第一章 化学反应的热效应(培优复习讲义)化学人教版选择性必修1
2026-08-10
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精品
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 | 教案-讲义 |
| 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 20.41 MB |
| 发布时间 | 2026-08-10 |
| 更新时间 | 2026-08-10 |
| 作者 | CC化学 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59159535.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学复习讲义以“知识体系·深度建构”和“归纳整合·深化提升”为主线,通过表格对比(如燃烧热与中和热比较)、“五查”法判断热化学方程式等工具,系统梳理反应热测定、焓变、热化学方程式等核心知识点,清晰呈现重难点分布及内在逻辑联系。
讲义亮点在于“高频考点·精准突破”设计,如结合河北廊坊期末题分析中和热测定误差,通过“解题要点”归纳键能计算焓变方法,培养科学思维与科学探究能力。分层练习覆盖基础到培优,助力不同学生提升,为教师实施精准教学提供有力支持。
内容正文:
第一章 化学反应的热效应
复习讲义
目 录
知识体系·深度建构:贯通知识内在脉络,夯实学科认知根基
归纳整合·深化提升:梳理重难关键要点,升华思维认知层级
高频考点·精准突破:透析高频命题规律,高效攻克关键题型
考点1 反应热的测定 考点4 燃烧热
考点2 反应热和焓变 考点5 盖斯定律及其应用
考点3 热化学方程式的书写和正误判断 考点6 反应热的计算和比较
培优测评·素养进阶:实战演练查漏补缺,稳步进阶学科素养
知识 1 反应热 焓变
1、测定中和反应反应热的实验中需要注意的“六大”问题
(1)所用装置要尽可能做到______、______;实验操作时动作______,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠_______。
(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)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的______;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到______温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离______,会使测得的反应热数值的绝对值______。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
2、判断吸热反应、放热反应的依据与误区
(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”
理论依据:反应物与生成物总能量的____________。
计算依据:断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的____________。
(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”
误区一:放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
误区二:物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应。如水蒸气液化放出热量,但该过程不是放热反应。
3、常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应;
②酸碱中和反应;
③大多数的化合反应(例外:C+CO22CO、N2+O22NO);
④活泼金属与水和酸发生置换反应;
⑤铝热反应。
(2)常见的吸热反应
①大多数分解反应;
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;
③C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应;
④以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应;
⑤需要持续加热的反应。
深化提升
正确理解物质的焓和反应焓变
(1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量,焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。
(2)物质的焓越小,具有的能量越低,稳定性越强。
(3)焓变与能量变化的关系:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)。
1.(25-26高二上·河北廊坊·期末)中和反应中和热测定过程中。能提高中和热测定准确度的是
A.用测量过盐酸温度的温度计直接测量氢氧化钠溶液的温度
B.用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
C.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合
D.打开杯盖,将NaOH溶液缓缓倒入量热计的内筒,盖上杯盖
2.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列叙述错误的是
A.同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C.放出热量的过程称为放热反应
D.改变温度的过程中焓变不受影响
知识 2 热化学方程式
1、热化学方程式的书写方法
(1)热化学方程式的化学计量数表示的是_________,可以是最简______或最简______。
(2)标明各物质的聚集状态:固态用“____”,液态用“____”,气体用“____”,溶液用“____”。不需要标记“↓”和“↑”;
不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据,一般都是____________时的数据,可以不特别注明。
(4)用ΔH表示化学反应热,ΔH必须与化学方程式一一对应,注意“+”“-”和单位__________。
(5)ΔH的单位中“mol-1”的含义:对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔______”。
2、“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。
1.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,氢气与碘蒸气反应的热化学方程式为。下列关于该热化学方程式的理解,正确的是
A.25℃、101kPa时,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)混合发生反应,释放的热量恰好为11 kJ
B.若2 mol H2(g)和2 mol I2(g)反应生成4 mol HI(g)时,ΔH为-22kJmol-1
C.根据已知反应可知,
D.反应热单位“kJmol-1”中“mol-1”指“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”
2.(25-26高一下·江苏扬州·阶段检测)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.断开能放出能量
B.该反应属于放热反应
C.1mol完全分解生成
D.该反应的热化学方程式为:
知识 3 燃烧热
1、书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”
“一看”可燃物的化学计量数是否为_____;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为______产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
深化拓展
燃烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
2.常温常压下,1克乙醇(C2H5OH)(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:_______。
知识 4 盖斯定律
1、“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g)ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===B(g)ΔH2
——
2、应用盖斯定律计算ΔH的方法
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:
则:ΔH=__________________。
(2)加合法
依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。
1.电解饱和食盐水的能量关系如图所示(所有数据均在室温下测得)。
中,等于
A. B.
C. D.
2.(25-26高一下·黑龙江佳木斯·期中)烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。
处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g) △H1
NO(g)+O2(g)===NO2(g) △H2
SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) △H3
反应3NO(g)+ O3(g)===3NO2(g)的△H=________(用△H1 、△H2表示)。
知识 5 反应热的计算
1、计算反应热方法归纳
计算依据
计算反应热方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以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
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×|燃烧热|
根据化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和生成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
2、ΔH大小比较的基本方法和要点
(1)比较大小时,要包括所含的“+”和“-”。所以吸热反应的反应热肯定比放热反应的反应热_____。
(2)同一放热(吸热)反应,其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量______,ΔH的值______(______)。
(3)燃料的燃烧,其他条件相同时:
①燃烧产物越稳定,放出热量越多,则ΔH______;
②燃料状态为气、液、固,放出的热量依次减少,则ΔH依次______。
1.室温下,将1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
2.(25-26高二上·山西晋城·阶段检测)设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.已知的燃烧热,当放热57.16 kJ时,燃烧生成的数目是
B.常温常压下,和充分反应生成时转移电子数小于
C.标准状况下,22.4 L NO和反应后的分子数是
D.已知 ,则个完全燃烧放热130 kJ
考点 1 反应热的测定
【进阶典例】(25-26高二上·广东梅州·期末)利用手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图所示,[已知:混合溶液的密度为1g·cm-3,比热容为4.18J·g-1·℃-1。忽略水以外各物质吸收的热量]。下列说法正确的是
A.磁子表面的聚四氟乙烯能换成铁
B.可分多次把NaOH溶液注入盛盐酸的烧杯中
C.读取T-t图像中a点记为反应混合液的终点温度
D.根据上图数据,可得H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H2O(l) =-55.18kJ/mol
解题要点
中和反应反应热的测定
(1)中和反应反应热是指在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关。
(2)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液,NaOH固体溶于水(NaOH溶液稀释)时放热,使测得的反应热的数值偏大。
(3)用浓硫酸代替盐酸,浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;用醋酸代替盐酸,弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀时还会放出一部分热量,使所测反应热的数值偏大。
【培优突破1-1】在测定中和热的实验中,下列操作会使测定结果偏大的是
A.用代替盐酸 B.用固体代替溶液
C.实验装置保温效果差 D.酸碱溶液的体积不准确
【培优突破1-2】(24-25高二上·河南·期中)中学的实验越来越科技化、精准化,测定中和反应反应热的数字化实验如下图所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中,两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是
A.由于实验实行数字化,搅拌器可为铜丝或塑料
B.泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用
C.数字温度计测量盐酸的温度后,可直接测量溶液的温度
D.应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器,记录温度最大值
考点 2 反应热和焓变
【进阶典例1】(25-26高二上·山东泰安·阶段检测)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法中正确的是
A.图甲:石墨转变为金刚石是放热反应
B.图乙:白磷比红磷稳定
C.图丙:和的键能总和小于和的键能总和
D.图丁:将与充入密闭容器中发生反应,当充分反应后,放出热量
【进阶典例2】(25-26高二上·上海·期中)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.
