内容正文:
专题01化学反应的热效应
题型1 中和反应热的测定
题型2 热化学方程式正误判断(重点)
题型3 能量与图像的关系分析(难点)
题型4 盖斯定律及其应用(难点)
题型5 反应热大小比较(重点)
题型6 反应热的计算(难点)
题型1 中和反应热的测定
1.【中和反应热测定实验试剂】下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
解题要点
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应热时不能用浓酸或浓碱,因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。
②测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱,因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离,若改用弱酸或弱碱,它们电离时要吸收一部分热量。
(2)要使用同一支温度计:分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和反应反应热的测定,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
2.【中和反应热测定实验操作】某小组用盐酸和溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法正确的是
A.如果将玻璃搅拌器改为铜质的,则测得的偏大
B.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.为准确测定盐酸与溶液中和反应的反应热,所用酸和碱的物质的量应相等
D.用等浓度、等体积的醋酸代替盐酸进行实验,所测得的相同
3.【中和反应热测定实验操作和误差分析】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(b)中的化学反应能自发进行
D.实验(c)中将氢氧化钠溶液改为氢氧化钠固体实验结果没有影响
4.【中和反应热测定实验装置】在实验室用50 mL 0.25 mol/L稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和热测定,实验测得中和热为,下列关于该实验的说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.若改用50 mL 0.25 mol/L Ba(OH)2进行实验,实验中放出的热量不变
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热
题型2 热化学方程式正误判断
5.【热化学方程式的判断】在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是
A.4 g硫粉在中完全燃烧生成放出37 kJ热量:
B.完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:
C.乙炔的燃烧热是:
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应:
解题要点
1.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
2. 热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol;
②ΔH 的值与系数相匹配。
6.【中和热的热化学方程式】
下列说法或表示方法中正确的是
A.在101 kPa时,完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为的燃烧热
B.在101 kPa时, ,则燃烧热
C.稀溶液中: ,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3 kJ
D. ,说明比稳定,分子内共价键键能比小
7.【燃烧热的热化学方程式】下列说法或表示方法中正确的是
A.已知 ,则的燃烧热
B. ,可知石墨比金刚石稳定
C.C的燃烧热,则表示石墨燃烧热的热化学方程式为:
D. ,则2 mol CO具有的总能量大于2 mol CO2具有的总能量
8.【热化学方程式综合应用】下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知 , ,则
C.已知 ,则氢气的燃烧热为
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
题型3 能量与图像的关系分析
9.【反应过程能量变化图像分析】反应分两步进行:①,②。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.
10.【吸热反应与放热反应有关图像分析】下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是
A.氢氧化钠溶液与盐酸溶液混合 B.碳酸钙的分解
C.晶体与晶体混合 D.灼热的炭与二氧化碳反应
11.【盖斯定律与能量图像分析】根据下图所得判断正确的是
已知:
A.图1反应为吸热反应
B.图1反应使用催化剂时,会改变其
C.图2中反应为
D.图2中若的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
12.【热化学方程式与化学图像分析】根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.反应中每生成吸收热量
B.反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.根据图像可知,相同条件下,比稳定
题型4 盖斯定律及其应用
13.【利用盖斯定律求反应热】已知、、对应的反应中已省略,且;下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
14.【利用盖斯定律比较反应热大小】氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法不正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的大
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成键放出a kJ能量,该条件下
15.【以能量变化图为载体利用盖斯定律计算反应热】
、和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.存在
16. 【盖斯定律的创新应用】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
题型5 反应热大小比较
17.【物质稳定性与反应热大小】下列说法正确的是
A.已知 ,则单斜硫比正交硫稳定
B.已知 ; ,则
C.已知 , ,则
D.一定条件下,将气体置于密闭容器中充分反应生成和,吸收热量,其热化学方程式可以表示为
解题要点
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
(3)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
18.【根据热化学方程式判断反应热大小】下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的是
①
②
③
A.① B.②③ C.② D.①②③
19.【根据聚集状态判断反应热大小】下列说法正确的是
A.相同条件下,物质的焓()大小比较:
B.实验室用盐酸与溶液测定反应热时,应将溶液分多次缓慢倒入盐酸中,避免反应过于剧烈
C.表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:
D.已知: , ,则
20.【根据反应物物质的量判断反应热大小】下列有关说法正确的是
A. ; ;则有
B.某温度下,反应已达到平衡,压缩体积后达到新平衡时,的浓度增大
C.反应 ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.浓硫酸作用下,1 mol和1 mol混合发生酯化反应放热25.6 kJ其热化学方程式为:
题型6 反应热的计算
21.【根据图表化学键信息计算反应热】甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和化合来制备甲醇,其反应为 ,已知该反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
