第一章 化学反应的热效应(专项训练,黑吉辽蒙专用)【上好课】化学人教版选择性必修1
2025-12-24
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 整理与提升 |
| 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-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 辽宁省,吉林省,黑龙江省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.79 MB |
| 发布时间 | 2025-12-24 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | dxsy2018 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55612002.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
题型1 中和热
题型2 中和热的测定及误差分析
考点二 反应热与焓变
题型1 化学反应中能量变化的原因
题型2 反应热、燃烧热
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
考点四 反应热的计算(难点)
题型1 盖斯定律
题型2 反应热大小比较
题型3 能量与键能计算反应热
题型4 反应焓变的计算
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
◆题型1 中和热
1.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·期中)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
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨南岗区哈尔滨第三十二中学校·期中)取50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列操作和说法中不正确的是
A.向盛装盐酸的量热计内筒中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液
B.氢氧化钠溶液稍过量是为了保证盐酸完全被中和
C.酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速搅拌混合液
D.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净,擦干后,再测量氢氧化钠溶液的温度
◆题型2 中和热的测定及误差分析
1.(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)利用图示装置测定中和热的实验步骤如下:①量取溶液倒入小烧杯中,测量温度;②量取溶液,测量温度;③打开杯盖,将NaOH溶液倒量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,混合均匀后测量混合液温度。下列说法不正确的是
A.仪器A的名称是玻璃搅拌器
B.为便于酸碱充分反应,NaOH溶液应分多次加入
C.NaOH溶液稍过量的原因是确保硫酸完全被中和
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度,所测中和热有误差
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨德强高级中学·期中)利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热,下列说法正确的是
A.向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入
B.将50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为50mL0.65mol/LNaOH溶液与50mL0.60mol/L盐酸,所得中和热的数值变大
C.用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,不影响实验结果
D.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的ΔH偏大
3.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)化学是以实验为基础的学科,某兴趣小组在实验室进行如下实验。
Ⅰ.用弹式热量计(结构如图所示)按以下实验步骤来测量硫的燃烧热。
称量纯水,倒入内筒中;称量硫固体装入氧弹内,用氧气排净空气后再注满高纯氧气;打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记为初始温度;当纯水温度保持不变时,打开引燃电极,读取并记录内筒最高水温;重复实验次,测得内筒温度改变的平均值为。通过已知燃烧热的物质利用此装置在相同条件下测定,内筒每克水升高时,需要反应放热。
请回答下列问题:
(1)搅拌器和氧弹适宜的材质分别为 、 (填“不锈钢”或“玻璃纤维”);氧弹内注满过量高纯氧气的目的是 。
(2)用相关字母表示硫的燃烧热为 ;若测得的比实际数据偏高,则可能原因是 (填字母)。
a.硫未充分燃烧 b.称取硫时质量偏高 c.测得纯水的初始温度偏高
Ⅱ.利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素,设计如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
浓度
1
20
0.50
10.0
0.10
10.0
0
2
20
0.50
10.0
0.10
5.0
3
40
0.50
0.10
10.0
(3)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(4)该实验1和2可探究 对反应速率的影响,因此 mL。实验3比实验1反应速率快,因为升高温度增加了 (填字母)。
a.单位体积离子总数 b.单位体积活化离子数 c.单位体积活化离子百分数
考点二 反应热与焓变
◆题型1 化学反应中能量变化的原因
1.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)由物质M生成P,反应过程为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.N是该反应的催化剂
2.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)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
3. (25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)某化学反应由两步反应A→B→C构成,A、B、C分别为三种物质,该反应中能量曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.A→C为放热反应,所以不需要任何条件
B.A比C更稳定
C.破坏B中化学键吸收的能量低于形成C中新化学键释放的能量,所以B→C为放热反应
D.A→B中化学能转化为热能
◆题型2 反应热、燃烧热
1.(25-26高二上·吉林白城第一中学·月考)宏观辨识和微观探析是化学学科的核心素养之一,下列相关描述中正确的是
A.(白磷,s)(红磷,s) kJ⋅mol,则白磷比红磷稳定
B.表示燃烧热的热化学方程式 kJ⋅mol
C.已知稀溶液中 kJ⋅mol,则稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D.已知500℃、30 MPa下, kJ⋅mol,则相同条件下1 mol 和3 moI 充分反应,放出热量小于92.4 kJ
2.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)下列说法错误的是
A.需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应
B.已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s) △H>0,则红磷比白磷稳定
C.“冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
D.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
3.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热()又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热,又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热,断裂化学键时,所吸收的能量称为键能。如图分别表示水与二氧化碳各1mol时分解能量变化情况(单位:kJ)。下列说法正确的是
A.的生成热:
B.的燃烧热:
C.O—H键的键能:
D.
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.(25-26高二上·黑龙江鸡西三校联考·期中)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,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B.已知在一定条件下,2mol 与1mol 充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为
C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
2.(24-25高二下·辽宁名校联盟·月考)下列说法中正确的是
A.已知,则
B.,则碳的燃烧热
C.已知,则稀硫酸和澄清石灰水混合,其热化学方程式为
D.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
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第十二中学校·月考)下列热化学方程式正确的是
A.乙醇燃烧热的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=−1367kJ⋅mol−1
B.氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的中和热的热化学方程式:NaOH+HCl=NaCl+H2O ΔH=−57.3kJ⋅mol−1
C.金刚石转化成石墨的热化学方程式:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=−1.9kJ⋅mol−1
D.硫燃烧的热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+296.8kJ⋅mol−1
◆题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
1.(24-25高二上·黑龙江德强高级中学·月考)常温常压下,下列热化学方程式书写正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的标准燃烧热
B
完全燃烧生成液态水和,放出的热量
C
石墨比金刚石能量少
(石墨,)(金刚石,)
D
分解生成和气体,吸收热量
A.A B.B C.C D.D
2.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第十二中学校·月考)下列热化学方程式中的反应热能表示标准燃烧热的是(a、b、c、d均大于0):
A.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
B.CH3CH2OH(l)+O2(g)=CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
3.(25-26高二上·黑龙江牡丹江第三高级中学·期中)已知H2S的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 盖斯定律
1.(24-25高二上·吉林松原五校·期末)几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
①
②
③
④,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
◆题型2 反应热大小比较
1.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
2.(24-25高二上·河南部分学校·月考)2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示。
已知:、
下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)101kPa时,几种物质燃烧或相互反应的热化学方程式如下:
①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H1=-2602 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) H2=-3123 kJ·mol-1
③ H3=-286kJ·mol-1
④C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g) H4
下列叙述错误的是
A.乙炔的燃烧热H=-2602 kJ·mol-1
B.等物质的量完全燃烧放出的热量:C2H6>C2H2
C.C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g) H4<0
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H>-572 kJ·mol-1
4.(24-25高二上·黑龙江大庆肇源县第一中学·期中)下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B.已知 ,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D.已知 ; ;则
◆题型3 能量与键能计算反应热
1(24-25高二上·德强高中·期末)已知: ,键的键能为,中键的键能为,的结构为。则键的键能为
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·辽宁大连第二十四中学·期中)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如表,可根据计算出中氧氧单键的键能为214。下列说法不正确的是
物质(g)
O
H
HO
HOO
能量/
249
218
39
10
0
0
-136
-242
A.的键能为436kJ/mol
B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍
C.的燃烧热为-242kJ/mol
D. ΔH=-143kJ/mol
3.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·月考)点阵能()是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环:
由此可得U/(kJ⋅mol-1)为
A.+786.5 B.-786.5 C.+749.6 D.-749.6
◆题型4 反应焓变的计算
1.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)氧化亚铜常用于制船底防污漆,用与高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热()又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热,又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热,断裂化学键时,所吸收的能量称为键能。如图分别表示水与二氧化碳各1mol时分解能量变化情况(单位:kJ)。下列说法正确的是
A.的生成热:
B.的燃烧热:
C.O—H键的键能:
D.