解题要点
用键能计算化学反应焓变的方法
(1)计算公式:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
(2)利用键能计算反应焓变
利用键能计算反应热的关键,是弄清物质中化学键的数目,清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
【培优突破2-1】(25-26高二上·四川·阶段检测)下列关于反应焓变的说法正确的是
A. ,说明SO2的焓大于SO3的焓
B. ,说明石墨比金刚石更稳定
C.无水硫酸铜溶于水的过程中,破坏了离子键,需要吸收热量,所以该过程属于吸热反应
D.N2中含有氮氮三键,断裂该化学键需要很多的热量,所以氮气参与的反应都是吸热反应
【培优突破2-2】(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知:①
②
③几种含氯微粒的相对能量如下表所示:
离子
相对能量/()
0
a
63
b
下列叙述错误的是
A.
B.
C.上述含氯微粒中最稳定
D.存在吸热反应
考点 3 热化学方程式的书写和判断
【进阶典例】(25-26高二上·贵州·阶段检测)利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图,下列说法错误的是
A.反应Ⅱ的
B.燃烧时,仅发生极性键的断裂
C.过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能
D.反应Ⅰ的热化学方程式为
解题要点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件,而写发生反应的环境状况、温度和压强。
【培优突破3-1】(25-26高二上·河南·阶段检测)下列对热化学方程式分析正确的是
A.由于,因而该反应没有利用价值
B.对的分解率越高,越大
C.若,石墨,则,石墨
D.由于,石墨,金刚石,石墨和金刚石在中充分燃烧生成等量,金刚石放出的热量更多
【培优突破3-2】在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是( )
A.S8(s)的燃烧热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1
C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1
考点 4 燃烧热
【进阶典例】燃料燃烧过程中释放的热量是人类生产和生活所需要能量的重要来源。已知下,的标准燃烧热为,图中。下列分析正确的是
A.
B.下,的标准燃烧热
C.对应的反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
D.充入恒容密闭容器发生反应,吸热
解题要点
燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH的数值和单位是否正确。
【培优突破4-1】(25-26高二上·湖北黄石·期末)下列说法正确的是
A.“木与木相摩则然(燃)”中的“然”,能量转化形式是化学能转变为热能
B.“冰,水为之,而寒于水”,冰变为液态水的过程中发生了吸热反应
C.,甲烷的燃烧热为
D.已知:4P(红磷,s)(白磷,s) ,则相同条件下,白磷比红磷稳定
考点 5 盖斯定律及其应用
【进阶典例】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.
解题要点
利用盖斯定律时注意以下三点:
1依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。
2每个已知方程式只能调整一次。
3ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。
【培优突破5-1】(25-26高二上·重庆·期末)自由基是指共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团,如氢自由基(H·)。已知在参与某些反应时,部分键解离形成自由基所需能量如图所示,下列说法正确的是
A.甲烷比乙烷在光照条件下更容易发生一氯取代
B.CH4(g)→·CH2·(g)+2H·(g) △H=+880kJ/mol
C.CH3CH2CH3 (g)→CH3·(g)+CH3CH2·(g) △H=+377 kJ/mol
D.2CH4(g)→CH3CH3 (g)+H2 (g) △H=+67kJ/mol
【培优突破5-2】(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH= kJ·mol-1。
(2)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料,有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
考点 6 反应热的计算和比较
【进阶典例】(25-26高二上·上海·阶段检测)丙烷也能与氯气发生反应,其反应过程中链传递的一步反应能量变化如下图所示。
则断裂中键比断裂中所需能量
A.大 B.小 C.无法比较 D.相等
解题要点
ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH2=-b kJ·mol-1,
其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。
(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。
(4)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)
【培优突破6-1】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【培优突破6-2】关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1
CO(aq)+H2O(l)HCO(aq)+OH-(aq) ΔH2
OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH3
OH-(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0 ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4
1.(25-26高二上·广西柳州·期中)放热反应可为人类的生产、生活提供能量,下列应用中涉及的反应不属于放热反应的是
A.燃油汽车气缸中汽油的燃烧
B.用与Al反应焊接钢轨
C.自热米饭中氧化钙与水的反应
D.煤的气化过程发生的碳与水蒸气的反应
2.(25-26高二上·浙江·阶段检测)下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.可以用氢氧化钠和醋酸反应来测定中和反应的反应热
B.红磷比白磷更稳定,则反应(白磷,)(红磷,)的
C.氢气在氧气中燃烧实现了热能转化为化学能
D.硝酸铵和水合碳酸钠利用吸热的物理变化原理可制作成冰敷袋
3.物质、的能量关系如图所示。已知:人为规定的能量为。下列有关说法不正确的是
A.乙烯、乙烷和氢气都是重要的化工原料
B.断开氢气中的不需要吸收能量
C.由图可知比更稳定
D.由图可推知,与氢气加成是放热反应
4.下列关于中和反应反应热的测定的说法正确的是
A.实验时若使用金属搅拌棒,会导致测定生成水的反应热偏小
B.若将酸碱试剂的用量均减少到原体积的一半(浓度不变),理论上生成水的不会改变
C.酸碱试剂用量恰好完全反应,所测反应热才更准确
D.为了保证反应充分,向盐酸中缓慢加入溶液,避免液体溅出
5.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)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
6.(25-26高二上·贵州安顺·阶段检测)在25℃、101 kPa下,1 mol 气体在氧气中完全燃烧生成和液态水,放出热量1520 kJ,下列说法正确的是
A.该反应中作氧化剂
B.1 mol 参与反应,转移电子数为
C.平均每转移1 mol电子,该反应放热190.0 kJ
D.该反应的热化学方程式为
7.(25-26高二上·海南儋州·开学考试)已知断裂某些化学键所需的能量如下表(单位:kJ·mol-1):
化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能
198
360
498
x
白磷(P4)结构为正四面体(含6个P-P键),P4O10中含4个P=O键和12个P-O键。已知反应 ΔH=-2982kJ·mol-1,则x的值为
A.433 B.585 C.612 D.726
8.(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
9.反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
10.十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知:
Ⅰ.C10H18(l)===C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
Ⅱ.C10H12(l)===C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
假设某温度下,ΔH1>ΔH2>0。下列“C10H18(l)→C10H12(l)→C10H8(l)”的“能量—反应过程”示意图正确的是( )
11.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)甲烷和二氧化碳重整制合成气的研究是实现碳达峰的手段之一、甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应为:
CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)
副反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
副反应II:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
(1)已知:部分化学键键能数据如下表(1 mol CO中含有1 mol C≡O键)。
化学键
C-H
C=O
H-H
C≡O
键能/()
413
745
436
1011
则___________,___________。
(2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=== N2(g) + 4 H2O(g) =-644.25 kJ/mol。
又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol。则64g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 ___________kJ。
12.(25-26高二上·安徽·阶段检测)化学变化中均存在物质变化与能量变化。
回答下列问题:
