ΔH表示,常用单位是kJ/mol(或kJ·mol-1)。
(2)根据规定,当反应体系放热时,其焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。当反应体系吸热时,其焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
3.计算反应热的两种方法
(1)宏观角度计算:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
(2)微观角度计算:ΔH=断键吸收的总能量-成键释放的总能量。
4.稳定性与能量的关系
物质本身能量越低越稳定,如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0),则石墨的能量更低,故石墨的稳定性大于金刚石的稳定性。
解题指导
考向02 热化学反应方程式
【例2】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.表示甲烷的燃烧热: kJ·mol-1
B.已知稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热kJ·mol-1,则溶液和溶液反应生成1mol时放出57.3kJ的热量
C.已知: kJ·mol-1;则0.5mol与1.5mol在一定条件下充分反应,放出热量为46.2kJ
D. ; ,则
【答案】D
【解析】A.燃烧热要求生成液态水, kJ·mol-1不表示甲烷的燃烧热,故A错误;B.H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和水,生成BaSO4同时释放热量,所以放出总热量大于57.3kJ,故B错误;C.是可逆反应,0.5mol与1.5mol在一定条件下充分反应生成氨气的物质的量小于1mol,所以放出热量小于46.2kJ,故C错误;D.碳燃烧放热,焓变为负值,同物质的量的碳完全燃烧放热更多,所以ΔH1<ΔH2,故D正确;选D。
1.热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的聚集状态标注错误或漏写,物质的聚集状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同,ΔH与方程式中化学计量数成正比。
2.热化学方程式的正误判断
一看方程式是否配平。
二看各物质的聚集状态是否正确。。
三看ΔH的“+”“-”符号是否正确。
四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”。
五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
解题指导
考向03 燃烧热和中和热
【例3】下列说法或表示方法正确的是
A.已知:500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H= -92.4 kJ/mol,则1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量等于46.2kJ
B.肼()是一种可燃性液体,燃烧热为624kJ/mol,燃烧的热化学方程式:
C.表示硫的燃烧热的热化学方程式:
D.1molHF溶液与足量NaOH溶液反应: ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A.已知:500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H= -92.4 kJ/mol,由于合成氨反应是一个可逆反应,即1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,H2不能完全反应,故放出热量小于46.2kJ,A错误;B.已知燃烧热是指1mol纯净的燃料完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,故肼(N2H4)是一种可燃性液体,燃烧热为624kJ/mol,则N2H4燃烧的热化学方程式: ,B正确;C.已知燃烧热是指1mol纯净的燃料完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,S燃烧产物的稳定物质是SO2而不是SO3,C错误;D.已知HF是弱酸,离子方程式书写不能拆,且其在溶液中边反应边电离,电离过程是吸热过程,故1molHF溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式不能写成,其ΔH>-57.3 kJ·mol-1,D错误;故答案为:B。
一、中和热
1.中和热的定义:稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量叫做中和热。
2.理解中和热时要注意以下几点:
(1)条件:稀溶液,因浓酸和浓碱稀释时会放出热量。
(2)反应物:强酸和强碱反应。
(3)生成物及其物质的量: 1 mol H2O(l)
(4)表述:用文字叙述中和热时,不带“-”;用ΔH表示时,带上“-”。如强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
解题指导
【提醒】误认为中和热的数值(57.3 kJ·mol-1)是针对所有酸碱反应,57.3 kJ·mol-1是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热,且反应的离子方程式可写作“H++OH-=H2O”的形式才符合。浓酸或浓碱溶于水时也要放热,中和热数值会大于57.3 kJ·mol-1,而弱酸或弱碱参与的中和反应,因弱酸或弱碱电离时要吸收热量,则中和热数值小于57.3 kJ·mol-1。
二、燃烧热
1.燃烧热的定义:101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
2.理解燃烧热的注意点
(1)反应条件:101 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。
(2)可燃物的用量:1 mol纯物质。
(3)反应程度及产物:完全燃烧生成指定产物。完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C―→CO2(g)、S―→SO2(g)、H―→H2O(l)、N―→N2(g)。C―→CO不是完全燃烧;SO3不是S的燃烧产物;若生成物中含有水,则水必须为液态。
(4)燃烧环境:没有特别说明,一般是在氧气中进行,如1 mol H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。
三、反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
考向04 中和热测定
【例4】手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为,比热容近似为。下列相关说法正确的是
A.分批加入溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,将偏大
D.若将溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
【答案】B
【解析】A.中和热测定需一次性快速加入NaOH溶液,若分批加入,会导致热量散失过多,测量结果不准确,A项错误;B.溶液总质量,温度变化 (从图像看,初始温度为21.0 ℃,最高温度为T2= 24.3℃),放出热量,生成H2O的物质的量 ,中和热,B项正确;C.用量筒量取盐酸时仰视读数,会导致盐酸体积偏大(溶质物质的量偏多),与NaOH反应生成H2O的物质的量偏多,放出热量偏多,由于,所以偏小,C项错误;D.氨水是弱碱,电离过程吸热,若将NaOH换成同浓度同体积的氨水,反应放出的热量会偏少(因部分热量用于氨水电离),D项错误;故答案选B。
1.中和热测定实验中应注意的事项
(1)测量盐酸的温度后,要将温度计上的酸冲洗干净后,再测量NaOH溶液的温度,避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果
(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)
