第1讲 反应热讲义 2026‑2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-09-07
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普通
摘要:
本高中化学讲义聚焦“化学反应与能量”核心知识点,系统梳理反应热与焓变计算(含物质能量、化学键、能量变化图示三种方法)、常见放热与吸热反应判断、热化学方程式书写及燃烧热和中和热等内容,构建从概念到应用的递进式学习支架。
该资料以考向预测明确高考结合点,知识梳理用表格(如常见物质化学键数)和图示辅助理解,经典好题选自各地检测题,实验部分(如中和热测定)含步骤与误差分析,培养科学思维与探究能力,课中助力教学,课后帮助学生查漏补缺。
内容正文:
第1讲 化学反应与能量
【考向预测】
1.“反应热”“热化学方程式”是高考热点,一般不单独命题,而是作为非选择题的某个设问,常与速率、平衡题相结合。
2.高考对本讲内容的考查仍将以热化学方程式的书写、物质能量高低与稳定性的关系、反应热的计算、化学键与能量间的关系为主。
(
知识梳理
·
题型预览
)
热点题型一:反应热与焓变的计算
热点题型二:常见的放热反应和吸热反应
热点题型三:热化学方程式
热点题型四:燃烧热和中和热
(
知识点1:反应热与焓变的计算
)
1.在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。等压条件下,反应热等于焓变,常用ΔH表示。
2.焓变计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH=E(总生成物) -E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算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。
物质(化学键)
CO2(C=O)
CH4(C-H)
P4(P-P)
SiO2(Si-O)
石墨(C-C)
金刚石(C-C)
S8(S-S)
Si(Si-Si)
所含键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
(3)根据化学反应过程中的能量变化来计算
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能;c表示该反应的反应热
ΔH
图1:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应图2:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
(
经典好题
)
题型1:反应热与焓变的计算
1.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)甲烷选择性氧化是一种原子利用率高的制备甲醇的方法,其反应为 。某些常见化学键的键能数据如下表。
化学键
H-O
O=O
C-H
键能/()
463
498
413
则中的键能为
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.具有的能量高于具有的能量
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量:乙>甲>丙
D.25℃、101kPa下,氢气的燃烧热为
3.(25-26高二上·上海嘉定·期中)与经催化重整制氢:,已知该反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键
键能
413
745
436
1075
则该反应的是
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·辽宁葫芦岛·期末)工业上合成甲胺()的主要反应为。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下表,则该反应的_______
化学键
键能/
351
463
391
293
414
A.+14 B.-14 C.+58 D.-58
5.(【育博苑】1.1.1化学反应的反应热)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的Q=-183 kJ·mol-1,其他相关数据如表:
物质
H2
Cl2
HCl
1 mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法不正确的是
A.a=243 B.H2(g)和Cl2(g)的总能量大于2HCl(g)
C.1 L H2完全反应放出183 kJ热量 D.生成2HCl(l)的能量变化大于183 kJ
6.(25-26高二上·四川成都·阶段检测)已知键能数据:C-H为akJ/mol,O2中看作O=O为b kJ/mol,C=O为m kJ/mol,H-O为n kJ/mol。则可计算CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H,此反应∆H是
A.(+4a+2b-2m-2n)kJ/mol B.(+4a+b-2m-4n)kJ/mol
C.(+4a+2b-2m-4n)kJ/mol D.(+4a+2b-m-2n)kJ/mol
7.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)已知某化学反应(、、的结构式分别为、、),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成,则放出热量
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量
D.反应过程中,为正反应活化能,为逆反应活化能,
8.(25-26高一下·陕西西安·期末)下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A.放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B.化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
9.(26-27高二上·辽宁营口·开学考试)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.吸热反应都需要加热,放热反应都不需要加热
B.水蒸气断开2 mol氧氢键吸收930 kJ能量
C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为,1 mol氢分子的能量为,则
D.该反应生成1 mol水蒸气时放出245 kJ的热量
(
知识点2:常见的放热反应和吸热反应
)
1.常见的放热与吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
①可燃物的燃烧②酸碱中和反应
③金属与酸的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①弱电解质的电离②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和H2O(g)、C和CO2的反应
⑤大多数的分解反应
2.放热反应与吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析
(2)从化学键变化的角度分析
题型2:常见的放热反应和吸热反应
10.(25-26高一下·吉林长春·期中)下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是
A.
B.
C.
D.
11.(25-26高一下·云南昭通·期末)研究表明,在一定条件下,气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CNH(g)比HCN(g)更稳定
B.HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热
C.断开1 mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量
D.1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的热量
(
知识点3:热化学方程式
变的计算
)
1.概念:表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。
2.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示25 ℃、101 kPa条件下,2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6kJ的热量。
注意:
(1)书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件(温度、压强),但绝大多数的ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。
(2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(3)反应物和生成物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(4)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。
(5)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外,还要注明名称。
如①S(单斜,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(单斜,s)=S(正斜,s) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1。
题型3:热化学方程式
12.(25-26高一下·陕西西安·期末)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
13.(26-27高二上·重庆渝中·开学考试)下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.25℃、101 kPa下,乙炔(C2H2)的燃烧热是1299.6 kJ/mol,则
B.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
C.在一定条件下,将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
D.已知含1 mol HF的稀溶液和含1 mol NaOH的稀溶液反应放出热量b kJ,则该反应的热化学方程式可表示为:
14.(24-25高二上·河南开封·期末)在25℃和101 kPa下,1 g 完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
15.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列热化学方程式书写正确的是
A.2SO2+O2 2SO3 ΔH=-196.6kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=+393.5kJ·mol-1
(
知识点4:燃烧热和中和热
)
1.燃烧热
注意:燃烧热是指在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,如碳元素生成的是CO2,而不是CO,氢元素生成的是液态水,而不是水蒸气。
2.中和热
3.中和热的测定
①实验装置
②测定原理
ΔH=-, 其中c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
③注意事项
a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中热量的损失。
b.测量时盐酸和NaOH溶液的体积均为50 mL,为保证盐酸完全中和,采取的措施是碱的浓度略大于盐酸(即碱稍过量)。
题型4:燃烧热和中和热
16.(25-26高二上·甘肃金昌·阶段检测)已知:氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为、、、,下列热化学方程式的书写正确的是
A.
B.
C.
D.
