内容正文:
分层作业
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
1.(2026·重庆·三模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则计算的表达式正确的是
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·云南·阶段检测)查阅教材附录Ⅰ某些物质的燃烧热(,)。得到石墨、金刚石、、的燃烧热分别为、、、,根据题干数据,在常温常压下,下列相应的分析正确的是
A.金刚石硬度大,比石墨稳定
B.石墨完全转化为放热
C.石墨经水煤气气化反应后再燃烧,比起直接燃烧,反应热更大
D.
3.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①2S(g)=S2(g)
②H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)
③2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g)
④H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g)
则的正确表达式为
A.=+-3 B.=--
C.=+3- D.=--3
4.(2026·陕西西安·模拟预测)下列说法正确的是
A.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ/mol,在密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2,2 min后NO增加了0.4 mol,则反应放出的热量值等于0.1a kJ
B.500℃、30MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ
D.已知反应a:(aq)+ (aq)=N2(g)+2H2O(l) ΔH5,且存在如上图关系,则ΔH5=-ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4
5.(25-26高一下·重庆·期中)二氧化碳-甲烷重整是资源利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知在气态分子中,断开1 mol化学键变成气态原子时吸收的能量称为键能。H-H键能为a ,O-H键能为b ,C-H键能为c ,则(g)中C=O的键能(单位:)为
A. B. C. D.
6.(25-26高一下·广东·期中)反应的能量变化如图所示。已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ。以下说法错误的是
①c代表总反应放出的能量为121 kJ
②b代表新的化学键形成吸收的能量为463 kJ
③氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ
④此反应为放热反应,所以无需加热就能进行
⑤NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合反应的能量变化也与此图类似
A.①③④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.全部
7.(25-26高一下·黑龙江双鸭山·期中)晶体硅是重要的半导体材料。工业上用石英砂作原料通过如下反应生产晶体硅:
①
②
③
则用上述方法以石英砂为原料生产纯硅,理论上变化的热量为
A.吸收 B.吸收 C.释放 D.释放
8.(25-26高一下·陕西西安·期末)发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的推进剂是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
则反应的反应热为
A. B. C. D.
9.(2026·重庆·三模)氮氧化物是工业生产的原料,也是大气污染物,研究氮氧化物的相关反应机理非常有意义。已知:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的
A. B.
C. D.
10.(25-26高一下·重庆·期中)工业生产中常以钠盐作为关键原料。已知和存在下图的热化学循环过程,可得为
A. B. C. D.
11.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)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)。
12.(24-25高一下·辽宁大连·期中)化学反应与能量变化对人类生产、生活有重要的意义。按要求回答下列问题:
(1)下列化学反应既属于氧化还原反应,且能量变化关系与图示相符合的是_________。
A.
B.
C.
D.
(2)中和热是一类重要的反应热,也是化学研究的重要课题。某同学用盐酸和溶液测定的反应热()的实验时,下列说法不正确的是_________。
A.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的反应热变小
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液缓缓倒入量热计内筒中,并不断用玻璃搅拌器搅拌,测得的反应热变大
C.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度,测得的反应热变小
D.改用盐酸和溶液进行测定,测得的反应热不变
(3)键能是指在25℃、101 kPa条件下,气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知和反应生成过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为________。
化学键
键能
946
436
(4)已知:①
②
③
则 _________。
(5)长征系列部分火箭采用了肼()作燃料,试回答下列问题:
①已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构,则肼的结构式为_________。
②已知在120℃、101 kPa下,1 g燃料肼()气体燃烧生成和时,放出16.7 kJ的热量,则肼燃烧的热化学方程式为_________。
③火箭推进剂通常选择液态的作氧化剂,混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空,试写出该反应的化学方程式_________。