3.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
4.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)NO被氧化为NO2反应过程中的能量变化如图所示:
已知:Ea1<Ea2。下列说法正确的是
A.O2浓度越大,反应I速率越大
B.
C.第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤
D.反应过程中N2O2浓度一直不断增大
5.(25-26高二上·黑龙江牡丹江第三高级中学·月考)回答下列问题:
(1)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(2)常温常压下,1克乙醇(M=46g/mol)完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。已知:
①
②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应,可实现氯的循环利用。
已知:反应A:
此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
写出此条件下,反应A的热化学方程式 。
B 综合攻坚·知能拔高
1.(25-26高二上·辽宁实验中学·期中)铋基催化剂对电化学还原制取甲酸具有高效的选择性。其反应历程与单个粒子相对能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.使用Bi、两种催化剂反应的历程相同,决速步骤也相同
B.使用催化剂更有利于的吸附
C.反应中消耗放出能量为
D.物质吸附在催化剂表面
2.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·月考)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.
3.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·月考)稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,下列相关说法错误的是
A.该反应的能量变化如图所示
B.碳酸氢钠固体溶于水的过程为吸热过程
C.理论上,该反应可设计成原电池
D.与反应生成的能量变化趋势与该反应能量变化趋势相一致
4.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·月考)已知:在标准压强()、下,由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0.有关物质的如图所示,下列有关判断正确的是
A.相同状况下,比稳定
B.的
C.标准状况下,完全燃烧放出的热量为
D.的键能大于与的键能之和
5.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。
(1)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据,已知合成氨反应, 则a为 。
化学键
键能(kJ/mol)
386
946
a
(2)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)。
(3)某实验小组用的NaOH溶液和的HCl溶液进行中和反应反应热的测定,实验装置如图所示。
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。
②实验数据如表所示。
温度
次数
起始温度
终止温度
温度差
溶液
溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
4.0
2
27.0
27.4
27.2
30.7
3.5
3
25.9
25.9
25.9
29.2
3.3
4
26.4
26.2
26.3
29.7
3.4
近似认为的NaOH溶液和的HCl溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。测得的中和热的 。(小数点后一位)
③上述实验结果与有偏差,产生这种偏差的原因可能是 (填序号)。
a.实验装置保温,隔热效果差
b.实验室环境温度较高
c.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
6.(25-26高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要 (填“吸收”或“放出”)热量。
②状态I、II、III中,最稳定的是 ,原因是 。
(2)是一种优质燃料。在25℃ 101 kPa下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式: 。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为 。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为 。若起始时向容器内充入和,达平衡时有的转化,则反应中放出的热量为 。
7.(25-26高二上·内蒙古多校联考·月考)二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。
①若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H = (用含a、b的式子表示)。
②相关化学键的键能如下表所示,测得上述反应的H =-153 kJ/mol,表中的 。
化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能/( kJ· mol-1)
803
436
414
464
(2)14 g C2H4(g)完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出705 kJ的热量,其燃烧热的热化学方程式为 。
(3)钌(Ru)及其化合物在合成工业上有广泛用途,如图是用钌基催化剂催化合成甲酸(HCOOH)的过程示意图。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。根据图写出生成1 mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式: 。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,反应的热化学方程式为 。该条件下,起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2,测得某时刻该反应中放出的热量为123.6 kJ,此时CO的转化率为 。
(5)把煤作为燃料可通过下列两种途径。
途径I:C(s)+O2(g)=CO2(g) 。
途径Ⅱ:先制成水煤气,反应为 ;再燃烧水煤气,反应为 , 。则途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量; (用、、表示)。
8.(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·月考)完成下列问题:
(1)已知:(i)H2(g)=H2(l) △H=0.92kJ/mol
(ii)O2(g)=O2(l) △H=-6.84kJ/mol
(iii)H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
(iv)H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)科学家提出以TiO2为催化剂,光热化学循环分解法达到减少大气中CO2含量的目的,反应机理和相关数据如图所示,全过程的热化学方程式为 。
物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量
1mol
CO2
1598kJ
1mol
CO
1072kJ
1mol
O2
496kJ
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为 。[已知温度为T时:;]
(4)用将HCl转化为,可提高经济效益。传统上该转化通过如图1所示的催化循环实现。其中,反应①为。
反应②生成1(g)的反应热为,则总反应的热化学方程式为 (反应热用和表示)。
(5)CO2与H2在某催化剂的作用下反应,如图2所示,断开1mol化学键所需要吸收的能量(kJ)如表所示:
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
(6)LiBH4是近年来常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下:
则Mg(s)与B(s)反应生成MgB2(s)的热化学方程式是 。
9.(25-26高二上·吉林长春东北师范大学附属中学·期中)工业合成氨和氨催化氧化制取硝酸是人类科技的一项重大突破。
(1)在恒温恒容密闭容器中充入和进行合成氨反应,下列能说明该反应已达平衡状态的是 。
a.断裂3 mol H—H同时生成6 mol N—H b.容器内压强保持不变
c.混合气体密度保持不变 d.容器内、、物质的量之比为
e.的百分含量保持不变
(2)已知传统合成氨反应的速率方程为:。在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因为 。
(3)已知: ,查阅文献资料,化学键的键能如下表:
化学键
H-H键
键
N-H键
436
946
391
①氨分解反应的焓变 。
②氨气完全燃烧生成和气态水的热化学方程式为 。
(4)工业用氨催化氧化制取硝酸尾气中,氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一、常用的处理方法有选择性催化还原法。在固态FeTiO4表面还原的机理如图所示。
理论上处理1 mol NO同时消耗的物质的量为 。
(5)若工业尾气中同时含,将会使NO的去除率下降,可能的原因是 。
10.(25-26高二上·黑龙江大庆大庆中学·月考)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:
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫: ,则常温下,单斜与斜方中较稳定的是 (填“单斜”或“斜方”)。
(2)丙烷常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式: ,丙烷的燃烧热= 。
