内容正文:
第1章 化学反应的热效应(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 反应热与焓变(重点)
题型1 焓与焓变的含义与表示
题型2 吸热反应与放热反应的判断
题型3 反应热产生的原因(化学键与键能)
题型4 根据键能或总能量计算反应热
考点二 反应热的测定(重点)
题型1 中和热的概念与测定
题型2 中和热测定的误差分析
题型3 中和热的计算
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式的书写及正误判断
题型2 热化学方程式的含义
题型3 反应热大小比较
考点四 盖斯定律(难点)
题型1 对盖斯定律的理解
题型2 利用盖斯定律计算ΔH
题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
题型4 反应热与键能的计算
考点五 燃料的利用(重点)
题型1 燃烧热的概念
题型2 表示燃烧热的热化学方程式书写
题型3 燃烧热的计算
题型4 燃料的充分燃烧与合理利用
综合攻坚·知能拔高
考点六 综合提升:反应热综合
题型1 能量关系图与多步反应焓变的综合
题型2 键能、盖斯定律与热化学方程式的综合计算
题型3 燃烧热、热值与能源的综合应用
常考题型·精准突破
考点一 反应热与焓变(重点)
◆题型1 焓与焓变的含义与表示
1.下列关于化学反应热(Q)与焓变(ΔH)关系的说法,正确的是
A.在恒压且不做非体积功的条件下,化学反应的反应热Q等于该反应的焓变ΔH,此时ΔH的正负可直接表示反应是放热还是吸热
B.对于任意化学反应,其焓变ΔH的数值一定等于反应热Q,因此ΔH和Q的单位相同且物理意义完全一致
C.若某化学反应的,则该反应在任何条件下的反应热Q都等于,且反应一定为吸热反应
D.当化学反应体系的压强发生变化时,反应热Q的数值一定不等于焓变ΔH,且ΔH的大小会随压强的改变而显著变化
2.等压反应的反应热——焓变
等压反应的含义:在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应,如在敞口容器中进行的反应。
(1)焓变及单位
①定义:反应产物的焓与反应物的焓之差。
②表达式:(反应产物)—H(反应物)=Qp。
其中Qp表示等压条件下化学反应的反应热。焓变的单位为___________。
(2)化学反应的焓变示意图
①___________;②___________; ③___________;④___________。
3.化学反应的焓变与哪些因素有关呢?________
◆题型2 吸热反应与放热反应的判断
4.(25-26高一下·陕西西安周至第六中学·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
5.(25-26高一下·陕西西安铁一中滨河高级中学·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.从不同角度理解反应热
(1)从反应体系始末状态的能量的角度
当反应体系放热时其焓减小,ΔH为______,即ΔH____0 。
当反应体系吸热时其焓增大,ΔH为______,即ΔH____0 。
(2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度
焓变计算公式:ΔH=____________________________________
◆题型3 反应热产生的原因(化学键与键能)
7.(24-25高二上·安徽合肥第八中学·期中)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.根据各微粒的状态,可判断
B.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
C.根据盖斯定律可知:
D.固体溶解是吸热过程
8.(25-26高二上·北京通州·期中)是一种温室气体,其存储能量的能力是的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年,以下是几种化学键的键能:
化学键
键能()
946
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程放出能量
B.过程放出能量
C.反应的
D.吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
9.(23-24高一下·上海进才中学·期末)
键
P-P
P-O
P=O
O=O
键能()
197
489
410
434
498
已知磷的单质大多以P4而非类似于N2那样P与P之间形成三键从而以P2的形式存在,结合上表数据,请从能量与稳定性的角度解释原因___________。
◆题型4 根据键能或总能量计算反应热
10.(25-26高二上·陕西宝鸡凤翔中学·质检)可作火箭推进剂,已知: 。下列说法正确的是
A.该反应反应物的总键能小于生成物的总键能 B.的燃烧热是
C.该反应生成物比反应物总能量高 D.若生成液态水释放的能量减少
11.根据如图数据,下列叙述正确的是
A.