(1)下列化学反应中的能量变化关系与图①相符合的是_______(填序号)。
A. B.
C. D.
(2)的反应过程如图②所示。若和充分反应,则反应物中旧键断裂吸收_______能量,该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应,释放或吸收的热量为_______。
(3)适量在中完全燃烧,生成,放出的热量。则表示的燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:
① ;
② 。
则(l)与(g)反应的热化学方程式为_______。
(5)用如图所示的装置测定中和反应反应热。
①从实验装置上看,还缺少的仪器是_______(填名称)。
②将的盐酸和溶液混合,测得中和热的数值偏低,可能的原因_______(填字母)。
A.溶液一次性迅速倒入 B.做本实验的当天室温较高
C.在量取盐酸体积时俯视读数 D.实验装置保温隔热效果差
1.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应化学反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
2.某同学测量的焓变。查阅资料:配制溶液时需要加入酸。实验方案:测量的焓变;测量的焓变;通过盖斯定律计算。测量的实验结果如下表(忽略温度对焓变的影响和溶液体积与密度的变化)。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20mol·L-1CuSO4溶液100mL
1.20 g铁粉
a
b
ⅱ
0.20mol·L-1CuSO4溶液100mL
0.56 g铁粉
a
c
已知:Ⅰ.可通过测量反应前后体系的温度变化,用公式计算某些反应的反应热(水的稀溶液中,C和分别取4.18J·g-1·℃-1和1g·mL-1)。Ⅱ.实验ⅰ、ⅱ均未发现气泡。下列说法不正确的是
A.因为伴有副反应,无法直接测量 B.
C. D.
3.已知室温下, 将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。 则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
4.已知ROH(R=Na、K)固体溶于水放热,有关过程能量变化如图:
下列说法正确的是( )
A.反应①ΔH1<0,ΔS<0
B.ΔH4(NaOH)>ΔH4(KOH)
C.ΔH6(NaOH)>ΔH6(KOH)
D.ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH5+ΔH6
5.(1)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:
。
(2)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为
。
(3)已知用NaAlO2制备αAl(OH)3及能量转化关系如图:
反应②的热化学方程式为 。
(4)在αFe(Ⅲ)铁原子簇表面,以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下:
①H2(g)===2H(g) ΔH1
②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) ΔH2
③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) ΔH3
④(NH2)(g)+H(g)NH3(g) ΔH4
总反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。则ΔH4= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
6.(24-25高二上·陕西渭南·期中)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。回答下列问题:
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧生成气体和液态水,放出热量。经测定,生成的与足量澄清石灰水反应得到沉淀,则
______,其中______。
(2)以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。
已知:过程;
。
①氢气的摩尔燃烧焓___________。
②过程II的热化学方程式为______________________。
(3)通自热法生产包含下列反应:
。
若不考虑热量损耗,物料转化率均为,最终炉中出来的气体只有。为了维持热平衡,每生产,投料的量为、______g及________。
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第一章 化学反应的热效应
复习讲义
目 录
知识体系·深度建构:贯通知识内在脉络,夯实学科认知根基
归纳整合·深化提升:梳理重难关键要点,升华思维认知层级
高频考点·精准突破:透析高频命题规律,高效攻克关键题型
考点1 反应热的测定 考点4 燃烧热
考点2 反应热和焓变 考点5 盖斯定律及其应用
考点3 热化学方程式的书写和正误判断 考点6 反应热的计算和比较
培优测评·素养进阶:实战演练查漏补缺,稳步进阶学科素养
知识 1 反应热 焓变
1、测定中和反应反应热的实验中需要注意的“六大”问题
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。
(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)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
2、判断吸热反应、放热反应的依据与误区
(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”
理论依据:反应物与生成物总能量的相对大小。
计算依据:断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。
(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”
误区一:放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
误区二:物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应。如水蒸气液化放出热量,但该过程不是放热反应。
3、常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应;
②酸碱中和反应;
③大多数的化合反应(例外:C+CO22CO、N2+O22NO);
④活泼金属与水和酸发生置换反应;
⑤铝热反应。
(2)常见的吸热反应
①大多数分解反应;
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;
③C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应;
④以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应;
⑤需要持续加热的反应。
深化提升
正确理解物质的焓和反应焓变
(1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量,焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。
(2)物质的焓越小,具有的能量越低,稳定性越强。
(3)焓变与能量变化的关系:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)。
1.(25-26高二上·河北廊坊·期末)中和反应中和热测定过程中。能提高中和热测定准确度的是
A.用测量过盐酸温度的温度计直接测量氢氧化钠溶液的温度
B.用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
C.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合
D.打开杯盖,将NaOH溶液缓缓倒入量热计的内筒,盖上杯盖
【答案】C
【解析】A.测量完盐酸温度的温度计上会附着盐酸,直接测量氢氧化钠溶液温度,会发生中和反应,影响氢氧化钠溶液初始温度的准确性,导致实验误差,A错误;
B.铜是热的良导体,用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器会使热量损失更多,导致实验误差,B错误;
C.用过量的氢氧化钠溶液可以保证盐酸完全反应,从而提高实验的准确度,C正确;
D.打开杯盖,缓缓倒入氢氧化钠溶液,会导致热量损失,应迅速倒入,D错误;
故答案选C。
2.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列叙述错误的是
A.同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C.放出热量的过程称为放热反应
D.改变温度的过程中焓变不受影响
【答案】C
【解析】A.焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径、反应条件无关,同温同压下该反应在光照和点燃条件下的相同,A正确;
B.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,该能量差是化学反应中能量变化的主要原因,B正确;
C.放热反应是指放出热量的化学反应,放出热量的过程可能为物理变化,不能将放出热量的过程统称为放热反应,C错误;
D.对于确定的化学反应,焓变随温度变化极小,中学阶段可认为改变温度焓变不受影响,D正确;
故选C。
知识 2 热化学方程式
1、热化学方程式的书写方法
(1)热化学方程式的化学计量数表示的是物质的量,可以是最简整数或最简分数。
(2)标明各物质的聚集状态:固态用“s”,液态用“l”,气体用“g”,溶液用“aq”。不需要标记“↓”和“↑”;