④已知在一定条件下每12.8 g的液态肼与足量的液态双氧水反应生成气态产物时放出热量256 kJ,又知在此条件下1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ热量,则1 mol液态肼发生上述反应生成液态水时放出的热量为_________kJ。
1.(25-26高二上·浙江·期中)关于盖斯定律,下列说法不正确的是
A.盖斯定律不仅适用于焓的计算,也适用于自由能的计算
B.不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都相同
C.有些不容易直接发生的反应,反应热可通过盖斯定律计算间接得到
D.化学反应的步骤越多,能量损失越多,即反应热与反应的途径有关
2.(25-26高三上·重庆·阶段检测)氢气是重要的绿色能源。工业上制取氢气涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知:H-H键能为a kJ/mol,O-H键能为b kJ/mol,CO( g)中碳氧键键能为c kJ/mol,则键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·辽宁大连·期中)两种制备硫酸的途径如图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知,,则
B.含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量可能小于57.3kJ
C.;可代表硫固体的燃烧热。
D.若,则的能量小于和的总能量
4.(25-26高二上·湖北宜昌·开学考试)符合如图所示的转化关系,且当X、Y、Z的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的X、Y可能是
①C、CO ②S、SO2 ③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3 ⑤Fe、Fe(NO3)3 ⑥Na2CO3、NaHCO3
A.①④ B.①②③ C.①④⑥ D.①④⑤
5.(25-26高二上·山东·开学考试)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或中的一种。下列说法正确的是
A.a、c分别是HCl、
B.d既可以是MgO,也可以是
C.总反应的化学方程式为
D.等压条件下,反应①、②的之和等于氯化铵直接分解的
6.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
7.(25-26高一下·重庆·阶段检测)2 mol 和1 mol 反应的能量变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.,
C.和的反应中涉及非极性共价键的断裂和离子键的形成
D.比稳定,比稳定
8.(25-26高一下·重庆·期中)燃料燃烧过程中释放出的热量是人类生产生活所需要能量的重要来源。
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:
途径II:先制成水煤气:
再燃烧水煤气:
途径I放出的热量___________(填“>”“<”或“=”)途径II放出的热量,、、、的数学等式关系为___________。
(2)燃料的热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,其常用的单位为kJ/g。已知某些燃料的燃烧热如上表所示:
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(1,辛烷)
燃烧热
-286.0
-283.0
-890.0
-5518.0
写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式___________。
(3)上表所列燃料中热值最大的是___________(填化学式),简要说明此种燃料作为能源的两个优点:___________。放出相同的热量时选择___________(填“CO”或“CH4”)作为燃料产生的二氧化碳较少。
(4)现有112 L(折算成标准状况下)H2与CH4的混合气体,完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出3846.0 kJ的热量,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是___________(填序号)。
A.4:1 B.1:4 C.1:2 D.2:1
(5)将上题所生成的气体通入3 L 2 mol/L KOH溶液中充分反应(不考虑气体的逸出),所得的盐为___________(填化学式),反应放出热量m kJ。若该条件下,将1mol CO2通入1 L 2 mol/L KOH溶液中充分反应放出n kJ的热量。则CO2与KOH溶液反应生成KHCO3的热化学方程式为___________(用含m、n的式子表示)。
1.(2025·北京·高考真题)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,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:
C.根据各微粒的状态,可判断,
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有关
2.(2025·浙江·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
3.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
4.(2026·重庆·模拟预测)常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热),已知的燃烧热为,则反应的反应热为
A. B.
C. D.
5.(25-26高三上·安徽·开学考试)钙与氯气反应的Born-Haber循环图如下:
已知:气态原子得1个电子生成气态-1价阴离子放出的能量叫第一亲和能(单位:)。下列叙述错误的是
A.Cl-Cl键的键能为
B.的亲和能为
C.失去电子生成吸收能量为
D.和生成的反应热
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第二节反应热的计算
第1课时盖斯定律
A组
巩固过关
题号
3
6
7
8
10
答案
A
B
A
A
A
D
B
11.