B.断裂0.5 mol 与1.5 mol 中的化学键,释放1127 kJ能量
C.0.5 mol 比1 mol 能量高
D.1 mol 与3 mol 的总键能大于2 mol 的总键能
12.三硫化四磷用于制造火柴等,可由和化合而得。它们的结构式如图所示,依据下列键能(气态分子中1 mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据,反应的为
化学键
S-S
P-P
P-S
键能/()
x
y
z
A. B.
C. D.
考点二 反应热的测定(重点)
◆题型1 中和热的概念与测定
13.(24-25高一下·天津河北第二中学·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.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的H偏大
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
14.(25-26高二上·新疆喀什地莎车莎车第九中学·月考)下列有关中和热和燃烧热的说法中,正确的是
A.反应热就是热量
B.在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于
C.溶液与稀mL0.1mol·L-1溶液恰好完全反应时,放出的热量
D.已知 所以,C的燃烧热是
◆题型2 中和热测定的误差分析
15.(23-24高一下·四川成都外国语学校·期末)下列有关中和反应的反应热测定实验的说法正确的是
A.温度计能代替玻璃搅拌器,用于搅拌反应物
B.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)溶液中分几次加入碱(酸)溶液
C.测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D.某同学通过实验测得盐酸和溶液反应生成放出的热量为,造成这结果的原因可能是保温措施没有做好
16.(24-25高二上·浙江·期末)某实验小组用和盐酸进行中和反应的反应热测量(装置如图所示),下列有关说法正确的是
A.因玻璃仪器易碎,可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器
B.为减小误差,可将盐酸分多次加入到溶液中
C.将盐酸替换为等浓度的硫酸,会使测量结果偏大
D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差
17.(24-25高二上·上海存志高级中学·期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。
Ⅰ.反应物温度的测量
用量筒量取盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用。用另一量筒量取的溶液,用温度计测其温度并记录。
Ⅱ.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度。
Ⅲ.重复上述步骤三次
请回答下列问题:
(1)仪器a搅拌的目的是_____________;取反应时溶液的_____________(填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是_____________;
(3)某次实验测得中和热的数值小于(理论值),产生偏差的原因不可能是
A.实验装置保温、隔热效果差
B.一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.盐酸与溶液混合后立即记录温度
D.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度
◆题型3 中和热的计算
18.同学们在实验室测定中和反应的反应热,操作如下:将50 mL 溶液加入盛有50mL 溶液的量热计中,并用温度传感器监测温度的变化,实验数据如表所示。已知溶液的密度均为,反应后溶液的比热容。下列说法正确的是
实验序号
反应前体系温度/℃
反应后体系温度/℃
1
25.1
28.5
2
25.0
28.3
3
25.3
28.1
4
25.5
29.0
A.通过该实验测得反应放出的热量(平均值)约为1.42 kJ
B.通过该实验数据可得中和反应的反应热
C.向量热计中加溶液时,应分多次缓慢添加
D.用量筒量取溶液的体积时仰视读数,会导致所测中和反应反应热的绝对值偏小
19.(25-26高一下·吉林长春外国语学校·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
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式的书写及正误判断
20.(25-26高一下·安徽·期末)已知热化学方程式: 。下列判断正确的是
A.反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量
B.