不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据,一般都是25 ℃和101 kPa时的数据,可以不特别注明。
(4)用ΔH表示化学反应热,ΔH必须与化学方程式一一对应,注意“+”“-”和单位kJ·mol-1。
(5)ΔH的单位中“mol-1”的含义:对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。
2、“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。
1.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,氢气与碘蒸气反应的热化学方程式为。下列关于该热化学方程式的理解,正确的是
A.25℃、101kPa时,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)混合发生反应,释放的热量恰好为11 kJ
B.若2 mol H2(g)和2 mol I2(g)反应生成4 mol HI(g)时,ΔH为-22kJmol-1
C.根据已知反应可知,
D.反应热单位“kJmol-1”中“mol-1”指“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”
【答案】D
【解析】A.该反应是可逆反应,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成HI(g)的物质的量小于2 mol,放出热量小于11 kJ,A错误;
B.热化学方程式中反应热只与物质状态、化学计量数有关,与参与反应的物质的量无关,B错误;
C.该反应的逆反应为吸热反应,故,C错误;
D.根据热化学方程式的定义,反应热中“mol-1”表示“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”,D正确;
故选D。
2.(25-26高一下·江苏扬州·阶段检测)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.断开能放出能量
B.该反应属于放热反应
C.1mol完全分解生成
D.该反应的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】A.断开化学键的过程需要吸收能量,形成化学键才会放出能量,A错误;
B.由能量图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应属于放热反应,B正确;
C.只有在标准状况下,完全分解生成的体积才是,题干未说明气体所处状况,无法确定体积,C错误;
D.生成物总能量反应物总能量,该反应放热,因此。对于反应,,D错误;
答案选B。
知识 3 燃烧热
1、书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”
“一看”可燃物的化学计量数是否为1;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
深化拓展
燃烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】A项,能量越低物质越稳定,根据热化学方程式可知正丁烷的能量高于异丁烷,因此异丁烷比正丁烷稳定,A项错误;B项,1 mol C2H4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)释放的热量是燃烧热,B项错误;C项,强酸强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出的热量是中和热,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成了难溶性盐BaSO4,因此放出的热量大于57.3 kJ,C项正确;D项,固态变为气态要吸收热量,因此S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,ΔH1<ΔH2,D项错误。
2.常温常压下,1克乙醇(C2H5OH)(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:_______。
【答案】
【解析】1 g 乙醇(摩尔质量46 g/mol)完全燃烧放热52.0 kJ,则1 mol 乙醇完全燃烧放热为。燃烧热的热化学方程式中,可燃物为1 mol,产物为稳定氧化物,因此乙醇燃烧热的热化学方程式为。
知识 4 盖斯定律
1、“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g)ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
ΔH1=-ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===B(g)ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
——
ΔH=ΔH1+ΔH2或ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2、应用盖斯定律计算ΔH的方法
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:
则:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。
1.电解饱和食盐水的能量关系如图所示(所有数据均在室温下测得)。
中,等于
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据盖斯定律,目标反应,可由()、()、()、()、()相加得到,则,故选D。
2.(25-26高一下·黑龙江佳木斯·期中)烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。
处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g) △H1
NO(g)+O2(g)===NO2(g) △H2
SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) △H3
反应3NO(g)+ O3(g)===3NO2(g)的△H=________(用△H1 、△H2表示)。
【答案】
【解析】已知:
①
②
目标反应:
由盖斯定律,目标反应 = 反应① + 2×反应②,因此。
知识 5 反应热的计算
1、计算反应热方法归纳
计算依据
计算反应热方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以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
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×|燃烧热|
根据化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和生成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
2、ΔH大小比较的基本方法和要点
(1)比较大小时,要包括所含的“+”和“-”。所以吸热反应的反应热肯定比放热反应的反应热大。
(2)同一放热(吸热)反应,其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH的值越小(越大)。
(3)燃料的燃烧,其他条件相同时:
①燃烧产物越稳定,放出热量越多,则ΔH越小;
②燃料状态为气、液、固,放出的热量依次减少,则ΔH依次增大。
1.室温下,将1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
答案 B
【解析】根据题意知,CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低,热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l) ΔH1>0;CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热化学方程式为CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH2<0;根据盖斯定律知,CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),ΔH3=ΔH1—ΔH2>0。根据上述分析知,ΔH2<0,ΔH3>0,则ΔH2<ΔH3,A错误;根据上述分析知,ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH3=ΔH1—ΔH2,结合相关数学知,ΔH1<ΔH3,B正确;根据上述分析知,ΔH3=ΔH1—ΔH2,C错误;根据上述分析知,ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH1+ΔH2<ΔH3,D错误。
2.(25-26高二上·山西晋城·阶段检测)设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.已知的燃烧热,当放热57.16 kJ时,燃烧生成的数目是
B.常温常压下,和充分反应生成时转移电子数小于
C.标准状况下,22.4 L NO和反应后的分子数是
D.已知 ,则个完全燃烧放热130 kJ
【答案】D
【解析】A. 的燃烧热是完全燃烧生成(l)时放出的热量,A错误;
B. 常温常压下,和充分反应生成时转移电子数等于,B错误;
C. 因为存在,所以标准状况下,22.4 L NO和反应后的分子数小于,C错误;
D. 表示1 mol石墨与反应放出390 kJ热量,因此个即完全燃烧放出的热量为,D正确;
故选D。
考点 1 反应热的测定
【进阶典例】(25-26高二上·广东梅州·期末)利用手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图所示,[已知:混合溶液的密度为1g·cm-3,比热容为4.18J·g-1·℃-1。忽略水以外各物质吸收的热量]。下列说法正确的是