17.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)在25℃、101 kPa的条件下,下列热化学方程式书写正确的是
A.;(燃烧热)
B.;
C.;
D.;
18.(24-25高一下·河南鹤壁·期末)在25℃和101kPa时,几种烃的燃烧热(△H)数据如下表所示。烃在氧气中完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g),当生成液态水的质量相等时,放出热量最多的是
物质
CH4(g)
C2H4(g)
C2H6(g)
C3H8(g)
燃烧热(△H)/(kJ·mol-1)
-890.3
-1411.0
-1559.8
-2219.9
A.CH4(g) B.C2H4(g) C.C2H6(g) D.C3H8(g)
19.(19-20高二·全国·课后作业)火箭燃料二甲基肼()完全燃烧生成氮气、二氧化碳气体和液态水时放出热量,则二甲基肼的燃烧热为( )
A. B.
C. D.
20.(2020·山西吕梁·一模)下列说法正确的是
A.甲烷的标准燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.已知,则在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应后放出的热量
C.石墨转化为时,放出的热量(石墨,)
D.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
21.(25-26高二上·云南昆明·阶段检测)用盐酸和氢氧化钠溶液进行中和热测定实验,利用如图所示装置进行实验,下列说法正确的是
A.实验中NaOH溶液适当过量的目的是使HCl完全反应
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液分两、三次缓慢倒入盛装有盐酸的小烧杯中,保证反应充分
C.用环形铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器,不影响实验结果
D.将溶液与盐酸改为溶液与盐酸,所得中和热的数值变大
22.(25-26高二上·陕西榆林·期中)用如图装置进行中和反应的反应热测定实验,下列说法错误的是
A.若用铜质搅拌器会使所测偏大
B.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
C.一次实验中应最少读取三次温度
D.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
23.(25-26高一下·湖北武汉·期末)下列有关反应热的相关说法,错误的是
A.中和热的测定实验中,用一支温度计测量酸液初始温度后洗净擦干再测碱液的初始温度
B. ,
C.已知: , ,则
D. ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量小于92.4 kJ
24.(1.1.1化学反应的反应热进阶拓展)某实验小组用溶液和溶液反应进行反应热(中和热)的测定。
Ⅰ.配制溶液。
Ⅱ.测定溶液和NaOH溶液反应的中和热的实验装置如图所示。
每次取50 mL NaOH溶液和溶液进行实验,共实验4次,部分实验数据如下表。
实验次数
酸、碱溶液温度/℃
酸、碱溶液温度平均值
酸、碱混合液最高温
的平均值/℃
NaOH
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(1)一般地,定量实验要平行进行多次(如2~3次),目的是采用多次实验结果的平均值,减小实验误差。在上表中,有一次实验的数据不能采用,它是第___________次实验,原因是___________________________。
(2)上表中的平均值是________℃。
(3)酸跟碱在稀溶液里反应生成1 mol液态水时放出的热量称为中和热(常用单位为,利用上述合理数据进行计算,NaOH的中和热为为53.5kJ/mol,它与理论值57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度
25.(1.1.1化学反应的反应热进阶拓展)盐酸与氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________。
(2)隔热层的作用是___________。
(3)倒入NaOH溶液的正确操作是___________(填字母)。
a.沿玻璃棒缓慢倒入 b.分三次倒入 c.一次迅速倒入
(4)若实验过程中,内筒未加杯盖,求得的中和反应反应热___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)盐酸和氢氧化钠溶液的体积均为50mL、浓度均为,密度都是,中和反应后所得溶液的比热容。为了计算中和反应反应热,某学生的实验记录数据如下:
实验序号
反应物的温度/℃
反应前体系的温度
反应后体系的温度
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.3
20.3
24.2
4
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验中成1mol水时放出的热量为___________(结果保留一位小数)。
(
课后提升
·
查漏补缺
)
1.(25-26高一下·山东济宁·期末)利用可制取,下表是298K、101 kPa时,断开气态物质中1 mol化学键需要吸收的能量
化学键
能量()
436
745
463
413
下列说法错误的是
A.更换高效催化剂不能改变此反应的最大限度
B.298K、101 kPa时,当生成,反应放出135 kJ的能量
C.能量大小:反应物总能量>生成物总能量
D.298K、101 kPa时,断开0.1 mol (g)中所有化学键吸收157.1 kJ能量
2.(25-26高一下·福建厦门·期末)燃烧生成和的能量变化如图。下列说法正确的是
A.燃烧时化学能全部转化为热能
B.断开氧氢键吸收的能量为
C.相同条件下的能量:
D.该反应生成时释放的能量为
3.(25-26高二上·安徽芜湖·期末)高纯硅是信息革命的催化剂。工业上可用制高纯硅:几种共价键的键能数据如下表所示。已知:1molSi含共价键。则的键能x的值为