【答案】(1)
-(b-a)kJ/mol
766
(2)C,H,(g)+30,(g)=2C02(g)+2H,0(@)△F-1410 kJ/mol
(3)C0(g)+H,(g)=HC00H(0)△H=31.2 kJ/mol
(4)60%
△H3+△H
(5)
等于
△H=AH2+
12.【答案】(1)D
(2)AC
(3)391
(4)-750
H
H
(5)
N-N
120℃,101kP
H
N2H4(g)+O2(g
=N2(g)+2H2O(g)
△H=-534.4 kJ.mol
NH4+2H,O2=N2个+4H,0↑
816
B组
能力进阶
题号
2
J
5
6
7
答案
D
A
B
C
C
C
8.【答案】(1)
N,+2(a1,+M,)
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2C.H.(0+20,(g)=8C0,(g)+9H,00AH=-518.0I-mo
2
(3)
H2
热值高、产物无污染、来源广等
CH
(4)B
(5)
K,CO,、KHCO
Co.()+Ko(a)-KHICO.()Am
C组
思维拔高
题号
2
3
4
5
答案
C
A
C
2/2
分层作业
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
1.(2026·重庆·三模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则计算的表达式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,将第一个反应乘2、第二个反应乘2后相加,再减去3倍的第四个反应,所得总反应除以6恰好为第三个反应,推导得,是A选项所给表达式,故选A。
2.(25-26高二上·云南·阶段检测)查阅教材附录Ⅰ某些物质的燃烧热(,)。得到石墨、金刚石、、的燃烧热分别为、、、,根据题干数据,在常温常压下,下列相应的分析正确的是
A.金刚石硬度大,比石墨稳定
B.石墨完全转化为放热
C.石墨经水煤气气化反应后再燃烧,比起直接燃烧,反应热更大
D.
【答案】B
【详解】A.金刚石的燃烧热比石墨高,说明其能量更高,稳定性更差,因此石墨更稳定,A错误;
B.根据盖斯定律,石墨完全转化为放热为:,B正确;
C.根据盖斯定律,总反应热与路径无关,直接燃烧石墨与石墨经水煤气气化反应后再燃烧的总反应热相同,C错误;
D.燃烧热数据都是生成液态水得出的,题干中为气态水参与反应,则无法计算反应热,D错误;
故答案选B。
3.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①2S(g)=S2(g)
②H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)
③2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g)
④H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g)
则的正确表达式为
A.=+-3 B.=--
C.=+3- D.=--3
【答案】C
【详解】观察知,将即可得到反应④,根据盖斯定律,,故选C。
4.(2026·陕西西安·模拟预测)下列说法正确的是
A.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ/mol,在密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2,2 min后NO增加了0.4 mol,则反应放出的热量值等于0.1a kJ
B.500℃、30MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ
D.已知反应a:(aq)+ (aq)=N2(g)+2H2O(l) ΔH5,且存在如上图关系,则ΔH5=-ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4
【答案】A
【详解】A.热化学方程式中ΔH=−a kJ/mol表示4 mol NH3完全反应放出a kJ热量,题目中2 min后生成0.4 mol NO,说明已有0.4 mol NH3发生反应,按比例计算得反应放出热量为,A正确;
B.是可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应,放热19.3 kJ时,1 mol N2完全反应放热大于38.6 kJ,故,B错误;
C.焓变的单位为,选项中单位错误,C错误;
D.根据盖斯定律,正确表达式是,D错误;
故选A。
5.(25-26高一下·重庆·期中)二氧化碳-甲烷重整是资源利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知在气态分子中,断开1 mol化学键变成气态原子时吸收的能量称为键能。H-H键能为a ,O-H键能为b ,C-H键能为c ,则(g)中C=O的键能(单位:)为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】首先根据盖斯定律,由反应①+②-③可得目标反应:,计算得。设中碳氧键键能为,中C=O键能为,根据反应物总键能生成物总键能,对上述目标反应列式:,解得。再对反应①列式:,将代入化简,最终得,对应选项A。
6.(25-26高一下·广东·期中)反应的能量变化如图所示。已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ。以下说法错误的是
①c代表总反应放出的能量为121 kJ