A.磁子表面的聚四氟乙烯能换成铁
B.可分多次把NaOH溶液注入盛盐酸的烧杯中
C.读取T-t图像中a点记为反应混合液的终点温度
D.根据上图数据,可得H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H2O(l) =-55.18kJ/mol
【答案】D
【解析】A.铁会与盐酸发生反应,且铁导热性强,易造成热量损失,因此磁子表面的聚四氟乙烯不能换成铁,A错误;
B.分多次注入NaOH溶液会导致较多热量散失,测定的温度差偏小,误差较大,应一次性快速注入NaOH溶液,B错误;
C.反应混合液的终点温度为反应的最高温度,即,a点为反应结束后温度下降的数值,不是终点温度,C错误;
D.根据所给数据,本实验中生成水0.02mol,温度差,反应放出的热量,反应焓变,D正确;
故选D。
解题要点
中和反应反应热的测定
(1)中和反应反应热是指在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关。
(2)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液,NaOH固体溶于水(NaOH溶液稀释)时放热,使测得的反应热的数值偏大。
(3)用浓硫酸代替盐酸,浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;用醋酸代替盐酸,弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀时还会放出一部分热量,使所测反应热的数值偏大。
【培优突破1-1】在测定中和热的实验中,下列操作会使测定结果偏大的是
A.用代替盐酸 B.用固体代替溶液
C.实验装置保温效果差 D.酸碱溶液的体积不准确
【答案】B
【分析】中和热测定要求反应快速且完全,避免额外热量干扰,据此分析;
【解析】A.弱酸电离吸热,总放热减少,A错误;
B.固体NaOH溶解放热,叠加中和热,使结果偏大,B正确;
C.因热量散失导致温差小,结果偏低,C错误;
D.体积不准确,无法确定结果偏小或偏大,D错误;
故选B。
【培优突破1-2】(24-25高二上·河南·期中)中学的实验越来越科技化、精准化,测定中和反应反应热的数字化实验如下图所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中,两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是
A.由于实验实行数字化,搅拌器可为铜丝或塑料
B.泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用
C.数字温度计测量盐酸的温度后,可直接测量溶液的温度
D.应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器,记录温度最大值
【答案】D
【解析】A.铜丝或塑料的传热率都比玻璃大,会导致反应中的热量损失大,测量不准确引起误差,A错误;
B.泡沫板具有良好的隔热性能,除了起到支撑稳固仪器的作用,还有保温效果,减小实验误差,B错误;
C.数字温度计测量盐酸的温度后,如果不洗涤,直接测量溶液的温度,会因残留的盐酸与反应导致测量的溶液温度偏高产生误差,C错误;
D.在中和热的测定中,温度最大值就是恰好完全中和时放出的最大热量,此时计算的数据最准确,D正确;
故答案为:D。
考点 2 反应热和焓变
【进阶典例1】(25-26高二上·山东泰安·阶段检测)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法中正确的是
A.图甲:石墨转变为金刚石是放热反应
B.图乙:白磷比红磷稳定
C.图丙:和的键能总和小于和的键能总和
D.图丁:将与充入密闭容器中发生反应,当充分反应后,放出热量
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,金刚石所具有的能量比石墨的高,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,A错误;
B.由图乙可知,红磷所具有的能量比白磷的低,因此红磷更稳定,B错误;
C.由图丙可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,即反应物分子的化学键断裂吸收的总能量低于生成物分子的化学键形成放出的总能量,即和的键能总和小于和的键能总和,C正确;
D.由图丁可知,反应的焓变为生成物能量减去反应物能量,,但是反应为可逆反应,与不能完全反应,放出的热量小于,D错误;
故选C。
【进阶典例2】(25-26高二上·上海·期中)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。
解题要点
用键能计算化学反应焓变的方法
(1)计算公式:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
(2)利用键能计算反应焓变
利用键能计算反应热的关键,是弄清物质中化学键的数目,清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
【培优突破2-1】(25-26高二上·四川·阶段检测)下列关于反应焓变的说法正确的是
A. ,说明SO2的焓大于SO3的焓
B. ,说明石墨比金刚石更稳定
C.无水硫酸铜溶于水的过程中,破坏了离子键,需要吸收热量,所以该过程属于吸热反应
D.N2中含有氮氮三键,断裂该化学键需要很多的热量,所以氮气参与的反应都是吸热反应
【答案】B
【解析】A.ΔH=生成物焓-反应物焓<0,说明生成物总焓低于反应物总焓(2SO3的焓低于2SO2和O2的总焓),但无法直接得出SO2的焓大于SO3的焓,因未考虑O2的焓,A错误;
B.ΔH>0表示石墨转化为金刚石吸热,说明金刚石焓更高,而焓低的物质更稳定,故石墨比金刚石稳定,B正确;
C.无水硫酸铜溶解时破坏离子键吸热,但水合过程放热,整体过程放热,并且溶解过程并未发生化学反应,C错误;
D.断裂N≡N键需吸热,但反应总焓变取决于键断裂与形成的能量差,如合成氨反应ΔH<0,故氮气参与的反应不全是吸热,D错误;
故选B。
【培优突破2-2】(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知:①
②
③几种含氯微粒的相对能量如下表所示:
离子
相对能量/()
0
a
63
b
下列叙述错误的是
A.
B.
C.上述含氯微粒中最稳定
D.存在吸热反应
【答案】D
【解析】A.∆H=生成物的总能量-反应物的总能量,即-117 =(63+2×0) -3a,,A正确;
B.3b+0-4×63=-138,,B正确;
C.微粒的能量越低,稳定性越强,上述含氯微粒中的能量最低,所以最稳定,C正确;
D.对于反应,此方程式氯元素不守恒、电荷不守恒;Cl元素的化合价从+7价分别降低为+5、+1价,不含有化合价升高的元素,不符合氧化还原反应的规律,此反应不能发生,D错误;
故选D。
考点 3 热化学方程式的书写和判断
【进阶典例】(25-26高二上·贵州·阶段检测)利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图,下列说法错误的是
A.反应Ⅱ的
B.燃烧时,仅发生极性键的断裂
C.过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能
D.反应Ⅰ的热化学方程式为
【答案】D
【分析】由图可知,反应Ⅰ的热化学方程式为,反应Ⅱ的热化学方程式为。
【解析】A.反应Ⅱ为燃料(如)的燃烧反应,燃烧反应均为放热反应,故,A正确;
B.中仅含极性键,因此燃烧时,仅发生极性键的断裂,B正确;
C.过程Ⅰ利用太阳能将转化为等燃料,能量转化形式为太阳能转化为化学能,C正确;
D.反应Ⅰ中在太阳能作用下生成,方程式配平正确,但热化学方程式中不仅要体现物质的变化,还要体现物质的状态,题目中未标注物质的状态,D错误;
故答案选D。
解题要点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件,而写发生反应的环境状况、温度和压强。
【培优突破3-1】(25-26高二上·河南·阶段检测)下列对热化学方程式分析正确的是
A.由于,因而该反应没有利用价值
B.对的分解率越高,越大
C.若,石墨,则,石墨
D.由于,石墨,金刚石,石墨和金刚石在中充分燃烧生成等量,金刚石放出的热量更多
【答案】D
【解析】A.ΔH>0表示该反应吸热,但吸热反应并非无利用价值,例如工业煅烧石灰石生产生石灰正是利用此反应,A错误;
B.ΔH是反应的焓变,仅与反应物和生成物的状态有关,与分解率无关,B错误;
C.生成CO2的焓变不等于生成CO焓变的2倍,需考虑CO进一步氧化为CO2的焓变,C错误;
D.石墨转化为金刚石吸热,说明金刚石能量更高,燃烧时释放更多热量,D正确;
故选D。
【培优突破3-2】在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是( )
A.S8(s)的燃烧热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1
C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A项,根据燃烧热的定义,25 ℃下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,所以S8(s)的燃烧热ΔH=-8a kJ·mol-1,A错误;B项,根据能量关系图,SO3分解生成SO2和O2是吸热反应,所以ΔH=2b kJ·mol-1,B错误;C项,根据题图提供的数据,1 mol S8的反应热ΔH=-8a kJ·mol-1,C错误;D项,根据盖斯定律,由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1,D正确。
考点 4 燃烧热
【进阶典例】燃料燃烧过程中释放的热量是人类生产和生活所需要能量的重要来源。已知下,的标准燃烧热为,图中。下列分析正确的是
A.