436
343
1076
465
413
则该反应的为
A. B. C. D.
解题要点
1.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
3.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
22.【根据盖斯定律计算反应热】在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
23.【利用盖斯定律计算燃烧热】在下,氢气与氧气反应的热化学方程式可表示为
则氢气燃烧热是
A. B. C. D.
24.【根据化学键键能计算反应热】2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
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专题01化学反应的热效应
题型1 中和反应热的测定
题型2 热化学方程式正误判断(重点)
题型3 能量与图像的关系分析(难点)
题型4 盖斯定律及其应用(难点)
题型5 反应热大小比较(重点)
题型6 反应热的计算(难点)
题型1 中和反应热的测定
1.【中和反应热测定实验试剂】下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
【答案】D
【解析】和足量的水反应生成,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A正确;溶液和足量的稀硫酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,B正确;和足量的稀硫酸反应生成和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C正确;和足量的溶液反应生成气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,D错误;故选D。
解题要点
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应热时不能用浓酸或浓碱,因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。
②测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱,因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离,若改用弱酸或弱碱,它们电离时要吸收一部分热量。
(2)要使用同一支温度计:分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和反应反应热的测定,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
2.【中和反应热测定实验操作】某小组用盐酸和溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法正确的是
A.如果将玻璃搅拌器改为铜质的,则测得的偏大
B.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.为准确测定盐酸与溶液中和反应的反应热,所用酸和碱的物质的量应相等
D.用等浓度、等体积的醋酸代替盐酸进行实验,所测得的相同
【答案】A
【解析】铜质搅拌器导热性太强,用铜质搅拌器会导致热量的散失,测出的数值偏小,但中和反应为放热反应,测得的偏大,A项正确;反应时将NaOH溶液一次快速倒入小烧杯中,分多次倒入会导致热量的散失,B项错误;为了使一种反应物反应完全,应该使另一种物质过量,所以为了使反应进行的更完全,可以使酸或碱适当过量,C项错误;醋酸为弱酸,电离吸热,用同浓度、同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,反应放出的热量将减少,测得的偏大,D项错误;故选A。
3.【中和反应热测定实验操作和误差分析】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(b)中的化学反应能自发进行
D.实验(c)中将氢氧化钠溶液改为氢氧化钠固体实验结果没有影响
【答案】C
【解析】铝与盐酸反应放热、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应、中和反应放热,并非均为放热反应,A错误;铝片与铝粉仅表面积不同,等质量铝完全反应时,反应物总能量与生成物总能量差不变,释放热量相等,B错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成BaCl2和氨水,可自发进行,C正确;NaOH固体溶解放热,该热量会叠加到中和反应放出的热量中,导致温度升高值偏大,测定的中和热数值偏高,D错误;故选C。
4.【中和反应热测定实验装置】在实验室用50 mL 0.25 mol/L稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和热测定,实验测得中和热为,下列关于该实验的说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.若改用50 mL 0.25 mol/L Ba(OH)2进行实验,实验中放出的热量不变
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热
【答案】D