共价键
键能
x
323
226
A. B. C. D.
4.(25-26高二上·福建福州·期末)利用简易量热计测定盐酸和NaOH溶液反应的反应热,下列说法正确的是
A.实验时,应将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的量热计内筒中
B.可使用铜质搅拌棒代替玻璃搅拌棒
C.用同体积同浓度的醋酸代替盐酸,测得的反应热数值相同
D.用同体积同浓度的KOH溶液与盐酸反应,测得的反应热数值不同
5.(25-26高一下·陕西西安·期中)化学反应常伴随着热量的变化,下列反应的焓变符合下图的是
A.铝热反应 B.米饭腐烂 C.镁与盐酸 D.小苏打与稀盐酸
6.(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.氯化铵溶于水 B.乙醇燃烧
C.铝粉与盐酸反应 D.碳酸钙受热分解
7.(25-26高二上·贵州黔南·阶段检测)已知在25℃、下,1mol 分解生成和需能量285.8kJ。反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.图像说明甲为气态水
B.甲→乙和丙→丁的变化都属于吸热反应
C.甲乙丙丁物质所具有的总能量大小关系为丙>丁>乙>甲
D.由甲→丁的热化学方程式为
8.(25-26高一下·重庆·期末)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.的燃烧热,则
C.一定条件下,某可逆反应的,则正反应的活化能大于
D.同温同压下,在光照和点燃条件下的不相同
9.(25-26高二上·贵州贵阳·期中)0.5 mol氢气燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
10.(25-26高一下·北京·期末)下列热化学方程式书写正确的是
A.8g甲烷完全燃烧生成CO2和时放出445kJ热量,甲烷燃烧的热化学方程式为:
B. ,向容器内加入与,充分反应后放出热量14.9kJ
C. ,则:
D.氢气的燃烧热为,则水分解的热化学方程式表示为:
11.(19-20高二下·贵州遵义·期末)关于热化学方程式2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H= -11036kJ/mol的能量。下列叙述错误的是
A.该反应断开旧化学键吸收的总能量低于形成新化学键所释放出的总能量
B.在25℃,101kPa时的C8H18燃烧热为5518kJ/mol
C.2moC8H18(l)完全燃烧生成气态水放出的热量高于11036kJ
D.该反应在低温下有可能自发进行
12.(26-27高二上·河北雄安·开学考试)化学反应总是伴随着能量的变化,下列化学反应与如图所示反应的能量变化不相符的是
A.稀盐酸与碳酸氢钠的反应 B.无水乙醇在纯氧气中燃烧
C.生石灰与水反应生成熟石灰 D.稀硫酸与锌粉的反应
13.(26-27高二上·河北承德·开学考试)“要想做好实验,就要敏于观察”--波义耳。下列实验装置不能达到实验目的的是
装置
目的
A.测定中和反应的反应热
B.Fe与S的反应
装置
目的
C.验证铁粉与水蒸气的反应
D.制备
A.A B.B C.C D.D
14.(26-27高二上·河北保定·开学考试)定量研究化学反应中的能量变化具有重要意义。某实验小组用0.25 mol·L-1的稀硫酸和0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行中和反应反应热测定实验。
Ⅰ.配制溶液。
(1)实验中大约要使用250 mL稀硫酸,需要量取密度为1.84 g·cm-3、质量分数为98%的浓硫酸约__________mL。
(2)用NaOH固体配制250 mL NaOH溶液用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、__________。
Ⅱ.测定中和反应反应热的实验装置如图所示。
(3)从实验装置上看,完成该测定实验缺少的仪器是__________。
(4)隔热层和杯盖的作用是__________。
(5)取50 mL稀硫酸和50 mL NaOH溶液进行实验,测得的实验数据如表。
①请填写下表中的空白:
实验次数
起始温度/
终止温度
温度差平均值
稀硫酸
NaOH溶液
平均值T1
1
22.2
22.4
22.3
25.5
__________
2
23.0
22.8
22.9
26.0
3
22.5
22.9
22.7
26.0
4
23.4
23.0
23.2
28.3
②0.25 mol·L-1稀硫酸和0.55 mol·L-1 NaOH溶液的密度均近似为1 g·cm-3,中和后混合溶液的比热容,则__________kJ·mol-1(保留3位有效数字)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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第1讲 化学反应与能量
【考向预测】
1.“反应热”“热化学方程式”是高考热点,一般不单独命题,而是作为非选择题的某个设问,常与速率、平衡题相结合。
2.高考对本讲内容的考查仍将以热化学方程式的书写、物质能量高低与稳定性的关系、反应热的计算、化学键与能量间的关系为主。
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知识梳理
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题型预览
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热点题型一:反应热与焓变的计算
热点题型二:常见的放热反应和吸热反应
热点题型三:热化学方程式
热点题型四:燃烧热和中和热
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知识点1:反应热与焓变的计算
)
1.在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。等压条件下,反应热等于焓变,常用ΔH表示。
2.焓变计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH=E(总生成物) -E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算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。
物质(化学键)
CO2(C=O)
CH4(C-H)
P4(P-P)
SiO2(Si-O)
石墨(C-C)
金刚石(C-C)
S8(S-S)
Si(Si-Si)
所含键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
(3)根据化学反应过程中的能量变化来计算
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能;c表示该反应的反应热
ΔH
图1:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应图2:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
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经典好题
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题型1:反应热与焓变的计算
1.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)甲烷选择性氧化是一种原子利用率高的制备甲醇的方法,其反应为 。某些常见化学键的键能数据如下表。
化学键
H-O
O=O
C-H
键能/()
463
498
413
则中的键能为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】反应物总键能之和 - 生成物总键能之和。代入已知数据计算:,整理计算后可得,故选B。
2.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.具有的能量高于具有的能量
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量:乙>甲>丙
D.25℃、101kPa下,氢气的燃烧热为
【答案】C
【详解】A.与反应生成为放热反应,其逆反应分解为与需要吸收热量,A错误;