B.下,的标准燃烧热
C.对应的反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
D.充入恒容密闭容器发生反应,吸热
【答案】B
【解析】A.C(s)燃烧生成是放热反应,焓变为负,,A错误;
B.标准燃烧热指1 mol 可燃物完全燃烧生成指定物质放出的热量,已知C(s)的标准燃烧热,所以反应①为 ;反应 ②为 ;由盖斯定律,1mol 完全燃烧生成的焓变,即的标准燃烧热,B正确;
C.,该反应是放热反应,反应物总键能生成物总键能,因此反应物总键能小于生成物总键能,C错误;
D.反应是可逆反应,22 g(0.5mol)不能完全分解,实际吸收热量小于,D错误;
故选B。
解题要点
燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH的数值和单位是否正确。
【培优突破4-1】(25-26高二上·湖北黄石·期末)下列说法正确的是
A.“木与木相摩则然(燃)”中的“然”,能量转化形式是化学能转变为热能
B.“冰,水为之,而寒于水”,冰变为液态水的过程中发生了吸热反应
C.,甲烷的燃烧热为
D.已知:4P(红磷,s)(白磷,s) ,则相同条件下,白磷比红磷稳定
【答案】A
【解析】A."木与木相摩则然(燃)"描述的是摩擦生火,属于燃烧反应,能量转化形式包含化学能转变为热能,A正确;
B."冰,水为之,而寒于水"指冰融化为水的过程,这是物理变化(吸热过程),而非化学反应,"吸热反应"说法错误,B错误;
C.燃烧热的标准定义要求生成物水为液态,不是表示甲烷燃烧热的热化学方程式,甲烷的燃烧热不是,C错误;
D.已知:4P(红磷,s)(白磷,s) ,该反应为吸热反应,白磷能量更高,更不稳定,红磷更稳定,D错误;
故选A。
考点 5 盖斯定律及其应用
【进阶典例】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
【解析】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。
解题要点
利用盖斯定律时注意以下三点:
1依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。
2每个已知方程式只能调整一次。
3ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。
【培优突破5-1】(25-26高二上·重庆·期末)自由基是指共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团,如氢自由基(H·)。已知在参与某些反应时,部分键解离形成自由基所需能量如图所示,下列说法正确的是
A.甲烷比乙烷在光照条件下更容易发生一氯取代
B.CH4(g)→·CH2·(g)+2H·(g) △H=+880kJ/mol
C.CH3CH2CH3 (g)→CH3·(g)+CH3CH2·(g) △H=+377 kJ/mol
D.2CH4(g)→CH3CH3 (g)+H2 (g) △H=+67kJ/mol
【答案】D
【解析】A.由图知,甲烷的C-H键解离形成自由基所需能量为440kJ/mol,乙烷的C-H键键解离形成自由基所需能量为410kJ/mol,键解离形成自由基所需能量越低越易断裂,故乙烷比甲烷更容易发生一氯取代,A错误;
B.图中只给出了甲烷断裂1个C-H键解离形成自由基所需能量为440kJ/mol,但断裂第2个 C-H键时,由于分子结构变化,键解离形成自由基所需能量会改变,并不是简单的 “乘以 2”,因此无法确定该反应的焓变就是+880kJ/mol,B错误;
C.,图中给出的是乙烷中C-C键解离形成自由基所需能量,而丙烷中的C-C键解离形成自由基所需能量与乙烷不同,不能直接套用乙烷的数据,C错误;
D.由图知,,(逆反应,焓变取负),(逆反应,焓变取负),由盖斯定律,将三个式子相加可得2CH4(g)→CH3CH3 (g)+H2 (g),,D正确;
故选D。
【培优突破5-2】(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH= kJ·mol-1。
(2)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料,有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
【答案】(1)-31.4
(2)CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+(-p+3n+m) kJ·mol-1
【解析】(1)根据题图可得如下热化学方程式:①HCOOH(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6 kJ·mol-1;②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1;③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-241.80 kJ·mol-1。反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)可以由③-①-②得到,由盖斯定律可得ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2=(-241.80 kJ·mol-1)-(+72.6 kJ·mol-1)-(-283.0 kJ·mol-1)=-31.4 kJ·mol-1。
(2)依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-m kJ·mol-1;H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-n kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-p kJ·mol-1;由盖斯定律得:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=ΔH3-3ΔH2-ΔH1=+(-p+3n+m) kJ·mol-1。
考点 6 反应热的计算和比较
【进阶典例】(25-26高二上·上海·阶段检测)丙烷也能与氯气发生反应,其反应过程中链传递的一步反应能量变化如下图所示。
则断裂中键比断裂中所需能量
A.大 B.小 C.无法比较 D.相等
【答案】A
【解析】从能量图可知:两种路径的反应物总能量相同;断裂端基中C-H键得到的产物总能量,高于断裂中间中C-H键得到的产物总能量。该步反应中,两种路径均只断裂1mol C-H键、生成1mol H-Cl键,H-Cl键的成键放热量相同。根据能量关系: ,变形得:,由于、都相同,因此产物能量越高,断裂对应C-H键所需能量越大。因此断裂中1mol C-H键比断裂中1mol C-H键所需能量更大,选A。
解题要点
ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH2=-b kJ·mol-1,
其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。
(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。
(4)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)
【培优突破6-1】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】A项,能量越低物质越稳定,根据热化学方程式可知正丁烷的能量高于异丁烷,因此异丁烷比正丁烷稳定,A项错误;B项,1 mol C2H4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)释放的热量是燃烧热,B项错误;C项,强酸强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出的热量是中和热,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成了难溶性盐BaSO4,因此放出的热量大于57.3 kJ,C项正确;D项,固态变为气态要吸收热量,因此S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,ΔH1<ΔH2,D项错误。
【培优突破6-2】关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1
CO(aq)+H2O(l)HCO(aq)+OH-(aq) ΔH2
OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH3
OH-(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0 ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4
【答案】B
【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程,则CO(aq)+H+(aq)===HCO (aq)为放热反应,所以ΔH1<0;CO(aq)+H2O(l)HCO (aq)+OH-(aq)为碳酸根的水解离子方程式,CO的水解反应为吸热反应,所以ΔH2>0;OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以ΔH3<0;醋酸与强碱的中和反应为放热反应,所以ΔH4<0;但由于醋酸是弱酸,电离过程中会吸收部分热量,所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量,则ΔH4>ΔH3;综上所述,只有ΔH1<ΔH2正确。
1.(25-26高二上·广西柳州·期中)放热反应可为人类的生产、生活提供能量,下列应用中涉及的反应不属于放热反应的是
A.燃油汽车气缸中汽油的燃烧
B.用与Al反应焊接钢轨
C.自热米饭中氧化钙与水的反应
D.煤的气化过程发生的碳与水蒸气的反应
【答案】D
【解析】A.汽油燃烧是剧烈的氧化还原反应,释放大量热量,属于放热反应,A正确;
B.Fe2O3与Al反应会剧烈放热,可用于焊接钢轨,属于放热反应,B正确;
C.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,放出大量热量,属于放热反应,C正确;
D.煤的气化为C与H2O(g)在高温下反应生成CO和H2,需持续加热才能进行,属于吸热反应,D错误;
故答案为D。
2.(25-26高二上·浙江·阶段检测)下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.可以用氢氧化钠和醋酸反应来测定中和反应的反应热