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是 。
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
反应分两步进行:
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
化学键
键能
,则键的键能为 。
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第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
题型1 中和热
题型2 中和热的测定及误差分析
考点二 反应热与焓变
题型1 化学反应中能量变化的原因
题型2 反应热、燃烧热
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
考点四 反应热的计算(难点)
题型1 盖斯定律
题型2 反应热大小比较
题型3 能量与键能计算反应热
题型4 反应焓变的计算
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
◆题型1 中和热
1.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·期中)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
【详解】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。
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨南岗区哈尔滨第三十二中学校·期中)取50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列操作和说法中不正确的是
A.向盛装盐酸的量热计内筒中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液
B.氢氧化钠溶液稍过量是为了保证盐酸完全被中和
C.酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速搅拌混合液
D.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净,擦干后,再测量氢氧化钠溶液的温度
【答案】A
【详解】A.向盛装盐酸的量热计内筒中加入氢氧化钠溶液一定要一次性快速加入,防止热量损失,故A错误;
B.测定中和热时,为了使氢离子或者氢氧根离子完全反应,需要让其中一种反应物稍稍过量,故B正确;
C.酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,防止热量损失,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速上下搅拌混合液,使其充分反应,故C正确;
D.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度,防止酸碱中和反应放出的热量影响氢氧化钠温度的测定,故D正确;
故选A。
◆题型2 中和热的测定及误差分析
1.(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)利用图示装置测定中和热的实验步骤如下:①量取溶液倒入小烧杯中,测量温度;②量取溶液,测量温度;③打开杯盖,将NaOH溶液倒量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,混合均匀后测量混合液温度。下列说法不正确的是
A.仪器A的名称是玻璃搅拌器
B.为便于酸碱充分反应,NaOH溶液应分多次加入
C.NaOH溶液稍过量的原因是确保硫酸完全被中和
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度,所测中和热有误差
【答案】B
【详解】A.仪器A的名称是玻璃搅拌器,故A正确;
B.测定中和反应的反应热时,为了减少热量散失,氢氧化钠溶液应一次性倒入盛有硫酸的量热器内筒中,不能分多次倒入,否则易导致热量的散失,故B错误;
C.测定中和反应的反应热时,为了保证硫酸完全被中和,加入的氢氧化钠溶液应稍过量,故C正确;
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度,会造成溶液的起始温度偏高,所测中和热有误差,故D正确;
故答案为:B。
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨德强高级中学·期中)利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热,下列说法正确的是
A.向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入
B.将50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为50mL0.65mol/LNaOH溶液与50mL0.60mol/L盐酸,所得中和热的数值变大
C.用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,不影响实验结果
D.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的ΔH偏大
【答案】D
【详解】A.为了防止热量散失,向盐酸中加入氢氧化钠溶液时应迅速地一次性倒入,A错误;
B.反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,则将50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为50mL0.65mol/LNaOH溶液与50mL0.60mol/L盐酸时放热增多,但所得中和热的数值保持不变,B错误;
C.铜丝导热,用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒导致热量散失较多,引起实验误差较大,C错误;
D.一水合氨是弱碱,电离吸热,实验中使用相同浓度的氨水替代氢氧化钠溶液时,测得反应放出的热量偏少,ΔH偏大, D正确;
故答案为:D。
3.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)化学是以实验为基础的学科,某兴趣小组在实验室进行如下实验。
Ⅰ.用弹式热量计(结构如图所示)按以下实验步骤来测量硫的燃烧热。
称量纯水,倒入内筒中;称量硫固体装入氧弹内,用氧气排净空气后再注满高纯氧气;打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记为初始温度;当纯水温度保持不变时,打开引燃电极,读取并记录内筒最高水温;重复实验次,测得内筒温度改变的平均值为。通过已知燃烧热的物质利用此装置在相同条件下测定,内筒每克水升高时,需要反应放热。
请回答下列问题:
(1)搅拌器和氧弹适宜的材质分别为 、 (填“不锈钢”或“玻璃纤维”);氧弹内注满过量高纯氧气的目的是 。
(2)用相关字母表示硫的燃烧热为 ;若测得的比实际数据偏高,则可能原因是 (填字母)。
a.硫未充分燃烧 b.称取硫时质量偏高 c.测得纯水的初始温度偏高
Ⅱ.利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素,设计如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
浓度
1
20
0.50
10.0
0.10
10.0
0
2
20
0.50
10.0
0.10
5.0
3
40
0.50
0.10
10.0
(3)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(4)该实验1和2可探究 对反应速率的影响,因此 mL。实验3比实验1反应速率快,因为升高温度增加了 (填字母)。
a.单位体积离子总数 b.单位体积活化离子数 c.单位体积活化离子百分数
【答案】(1) 玻璃纤维 不锈钢 确保可燃物完全燃烧
(2) ac
(3)
(4) 硫代硫酸钠溶液的浓度 5.0 bc
【分析】实验1和2探究硫代硫酸钠溶液的浓度对化学反应速率的影响,由实验1可知溶液的总体为20.0 mL,故5.0 mL;实验1和实验3探究温度对化学反应速率的影响,故10.0 mL,=0。
【详解】(1)搅拌器需绝热材料,避免损失热量,选玻璃纤维;氧弹需导热材料,迅速将硫燃烧放出的热量传导给水,可选不锈钢;氧弹内注满过量高纯氧气的目的是:确保可燃物完全燃烧;
(2)根据题意,硫的燃烧热为1 mol S完全燃烧释放的热量,;
若测得的比实际数据偏高,则放出的热量偏少。
a.硫未充分燃烧,放出的热量偏少,比实际数据偏高,a符合题意;
b.称取硫的质量偏高,则反应放出的热量偏高,比实际数据偏低,b不符合题意;
c.测得纯水的初始温度偏高,则测得水变化的温度值偏低,放出的热量偏少,比实际数据偏高,c符合题意;
故选ac;
(3)与反应生成硫、二氧化硫和水,离子方程式为:;
(4)根据分析,该实验1和2可探究硫代硫酸钠溶液的浓度对反应速率的影响,因此5.0 mL。实验1和实验3是探究温度对化学反应速率的影响,温度升高,增加了单位体积活化离子数及单位体积活化离子百分数,从而增加了有效碰撞机会,加快反应速率,而单位体积离子总数不变,故选bc。
考点二 反应热与焓变
◆题型1 化学反应中能量变化的原因
1.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)由物质M生成P,反应过程为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.N是该反应的催化剂
【答案】C
【详解】A.第一步反应M→N:反应物M能量高于产物N,为放热反应;第二步反应N→P:反应物N能量低于产物P,为吸热反应,A错误;
B.总反应为M→P,反应物M的能量高于产物P,总反应ΔH=E(P)-E(M)<0,为放热反应,B错误;
C.物质能量越低越稳定,三种物质中N的能量最低,故N最稳定,C正确;
D.N是反应过程中生成的中间产物(M→N生成N,N→P消耗N),并非反应前后质量和性质不变的催化剂,D错误;
故选C。
2.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·期中)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
【详解】A.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;
B.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;