B.反应物和的总能量高于生成物的总能量,但无法单独比较和的能量高低,B错误;
C.甲到乙的过程断裂化学键吸收能量,故乙的总能量高于甲,乙到丙的过程形成化学键释放能量,故丙的总能量低于乙,因此总能量大小为乙>甲>丙,C正确;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,的稳定氧化物为,题中生成的是,故氢气的燃烧热不是,D错误;
故选C。
3.(25-26高二上·上海嘉定·期中)与经催化重整制氢:,已知该反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键
键能
413
745
436
1075
则该反应的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】反应焓变的计算公式为反应物总键能生成物总键能,据此代入数据可得,故选A。
4.(25-26高一下·辽宁葫芦岛·期末)工业上合成甲胺()的主要反应为。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下表,则该反应的_______
化学键
键能/
351
463
391
293
414
A.+14 B.-14 C.+58 D.-58
【答案】B
【详解】分析反应物断键情况: 反应物为1 mol和1 mol:含3个键、1个键、1个键;含3个键,反应物总键能 =;分析生成物成键情况:生成物为1 mol和1 mol:含3个键、1个键、2个键;含2个键,生成物总键能 =;计算焓变:,故选B。
5.(【育博苑】1.1.1化学反应的反应热)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的Q=-183 kJ·mol-1,其他相关数据如表:
物质
H2
Cl2
HCl
1 mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法不正确的是
A.a=243 B.H2(g)和Cl2(g)的总能量大于2HCl(g)
C.1 L H2完全反应放出183 kJ热量 D.生成2HCl(l)的能量变化大于183 kJ
【答案】C
【详解】A.断键时吸收能量、成键时释放能量,则,解得,A正确;
B.该反应为放热反应,反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,则和的总能量大于,B正确;
C.183 kJ为完全反应的放热值,题干未指明所处的状态,无法确定其物质的量,不能判断其完全反应放出的热量为183 kJ,C错误;
D.的能量比的能量高,则生成的能量变化大于183 kJ,D正确;
故答案为C。
6.(25-26高二上·四川成都·阶段检测)已知键能数据:C-H为akJ/mol,O2中看作O=O为b kJ/mol,C=O为m kJ/mol,H-O为n kJ/mol。则可计算CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H,此反应∆H是
A.(+4a+2b-2m-2n)kJ/mol B.(+4a+b-2m-4n)kJ/mol
C.(+4a+2b-2m-4n)kJ/mol D.(+4a+2b-m-2n)kJ/mol
【答案】C
【详解】∆H=反应物中键能总和-生成物中键能总和,则根据方程式可知该反应的∆H=4akJ/mol+2bkJ/mol-2mkJ/mol-4nkJ/mol=(+4a+2b-2m-4n)kJ/mol;故选C。
7.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)已知某化学反应(、、的结构式分别为、、),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成,则放出热量
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量
D.反应过程中,为正反应活化能,为逆反应活化能,
【答案】C
【分析】从能量变化图可以看出,反应物和的能量之和低于的能量,因此反应为吸热反应,热化学方程式为 ;
【详解】A.吸热反应不一定需要加热或点燃才能发生,如与的反应常温下即可进行,A错误;
B.根据分析可知该反应为吸热反应,生成应吸收热量,不是放出热量,B错误;
C.吸热反应的微观本质是断开反应物化学键吸收的总能量大于形成生成物化学键释放的总能量,该反应为吸热反应,C正确;
D.焓变等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,D错误;
故答案选C。
8.(25-26高一下·陕西西安·期末)下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A.放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B.化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
【答案】B
【详解】A.反应的吸放热与反应条件无必然关联,部分放热反应(如燃烧)需要加热引发,部分吸热反应常温下即可发生,A错误;
B.焓变是状态函数,根据盖斯定律,化学反应的焓变只与反应始态(反应物总能量)和终态(生成物总能量)有关,与反应路径无关,B正确;
C.该反应,说明石墨总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,C错误;
D.反应物总能量低于生成物总能量时,反应需要从外界吸收能量,属于吸热反应,D错误;
故选B。
9.(26-27高二上·辽宁营口·开学考试)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.吸热反应都需要加热,放热反应都不需要加热
B.水蒸气断开2 mol氧氢键吸收930 kJ能量
C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为,1 mol氢分子的能量为,则
D.该反应生成1 mol水蒸气时放出245 kJ的热量
【答案】A
【详解】A.反应的吸放热与反应是否需要加热无必然联系,吸热反应不一定需要加热,如与的反应为吸热反应,常温即可发生;放热反应也可能需要加热,如碳的燃烧需要点燃,A错误;
B.中含有键,由图可知形成的共价键释放能量,断键和成键的能量变化相反,故水蒸气断开氧氢键吸收能量,B正确;
C.断裂键需要吸收能量,即原子的总能量高于分子的总能量,故,C正确;
D.反应的反应物键能总和生成物键能总和,代入数据得,故生成水蒸气时放出的热量,D正确;
故选A。
(
知识点2:常见的放热反应和吸热反应
)
1.常见的放热与吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
①可燃物的燃烧②酸碱中和反应
③金属与酸的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①弱电解质的电离②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和H2O(g)、C和CO2的反应
⑤大多数的分解反应
2.放热反应与吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析
(2)从化学键变化的角度分析
题型2:常见的放热反应和吸热反应
10.(25-26高一下·吉林长春·期中)下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.和的中和反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,不符合图示,A错误;
B.和反应生成为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,符合图示,B正确;
C.的燃烧反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,不符合图示,C错误;
D.和稀的置换反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,不符合图示,D错误;
故选B。
11.(25-26高一下·云南昭通·期末)研究表明,在一定条件下,气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CNH(g)比HCN(g)更稳定
B.HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热
C.断开1 mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量