C.1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应,放出热量184.6kJ
D.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同
21.合成氨的热化学方程式为 ,下列有关叙述错误的是
A.反应物的总能量大于生成物的总能量
B.生成1mol (g)时放出19.3kJ的热量
C.形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.将1mol (g)与3mol (g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为38.6kJ
22.已知热化学方程式2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1,则关于热化学方程式“N2O4(g)2NO2(g) ΔH0”的说法中正确的是
A.热化学方程式中的化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH0 >0
C.该反应ΔH0 =-56.9 kJ·mol-1
D.该反应可表示1 mol N2O4投入容器中分解时的热效应
◆题型2 热化学方程式的含义
23.下列有关“热化学方程式”的说法,不正确的是
A.能同时表明反应中的物质变化和能量变化
B.书写条件为“25℃、101 kPa”时,可以不特别注明
C.化学计量数只表示分子个数
D.表示“每摩尔反应”对应的“热量”
24.化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化,下列说法正确的是
A.碳酸氢钠和稀盐酸的反应为放热反应
B.常温常压下,完全燃烧比完全燃烧时的焓变大
C.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJmol-1 ,该反应的反应热为221kJ/mol
D.热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同
◆题型3 反应热大小比较
25.下列说法不正确的是
A.4P(红磷,s),,4P(白磷,s), ,已知常温下红磷比白磷稳定,则a>b
B.C(石墨,s),,C(金刚石,s),,已知a<b,则C(石墨,s)=C(金刚石,s),△H>0
C.,,,,则a>b
D.化学反应的焓变与物质的结构和聚集状态等因素有关
26.(25-26高一下·陕西榆林府谷府谷中学·期末)已知石墨、金刚石的燃烧热分别为和。下列说法正确的是
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨比金刚石稳定
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;金刚石比石墨稳定
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨比金刚石稳定
D.由石墨制备金刚石是放热反应;金刚石比石墨稳定
27.(25-26高二上·安徽合肥开放大学·月考)根据HX的水溶液能量循环图:
下列说法错误的是
A.由于氢键的存在,ΔH1(HF)>ΔH1(HCl)
B.相同条件下,ΔH2(HCl)<ΔH2(HBr)
C.已知气体溶于水放热,则ΔH1(HF) >0
D.ΔH-ΔH1-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6>0
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 对盖斯定律的理解
28.(25-26高二上·甘肃白银靖远部分学校·联考)为理解燃烧过程的能量变化,可设想石墨和氧气的反应分为两步实现,如图所示。下列说法错误的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量中燃烧,全部转化为,前者放热多
C.根据盖斯定律可知:
D.化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
29.(25-26高一下·河北衡水冀州河北冀州中学·期末)假设反应体系的始态为甲,中间态为乙,终态为丙,它们之间的变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. B.
C. D.甲→丙的
30.盖斯定律
(1)内容
对于一个化学反应,无论是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的________有关,而与________无关。
(2)意义
间接计算某些反应的反应热。
(3)应用
转化关系
反应热间的关系
、
________
________
=________
◆题型2 利用盖斯定律计算ΔH
31.(25-26高二上·湖北黄冈部分高中·期中)各相关物质的燃烧热数据如下表所示。下列热化学方程式正确的是
物质
燃烧热/(kJ·mol-1)
-1560.0
-1411.0
-285.8
A. kJ·mol-1
B. kJ·mol-1
C. kJ·mol-1
D. kJ·mol-1
32.(25-26高二上·江苏徐州·期末)已知各相关物质的标准燃烧热数据如表所示。下列有关说法正确的是
物质
A.完全燃烧放出的热量为
B.如图表示燃烧过程中的能量变化示意图
C.
D.制备的热化学方程式为
33.(25-26高二上·天津·期中)已知:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol⁻¹
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)
A.
B.
C.
D.
◆题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
34.(25-26高二上·北京第八十中学·月考)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.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C., ,则
D.
35.(24-25高二上·山东聊城颐中外国语学校·月考)氢气是一种清洁能源,如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A.,断键吸收的能量小于成键释放的能量
B.
C.破坏反应物化学键吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量
D.生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
36.N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.使用催化剂可以降低活化能
B.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
C.N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=+139kJ·mol-1
D.反应物能量之和大于生成物能量之和
◆题型4 反应热与键能的计算
37.(25-26高二下·吉林长春十一高中·期末)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.键的键能为
B.的亲和能
C.和生成的反应热
D.失去电子生成吸收能量为
38.(25-26高一下·陕西咸阳秦宝中学·期末)和的燃烧热()如表所示。
物质
-285.8
-283.0
下列说法正确的是
A.表示燃烧热的热化学方程式:
B.反应的反应热
C.等质量的和完全燃烧,释放的能量更多
D.由和组成的混合气体总物质的量为3mol,其完全燃烧释放能量851.8kJ,该混合气体中
39.(25-26高一下·陕西西安阎良西飞第一中学·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.