②b代表新的化学键形成吸收的能量为463 kJ
③氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ
④此反应为放热反应,所以无需加热就能进行
⑤NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合反应的能量变化也与此图类似
A.①③④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.全部
【答案】C
【详解】①.由图可知,c代表反应热,即总反应放出的热量。已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,1 mol氢气(质量为2 g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量为,所以c代表总反应放出的能量为242 kJ,并非121 kJ,故①错误;
②.图中b代表新的化学键形成时放出的能量,其数值为。而选项②中描述为吸收能量,且数值错误,故②错误;
③.设氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为x,根据反应热反应物键能总和—生成物键能总和,可得,得到 即氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ,故③正确;
④.此反应为放热反应,但放热反应也可能需要加热才能进行,比如氢气和氧气需要点燃才反应,故④错误;
⑤.晶体与晶体混合反应为吸热反应,而题中反应为放热反应,能量变化不相似,故⑤错误;
综上,①②④⑤结论错误。
故选C。
7.(25-26高一下·黑龙江双鸭山·期中)晶体硅是重要的半导体材料。工业上用石英砂作原料通过如下反应生产晶体硅:
①
②
③
则用上述方法以石英砂为原料生产纯硅,理论上变化的热量为
A.吸收 B.吸收 C.释放 D.释放
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,将反应①+②+③可得生成1mol纯硅的总反应,总焓变,焓变为正说明反应吸收热量,生成1 mol纯硅吸收316.44 kJ,A正确;
故选A。
8.(25-26高一下·陕西西安·期末)发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的推进剂是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
则反应的反应热为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据盖斯定律,目标反应=① ② ③ ④,则 ,因此反应 的反应热 为 ,故选D。
9.(2026·重庆·三模)氮氧化物是工业生产的原料,也是大气污染物,研究氮氧化物的相关反应机理非常有意义。已知:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】目标反应无、、,需通过运算消去这三类物质:
反应I乘以2得:,
上式减去反应Ⅱ,消去和,得:,
上式减去反应Ⅲ×7,消去,得:,
整体除以3得到目标反应,故。
故选A。
10.(25-26高一下·重庆·期中)工业生产中常以钠盐作为关键原料。已知和存在下图的热化学循环过程,可得为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图示可得:
由可得:Na+(g) =Na+(aq) = -406 kJ/mol,
又(g)
(g)=(aq) =-530 kJ/mol
由四式可得:,即=[+36-(-406)-(-530)] kJ/mol = +972kJ/mol;
故选B。
11.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)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。
12.(24-25高一下·辽宁大连·期中)化学反应与能量变化对人类生产、生活有重要的意义。按要求回答下列问题:
(1)下列化学反应既属于氧化还原反应,且能量变化关系与图示相符合的是_________。
A.
B.
C.
D.
(2)中和热是一类重要的反应热,也是化学研究的重要课题。某同学用盐酸和溶液测定的反应热()的实验时,下列说法不正确的是_________。
A.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的反应热变小
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液缓缓倒入量热计内筒中,并不断用玻璃搅拌器搅拌,测得的反应热变大
C.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度,测得的反应热变小
D.改用盐酸和溶液进行测定,测得的反应热不变
(3)键能是指在25℃、101 kPa条件下,气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知和反应生成过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为________。
化学键
键能
946
436
(4)已知:①
②
③
则 _________。
(5)长征系列部分火箭采用了肼()作燃料,试回答下列问题:
①已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构,则肼的结构式为_________。