C.根据图像,,,两式相减得,则,C错误;
D.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。
3. (25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)某化学反应由两步反应A→B→C构成,A、B、C分别为三种物质,该反应中能量曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.A→C为放热反应,所以不需要任何条件
B.A比C更稳定
C.破坏B中化学键吸收的能量低于形成C中新化学键释放的能量,所以B→C为放热反应
D.A→B中化学能转化为热能
【答案】C
【详解】A.反应是吸热还是放热与反应条件无关,但反应的发生需要提供起始条件,A错误;
B.根据图中信息,A的总能量高于C,能量越低越稳定,故C比A更稳定,B错误;
C.由图可知B的总能量高于C的总能量,B→C为放热反应,即破坏反应物B中化学键吸收能量要低于形成C中新化学键时放出的能量,C正确;
D.A→B为吸热反应,可以看成是热能转化为化学能,D错误;
故选C。
◆题型2 反应热、燃烧热
1.(25-26高二上·吉林白城第一中学·月考)宏观辨识和微观探析是化学学科的核心素养之一,下列相关描述中正确的是
A.(白磷,s)(红磷,s) kJ⋅mol,则白磷比红磷稳定
B.表示燃烧热的热化学方程式 kJ⋅mol
C.已知稀溶液中 kJ⋅mol,则稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D.已知500℃、30 MPa下, kJ⋅mol,则相同条件下1 mol 和3 moI 充分反应,放出热量小于92.4 kJ
【答案】D
【详解】A.由热化学方程式可知,白磷转化为红磷的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,物质的能量越低稳定性越强,则红磷比白磷稳定,故A错误;
B.乙烯的燃烧热为1mol乙烯完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为 kJ⋅mol,故B错误;
C.中和热是强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水放出的热量,稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和水,生成硫酸钡沉淀时会放出沉淀热,则反应生成1 mol水时放出的热量大于57.3 kJ,故C错误;
D.合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以相同条件下1 mol 氮气和3 moI 氢气充分反应放出热量小于92.4 kJ,故D正确;
故选D。
2.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)下列说法错误的是
A.需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应
B.已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s) △H>0,则红磷比白磷稳定
C.“冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
D.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
【答案】D
【详解】A.吸热反应与放热反应与反应条件无关,如燃烧需要加热(放热反应)、碳酸钙分解需要加热(吸热反应),故A正确;
B.能量越低越稳定,已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s) △H>0,则白磷所具有的能量高于红磷,因此红磷比白磷稳定,故B正确;
C.相同质量的同种物质固态的能量比液态低,所以相同质量的水和冰相比较,水的能量高,故C正确;
D.燃烧热指的是生成稳定的氧化物,应生成液态水,故D错误。
答案选D。
3.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热()又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热,又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热,断裂化学键时,所吸收的能量称为键能。如图分别表示水与二氧化碳各1mol时分解能量变化情况(单位:kJ)。下列说法正确的是
A.的生成热:
B.的燃烧热:
C.O—H键的键能:
D.
【答案】D
【详解】A.氢气、氧气生成水为放热反应,焓变为负值,的生成热:,故A错误;
B.的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量:,故B错误;
C.根据图示,H-H键的键能为436、O=O键的键能为494,,焓变=反应物总键能-生成物总键能,O—H键的键能:,故C错误;
D.①
②
根据盖斯定律①+②得 ,故D正确;
选D。
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.(25-26高二上·黑龙江鸡西三校联考·期中)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,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B.已知在一定条件下,2mol 与1mol 充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为
C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【详解】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为 ,A错误;
B.不知道该条件下物质的状态,该反应是可逆反应,2mol 与1mol 充分反应后,实际消耗多少不得而知,所以无法写出热化学方程式,B错误;
C.在稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1mol 放出的热量是中和热,C正确;
D.石墨转化为金刚石吸收能量,则石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,D错误;
答案选C。
2.(24-25高二下·辽宁名校联盟·月考)下列说法中正确的是
A.已知,则
B.,则碳的燃烧热
C.已知,则稀硫酸和澄清石灰水混合,其热化学方程式为
D.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
【答案】A
【详解】A.因是放热的,因此第二个反应放出的热量更多,更小,A正确;
B.燃烧热是指纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,燃烧的产物应为,不是指定的产物,则碳的燃烧热,B错误;
C.稀硫酸与澄清石灰水反应生成微溶物硫酸钙,不能表示成,且生成硫酸钙放出热量,所以,C错误;
D.合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则氮气和氢气不可能完全反应,反应的焓变小于,D错误;
答案选A。
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第十二中学校·月考)下列热化学方程式正确的是
A.乙醇燃烧热的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=−1367kJ⋅mol−1
B.氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的中和热的热化学方程式:NaOH+HCl=NaCl+H2O ΔH=−57.3kJ⋅mol−1
C.金刚石转化成石墨的热化学方程式:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=−1.9kJ⋅mol−1
D.硫燃烧的热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+296.8kJ⋅mol−1
【答案】C
【详解】A.乙醇燃烧生成液体水时较稳定,即乙醇燃烧热的热化学方程式C2H5OH(l)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1367kJ•mol-1,故A错误;
B.书写热化学方程式时要标明物质的凝聚状态,所以氢氧化钠溶液与稀盐酸中和热的热化学方程式NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H=-57.3kJ•mol-1,故B错误;
C.石墨比金刚石稳定,所以金刚石转化成石墨放热,热化学方程式为c(金刚石,s)=c(石墨,s) ∆H=-1.9 kJ•mol-1,故C正确;
D.硫燃烧放热,即∆H为负值,所以硫燃烧的热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g)∆H=-296.8 kJ•mol-1,故D错误;
故选:C。
◆题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
1.(24-25高二上·黑龙江德强高级中学·月考)常温常压下,下列热化学方程式书写正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的标准燃烧热
B
完全燃烧生成液态水和,放出的热量
C
石墨比金刚石能量少
(石墨,)(金刚石,)
D
分解生成和气体,吸收热量
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.燃烧热是在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;燃烧为放热反应,焓变小于0,A错误;
B.完全燃烧生成液态水和,放出的热量,则反应为 ,B错误;
C.相同质量的石墨比金刚石能量低,石墨转化成金刚石要吸热,焓变大于0,C正确;
D.未标明物质的存在状态,D错误;
故选C。
2.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第十二中学校·月考)下列热化学方程式中的反应热能表示标准燃烧热的是(a、b、c、d均大于0):
A.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