考点五 燃料的利用(重点)
◆题型1 燃烧热的概念
40.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.
41.下列说法正确的是
A.的燃烧热为,则热化学方程式:
B.斜方硫的燃烧热为,则热化学方程式:,斜方硫
C.的燃烧热为,则热化学方程式:
D.白磷和红磷相互转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s),则白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,红磷放出的热量更多
42.(24-25高二上·甘肃兰州第一中学·期末)下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
◆题型2 表示燃烧热的热化学方程式书写
43.(24-25高一下·北京大峪中学·期中)已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+ 2H2O(l); ∆H=-2b kJ/mol
B.C2H2(g)+ 5/2O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l); ∆H=2b kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+2H2O(l); ∆H=-4b kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+ 2H2O(l); ∆H=b kJ/mol
44.(25-26高二上·贵州部分学校·联考)已知CO的燃烧热为。下列表示CO燃烧热的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
◆题型3 燃烧热的计算
45.(23-24高二下·甘肃白银第二中学·期中)已知 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol; CO(g)+1/2O2(g) =CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出 113.74 kJ 热量,同时生成3.6 g 液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.2∶3
46.(25-26高二上·安徽黄山屯溪屯溪第一中学·月考)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)
◆题型4 燃料的充分燃烧与合理利用
47.为了更好的解决能源问题,人们在研究如何提高燃料燃烧效率的同时,也在寻找新能源。下列说法不正确的是
A.太阳能、地热能、核聚变能均属于新能源
B.为了使燃料充分燃烧,通入的空气越多越好
C.通过洁净煤技术及烟气脱硫,减轻燃煤污染,并提高煤燃烧的热利用率
D.为开发氢能,可设法将太阳能聚焦,产生高温使水分解产生氢气
48.(25-26高二上·广西桂林全州石塘高级中学·期中)下列说法中错误的是
A.燃料的燃烧都是放热反应
B.选择燃料只需考虑燃料热值的大小
C.清洁燃料的首要条件是燃烧不会产生对环境有害的污染物
D.一定量的燃料完全燃烧放出的热比不完全燃烧放出的热多
49.某同学根据所查阅的资料,绘制了三种可燃物在空气中发生燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图,你认为哪种物质更适合用作车用燃料?___________,为什么?___________
综合攻坚·知能拔高
考点六 综合提升:反应热综合
◆题型1 能量关系图与多步反应焓变的综合
1.(25-26高一下·江苏镇江丹阳·期末)和CO均会造成环境污染,可在表面将它们转化为无害气体,其反应为: ,反应中物质转化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是
A.该反应属于氮的固定
B.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C.由上述两图可知
D.为了实现转化需不断向反应器中补充和
2.(25-26高一·云南昭通直中学·月考)设计如图所示路线探究固体溶解过程的能量变化。下列说法不正确的是
注:①离子在水中往往以水合离子形式存在,如水合钠离子,简写作。
②碳酸钠水合物有和三种。
A.根据各微粒的状态,可推测和均大于0
B.水合钠离子的示意图:
C.根据盖斯定律,
D.由于和还可能生成等物质,难以实验直接测定
3.(2025·湖南衡阳第四中学·模拟)已知:在下,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫作物质B的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的有如图所示关系。的标准摩尔生成焓为0.下列有关判断不正确的是
A.2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和
B.合成氨反应的热化学方程式为
C.NH3催化氧化的热化学方程式为
D.的
◆题型2 键能、盖斯定律与热化学方程式的综合计算
4.丙烷的价格低廉且产量大,而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值,因此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:CH3CH2CH3(g)=CH2=CHCH3(g)+H2(g) ΔH1=+123.8 kJ·mol-1
反应②:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1
计算O2氧化丙烷脱氢反应③:CH3CH2CH3(g)+O2(g)=CH2=CHCH3(g)+H2O(g)的ΔH3=___________kJ·mol-1.
