内容正文:
第一单元 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的焓变
A组必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化
B.氧化钙溶于水是放热反应
C.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和
D.焓的大小与体系的温度、压强等因素无关
2.HCl是重要的化工原料,可由反应H2+Cl22HCl制得,该反应为放热反应。关于该反应,下列说法正确的是( )
A.可用如图表示物质的能量变化 B.断开H—H键会释放能量
C.断开Cl—Cl键会吸收能量 D.形成H—Cl键会吸收能量
3.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.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
4.已知反应:X+YM+N为放热反应。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.M的能量一定低于X
B.断裂反应物中化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量
C.该反应为放热反应,故常温下反应一定可以发生
D.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
5.中国载人登月初步飞行方案公布,计划2030年前实现登月。登月发射使用的火箭一般采用煤油、液氢、液氧等无毒、无污染的推进剂。分解水可以制取氢气,分解时的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.断开H—O键放出能量
B.反应物的总键能大于生成物的总键能
C.该条件下生成物比反应物更稳定
D.寻找合适的催化剂可不需要额外提供能量实现分解水
6.化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量
B.反应热ΔH=(a-b) kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量
7.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
(1)写出该条件下,反应A的热化学反应方程式: 。
(2)断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为 kJ。
B组能力素养提升练
8.下列关于能量变化的说法正确的是( )
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
9.CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量
C.该反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=41 kJ·mol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ热量
10.已知碘化氢分解吸热,分以下两步完成:2HI(g)H2(g)+2I·(g);2I·(g)I2(g),下列图像最符合上述反应历程的是( )
11.已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表:
物质
NO
CO
N2
能量/(kJ·mol-1)
632
1 076
946
热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-742 kJ·mol-1
则CO2的碳氧双键键能为( )
A.432 kJ·mol-1 B.1 606 kJ·mol-1
C.803 kJ·mol-1 D.864 kJ·mol-1
12.根据信息回答下列问题。
Ⅰ.某火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量(相当于25 ℃、101 kPa下测得)。
(1)该反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(4)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出1 mol N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式: 。
(5)若已知下列数据:
化学键
H—H
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
435
943
根据表中及图中数据计算N—H键的键能是 kJ·mol-1。
参考答案
1.B 2.C 3.D 4.D 5.B
6.B 解析 由图像可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应是吸热反应,则每生成2 mol AB(g)吸收(a-b) kJ热量,故有A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1,A、C项错误,B项正确。化学键断裂时吸收能量,D项错误。
7.答案 (1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 (2)31.9
解析 (2)ΔH=4E(H—Cl)+E(OO)-2E(Cl—Cl)-4E(H—O)=-115.6 kJ·mol-1,
4E(H—Cl)-4E(H—O)=-115.6 kJ·mol-1-498 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1×2=-127.6 kJ·mol-1,
E(H—Cl)-E(H—O)=-31.9 kJ·mol-1。
8.D 解析 “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量比水的低,A项错误。化学反应在物质变化的同时伴随着能量变化,其表现形式除吸热和放热外,还有光能、电能等形式,B项错误。石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,说明金刚石的能量比石墨高,能量越高越不稳定,则金刚石稳定性弱于石墨,C项错误。化学反应在物质变化的同时伴随着能量变化,所以化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,D项正确。
9.B 解析 由题图可知,该反应的ΔH<0,为放热反应,A错误;由题图可知,反应物的总能量高,生成物的总能量低,CO(g)与H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)与H2(g)所具有的总能量,B正确;该反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,C错误;1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要吸收41 kJ热量,D错误。
10.A 解析 根据题干描述,碘化氢分解的总反应是吸热的,而第二步2I·(g)I2(g)是成键过程,是放热过程,故第一步必然是吸热过程,且反应物的总能量低于生成物的总能量,只有A项符合题意。
11.C 解析 设CO2的碳氧双键键能为x kJ·mol-1,由ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=[(2×632+2×1 076)-(946+2×2x)] kJ·mol-1=-742 kJ·mol-1,解得x=803。
12.答案 (1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ·mol-1
(2)408
(3)对环境无污染
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(5)390
解析 (1)根据题干中的信息可知,该反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ·mol-1。(2)由于H2O(l)H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,16 g液态肼为0.5 mol,与液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量为(640+44×4) kJ×0.5=408 kJ。(3)因为该反应的生成物为氮气和水蒸气,所以产物不会造成环境污染。(4)根据图示,1 mol N2(g)和H2(g)反应,热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。(5)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,假设N—H键的键能为x kJ·mol-1,得[(943+435×3)-6x] kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1,解得x=390。
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