D.1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的热量
【答案】D
【详解】A.物质能量越低越稳定,的能量低于,故更稳定,A错误;
B.反应的吸放热与反应条件无必然联系,该反应为吸热反应,但不一定需要加热才能发生,B错误;
C.断开化学键需要吸收能量,且是转化为过渡态的活化能,不是断开化学键的能量,C错误;
D.该反应的焓变,故转化为需要吸收的热量,D正确;
故选D。
(
知识点3:热化学方程式
变的计算
)
1.概念:表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。
2.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示25 ℃、101 kPa条件下,2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6kJ的热量。
注意:
(1)书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件(温度、压强),但绝大多数的ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。
(2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(3)反应物和生成物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(4)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。
(5)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外,还要注明名称。
如①S(单斜,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(单斜,s)=S(正斜,s) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1。
题型3:热化学方程式
12.(25-26高一下·陕西西安·期末)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.1mol 完全燃烧生成稳定氧化物,放出热量的数值符合燃烧热定义,能正确表示的燃烧热,A正确;
B.反应产物为,不是的稳定氧化物,不符合燃烧热对产物的要求,不能表示的燃烧热,B错误;
C.反应产物为气态,不是的稳定氧化物液态,不符合燃烧热对产物的要求,不能表示的燃烧热,C错误;
D.可燃物的物质的量为2mol,燃烧热要求可燃物物质的量为1mol,不能表示的燃烧热,D错误;
故选A。
13.(26-27高二上·重庆渝中·开学考试)下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.25℃、101 kPa下,乙炔(C2H2)的燃烧热是1299.6 kJ/mol,则
B.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
C.在一定条件下,将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
D.已知含1 mol HF的稀溶液和含1 mol NaOH的稀溶液反应放出热量b kJ,则该反应的热化学方程式可表示为:
【答案】A
【详解】A.燃烧热指25℃、101 kPa下1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,题给热化学方程式中可燃物为1 mol ,产物为稳定的和,数值符合燃烧热定义,A正确;
B.反应的仅由反应物和生成物的总能量差决定,与反应条件无关,光照和点燃条件下该反应的相同,B错误;
C.为可逆反应,1 mol 和0.5 mol 无法完全反应,若2 mol 完全反应放出的热量大于158.4 kJ,因此,C错误;
D.为弱酸,电离过程吸热,且书写离子方程式时不可拆分为,给出的热化学方程式书写错误,D错误;
故选A。
14.(24-25高二上·河南开封·期末)在25℃和101 kPa下,1 g 完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】1 g (即0.5 mol)完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则2 mol 完全燃烧生成液态水放出热量为,1 mol 完全燃烧生成液态水放出热量为,放热反应为负,生成物为液态水,则该反应的热化学方程式为: 或 ,故选A。
15.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列热化学方程式书写正确的是
A.2SO2+O2 2SO3 ΔH=-196.6kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=+393.5kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.热化学方程式需标注各物质的聚集状态,该选项未标注、、的聚集状态,A错误;
B.该方程式标注了所有物质的聚集状态,燃烧为放热反应,为负值,焓变单位符合要求,B正确;
C.焓变的单位应为,该选项单位错误,C错误;
D.碳的燃烧反应为放热反应,应为负值,该选项为正值,D错误;
故答案选B。
(
知识点4:燃烧热和中和热
)
1.燃烧热
注意:燃烧热是指在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,如碳元素生成的是CO2,而不是CO,氢元素生成的是液态水,而不是水蒸气。
2.中和热
3.中和热的测定
①实验装置
②测定原理
ΔH=-, 其中c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
③注意事项
a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中热量的损失。
b.测量时盐酸和NaOH溶液的体积均为50 mL,为保证盐酸完全中和,采取的措施是碱的浓度略大于盐酸(即碱稍过量)。
题型4:燃烧热和中和热
16.(25-26高二上·甘肃金昌·阶段检测)已知:氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为、、、,下列热化学方程式的书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.燃烧热要求可燃物完全燃烧生成指定产物,氢元素的指定产物为液态,该反应生成气态水,数值不符合,A错误;
B.的燃烧热是1mol 完全燃烧放热,2mol 反应的应为,数值错误,B错误;
C.焓变的单位是,而不是,C错误;
D.1mol 完全燃烧生成和液态,对应燃烧热为,该热化学方程式的物质状态、配平、的数值和单位均符合要求,D正确;
故选D。
17.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)在25℃、101 kPa的条件下,下列热化学方程式书写正确的是
A.;(燃烧热)
B.;
C.;
D.;
【答案】D
【分析】热化学方程式应注明各物质的状态,反应热的正负和数值必须与方程式表示的反应及计量系数相对应。燃烧热以1 mol物质完全燃烧生成指定稳定产物为基准;强酸和强碱的稀溶液发生中和反应,生成1 mol液态水时的反应热约为−57.3 kJ/mol。
【详解】A.乙醇的燃烧热应以生成稳定的液态水为准,原式将水写成气态,且反应热数值与该状态不对应。正确的热化学方程式为,A错误;
B.热化学方程式必须注明各物质的状态,原式未标明二氧化氮、氧气和一氧化氮的状态。正确书写为,B错误;
C.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫是放热反应,反应热应为负值。正确书写为,C错误;
D.该反应表示稀硫酸与氢氧化钠反应生成1 mol液态水,方程式的计量系数与反应热数值相对应。其热化学方程式为,D正确;
故选D。
18.(24-25高一下·河南鹤壁·期末)在25℃和101kPa时,几种烃的燃烧热(△H)数据如下表所示。烃在氧气中完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g),当生成液态水的质量相等时,放出热量最多的是
物质
CH4(g)
C2H4(g)
C2H6(g)
C3H8(g)
燃烧热(△H)/(kJ·mol-1)
-890.3
-1411.0