B.CH3CH2OH(l)+O2(g)=CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
【答案】A
【详解】在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,则A.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1中的反应热表示葡萄糖的燃烧热,A正确;
B. 反应中生成物不是二氧化碳,不能表示燃烧热,B错误;
C. 生成物是CO,是碳的不完全反应,不能表示燃烧热,C错误;
D. 生成物水不是液态,且NO不稳定,不能表示燃烧热,D错误;
答案选A。
【点睛】明确燃烧热含义是解答的关键,注意几个要点:1mol,完全燃烧,稳定的氧化物。
3.(25-26高二上·黑龙江牡丹江第三高级中学·期中)已知H2S的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,已知H2S的燃烧热,则1molH2S完全燃烧生成和液态水放出热量为,热化学方程式表示为。
【详解】A.根据分析,2molH2S完全燃烧生成和液态水放出热量为,则热化学方程式表示为,A正确;
B.燃烧热要求生成液态水,该热化学方程式中水的状态为气态,B错误;
C.产物为S,未完全燃烧生成,C错误;
D.H2S完全燃烧应生成,该热化学方程式中产物为,D错误;
答案选A。
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 盖斯定律
1.(24-25高二上·吉林松原五校·期末)几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.过程3为断键,是吸热过程,则大于0,过程4为成键,是放热过程,则小于0,即,A项正确;
B.同理有,,,由盖斯定律得,,则,B项错误;
C.反应焓变与途径无关,则,C项正确;
D.由B项可知,,D正确;
故选B。
2.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
①
②
③
④,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,反应③×3-②+④×3得到反应①,则,答案选A。
◆题型2 反应热大小比较
1.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
【答案】B
【详解】A.中和热ΔH=-57.3 kJ/mol对应生成1molH2O,但1molH2SO4与Ba(OH)2反应生成2mol H2O和BaSO4沉淀,沉淀生成会额外放热,总放热应大于114.6kJ,A错误;
B.浓硫酸溶解时放热,导致总反应放热量增加,ΔH2更负(即ΔH2<ΔH1),因此ΔH1>ΔH2,B正确;
C.SO2与O2反应为可逆反应,无法完全转化,实际放热196.6 kJ小于理论值, kJ/mol,C错误;
D.合成氨为可逆反应,1molN2无法完全反应,实际放热小于92.4kJ,D错误;
故选B。
2.(24-25高二上·河南部分学校·月考)2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示。
已知:、
下列说法错误的是
A.
B.
C.
D.相同条件下,的
【答案】C
【详解】A.固体变气体吸收能量,故,断裂化学键吸收能量,,A项正确;
B.根据盖斯定律和反应的能量关系图可知:,则,B项正确;
C.根据盖斯定律和反应的能量关系图可知:,C项错误;
D.钾比钠活泼,失电子易,所以在相同条件下,K(g)失电子消耗的能量更少,即,D项正确;
答案选C。
3.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)101kPa时,几种物质燃烧或相互反应的热化学方程式如下:
①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H1=-2602 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) H2=-3123 kJ·mol-1
③ H3=-286kJ·mol-1
④C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g) H4
下列叙述错误的是
A.乙炔的燃烧热H=-2602 kJ·mol-1
B.等物质的量完全燃烧放出的热量:C2H6>C2H2
C.C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g) H4<0
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H>-572 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】A.1molC2H2(g)完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)放出的热量叫燃烧热,乙炔的燃烧热为1301kJ·mol-1,故A错误;
B.由①和②可知,等物质的量C2H6和C2H2完全燃烧放出的热量:C2H6>C2H2,故B正确;
C.由盖斯定律可知,④=,H4=,故C正确;
D.③×2得到 H3=-572kJ·mol-1,生成气态水时放出热量比生成液态水放热少,焓变为负,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H>-572 kJ·mol-1,故D正确;
故选A。
4.(24-25高二上·黑龙江大庆肇源县第一中学·期中)下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B.已知 ,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D.已知 ; ;则
【答案】D
【详解】A. ,该反应为可逆反应,在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,生成氨气的物质的量小于4mol,放出的热量小于,A错误;
B. ,则石墨的能量小于金刚石,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,B错误;
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,由于反应生成1mol硫酸钡和2molH2O,因生成BaSO4时也放热,所以放出的热量大于,C错误;
D.已知:① ;② ,由①-②式得:,因固态S变成气态S需要吸热,则,即,D正确;
故选D。
◆题型3 能量与键能计算反应热
1(24-25高二上·德强高中·期末)已知: ,键的键能为,中键的键能为,的结构为。则键的键能为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
的结构为,P-P键有6个,设P-P键的键能为xkJ·mol-1,则ΔH=6xkJ·mol-1+6bkJ·mol-1-12ckJ·mol-1=akJ·mol-1,得x=;
故选A。
2.(24-25高二上·辽宁大连第二十四中学·期中)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如表,可根据计算出中氧氧单键的键能为214。下列说法不正确的是
物质(g)
O
H
HO
HOO
能量/
249
218
39
10
0
0
-136
-242
A.的键能为436kJ/mol
B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍
C.的燃烧热为-242kJ/mol
D. ΔH=-143kJ/mol
【答案】C
【详解】A.根据题表中的数据可知,H2的键能为218 kJ·mol-1×2=436 kJ·mol-1,A正确;
B.由题表可知,O2的键能为249×2 kJ·mol-1=498 kJ·mol-1,由题干信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;
C.因为生成的是气态,则的燃烧热大于242 kJ/mol,C错误;
D.由题表可知H2O(g)+O(g)=H2O2(g)的ΔH=[-136-249-(-242)] kJ·mol-1=-143 kJ·mol-1,D正确;
故选C。
3.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·月考)点阵能()是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环:
由此可得U/(kJ⋅mol-1)为
A.+786.5 B.-786.5 C.+749.6 D.-749.6
【答案】D
【详解】由题干信息可知:Na(s)=Na(g)ΔH1=+108.4kJ/mol,Na(g)=Na+(g)ΔH2=+495.0kJ/mol,Cl2(g)=Cl(g) ΔH3=+119.6kJ/mol,Cl(g)=Cl-(g)ΔH4=-384.3kJ/mol,Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)ΔH5=UkJ/mol, Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)ΔH6=-410.9kJ/mol,根据盖斯定律可知,ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=(+108.4+495.0+119.6-384.3+U)kJ/mol=-410.9kJ/mol,可得U=-749.6,故选:D。
◆题型4 反应焓变的计算
1.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)氧化亚铜常用于制船底防污漆,用与高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据盖斯定律,反应(①-②)÷2计算可得的=[-325kJ/mol-(-281kJ/mol)]÷2=-22kJ/mol,故选:D。
2.(25-26高二上·东北三、内蒙古全国名校·月考)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热()又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热,又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热,断裂化学键时,所吸收的能量称为键能。如图分别表示水与二氧化碳各1mol时分解能量变化情况(单位:kJ)。下列说法正确的是
A.的生成热:
B.的燃烧热:
C.O—H键的键能:
D.