(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱,因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低
(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol-1,测定时与强酸、强碱的用量无关
(5)加过量碱液使酸完全反应,碱过量对中和热测定没有影响
(6)数据处理时,相差较大的数据可能是偶然误差引起的,应舍去
易错辨析
2.误差分析——以50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH反应为例
引起误差的实验操作
温度差
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度过大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
考向05 盖斯定律
【例5】与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.6 g完全燃烧放出热量为 kJ
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.在一定条件下,化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
【答案】B
【解析】A.由图可知1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5 kJ ,6 g (0.5 mol)完全燃烧放出热量为0.5 mol393.5 kJ=196.75 kJ,A正确;B.根据盖斯定律,反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,应该是,即,B错误;C.由=(-393.5+283.0)kJ·mol-1=-110.5 kJ·mol-1,即1 mol碳与氧气反应生成CO放出热量110.5 kJ,1 mol碳完全燃烧放出热量393.5 kJ,C正确;D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确; 故选B。
1.盖斯定律:化学反应的反应热只取决于反应的始态和终态,与具体反应途径无关。
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.应用盖斯定律采用“加合法”计算ΔH的一般步骤
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用“同侧相加、异侧相减”的原则进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
易错辨析
考向06 反应热大小比较
【例6】已知下列热化学方程式,则下列说法正确的是
①
②
③
A.——因为比稳定,放出热量更多
B.表示的氢气的燃烧热
C.——生成时放热少,的数值更大
D. ,
【答案】C
【解析】A.ΔH1<ΔH2<0,CO2比CO能量低,更稳定,放热更多,A错误;B.燃烧热定义是1 mol物质完全燃烧的焓变,反应③是2mol氢气燃烧反应的焓变,非氢气的燃烧热,B错误;C.0>ΔH2>ΔH3,生成CO时放热更少,ΔH数值更大,C正确;D.液化放热,ΔH更小,即生成液态水焓变更小,ΔH3<ΔH4,D错误;故答案为C。
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽然“—”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即:放热越多,ΔH反而越小
2.与“化学计量数”相关的反应热比较
如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1>ΔH2。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,
因为C(g)===C(l) ΔH3<0,
则ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,
所以ΔH2<ΔH1
图示
(2)同一反应,反应物状态不同时
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2
图示
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0
所以ΔH1>ΔH2
图示
易错辨析
考向07 反应热的计算
【例7】已知反应: ,其他相关数据如下表:
化学键
C-H
O=O
C=O
H-O
1 mol化学键断裂时吸收的能量/kJ
498
803
464
下列说法错误的是
A.的摩尔燃烧焓
B.
C.若正反应的活化能为 ,则逆反应的活化能为
D.断开中的化学键形成氧原子,需要吸收能量498 kJ
【答案】D
【解析】A.1 mol甲烷完全燃烧生成气态水放出能量806.0 kJ,而其摩尔燃烧焓是1 mol甲烷完全燃烧生成液态水,放出的热量更多,其,A正确;B.根据反应物总键能-生成物总键能,列等式:,解得,B正确;C.反应的,则,C正确;D.断开1 mol(g)中的氧氧键可形成2 mol氧原子,吸收能量498 kJ,选项中没有说明的物质的量,无法计算,D错误。故选D。
一、根据热化学反应方程式计算
1.计算依据:对于相同的反应,反应热的数值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,则根据条件先正确写出热化学方程式,再计算反应热。
2.注意:热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热的数值应作相同倍数的改变。
二、根据键能计算
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:正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1个H2O分子中含有2个H—O键,1个NH3分子中含有3个N—H键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键,1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键,1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键,1 mol金刚石含有2 mol C—C键,1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。
易错辨析
三、根据燃烧热和中和热概念计算
1.中和热指的是稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。
2.根据燃烧热(ΔH)计算,要确保反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=n(可燃物)×|ΔH|,即可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
考向08 热化学反应方程式书写
【例8】我国提出努力争取在2060年前实现碳中和,碳中和的关键是的转化、回收和重整。
I.以与为原料可合成尿素已知:
①
②
③
(1)写出和合成尿素和液态水的热化学方程式 。
(2)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
II.转化为甲醇。
(3)用来生产燃料甲醇的某些化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C=O
H-O
键能/kJ·mol-1
348
413
436
358
750
463
则 。
【答案】(1)
(2)低温
(3)-178kJ/mol
【解析】(1)根据盖斯定律,①
②
③,合成尿素的反应=①+②-③,ΔH=(-159.5+116.5-44.0)kJ/mol,热化学方程式为:
(2)反应为放热的熵减反应,根据ΔH-TΔS<0反应可以自发进行,则反应在低温下可以自发进行;
(3),根据反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值可得:。
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