②已知在120℃、101 kPa下,1 g燃料肼()气体燃烧生成和时,放出16.7 kJ的热量,则肼燃烧的热化学方程式为_________。
③火箭推进剂通常选择液态的作氧化剂,混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空,试写出该反应的化学方程式_________。
④已知在一定条件下每12.8 g的液态肼与足量的液态双氧水反应生成气态产物时放出热量256 kJ,又知在此条件下1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ热量,则1 mol液态肼发生上述反应生成液态水时放出的热量为_________kJ。
【答案】(1)D
(2)AC
(3)391
(4)-750
(5) 816
【详解】(1)图示反应是吸热反应,
A.该反应是放热反应,A不符合题意;
B.该反应是吸热反应,但也是非氧化还原反应,B不符合题意;
C.该反应是放热反应,C不符合题意;
D.该反应是吸热反应,也是氧化还原反应,D符合题意;
故选D。
(2)A.氢氧化钠在实验中是过量的,仰视取液,所取体积大于所需体积,但反应生成水的量不变,不会变小,A错误;
B.操作会导致热量损失,放出的热量变小,变大,B正确;
C.操作会导致溶液的初始温度偏高,最后计算出的热量少,变大,C错误;
D.生成1 mol水时中和反应反应热的大小与参加反应的酸碱用量无关,不变,D正确;
故选AC。
(3)由题干图示信息可知,ΔH=2´(1127 kJ/mol-1173 kJ/mol)=-92 kJ/mol,设键键能为,,解得。
(4)由盖斯定律:①×2+②-③×2可得: 。
(5)①的结构式为;
②在120℃、101 kPa,1 g燃料肼()气体燃烧生成和时,放出16.7 kJ的热量,则1 mol肼燃烧放出的热量为,热化学方程式可表示为
③与发生氧化还原反应,具有强氧化性,具有还原性,发生反应的化学方程式为:;
④每12.8 g(0.4 mol)的液态肼与足量的液态双氧水反应生成气态产物时放出热量256 kJ,则1 mol的液态肼生成4 mol液态水所放出的热量为。
1.(25-26高二上·浙江·期中)关于盖斯定律,下列说法不正确的是
A.盖斯定律不仅适用于焓的计算,也适用于自由能的计算
B.不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都相同
C.有些不容易直接发生的反应,反应热可通过盖斯定律计算间接得到
D.化学反应的步骤越多,能量损失越多,即反应热与反应的途径有关
【答案】D
【详解】A.盖斯定律适用于所有状态函数(如焓、自由能),因为它们的变化只与始态和终态有关,A正确;
B.盖斯定律的核心是反应热与反应途径无关,无论一步或多步完成,总反应热相同,B正确;
C.盖斯定律可通过已知反应间接计算难以直接测量的反应热(如碳不完全燃烧生成CO),C正确;
D.盖斯定律明确反应热与途径无关,步骤多少不影响总反应热,D错误;
故选D。
2.(25-26高三上·重庆·阶段检测)氢气是重要的绿色能源。工业上制取氢气涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知:H-H键能为a kJ/mol,O-H键能为b kJ/mol,CO( g)中碳氧键键能为c kJ/mol,则键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】本题结合盖斯定律和键能与反应焓变的关系(反应物总键能−生成物总键能)计算,步骤如下:
首先利用反应②计算键能: 反应②:,含1个键,含2个键,设键能为,根据键能规则:,代入已知条件、,整理得:,利用盖斯定律得到目标反应,代入计算键能: 根据盖斯定律,用反应③反应①得:,设所求键能为,含2个键,反应物中碳氧键键能为,再次用键能规则:,代入和:,整理得:,
故答案选A。
3.(24-25高一下·辽宁大连·期中)两种制备硫酸的途径如图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知,,则
B.含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量可能小于57.3kJ
C.;可代表硫固体的燃烧热。
D.若,则的能量小于和的总能量
【答案】B
【详解】A.SO2(g)转化为SO2(l)需要放出热量,则1molSO2(g)的能量大于1molSO2(l)的能量,根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量,所以, 则 ,A错误;
B.中和热是指强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,因含的稀溶液的体积未知,则含的 H2SO4稀溶液与足量NaOH 的稀溶液反应,放出的热量可能小于57.3kJ,B正确;
C.燃烧热是指在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,硫元素的指定产物是SO2(g),不是SO2(l),则,不能代表硫固体的燃烧热,C错误;
D.已知:、,两式相加可得反应:,且SO2(g)+H2O2(aq)=H2SO4(aq) ΔH1,根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量,若,即1molH2O2(aq)的能量大于1molH2O(l)和的总能量,则2molH2O2(aq)的能量大于2molH2O(l)和的总能量,D错误;
故选B。
4.(25-26高二上·湖北宜昌·开学考试)符合如图所示的转化关系,且当X、Y、Z的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的X、Y可能是