【答案】D
【详解】A.氢气、氧气生成水为放热反应,焓变为负值,的生成热:,故A错误;
B.的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量:,故B错误;
C.根据图示,H-H键的键能为436、O=O键的键能为494,,焓变=反应物总键能-生成物总键能,O—H键的键能:,故C错误;
D.①
②
根据盖斯定律①+②得 ,故D正确;
选D。
3.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
【答案】B
【详解】A.中和热ΔH=-57.3 kJ/mol对应生成1molH2O,但1molH2SO4与Ba(OH)2反应生成2mol H2O和BaSO4沉淀,沉淀生成会额外放热,总放热应大于114.6kJ,A错误;
B.浓硫酸溶解时放热,导致总反应放热量增加,ΔH2更负(即ΔH2<ΔH1),因此ΔH1>ΔH2,B正确;
C.SO2与O2反应为可逆反应,无法完全转化,实际放热196.6 kJ小于理论值, kJ/mol,C错误;
D.合成氨为可逆反应,1molN2无法完全反应,实际放热小于92.4kJ,D错误;
故选B。
4.(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)NO被氧化为NO2反应过程中的能量变化如图所示:
已知:Ea1<Ea2。下列说法正确的是
A.O2浓度越大,反应I速率越大
B.
C.第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤
D.反应过程中N2O2浓度一直不断增大
【答案】C
【详解】A.由题干反应历程图可知,反应I为2NO(g)=N2O2(g),即反应I中O2没有参与反应,故不能说O2浓度越大,反应I速率越大,A错误;
B.由题干反应历程图可知, ,B错误;
C.已知:Ea1<Ea2,即第Ⅰ步反应的活化能比第Ⅱ步小,反应的活化能越大反应速率越慢,故第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤,C正确;
D.反应开始时由于N2O2的生产速率大于消耗速率,导致N2O2的浓度增大,但随着反应进行NO浓度减小,N2O2的生成速率减慢,导致N2O2又减小,即反应过程中N2O2浓度先增大后减小,D错误;
故答案为:C。
5.(25-26高二上·黑龙江牡丹江第三高级中学·月考)回答下列问题:
(1)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(2)常温常压下,1克乙醇(M=46g/mol)完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。已知:
①
②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应,可实现氯的循环利用。
已知:反应A:
此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
写出此条件下,反应A的热化学方程式 。
【答案】(1)N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1126.0kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2392kJ/mol
(3) P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=-29.2kJ/mol 低
(4)△H=-115.6kJ/mol
【详解】(1)①;②;③;根据盖斯定律①+4×②-2×③可得:N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1126.0kJ·mol-1;
(2)常温常压下,1克乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为52.0kJ,可知1mol乙醇完全反应放热为52.0kJ×46=2392kJ,乙醇燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2392kJ/mol;
(3)①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH=-2983.2kJ/mol;②P(红磷,s)+O2(g)=P4O10(s)ΔH=-738.5kJ/mol,根据盖斯定律,由①-4×②得反应P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=ΔH1-4ΔH2=-29.2kJ/mol,即P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=-29.2kJ/mol;相同状况下,能量状态较低的是红磷,白磷的稳定性比红磷低;
(4)反应A:中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,则反应的热化学方程式为:△H=-115.6kJ/mol。
B 综合攻坚·知能拔高
1.(25-26高二上·辽宁实验中学·期中)铋基催化剂对电化学还原制取甲酸具有高效的选择性。其反应历程与单个粒子相对能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.使用Bi、两种催化剂反应的历程相同,决速步骤也相同
B.使用催化剂更有利于的吸附
C.反应中消耗放出能量为
D.物质吸附在催化剂表面
【答案】C
【分析】该反应是电化学还原制甲酸的过程,催化剂通过改变反应历程降低活化能:不同铋基催化剂(Bi、)对反应各步骤的能量影响不同,吸附过程的能量变化是判断催化剂吸附能力的关键依据,据此分析。
【详解】A.从能量变化图可知,Bi和作为催化剂时,反应历程中各步骤的相对能量变化不同,决速步骤为反应中能垒最高的步骤,Bi作为催化剂时,最大能垒为0.38eV(-0.89eV到-0.51eV),Bi2O3作为催化剂时,最大能垒为0.32eV(-2.86eV到-2.54eV),决速步骤不相同,A不符合题意;
B.吸附过程是→,催化剂对应的相对能量更低,说明更有利于的吸附,B不符合题意;
C.由反应历程可知,(相对能量0)转化为产物后相对能量为-3.86 eV,故该历程消耗1 mol 放出的能量为3.86 NA eV,C符合题意;
D.物质吸附在催化剂表面,粒子从自由状态变为吸附态,混乱度降低,故,D不符合题意;
故选C。
2.(25-26高二上·辽宁大连第二十四中学·月考)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
【详解】根据盖斯定律,目标反应可由12×③+5×②-2×①组合得到,因此,故答案选A。
3.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·月考)稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,下列相关说法错误的是
A.该反应的能量变化如图所示
B.碳酸氢钠固体溶于水的过程为吸热过程
C.理论上,该反应可设计成原电池
D.与反应生成的能量变化趋势与该反应能量变化趋势相一致
【答案】C
【详解】A.稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应的能量变化如图所示,A正确;
B.碳酸氢钠固体溶于水时会从周围环境吸收热量,导致溶液温度下降,为吸热过程,B正确;
C.该反应中没有元素化合价发生变化,不是氧化反应,不能设计成原电池,C错误;
D.与反应生成的反应为吸热反应,能量变化趋势与该反应能量变化趋势相一致,D正确;
故选C。
4.(25-26高二上·辽宁辽西重点高中·月考)已知:在标准压强()、下,由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0.有关物质的如图所示,下列有关判断正确的是
A.相同状况下,比稳定
B.的
C.标准状况下,完全燃烧放出的热量为
D.的键能大于与的键能之和
【答案】D
【详解】A.摩尔生成焓越低,物质的能量越低,该物质越稳定,根据图中数据,相同条件下,NH3的摩尔生成焓更低,其更稳定,A错误;
B.由气态水转变为液态水的焓变小于零,根据盖斯定律,液态水的摩尔生成焓等于气态水的摩尔生成焓加上气态水转变为液态水的焓变(液化热),两者焓变均小于零,所以相加后得到液态水的摩尔生成焓小于-241.8 kJ/mol,B错误;