-1559.8
-2219.9
A.CH4(g) B.C2H4(g) C.C2H6(g) D.C3H8(g)
【答案】B
【详解】燃烧热为1mol烃完全燃烧释放的热量。题目要求生成液态水质量相等时放热最多,需计算每生成1g水对应的放热量;
A.CH4:;
B.C2H4:;
C.C2H6:;
D.C3H8:;
故选B。
19.(19-20高二·全国·课后作业)火箭燃料二甲基肼()完全燃烧生成氮气、二氧化碳气体和液态水时放出热量,则二甲基肼的燃烧热为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由二甲基肼的摩尔质量为知,其物质的量,所以二甲基肼完全燃烧生成氮气、二氧化碳气体和液态水时放出的热量为×40=,即其燃烧热为,故答案为C。
20.(2020·山西吕梁·一模)下列说法正确的是
A.甲烷的标准燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.已知,则在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应后放出的热量
C.石墨转化为时,放出的热量(石墨,)
D.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
【答案】C
【详解】A.燃烧热中水的状态应为H2O(l),而方程式中为H2O(g),A错误;
B.在一定条件下向密闭容器中充入0.5 molN2(g)和1.5 mol H2(g),即便强调充分反应,但该反应是典型的可逆反应,故放出的热量小于46.2 kJ,B错误;
C.石墨转化为时,放出的热量,则2molC转化为CO,放出的热量为221kJ,C正确;
D.焓变只与反应物的总能量和生成物的总能量有关,与反应条件无关,则光照和点燃条件的△H相同,D错误;
答案选C。
21.(25-26高二上·云南昆明·阶段检测)用盐酸和氢氧化钠溶液进行中和热测定实验,利用如图所示装置进行实验,下列说法正确的是
A.实验中NaOH溶液适当过量的目的是使HCl完全反应
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液分两、三次缓慢倒入盛装有盐酸的小烧杯中,保证反应充分
C.用环形铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器,不影响实验结果
D.将溶液与盐酸改为溶液与盐酸,所得中和热的数值变大
【答案】A
【详解】A.碱过量的目的就是使不足量的HCl完全反应,A正确;
B.酸碱混合时为了减少实验过程中的热量损失,要将量筒中NaOH溶液迅速一次性倒入盛装有盐酸的小烧杯中,并且迅速盖上杯盖,且反应过程用环形玻璃搅拌器上下搅拌混合液,使得酸碱混合均匀、充分反应,使溶液各处温度相同,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.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1 mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所得中和热的数值相同,D错误;
故选A。
22.(25-26高二上·陕西榆林·期中)用如图装置进行中和反应的反应热测定实验,下列说法错误的是
A.若用铜质搅拌器会使所测偏大
B.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
C.一次实验中应最少读取三次温度
D.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
【答案】D
【详解】A.铜的导热性良好,使用铜质搅拌器会导致反应过程中热量散失更多,测得的反应放热量偏小,中和反应的为负值,因此所测偏大,A正确;
B.实验中使酸或碱适当过量,可保证另一反应物完全反应,减小实验误差,B正确;
C.一次实验中需要读取反应前酸的温度、反应前碱的温度、反应后体系的最高温度,最少需要读取三次温度,C正确;
D.若缓慢分次倒入溶液,会导致反应过程中热量散失较多,测得的反应热误差较大,应快速一次性倒入溶液,D错误;
故选D。
23.(25-26高一下·湖北武汉·期末)下列有关反应热的相关说法,错误的是
A.中和热的测定实验中,用一支温度计测量酸液初始温度后洗净擦干再测碱液的初始温度
B. ,
C.已知: , ,则
D. ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量小于92.4 kJ
【答案】C
【详解】A.中和热测定时,为减少仪器差异带来的误差,可用同一支温度计分别测定酸、碱溶液的初始温度;测完酸液后应洗净、擦干再测碱液,避免污染和残液影响,A正确;
B.稀强酸与稀强碱反应生成水时,离子方程式表示每生成1 mol水放热57.3 kJ;1 mol硫酸与2 mol氢氧化钾反应生成2 mol水,放热约为其2倍,B正确;
C.气态硫的能量高于固态硫,固态硫转化为气态硫需要吸热;以气态硫为反应物生成二氧化硫时放热更多,焓变数值更小,因此应有,题中写成,C错误;
D.合成氨反应为可逆反应,密闭容器中2 mol氮气和3 mol氢气不能完全转化,按方程式完全反应才放出92.4 kJ热量,实际放出的热量小于92.4 kJ,D正确;
故选C。
24.(1.1.1化学反应的反应热进阶拓展)某实验小组用溶液和溶液反应进行反应热(中和热)的测定。
Ⅰ.配制溶液。
Ⅱ.测定溶液和NaOH溶液反应的中和热的实验装置如图所示。
每次取50 mL NaOH溶液和溶液进行实验,共实验4次,部分实验数据如下表。
实验次数
酸、碱溶液温度/℃
酸、碱溶液温度平均值
酸、碱混合液最高温
的平均值/℃
NaOH
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(1)一般地,定量实验要平行进行多次(如2~3次),目的是采用多次实验结果的平均值,减小实验误差。在上表中,有一次实验的数据不能采用,它是第___________次实验,原因是___________________________。
(2)上表中的平均值是________℃。
(3)酸跟碱在稀溶液里反应生成1 mol液态水时放出的热量称为中和热(常用单位为,利用上述合理数据进行计算,NaOH的中和热为为53.5kJ/mol,它与理论值57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度
【答案】(1) 2 实验数据误差较大(或与其他三组数据偏差较大)
(2)4.0
(3)acd
【详解】(1)从表中数据可知t2-t1的平均值,第1次实验的温度差为30.1℃-26.1℃=4.0℃,第2次实验的温度差33.3℃-27.2℃=6.1℃,第3次实验温度差为29.8℃-25.9℃=3.9℃,第4次温度差为30.4℃-26.3℃=4.1℃,其中第2次的数据与其他三组数据相差较大,不能采用,否则会导致误差较大;
(2)舍去第2组数据,利用其他组数据计算温度差的平均值为;
(3)由数据可知,实际测量的数据比理论值小,
a、装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,a正确;
b、量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,则大于57.3kJ/mol,b错误;
c、多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,c正确;
d、用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,温度计上少量NaOH溶液会和硫酸反应,造成硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,d正确;
故答案选acd。
25.(1.1.1化学反应的反应热进阶拓展)盐酸与氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________。
(2)隔热层的作用是___________。
(3)倒入NaOH溶液的正确操作是___________(填字母)。
a.沿玻璃棒缓慢倒入 b.分三次倒入 c.一次迅速倒入
(4)若实验过程中,内筒未加杯盖,求得的中和反应反应热___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)盐酸和氢氧化钠溶液的体积均为50mL、浓度均为,密度都是,中和反应后所得溶液的比热容。为了计算中和反应反应热,某学生的实验记录数据如下:
实验序号
反应物的温度/℃
反应前体系的温度
反应后体系的温度