【解析】中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温作用,减少实验过程中的热量损失,A错误;温度计为计量仪器,不能用于搅拌,B错误;Ba(OH)2和稀硫酸反应生成水的同时生成硫酸钡,沉淀的生成过程会释放额外的热量,导致总放热量增加,C错误;醋酸溶于水发生电离反应为吸热反应,所以用醋酸和氢氧化钠反应来测定的热量数值偏小,但中和热为负值,则计算得出的中和热,D正确;故选D。
题型2 热化学方程式正误判断
5.【热化学方程式的判断】在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是
A.4 g硫粉在中完全燃烧生成放出37 kJ热量:
B.完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:
C.乙炔的燃烧热是:
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应:
【答案】C
【解析】4 g硫粉的物质的量为0.125 mol,完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量,则1 mol硫燃烧放热为,故热化学方程式为 ,A错误;4 g H2为2 mol,完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,故热化学方程式为 ,B错误;乙炔的燃烧热为1299.6 kJ∙mol-1,对应1 mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),故热化学方程式为 ,C正确;中和热为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,但Ba(OH)2与H2SO4反应生成BaSO4沉淀会额外放热,故的ΔH应小于-57.3 kJ∙mol-1,D错误;故选C。
解题要点
1.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
2. 热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol;
②ΔH 的值与系数相匹配。
6.【中和热的热化学方程式】
下列说法或表示方法中正确的是
A.在101 kPa时,完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为的燃烧热
B.在101 kPa时, ,则燃烧热
C.稀溶液中: ,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3 kJ
D. ,说明比稳定,分子内共价键键能比小
【答案】C
【解析】燃烧热定义要求生成液态水,而选项中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,故A错误;燃烧热应为1 mol物质完全燃烧的焓变,而反应式中2 mol 对应的ΔH为-198 kJ/mol,的燃烧热应为-99 kJ/mol,故B错误;中和热为生成1 mol液态水的热量变化,1 mol NaOH与过量HCl反应生成1 mol水,放热57.3 kJ,故C正确;根据ΔH = 反应物总键能 - 产物总键能 < 0,可知的总键能大于的总键能,共价键键能应为:>,故D错误;故选C。
7.【燃烧热的热化学方程式】下列说法或表示方法中正确的是
A.已知 ,则的燃烧热
B. ,可知石墨比金刚石稳定
C.C的燃烧热,则表示石墨燃烧热的热化学方程式为:
D. ,则2 mol CO具有的总能量大于2 mol CO2具有的总能量
【答案】B
【解析】燃烧热应为1 mol物质完全燃烧生成稳定产物的焓变,题中反应涉及2 mol C2H4,其ΔH需除以2,故燃烧热应为-1600.4 kJ·mol-1,A错误;ΔH为负表明金刚石→石墨为放热反应,石墨能量更低更稳定,B正确;燃烧热要求生成CO2(g),而非CO(g),方程式产物错误,C错误;ΔH<0说明反应放热,反应物总能量高于生成物总能量,但无法比较CO与CO2的能量大小,D错误;故选B。
8.【热化学方程式综合应用】下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知 , ,则
C.已知 ,则氢气的燃烧热为
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】B
【解析】石墨转化为金刚石吸热(ΔH>0),说明金刚石能量更高,稳定性更差,A错误;完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量,ΔH1更小,则ΔH1<ΔH2,B正确;燃烧热应基于生成液态水,而题中生成气态水,气态水转化为液态水放热,所以燃烧热数值应更小,即氢气的燃烧热,C错误;可逆反应未完全进行,实际放热小于理论值,所以,D错误;故选B。
题型3 能量与图像的关系分析
9. 【反应过程能量变化图像分析】反应分两步进行:①,②。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】D
【解析】A+B→X为放热反应,则A+B的总能量大于生成X的总能量,排除选项A、B,X→C是吸热反应,则X的能量小于C的能量,排除选项C,则D正确;故选D。
10. 【吸热反应与放热反应有关图像分析】下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是
A.氢氧化钠溶液与盐酸溶液混合 B.碳酸钙的分解
C.晶体与晶体混合 D.灼热的炭与二氧化碳反应
【答案】A