①C、CO ②S、SO2 ③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3 ⑤Fe、Fe(NO3)3 ⑥Na2CO3、NaHCO3
A.①④ B.①②③ C.①④⑥ D.①④⑤
【答案】C
【详解】①1 mol C与少量O2反应生成1 mol CO,CO继续与O2反应生成1mol CO2,C直接与足量O2反应生成1mol CO2,满足,①符合题意;
②中S无法直接与O2反应生成SO3,不满足转化关系;
③中1mol Na与O2反应仅能生成0.5mol Na2O,不满足X、Y物质的量相等的要求;
④1mol AlCl3与少量NaOH反应生成1mol Al(OH)3,Al(OH)3继续与NaOH反应生成1mol NaAlO2,AlCl3直接与足量NaOH反应生成1mol NaAlO2,满足,④符合题意;
⑤中Fe(NO3)3与硝酸不发生反应,无法得到后续产物Z,不满足转化关系;
⑥1mol Na2CO3与少量HCl反应生成1mol NaHCO3,NaHCO3继续与HCl反应生成1mol CO2,Na2CO3直接与足量HCl反应生成1mol CO2,满足,⑥符合题意;所以,①④⑥符合题意;
故选C。
5.(25-26高二上·山东·开学考试)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或中的一种。下列说法正确的是
A.a、c分别是HCl、
B.d既可以是MgO,也可以是
C.总反应的化学方程式为
D.等压条件下,反应①、②的之和等于氯化铵直接分解的
【答案】D
【分析】由转化关系可知,总反应为分解生成和HCl,反应①为氯化铵与氧化镁反应生成氨气和碱式氯化镁,反应②为碱式氯化镁分解生成氧化镁和氯化氢,则a为氨气,b为碱式氯化镁,c为氯化氢,d为氧化镁。
【详解】A.由分析可知a为,c为,A错误;
B.由分析可知d为,B错误;
C.总反应的化学方程式为,C错误;
D.根据盖斯定律,反应①+反应②=总反应,故等压条件下反应①、②的之和等于氯化铵直接分解的,D正确;
故选D。
6.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
【答案】C
【详解】A.由题干表中数据可知,氮氮三键的键能比O=O键的键能大得多,键能越大化学键越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,A正确;
B.由题干图中信息可知,形成1mol氮氮三键和4mol氢氧键共放出2752kJ的热量,其中N≡N键能为942kJ/mol,则H-O键能为452.5kJ/mol,已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合题干图示信息中热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)有,4E(N-H)+E(N-N)+E(O=O)-E(N≡N)-4E(O-H)=-534kJ/mol,即4x+154kJ/mol+500kJ/mol-942kJ/mol-4×(452.5kJ/mol)=-534kJ/mol,解得x=391,B正确;
C.已知H2O(g)转化为H2O(l)是一个放热过程,则N2H4与O2燃烧生成液态水放出的热量比生成气态水更多,故 ,C错误;
D.根据盖斯定律,H1=H2+H3,则H3=H1-H2=(-534kJ/mol)-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,D正确。
7.(25-26高一下·重庆·阶段检测)2 mol 和1 mol 反应的能量变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.,
C.和的反应中涉及非极性共价键的断裂和离子键的形成
D.比稳定,比稳定
【答案】C
【详解】A.根据盖斯定律,气态离子生成固态NaCl的焓变,显然,A错误;
B.是Na(s)升华为Na(g)的过程,升华吸热,;是气态离子结合为气态NaCl的过程,形成离子键放热,,B错误;
C.该反应中内的Cl-Cl非极性共价键断裂,生成物中形成离子键,C正确;
D.Cl(g)得到电子生成的过程放热,能量更低,比Cl(g)更稳定,D错误;
故选C。
8.(25-26高一下·重庆·期中)燃料燃烧过程中释放出的热量是人类生产生活所需要能量的重要来源。
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:
途径II:先制成水煤气:
再燃烧水煤气:
途径I放出的热量___________(填“>”“<”或“=”)途径II放出的热量,、、、的数学等式关系为___________。
(2)燃料的热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,其常用的单位为kJ/g。已知某些燃料的燃烧热如上表所示:
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(1,辛烷)
燃烧热
-286.0
-283.0
-890.0
-5518.0
写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式___________。
(3)上表所列燃料中热值最大的是___________(填化学式),简要说明此种燃料作为能源的两个优点:___________。放出相同的热量时选择___________(填“CO”或“CH4”)作为燃料产生的二氧化碳较少。