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.3
20.3
24.2
4
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验中成1mol水时放出的热量为___________(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
玻璃搅拌器
(2)
减少实验过程中的热量损失
(3)c
(4)
偏大
(5)
51.8kJ
【详解】(1)中和热测定实验中,为了使反应物充分混合并加快反应速率,同时尽量减少热量散失,需要使用玻璃搅拌器进行上下抽动搅拌。从图中装置可以看出,缺少该玻璃仪器。
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,因此大小烧杯之间隔热层的作用是减少实验过程中的热量损失,以减小实验误差。
(3)为了减少倒入溶液过程中的热量散失,倒入溶液时应一次迅速倒入,不能缓慢或分次倒入,否则会导致热量散失过多;故选c。
(4)若实验过程中内筒未加杯盖,会导致部分热量散失到空气中,测得的温度差偏小,计算出的反应放热量偏小。由于中和反应为放热反应,反应热,放热量偏小意味着的绝对值偏小,即偏大。
(5)反应前体系的温度为盐酸和氢氧化钠溶液温度的平均值: ,,,;对比可知,第3次实验数据误差较大,应舍去。其余三次实验的平均温度差,溶液总体积为,密度近似为,比热容,则反应放出的热量为:;实验中生成水的物质的量,则该实验中生成水时放出的热量为:。
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查漏补缺
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1.(25-26高一下·山东济宁·期末)利用可制取,下表是298K、101 kPa时,断开气态物质中1 mol化学键需要吸收的能量
化学键
能量()
436
745
463
413
下列说法错误的是
A.更换高效催化剂不能改变此反应的最大限度
B.298K、101 kPa时,当生成,反应放出135 kJ的能量
C.能量大小:反应物总能量>生成物总能量
D.298K、101 kPa时,断开0.1 mol (g)中所有化学键吸收157.1 kJ能量
【答案】B
【详解】A.催化剂仅改变化学反应速率,不影响平衡状态,因此无法改变反应的最大限度,A正确;
B.根据键能计算反应的,,可知生成1mol气态时反应放出135kJ能量,气态水液化为液态水会额外释放热量,因此生成1mol液态时放出的能量大于135kJ,B错误;
C.该反应,属于放热反应,因此反应物总能量高于生成物总能量,C正确;
D.根据该分子所含化学键类型和个数,可知断开0.1mol该分子的所有化学键吸收的能量为,D正确;
故答案选B。
2.(25-26高一下·福建厦门·期末)燃烧生成和的能量变化如图。下列说法正确的是
A.燃烧时化学能全部转化为热能
B.断开氧氢键吸收的能量为
C.相同条件下的能量:
D.该反应生成时释放的能量为
【答案】C
【详解】A.甲烷燃烧时化学能除转化为热能外,还会转化为光能等,并非全部转化为热能,A错误;
B.生成2mol 时共形成4mol O-H键,释放1860kJ能量,因此断开1mol氧氢键吸收的能量为,B错误;
C.断开1mol 的化学键形成2mol 需要吸收能量,说明2mol 的总能量高于1mol ,C正确;
D.该反应总释放能量为,此时生成2mol ,因此生成1mol 释放的能量为,D错误;
故选C。
3.(25-26高二上·安徽芜湖·期末)高纯硅是信息革命的催化剂。工业上可用制高纯硅:几种共价键的键能数据如下表所示。已知:1molSi含共价键。则的键能x的值为
共价键
键能
x
323
226
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】焓变ΔH=反应物总键能-生成物总键能。反应SiH4(g) ⇌ Si(s) + 2H2(g)中,反应物SiH4含4个Si-H键,键能总和为4 × 323 kJ/mol = 1292 kJ/mol;生成物中,1molSi(s)含2 mol Si-Si键,键能总和为2 × 226 kJ/mol = 452 kJ/mol,2molH2含2 mol H-H键,键能总和为2x kJ/mol。ΔH = -32 kJ/mol,则-32 = 1292 - (452 + 2x),解得 x = 436 kJ/mol。故选A。
4.(25-26高二上·福建福州·期末)利用简易量热计测定盐酸和NaOH溶液反应的反应热,下列说法正确的是
A.实验时,应将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的量热计内筒中
B.可使用铜质搅拌棒代替玻璃搅拌棒
C.用同体积同浓度的醋酸代替盐酸,测得的反应热数值相同
D.用同体积同浓度的KOH溶液与盐酸反应,测得的反应热数值不同
【答案】A
【详解】A.将溶液迅速倒入量热计内筒中可减少热量散失,减小实验误差,A正确;
B.铜为热的良导体,使用铜质搅拌棒会加快热量散失,增大实验误差,不可代替玻璃搅拌棒,B错误;
C.醋酸为弱酸,电离过程吸收热量,代替盐酸反应时,反应放出的总热量偏小,测得的反应热数值不同,C错误;
D.和均为一元强碱,同体积同浓度时与盐酸反应生成水的物质的量相同,测得的反应热数值相同,D错误;
故选A。
5.(25-26高一下·陕西西安·期中)化学反应常伴随着热量的变化,下列反应的焓变符合下图的是
A.铝热反应 B.米饭腐烂 C.镁与盐酸 D.小苏打与稀盐酸
【答案】D
【分析】首先分析能量变化图:反应物总能量低于生成物总能量,说明该反应为吸热反应,;
【详解】A.铝热反应是典型放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,不符合题意,A错误;
B.米饭腐烂属于缓慢氧化过程,为放热反应,不符合题意,B错误;
C.镁与盐酸的置换反应属于活泼金属与酸的反应,为放热反应,不符合题意,C错误;
D.小苏打()与稀盐酸的反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,符合题意,D正确;
故答案选D。
6.(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.氯化铵溶于水 B.乙醇燃烧
C.铝粉与盐酸反应 D.碳酸钙受热分解
【答案】D
【详解】A.氯化铵溶于水属于物理溶解过程,无新物质生成,不属于化学反应,不存在化学反应范畴的反应物和生成物能量比较,A不符合题意;
B.乙醇燃烧属于燃烧反应,为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,B不符合题意;
C.铝粉与盐酸反应是金属与酸的置换反应,为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,C不符合题意;
D.碳酸钙受热分解属于分解反应,为吸热反应,生成物总能量高于反应物总能量,D符合题意;
故选D。
7.(25-26高二上·贵州黔南·阶段检测)已知在25℃、下,1mol 分解生成和需能量285.8kJ。反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.图像说明甲为气态水
B.甲→乙和丙→丁的变化都属于吸热反应
C.甲乙丙丁物质所具有的总能量大小关系为丙>丁>乙>甲
D.由甲→丁的热化学方程式为
【答案】C
【详解】A.乙转化为甲的过程放热,气态水液化为液态水的过程放热,因此甲为液态水,乙为气态水,A错误;
B.甲→乙为液态水汽化,属于吸热过程;丙→丁为原子结合形成分子,有化学键生成,属于放热过程,B错误;
C.乙→甲放热,则能量乙甲;乙→丙为断裂化学键的过程,吸热,则能量丙乙;丙→丁为形成化学键的过程,放热,则能量丙丁;1mol乙(气态水)分解生成丁的过程吸热,则能量丁乙,因此总能量大小关系为丙丁乙甲,C正确;
D.甲为液态水,甲→丁的热化学方程式应为,选项中反应物状态标注错误,D错误;
答案选C。
8.(25-26高一下·重庆·期末)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.的燃烧热,则
C.一定条件下,某可逆反应的,则正反应的活化能大于
D.同温同压下,在光照和点燃条件下的不相同
【答案】C
【详解】A.反应是吸热还是放热由反应物总能量与生成物总能量的相对大小决定,和反应是否需要加热没有必然联系,很多放热反应也需要加热引发,例如铁丝与硫加热发生的化合反应、可燃物的引燃燃烧,因此需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,A错误;