C.N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) 该反应焓变为 生成物的摩尔生成焓减去反应物的摩尔生成焓,其中气态氮气和气态氧气为稳定单质,摩尔生成焓为0,反应的摩尔生成焓为2×(-241.8 kJ/mol)-50.6 kJ/mol=-534.2 kJ/mol,但反应中的水为气态水,标准状况下,完全燃烧生成的水为液态水,所以放出的热量大于534.2 kJ/mol,C错误;
D.由图中数据得与生成2NH3(g)放热,该反应焓变为反应物键能减去生成物键能,且小于零,所以与的键能之和小于的键能,D正确;
答案选D。
5.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。
(1)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据,已知合成氨反应, 则a为 。
化学键
键能(kJ/mol)
386
946
a
(2)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)。
(3)某实验小组用的NaOH溶液和的HCl溶液进行中和反应反应热的测定,实验装置如图所示。
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。
②实验数据如表所示。
温度
次数
起始温度
终止温度
温度差
溶液
溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
4.0
2
27.0
27.4
27.2
30.7
3.5
3
25.9
25.9
25.9
29.2
3.3
4
26.4
26.2
26.3
29.7
3.4
近似认为的NaOH溶液和的HCl溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。测得的中和热的 。(小数点后一位)
③上述实验结果与有偏差,产生这种偏差的原因可能是 (填序号)。
a.实验装置保温,隔热效果差
b.实验室环境温度较高
c.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
【答案】(1)
(2)2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=( Ea1- Ea2+ Ea3- Ea4) kJ∙mol−1
(3) 玻璃搅拌器 -56.8kJ·mol ac
【详解】(1)合成氨反应 ,该反应的焓变为反应物的总键能减去生成物的总键能,N2中存在N≡N,H2中存在,NH3中存在,可得,计算;
(2)如图所示,热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=( Ea1- Ea2+ Ea3- Ea4) kJ∙mol−1;
(3)①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是玻璃搅拌器;
②由表格数据可知,第一组数据误差较大,舍去,温度变化平均值为3.4℃,生成水的物质的量为50×10-3L×=0.025mol,则生成1mol水时的反应热≈-56.8kJ·mol-1;
③a.实验装置保温,隔热效果差,使热量散失,会造成数值偏小,a符合题意;
b.实验室环境温度较高,与外界的热交换减小,使得实验误差减小,b不符合题意;
c.用温度计上附着的NaOH溶液会和盐酸反应,这部分热量损失了,使得数值偏小,c符合题意;
故选ac。
6.(25-26高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要 (填“吸收”或“放出”)热量。
②状态I、II、III中,最稳定的是 ,原因是 。
(2)是一种优质燃料。在25℃ 101 kPa下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式: 。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为 。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为 。若起始时向容器内充入和,达平衡时有的转化,则反应中放出的热量为 。
【答案】(1) 放出 状态Ⅲ 状态Ⅲ所具有的能量最低
(2)
(3) (或其他合理形式)
(4) 92.2 kJ 36.88 kJ
【详解】(1)CO和O结合成的过程中是形成新的化学键,要放出热量;状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是状态Ⅲ,原因是能量越低越稳定。
(2)在25℃、101 kPa下,充分燃烧生成和1 g液态水时放出热量20.16 kJ,则生成2 mol 液态水放出热量为,故答案为。
(3)已知①,②,③,根据盖斯定律,①+②-③得,故答案为。
(4)根据和反应生成2 mol过程中能量变化示意图,反应焓变,所以每消耗1 mol ,即生成2 mol放热92.2 kJ;若起始时间向容器内放入1 mol 和3 mol ,达到平衡时有40%的反应,则反应中放出的热量为。
7.(25-26高二上·内蒙古多校联考·月考)二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。
①若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H = (用含a、b的式子表示)。
②相关化学键的键能如下表所示,测得上述反应的H =-153 kJ/mol,表中的 。
化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能/( kJ· mol-1)
803
436
414
464
(2)14 g C2H4(g)完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出705 kJ的热量,其燃烧热的热化学方程式为 。
(3)钌(Ru)及其化合物在合成工业上有广泛用途,如图是用钌基催化剂催化合成甲酸(HCOOH)的过程示意图。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。根据图写出生成1 mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式: 。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,反应的热化学方程式为 。该条件下,起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2,测得某时刻该反应中放出的热量为123.6 kJ,此时CO的转化率为 。
(5)把煤作为燃料可通过下列两种途径。
途径I:C(s)+O2(g)=CO2(g) 。
途径Ⅱ:先制成水煤气,反应为 ;再燃烧水煤气,反应为 , 。则途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量; (用、、表示)。
【答案】(1) -(b-a)kJ/mol 766
(2)△H=-1410kJ/mol
(3)△H=-31.2kJ/mol
(4)60%
(5) 等于
【详解】(1)①由图可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,反应的△H =-(b-a)kJ/mol;
②反应的焓变△H =反应物键能和-生成物键能和,则由方程式可得:(803kJ/mol×2+436kJ/mol×3)-[( x kJ/mol+414kJ/mol×4) ×+464 kJ/mol×4]= -153 kJ/mol,解得x=766;
(2)燃烧热是在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,由题意可知,乙烯的燃烧热△H=-=-1410kJ/mol,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为△H=-1410kJ/mol;
(3)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△H=-=-31.2kJ/mol,则反应的热化学方程式为△H=-31.2kJ/mol;