B.红磷比白磷更稳定,则反应(白磷,)(红磷,)的
C.氢气在氧气中燃烧实现了热能转化为化学能
D.硝酸铵和水合碳酸钠利用吸热的物理变化原理可制作成冰敷袋
【答案】B
【解析】A.中和反应测定需用强酸强碱,醋酸为弱酸,离解吸热导致结果不准,A错误;
B.红磷更稳定说明其能量低,白磷→红磷释放能量,ΔH<0,B正确;
C.燃烧是化学能转化为热能和光能,而非热能转化学能,C错误;
D.硝酸铵与水合碳酸钠发生吸热反应生成硝酸钠、二氧化碳、氨气和水,为化学变化,D错误;
故答案为B。
3.物质、的能量关系如图所示。已知:人为规定的能量为。下列有关说法不正确的是
A.乙烯、乙烷和氢气都是重要的化工原料
B.断开氢气中的不需要吸收能量
C.由图可知比更稳定
D.由图可推知,与氢气加成是放热反应
【答案】B
【解析】A.乙烯、乙烷和氢气都是重要的化工原料,A正确;
B.为化学键,破坏化学键需要吸收能量,B错误;
C.物质的能量越低越稳定,能量低,比稳定,C正确;
D.与氢气加成反应的乙烷的总能量—乙烯和氢气的总能量,是放热反应,D正确。
故选B。
4.下列关于中和反应反应热的测定的说法正确的是
A.实验时若使用金属搅拌棒,会导致测定生成水的反应热偏小
B.若将酸碱试剂的用量均减少到原体积的一半(浓度不变),理论上生成水的不会改变
C.酸碱试剂用量恰好完全反应,所测反应热才更准确
D.为了保证反应充分,向盐酸中缓慢加入溶液,避免液体溅出
【答案】B
【解析】A.使用金属搅拌棒会加速热量散失,导致测得的温度差(ΔT)偏小,计算出的反应热(Q)偏低。由于ΔH = -Q/n,当Q偏小时,ΔH的绝对值减小(更接近零),即ΔH的数值更大(如从-57变为-50),故A错误;
B.中和反应的ΔH是单位物质的量的反应热,与试剂用量无关。若酸碱浓度不变,仅体积减半,生成的水的物质的量减半,但ΔH仍保持不变,B正确;
C.实验中通常让一种试剂过量以确保反应完全,而非恰好完全反应。若恰好完全反应,可能因反应不完全导致误差,C错误;
D.缓慢加入NaOH溶液会延长反应时间,导致热量散失,测得的ΔT偏小,ΔH误差增大。正确操作是快速混合以减少热量损失,D错误;
故选:B。
5.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)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
【解析】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。
6.(25-26高二上·贵州安顺·阶段检测)在25℃、101 kPa下,1 mol 气体在氧气中完全燃烧生成和液态水,放出热量1520 kJ,下列说法正确的是
A.该反应中作氧化剂
B.1 mol 参与反应,转移电子数为
C.平均每转移1 mol电子,该反应放热190.0 kJ
D.该反应的热化学方程式为
【答案】C
【解析】A.SiH4在燃烧反应中被氧气氧化,SiH4作为还原剂,氧气是氧化剂,A错误;
B.SiH4中H的化合价从-1升至+1,每个分子转移8mol电子,1 mol SiH4参与反应转移8 NA电子,B错误;
C.1 mol 气体在氧气中完全燃烧生成和液态水,放出热量1520 kJ,放热1520kJ对应转移8mol电子,每1mol电子放热,C正确;
D.ΔH应表示为-1520 kJ/mol,该反应的热化学方程式为,D错误;
故选C
7.(25-26高二上·海南儋州·开学考试)已知断裂某些化学键所需的能量如下表(单位:kJ·mol-1):
化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能
198
360
498
x
白磷(P4)结构为正四面体(含6个P-P键),P4O10中含4个P=O键和12个P-O键。已知反应 ΔH=-2982kJ·mol-1,则x的值为
A.433 B.585 C.612 D.726
【答案】B
【解析】已知一个反应的反应热等于反应物总的键能减去生成物总的键能,则反应的反应热ΔH=6E(P-P)+5E(O=O)-4E(P=O)-12E(P-O)=6×198kJ/mol+5×498kJ/mol-4x-12×360kJ/mol=-2982kJ/mol,解得x=585,故答案为:B。
8.(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据盖斯定律,将反应(3)+反应(4)-反应(1)-反应(2),消去中间产物、、、后即可得到目标反应,对应焓变为,答案选A。
9.反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
【答案】D
【解析】反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
反应①为吸热反应,则的总能量低于X的总能量,反应②为放热反应,则X的总能量高于C的总能量,反应A+B→C(放热),则A、B总能量高于C的总能量,故D正确,
故选:D。
10.十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知:
Ⅰ.C10H18(l)===C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
Ⅱ.C10H12(l)===C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
假设某温度下,ΔH1>ΔH2>0。下列“C10H18(l)→C10H12(l)→C10H8(l)”的“能量—反应过程”示意图正确的是( )
【答案】B
【解析】某温度下,ΔH1>ΔH2>0,说明该反应的正反应均为吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量,A、C错误;由于ΔH1>ΔH2,说明第一个反应吸收的热量比第二个反应多,从B、D两个图像看出,D中ΔH2>ΔH1,不符合题意,D错误,B正确。
11.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)甲烷和二氧化碳重整制合成气的研究是实现碳达峰的手段之一、甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应为:
CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)
副反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
副反应II:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
(1)已知:部分化学键键能数据如下表(1 mol CO中含有1 mol C≡O键)。
化学键
C-H
C=O
H-H
C≡O
键能/()
413
745
436
1011
则___________,___________。
(2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=== N2(g) + 4 H2O(g) =-644.25 kJ/mol。
又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol。则64g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 ___________kJ。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)根据反应物的总键能减去生成物的总键能计算,;根据盖斯定律计算,;
(2)由方程N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) 和H2O(l)=H2O(g)相结合,可得液态肼与液态双氧水反应生成液态水时的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l),64 g 液态肼的物质的量为2 mol,故放出的热量为。
12.(25-26高二上·安徽·阶段检测)化学变化中均存在物质变化与能量变化。
回答下列问题:
(1)下列化学反应中的能量变化关系与图①相符合的是_______(填序号)。
A. B.
C. D.
(2)的反应过程如图②所示。若和充分反应,则反应物中旧键断裂吸收_______能量,该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应,释放或吸收的热量为_______。
(3)适量在中完全燃烧,生成,放出的热量。则表示的燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:
① ;
② 。
则(l)与(g)反应的热化学方程式为_______。
(5)用如图所示的装置测定中和反应反应热。
①从实验装置上看,还缺少的仪器是_______(填名称)。
②将的盐酸和溶液混合,测得中和热的数值偏低,可能的原因_______(填字母)。
A.溶液一次性迅速倒入 B.做本实验的当天室温较高
C.在量取盐酸体积时俯视读数 D.实验装置保温隔热效果差
【答案】(1)BD
(2) 679 放热 183
(3)(l)
(4)
(5) 玻璃搅拌器 CD
【解析】(1)图①中反应物的能量低于生成物的能量,故为吸热反应。
A.属于燃烧反应,是放热反应,A不符合题意;
B.,是化合反应,属于吸热反应,B符合题意;
C. 是金属单质与酸的置换反应,属于常见的放热反应,C不符合题意;
D.是分解反应,是常见的吸热反应,D符合题意;
故选BD。
(2)图②中断裂1 molH-H键需要436 kJ能量,断裂1 molCl-Cl键需要243 kJ能量,故和充分反应,则反应物中旧键断裂吸收436+243=679 kJ能量。
根据图②,形成2 mol HCl放出能量为,则断键吸收的能量小于成键放出的能量,该反应为放热反应。释放的热量=862-679=183 kJ。
(3)燃烧热指的是1 mol燃料完全燃烧生成稳定物质时放出的热量。根据在中完全燃烧,生成,放出的热量写出热方程式:。的燃烧热的热化学方程式为。
(4)(l)与(g)反应的方程式为,根据盖斯定律可计算该方程式的焓变=2②-①=。故(l)与(g)反应的热化学方程式为 。
(5)①从实验装置上看,还缺少玻璃搅拌器,用于加快中和反应速率。
②A.溶液一次性迅速倒入,可以让反应迅速进行,使实验结果更准确,A不符合题意;
B.当天室温与实验结果无关,B不符合题意;
C.在量取盐酸体积时俯视读数,使量取的盐酸体积偏低,该实验盐酸少导致温度测出的偏低,结果测得中和热数值偏低,C符合题意;
D.实验装置保温隔热效果差,中和反应产生的热无法全部被温度计测量出温度,则中和热的数值偏低,D符合题意;
故选CD。
1.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应化学反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