B.燃烧热规定1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,水对应的稳定状态是液态,该方程式中水为气态,气态水液化会额外放热,因此该反应的大于,B错误;
C.焓变与活化能存在关系式,该反应,可得,活化能数值一定大于0,因此正反应活化能必然大于,C正确;
D.焓变只取决于反应体系的始态和终态,与反应进行的途径、反应条件无关,同温同压下,的反应物、生成物状态不变,所以光照和点燃条件下反应的相同,D错误;
故选C。
9.(25-26高二上·贵州贵阳·期中)0.5 mol氢气燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.该反应产物为气态水,题干指明生成液态水,且1mol氢气燃烧放出的热量应为285.8kJ,聚集状态和焓变数值均错误,A错误;
B.0.5mol氢气燃烧放出142.9kJ热量,1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为2×142.9kJ=285.8kJ,焓变数值错误,B错误;
C.1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8kJ热量,放热反应ΔH为负值,热化学方程式的聚集状态、焓变符号及数值均正确,C正确;
D.氢气燃烧属于放热反应,ΔH应为负值,焓变符号错误,D错误;
故答案选C。
10.(25-26高一下·北京·期末)下列热化学方程式书写正确的是
A.8g甲烷完全燃烧生成CO2和时放出445kJ热量,甲烷燃烧的热化学方程式为:
B. ,向容器内加入与,充分反应后放出热量14.9kJ
C. ,则:
D.氢气的燃烧热为,则水分解的热化学方程式表示为:
【答案】D
【详解】A.8 g 的物质的量为0.5 mol,1 mol 完全燃烧放出的热量为,故应为,A错误;
B.该反应为可逆反应,1 mol 和1 mol 不能完全反应,实际放出的热量小于14.9 kJ,B错误;
C.反应除生成水外,还生成沉淀,生成沉淀也会放出热量,因此反应总放出的热量大于114.6 kJ,,C错误;
D.氢气的燃烧热指1 mol 完全燃烧生成液态水放出热量,逆反应水分解为吸热反应,2 mol液态水分解吸收的热量为,热化学方程式书写正确,D正确;
故答案选D。
11.(19-20高二下·贵州遵义·期末)关于热化学方程式2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H= -11036kJ/mol的能量。下列叙述错误的是
A.该反应断开旧化学键吸收的总能量低于形成新化学键所释放出的总能量
B.在25℃,101kPa时的C8H18燃烧热为5518kJ/mol
C.2moC8H18(l)完全燃烧生成气态水放出的热量高于11036kJ
D.该反应在低温下有可能自发进行
【答案】C
【详解】A.该反应为放热反应,因此该反应断开旧化学键吸收的总能量低于形成新化学键所释放出的总能量,故A项叙述正确;
B.由热化学方程式可知,2mol C8H18(l)完全燃烧生成稳定化合物放出11036kJ能量,因此C8H18(l)燃烧热为5518kJ/mol,故B项叙述正确;
C.因气态水能量高于液态水,因此2moC8H18(l)完全燃烧生成气态水放出的热量低于11036kJ,故C项叙述错误;
D.该反应ΔH<0,ΔS<0,若ΔG=ΔH-TΔS<0,则T数值较小,因此该反应在低温下有可能自发进行,故D项叙述正确;
综上所述,叙述错误的是C项,故答案为C。
12.(26-27高二上·河北雄安·开学考试)化学反应总是伴随着能量的变化,下列化学反应与如图所示反应的能量变化不相符的是
A.稀盐酸与碳酸氢钠的反应 B.无水乙醇在纯氧气中燃烧
C.生石灰与水反应生成熟石灰 D.稀硫酸与锌粉的反应
【答案】A
【分析】量热计内筒中稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,该反应为放热反应。
【详解】A.稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,故选A;
B.无水乙醇在纯氧气中燃烧属于燃烧反应,所有燃烧反应均为放热反应, 故不选B;
C.生石灰与水反应生成熟石灰是典型的放热反应,故不选C;
D.稀硫酸与锌粉的反应为活泼金属与酸的置换反应,属于放热反应,故不选D;
答案选A。
13.(26-27高二上·河北承德·开学考试)“要想做好实验,就要敏于观察”--波义耳。下列实验装置不能达到实验目的的是
装置
目的
A.测定中和反应的反应热
B.Fe与S的反应
装置
目的
C.验证铁粉与水蒸气的反应
D.制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.测定中和反应的反应热需要玻璃搅拌器使酸碱充分混合反应,缺少则无法准确测定反应热,A符合题意;
B.与的反应为放热反应,用末端红热的玻璃棒即可引发反应,该装置可实现二者反应,B不符合题意;
C.湿棉花受热提供水蒸气,还原铁粉与水蒸气在加热条件下反应生成,肥皂液中产生的气泡经点燃有爆鸣声可验证生成,可验证铁粉与水蒸气的反应,C不符合题意;
D.先打开止水夹,利用铁粉与稀硫酸反应生成的排尽装置内空气,再关闭止水夹,A中压强增大将生成的溶液压入B中与过量反应,可制备并避免其被氧化,D不符合题意;
故答案选A。
14.(26-27高二上·河北保定·开学考试)定量研究化学反应中的能量变化具有重要意义。某实验小组用0.25 mol·L-1的稀硫酸和0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行中和反应反应热测定实验。
Ⅰ.配制溶液。
(1)实验中大约要使用250 mL稀硫酸,需要量取密度为1.84 g·cm-3、质量分数为98%的浓硫酸约__________mL。
(2)用NaOH固体配制250 mL NaOH溶液用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、__________。
Ⅱ.测定中和反应反应热的实验装置如图所示。
(3)从实验装置上看,完成该测定实验缺少的仪器是__________。
(4)隔热层和杯盖的作用是__________。
(5)取50 mL稀硫酸和50 mL NaOH溶液进行实验,测得的实验数据如表。
①请填写下表中的空白:
实验次数
起始温度/
终止温度
温度差平均值
稀硫酸
NaOH溶液
平均值T1
1
22.2
22.4
22.3
25.5
__________
2
23.0
22.8
22.9
26.0
3
22.5
22.9
22.7
26.0
4
23.4
23.0
23.2
28.3
②0.25 mol·L-1稀硫酸和0.55 mol·L-1 NaOH溶液的密度均近似为1 g·cm-3,中和后混合溶液的比热容,则__________kJ·mol-1(保留3位有效数字)。
【答案】(1)3.4
(2)250 mL容量瓶、胶头滴管
(3)玻璃搅拌器
(4)保温,防止热量散失
(5) 3.2
【分析】中和反应反应热的测定实验关键是要减少热量的损失,因此要做好隔热保温,在进行数据处理时,要舍去误差较大的数据,进行误差分析时,主要是分析前后温度差的误差,结合进行分析。
【详解】(1) 稀释前后溶质的物质的量不变。稀硫酸中的物质的量:,浓硫酸的物质的量浓度: 。所需浓硫酸体积:。
(2) 用NaOH固体配制250 mL溶液的步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀。用到的玻璃仪器有:量筒(量水)、玻璃棒(搅拌/引流)、烧杯(溶解NaOH)、250 mL容量瓶(定容)、胶头滴管(定容)。
(3) 简易量热计需要环形玻璃搅拌器。
(4)隔热层和杯盖的作用是保温、减少实验过程中热量的散失,避免热量损失导致测得的温度差偏小,从而提高中和热测定的准确性。
(5) ①温度差 = T2 – T1:实验1: 25.5 - 22.3 = 3.2 ,实验2: 26.0 - 22.9 = 3.1 ,实验3: 26.0 - 22.7 = 3.3 ,实验4: 28.3 - 23.2 = 5.1 (数据偏差过大,舍去,属于实验误差)取实验1、2、3的温度差求平均:。
② 混合溶液总质量 m = (50 + 50) mL×1 g·cm-3 = 100 g,热量。
稀硫酸的物质的量, 。
反应需要 n(NaOH)=2n()=0.025 mol<0.0275 mol,故为限量反应物,生成的物质的量为0.025 mol,中和热是生成1 mol 放出的热量,故:。
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