【解析】NaOH溶液和盐酸反应是酸碱中和反应,是放热反应,A符合题意;碳酸钙的分解生成氧化钙和二氧化碳,反应是吸热反应,B不符合题意;晶体和晶体混合生成氯化钡、氨气和水,反应是吸热反应,C不符合题意;灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,反应是吸热反应,D不符合题意;故选A。
11.【盖斯定律与能量图像分析】根据下图所得判断正确的是
已知:
A.图1反应为吸热反应
B.图1反应使用催化剂时,会改变其
C.图2中反应为
D.图2中若的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
【答案】C
【解析】由图1可知反应后,体系能量降低,所以该反应是放热反应,A错误;催化剂只改变反应速率,不改变焓变,B错误;由图1可知:,则图2反应为:,C正确;已知,结合盖斯定律可得:,该反应为放热反应,而图2中的曲线①表示的是吸热反应,D错误;故选C。
12.【热化学方程式与化学图像分析】根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.反应中每生成吸收热量
B.反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.根据图像可知,相同条件下,比稳定
【答案】B
【解析】由能量图可知,的总能量高于,反应为放热反应,生成放出热量,A错误;转化Ⅱ中生成放热能量,说明该反应反应物总能量高于生成物总能量,反应为转化Ⅱ的2倍,反应物总能量仍高于生成物总能量,B正确;根据图像,,,两式相减得,则,C错误;根据图像可知,,,物质能量越低越稳定,故比稳定,D错误;故选B。
题型4 盖斯定律及其应用
13.【利用盖斯定律求反应热】已知、、对应的反应中已省略,且;下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
【答案】B
【解析】为水的液化热,为放热反应,<0,A错误;根据盖斯定律:由CH3CH2CH2CH3生成二氧化碳和水的路径有两条,其焓变应相同,故,B正确;由,而<0,所以,C错误;由,,所以<0,即正丁烷转化为异丁烷放热,异丁烷的能量较低,其更稳定,D错误;故选B。
14.【利用盖斯定律比较反应热大小】氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法不正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的大
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成键放出a kJ能量,该条件下
【答案】C
【解析】ΔH1代表的是HX气体从溶液中逸出的过程,因为HF气体溶于水放热,则HF气体从溶液中逸出的过程吸热,即HF的ΔH 1 > 0,A正确;由于HCl比HBr稳定,断裂H-Cl键所需能量更多,所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大,B正确;ΔH3 + ΔH4 代表的焓变,所以HCl和HI的ΔH3 + ΔH4相等,C错误;一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则断开1 mol H-X键形成气态原子吸收a kJ的能量,即ΔH2 = +a kJ·mol-1,D正确;故选C。
15.【以能量变化图为载体利用盖斯定律计算反应热】
、和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.存在
【答案】D
【分析】、和氧气的反应过程与能量变化关系如图,可得热化学方程式、。
【解析】根据盖斯定律所表示的反应为,由低能量生成高能量的物质,故属于吸热反应,即,A正确;,能量比低,故燃烧时气态放热更多,即,B正确;根据元素守恒可知,X为,C正确;根据盖斯定律,8倍的减去8倍的得到的,D错误;故选D。
16. 【盖斯定律的创新应用】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】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;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;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;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。
题型5 反应热大小比较
17.【物质稳定性与反应热大小】下列说法正确的是
A.已知 ,则单斜硫比正交硫稳定
B.已知 ; ,则
C.已知 , ,则
D.一定条件下,将气体置于密闭容器中充分反应生成和,吸收热量,其热化学方程式可以表示为
【答案】C
【解析】单斜硫转化为正交硫的ΔH为负,说明正交硫能量更低更稳定,单斜硫不稳定,A项错误;生成CO2的燃烧反应比生成CO释放更多热量,ΔH1更负,则,B项错误;液态水比气态水能量更低,生成液态水放热更多,更负,因此,C项正确;热化学方程式的ΔH应为理论值,而实际反应可能未完全转化,吸收的热量a小于理论值,则的写法错误,D项错误;故选C。
解题要点
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
(3)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
18.【根据热化学方程式判断反应热大小】下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的是
①
②
③
A.① B.②③ C.② D.①②③