(4)由题意可知,反应放出123.6 kJ热量时,消耗一氧化碳的物质的量为×2=1.2mol,则此时一氧化碳的转化率为×100%=60%;
(5)由能量守恒定律可知,途径I放出的热量等干途径II放出的热量;将已知反应依次编号为①②③④,由盖斯定律可知,反应②+=反应①,则。
8.(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·月考)完成下列问题:
(1)已知:(i)H2(g)=H2(l) △H=0.92kJ/mol
(ii)O2(g)=O2(l) △H=-6.84kJ/mol
(iii)H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
(iv)H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)科学家提出以TiO2为催化剂,光热化学循环分解法达到减少大气中CO2含量的目的,反应机理和相关数据如图所示,全过程的热化学方程式为 。
物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量
1mol
CO2
1598kJ
1mol
CO
1072kJ
1mol
O2
496kJ
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为 。[已知温度为T时:;]
(4)用将HCl转化为,可提高经济效益。传统上该转化通过如图1所示的催化循环实现。其中,反应①为。
反应②生成1(g)的反应热为,则总反应的热化学方程式为 (反应热用和表示)。
(5)CO2与H2在某催化剂的作用下反应,如图2所示,断开1mol化学键所需要吸收的能量(kJ)如表所示:
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
(6)LiBH4是近年来常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下:
则Mg(s)与B(s)反应生成MgB2(s)的热化学方程式是 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)根据盖斯定律,由iv+iii-i-ii×得。
(2)由图可知,该过程的总反应为,由△H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量可得△H=(2×1598-2×1 072-496)kJ·mol-1=+556kJ·mol-1,则热化学方程式为。
(3)已知①;②,由盖斯定律可知,②-①可得。
(4)反应①为。反应②,由盖斯定律①×2+②×2得总反应的热化学方程式为。
(5)所发生的反应为,已知C=O键、H-H键、C-H键、C-O键、O-H键的键能依次为803kJ/mol、436kJ/mol、414 kJ/mol、326kJ/mol、464 kJ/mol,所以△H=[(2×803+3×436)-(3×414+326+3×464)]kJ/mol=-46 kJ/mol。即。
(6)①,②,③,根据盖斯定律,由①-②+③可得。
9.(25-26高二上·吉林长春东北师范大学附属中学·期中)工业合成氨和氨催化氧化制取硝酸是人类科技的一项重大突破。
(1)在恒温恒容密闭容器中充入和进行合成氨反应,下列能说明该反应已达平衡状态的是 。
a.断裂3 mol H—H同时生成6 mol N—H b.容器内压强保持不变
c.混合气体密度保持不变 d.容器内、、物质的量之比为
e.的百分含量保持不变
(2)已知传统合成氨反应的速率方程为:。在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因为 。
(3)已知: ,查阅文献资料,化学键的键能如下表:
化学键
H-H键
键
N-H键
436
946
391
①氨分解反应的焓变 。
②氨气完全燃烧生成和气态水的热化学方程式为 。
(4)工业用氨催化氧化制取硝酸尾气中,氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一、常用的处理方法有选择性催化还原法。在固态FeTiO4表面还原的机理如图所示。
理论上处理1 mol NO同时消耗的物质的量为 。
(5)若工业尾气中同时含,将会使NO的去除率下降,可能的原因是 。
【答案】(1)be
(2)加快合成氨反应速率或促使平衡正向移动,提高氨的平衡产率
(3)
(4)0.25
(5)、可与形成[或]。覆盖在催化剂表面;或还可还原,使催化剂活性降低,NO脱除率下降
【详解】(1)a.断裂H-H和生成N-H都属于正反应方向的变化,不能说明正逆反应速率相等,因此不能判断平衡,a错误;
b.合成氨反应是气体分子数减少的反应,恒温恒容下,压强与气体物质的量成正比。当压强保持不变时,说明气体物质的量不再变化,反应达到平衡,b正确;
c.混合气体的总质量始终不变(反应在密闭容器中进行),容器体积也不变,根据密度公式,密度始终不变,不能据此判断平衡,c错误;
d.容器内、、物质的量之比为,仅表示某一时刻的组成,不能说明各物质的量不再变化,无法判断平衡,d错误;
e.的百分含量保持不变,说明其浓度不再变化,反应达到平衡,e正确;
故答案选be。
(2)速率方程为:,不断分离出氨会使减小。由于速率与成正比,减小会使反应速率增大;同时,分离出氨会使平衡正向移动,从而提高氨的产率。
(3)根据键能与焓变的关系:=反应物总键能-生成物总键能。对于反应,反应物中含3个N-H键,生成物含有个键,含有个H-H键,;
首先写出氨气完全燃烧的化学方程式:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ:
该反应可以由反应Ⅱ×4+反应Ⅰ×3可得,则该反应的热化学方程式为 。
(4)根据图示可知反应的总方程式为,在反应中,每有4 molNO发生反应,会消耗1 mol氧气,故理论上处理1 molNO同时消耗氧气的物质的量为0.25 mol。
(5)若工业尾气中同时含,将会使NO的去除率下降,可能的原因是、O2可与NH3形成覆盖在催化剂表面,还可还原O=Fe(Ⅲ),使催化剂活性降低,NO去除率下降。
10.(25-26高二上·黑龙江大庆大庆中学·月考)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:
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫: ,则常温下,单斜与斜方中较稳定的是 (填“单斜”或“斜方”)。
(2)丙烷常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式: ,丙烷的燃烧热= 。
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是 。
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
反应分两步进行:
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
化学键
键能
,则键的键能为 。
【答案】(1)S(斜方)
(2)
(3)2:1
(4)D
(5)243
【详解】(1)单斜转化为斜方是放热反应,说明斜方的能量较低,根据能量越低物质越稳定知,较稳定的是S(斜方);
(2)图中反应物的总能量高于生成物总能量,则生成放出的热量为553.75kJ,则丙烷燃烧的热化学方程式为 ;燃烧热为1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,故丙烷的燃烧热;
(3)设的物质的量为x mol,CO的物质的量为y mol,,则x+y=3;根据共放出热量766 kJ,可得,联立方程解得x = 2,y = 1,则原来混合气体中与CO的物质的量之比为2 mol:1 mol = 2:1;
(4)反应是放热反应,故反应物(A和B)总能量高于生成物(C)总能量,故A和B选项错误,是吸热反应,故反应物(A和B)总能量低于X的能量,所以能正确表示总反应过程中能量变化的是D;
(5)根据等于反应物总键能减去生成物总键能,设键的键能为x kJ/mol,则,解得x=243,则键的键能为243 kJ/mol。
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