(4)现有112 L(折算成标准状况下)H2与CH4的混合气体,完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出3846.0 kJ的热量,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是___________(填序号)。
A.4:1 B.1:4 C.1:2 D.2:1
(5)将上题所生成的气体通入3 L 2 mol/L KOH溶液中充分反应(不考虑气体的逸出),所得的盐为___________(填化学式),反应放出热量m kJ。若该条件下,将1mol CO2通入1 L 2 mol/L KOH溶液中充分反应放出n kJ的热量。则CO2与KOH溶液反应生成KHCO3的热化学方程式为___________(用含m、n的式子表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 热值高、产物无污染、来源广等
(4)B
(5)
【详解】(1)根据盖斯定律,化学反应放出的总热量只与反应的始态和终态有关,与途径无关,两种途径始态、终态相同,故放出总热量相等。将途径Ⅱ的反应依次编号,设反应2为:;反应3为:;反应4为:,途径按合并可得途径I的反应,故焓变关系为:。
(2)燃烧热定义为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,其燃烧热的热化学方程式为:。
(3)热值,约,约,辛烷约,故热值最大;作为燃料的优点为热值高、产物无污染、来源广;放出相同热量时,单位放热量大,生成更少。
(4)标准状况下混合气体总物质的量为,设为,为,则,解得,故,选B。
(5) 少量二氧化碳与氢氧化钾反应:、过量二氧化碳和氢氧化钾反应:。由上题得生成为,,,介于(生成)和(生成)之间,故产物为两种盐,即。 设生成,,根据元素守恒: :,,根据题意,和反应放热,热方程式为:,二氧化碳与氢氧化钾反应的热方程式为:;据盖斯定律,则溶液反应生成的,故其热化学方程式为:。
1.(2025·北京·高考真题)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,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:
C.根据各微粒的状态,可判断,
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有关
【答案】C
【分析】由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【详解】A.由图可知,固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确;
B.由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确;
C.由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程,b<0,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;
故选C。
2.(2025·浙江·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。
【详解】A.酸碱中和反应为放热反应,难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①,
②,则反应①放出的热量小于反应②,即,故,A正确;
B.已知反应②,
③,
利用盖斯定律将反应③-反应②得到,该反应为放热反应,则该反应的,即,B正确;
C.已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即,,C错误;
D.已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则,D正确;
故选C。
3.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【详解】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
4.(2026·重庆·模拟预测)常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热),已知的燃烧热为,则反应的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】从图中箭头关系可知:反应(1): ;
反应(2): ;
反应(3): ;
已知的燃烧热为,反应(4): ;
由盖斯定律可知,3×[(1)+ (2)+ (4)]- (3)可得的反应热为,故选A。
5.(25-26高三上·安徽·开学考试)钙与氯气反应的Born-Haber循环图如下:
已知:气态原子得1个电子生成气态-1价阴离子放出的能量叫第一亲和能(单位:)。下列叙述错误的是
A.Cl-Cl键的键能为
B.的亲和能为
C.失去电子生成吸收能量为
D.和生成的反应热
【答案】C
【详解】A.由图可知,吸收的能量为,即Cl-Cl键的键能为,A项正确;
B.由图可知,2 mol Cl(g)得电子生成的焓变为,则1 mol Cl(g)得电子的烩变为,即亲和能(以焓变表示)为,B项正确;
C.的反应热,相当于,故吸收热量为,C项错误;
D.根据盖斯定律,各步能量之和等于氯化钙的生成热:,D项正确。
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