【答案】A
【解析】生成液态水比生成气态水释放更多热量,因ΔH为负值,放热越多,ΔH越小,故,①正确;
②分解为吸热反应(),而CaO与水反应为放热反应(),显然,②错误;
气态硫比固态硫能量高,燃烧时释放更多热量,ΔH更小(更负),故,③错误,
综上,仅①符合条件,答案选A。
19.【根据聚集状态判断反应热大小】下列说法正确的是
A.相同条件下,物质的焓()大小比较:
B.实验室用盐酸与溶液测定反应热时,应将溶液分多次缓慢倒入盐酸中,避免反应过于剧烈
C.表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:
D.已知: , ,则
【答案】D
【解析】物质从气态→液态→固态转变时放出热量,焓降低,故焓由高到低顺序应为1gH2O(g) > 1gH2O(l) > 1gH2O(s),A错误;中和反应热测定需快速一次性混合溶液以减少热量散失,分次倒入会产生较大误差,B错误;燃烧热要求可燃物的物质的量为1 mol,且生成液态H2O,C错误;断键时吸热,ΔH>0,而H-Cl键能大于H-Br,断裂需更多能量,故ΔH1>ΔH2,D正确;故选D。
20.【根据反应物物质的量判断反应热大小】下列有关说法正确的是
A. ; ;则有
B.某温度下,反应已达到平衡,压缩体积后达到新平衡时,的浓度增大
C.反应 ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.浓硫酸作用下,1 mol和1 mol混合发生酯化反应放热25.6 kJ其热化学方程式为:
【答案】C
【解析】ΔH1对应生成2 mol H2O(l),ΔH2对应生成1 mol H2O(l),ΔH1=2ΔH2。由于两个反应均为放热(ΔH为负值),ΔH1更负,因此ΔH1<ΔH2,A错误;反应BaCO3(s)⇌BaO(s)+CO2(g)的平衡常数K仅与CO2浓度有关,压缩体积时,CO2浓度瞬间增大,但系统通过逆反应减少气体物质的量,最终平衡时CO2浓度恢复原值(K不变),B错误;ΔH<0表明正反应放热,根据活化能与反应方向的关系,正反应的活化能小于逆反应的活化能(放热反应中正反应能垒更低),C正确;酯化反应为可逆反应,实际放热量小于理论值,热化学方程式应表示完全反应的ΔH,而题目直接使用实验值25.6 kJ/mol,未考虑可逆性,写法错误,D错误;故选C。
题型6 反应热的计算
21.【根据图表化学键信息计算反应热】甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和化合来制备甲醇,其反应为 ,已知该反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
436
343
1076
465
413
则该反应的为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】焓变ΔH = 反应物键能总和(断裂吸收)生成物键能总和(形成释放)
反应物键能总和:CO中1个C≡O键(1076 kJ/mol)+ 2 mol 中2个H-H键(2×436 kJ/mol)= 1076 + 872 = 1948 kJ/mol;
生成物键能总和:中3个C-H键(3×413 kJ/mol)+ 1个C-O单键(343 kJ/mol)+ 1个O-H键(465 kJ/mol)= 1239 + 343 + 465 = 2047 kJ/mol;
ΔH = 1948 kJ/mol2047 kJ/mol =99 kJ/mol;故选C。
解题要点
1.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
3.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
22.【根据盖斯定律计算反应热】在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】表示燃烧热的热化学方程式为①+O2(g)=CO2(g)
表示燃烧热的热化学方程式为②+ O2(g)=H2O(l)
表示燃烧热的热化学方程式为③+ 2O2(g)= 2CO2(g) +2H2O(l)
结合盖斯定律可知,目标反应可通过2①+2 ②-③得到,则反应热=2 +2 -=2×(-393.5)+2×(-285.8)-1×(-870.3)=-488.3kJ/mol;故选D。
23.【利用盖斯定律计算燃烧热】在下,氢气与氧气反应的热化学方程式可表示为
则氢气燃烧热是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化产物的焓变,则氢气燃烧的稳定产物为液态水,据此信息解答。
【解析】该数值对应的热化学方程式是 生成 的焓变,不符合氢气燃烧热的,A错误;该数值对应的热化学方程式是 生成 的焓变,符合氢气燃烧热的,B正确;该数值对应的热化学方程式生成为气态,不符合氢气燃烧热的,C错误;该数值对应的热化学方程式生成为气态,不符合氢气燃烧热的,D错误;故选:B。
24.【根据化学键键能计算反应热】2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】ΔH = 断裂的键能总和 - 形成的键能总和,CH4含4个C-H键,H2O含2个O-H键,则总断裂键能为4b+2c,CH3OH含3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键,H2含1个H-H键,则总形成键能为3b+d+c+a,因此 ΔH = (4b+2c) - (3b+d+c+a) = b+c-a-d,故选A。
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