【答案】B
【解析】A.温度计水银柱上升表明体系温度升高,说明反应放出热量,可证明ΔH<0,A正确;
B.针筒活塞向右移动可能是反应生成气体(如Zn与稀硫酸反应生成H2)导致气体体积增大,不能说明ΔH<0,B错误;
C.甲处液面低于乙处液面,说明反应放热使装置内气体膨胀、压强增大,U形管中液面出现此现象,可证明ΔH<0,C正确;
D.反应物总能量大于生成物总能量,反应过程释放能量,为放热反应,ΔH<0,D正确;
故选B。
2.某同学测量的焓变。查阅资料:配制溶液时需要加入酸。实验方案:测量的焓变;测量的焓变;通过盖斯定律计算。测量的实验结果如下表(忽略温度对焓变的影响和溶液体积与密度的变化)。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20mol·L-1CuSO4溶液100mL
1.20 g铁粉
a
b
ⅱ
0.20mol·L-1CuSO4溶液100mL
0.56 g铁粉
a
c
已知:Ⅰ.可通过测量反应前后体系的温度变化,用公式计算某些反应的反应热(水的稀溶液中,C和分别取4.18J·g-1·℃-1和1g·mL-1)。Ⅱ.实验ⅰ、ⅱ均未发现气泡。下列说法不正确的是
A.因为伴有副反应,无法直接测量 B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.配制Fe2(SO4)3溶液时需要加入酸抑制Fe3+水解,Fe会与H+发生副反应,因此无法直接测量,A正确,不符合题意;
B.根据盖斯定律将与对应的热化学方程式相加,可得目标反应,故,B正确,不符合题意;
C.实验ⅰ中,铁粉1.2 g计算得到物质的量大于0.02 mol,故铁粉过量,CuSO4完全反应,该反应放出的热量,,C正确,不符合题意;
D.实验ⅱ中,铁粉0.56 g计算得到物质的量为0.01 mol,故铁粉不足,反应的CuSO4物质的量为0.01 mol,计算得,D错误,符合题意;
故答案选D。
3.已知室温下, 将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。 则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
【答案】C
【解析】A项,CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)为吸热反应,ΔH1>0,A正确;B项,由题图及题意知,ΔH2>0,ΔH3<0,则ΔH2>ΔH3,B正确;C项,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热反应,ΔH3<0,因为ΔH1>0故ΔH3>ΔH1 是错误的,C错误;根据上述关系和盖斯定律知ΔH2=ΔH1+ΔH3,D正确。
4.已知ROH(R=Na、K)固体溶于水放热,有关过程能量变化如图:
下列说法正确的是( )
A.反应①ΔH1<0,ΔS<0
B.ΔH4(NaOH)>ΔH4(KOH)
C.ΔH6(NaOH)>ΔH6(KOH)
D.ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH5+ΔH6
【答案】B
【解析】A.由于液体的混乱度大于固体,反应①ΔS>0,A错误;B.ΔH4表示ROH破坏离子键的过程,因为钠离子半径小于钾离子,则NaOH的离子键更强,电离为离子消耗的能量更多,则ΔH4(NaOH)>ΔH4(KOH),B正确;C.ΔH6表示氢氧根离子从气态离子转化为溶液中离子的热量变化,ΔH6(NaOH)=ΔH6(KOH),C错误;D.由盖斯定律可知ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH5-ΔH6,D错误。
5.(1)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:
。
(2)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为
。
(3)已知用NaAlO2制备αAl(OH)3及能量转化关系如图:
反应②的热化学方程式为 。
(4)在αFe(Ⅲ)铁原子簇表面,以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下:
①H2(g)===2H(g) ΔH1
②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) ΔH2
③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) ΔH3
④(NH2)(g)+H(g)NH3(g) ΔH4
总反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。则ΔH4= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
【答案】(1)CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol
(2)2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
(3)NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s) ΔH=-50 kJ·mol-1
(4)(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)
【解析】(1)根据图像可知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=126 kJ/mol-928 kJ/mol=-802 kJ/mol;②S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-577 kJ/mol;根据盖斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol。
(2)根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都是相同的,由题图可知热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(3)首先写出反应②的化学方程式并注明状态NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s),根据盖斯定律求出该反应的焓变ΔH=(ΔH3-ΔH1)=-50 kJ·mol-1,可得热化学方程式为NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s) ΔH=-50 kJ·mol-1。
(4)根据盖斯定律,①×3+②+③×2+④×2可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=3ΔH1+ΔH2+2ΔH3+2ΔH4,则ΔH4=(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)。
6.(24-25高二上·陕西渭南·期中)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。回答下列问题:
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧生成气体和液态水,放出热量。经测定,生成的与足量澄清石灰水反应得到沉淀,则
______,其中______。
(2)以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。
已知:过程;
。
①氢气的摩尔燃烧焓___________。
②过程II的热化学方程式为______________________。
(3)通自热法生产包含下列反应:
。
若不考虑热量损耗,物料转化率均为,最终炉中出来的气体只有。为了维持热平衡,每生产,投料的量为、______g及________。
【答案】(1)-890 1.6
(2)-285.8 kJ/mol
(3)86.4 67.2
【解析】(1)生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到10 g沉淀,该沉淀为CaCO3,其物质的量,根据碳元素守恒,n(CO2) = n(CaCO3) = 0.1 mol,由甲烷燃烧化学方程式:可知,消耗CH4的物质的量与生成CO2的物质的量相等,因为生成n(CO2) = 0.1 mol,所以n(CH4)=0.1 mol, 0.1 mol CH4燃烧放出热量89 kJ,则1mol CH4燃烧放出的热量为890 kJ,所以CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H = -890 kJ/mol;0.1 mol CH4的质量a=0.1 mol×16 g/mol=1.6 g。
(2)氢气的摩尔燃烧焓是指1 molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量,则热化学方程式为:①,已知:②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = -483.6 kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) ∆H3 = -44 kJ/mol;由盖斯定律可知:化学方程式①=③+②,则,所以,即氢气的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ/mol。
已知:过程Ⅰ的热化学方程式,设该热化学方程式编号为④,即:④,过程Ⅱ是FeO与液态水反应生成Fe3O4和H2,设该热化学方程式编号为⑤,则该热化学方程式为:
⑤3FeO(s)+H2O(l)=Fe3O4(s)+H2(g) ∆H5,根据盖斯定律可知:化学方程式⑤= -②-④-③,则,所以,综上可得过程Ⅱ的热化学方程式为:。
(3)已知,又因为,根据,可得。由化学方程式可知:,生成1 molCaC2,消耗1 molCaO,3 molC,同时吸收464.1 kJ热量;为维持热平衡,碳燃烧放出的总热量需要恰好抵消生成1 molCaC2所吸收的464.1 kJ热量。根据反应,每1mol C燃烧生成CO放出110.5 kJ热量,因此需要燃烧的C的物质的量为。生成1 molCaC2反应消耗3 mol C,燃烧放热需要额外投入4.2 mol C,因此C的总物质的量为3 mol + 4.2 mol = 7.2 mol,C的摩尔质量为12 g/mol,所以C的质量为。燃烧4.2 molC,根据反应,需要O2的物质的量为,O2的摩尔质量为32 g/mol,则O2的质量为。
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