(2)已知下列键能数据,结合反应①数据,计算C=C的键能是___________kJ·mol-1.
化学键
C—C
C—H
H—H
键能/(kJ·mol-1)
347.7
413.4
436.0
5.(25-26高二上·四川南充高坪中学·月考)化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化,是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热=-238.6kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) =-a kJ/mol,则a___________(填“>”“<”或“=”)238.6。
(2)Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) =-1176kJ/mol,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为___________kJ。
(4)已知25℃、101kPa时,1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出38.0kJ热量,则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的=___________kJ/mol。
(5)低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答:
①用CO2催化加氢可以制取乙烯:。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=___________(用含a、b的式子表示)。又知:相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的=-152kJ·mol-1,则表中的x=___________。
化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能/kJ·mol-1
800
430
x
410
450
②用表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出650kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为___________。
◆题型3 燃烧热、热值与能源的综合应用
6.我国220/120吨级液氢液氧发动机试车成功,为我们探索星辰大海再添助力。航空航天兴趣小组查资料得知:
①
②
③、、键能分别为 、 、 。经讨论得出以下结论,正确的是
A.若只用③的键能数据,便可计算出的燃烧热
B.若1 mol 燃烧生成(g)时,放出的热量将高于241.8 kJ
C.若用上图所示装置,即可测出的燃烧热:
D.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
7.(25-26高二上·上海复旦大学附属复兴中学·月考)以下为三种常见燃料的热值和CO2排放量如下表所示:
燃料
CH3OH(l)
C3H8(g)
煤油
热值(kJ/g)
22.7
50.4
29.0
CO2排放量(g/kJ)
16.5
16.2
22.9
(1)根据上表数据,计算CH3OH(l)的燃烧热为___________kJ/mol。
A.22.7 B.-22.7 C.-726.4 D.-1452.8
(2)根据上表,从CO2排放量和燃料储存两个角度分析,甲醇作为新型燃料的可能原因___________。
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第1章 化学反应的热效应(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 反应热与焓变(重点)
◆题型1 焓与焓变的含义与表示
1.A
2.(1)kJ/mol或J/mol
3.与物质的种类、数量、聚集状态及体系的温度和压强有关
◆题型2 吸热反应与放热反应的判断
4.B
5.D
6.(1) 负值 < 正值 >
◆题型3 反应热产生的原因(化学键与键能)
7.A
8.B
9.P4分子的总键能为197 kJ∙mol-1×6=1182 kJ∙mol-1,P2分子的总键能为489 kJ∙mol-1,分子的总键能越大,稳定性越强,所以磷的单质大多以P4而非以P2的形式存在
◆题型4 根据键能或总能量计算反应热
10.A
11.A
12.D
考点二 反应热的测定(重点)
◆题型1 中和热的概念与测定
13.B
14.B
◆题型2 中和热测定的误差分析
15.D
16.D
17.(1)
◆题型3 中和热的计算
18.A
19.B
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式的书写及正误判断
20.D
21.D
22.B
◆题型2 热化学方程式的含义
23.C
24.D
◆题型3 反应热大小比较
25.A
26.A
27.B
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 对盖斯定律的理解
28.C
29.B
30.始态和终态 反应的途径
◆题型2 利用盖斯定律计算ΔH
31.C
32.D
33.D
◆题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
34.A
35.B
36.C
◆题型4 反应热与键能的计算
37.D
38.C
39.D
考点五 燃料的利用(重点)
◆题型1 燃烧热的概念
40.A
41.C
42.A
◆题型2 表示燃烧热的热化学方程式书写
43.C
44.C
◆题型3 燃烧热的计算
45.B
46.B
◆题型4 燃料的充分燃烧与合理利用
47.B
48.B
49.A 物质A燃烧放出的能量多,且反应达到燃点需要吸收的能量最少
综合攻坚·知能拔高
考点六 综合提升:反应热综合
◆题型1 能量关系图与多步反应焓变的综合
1.C
2.A
3.C
◆题型2 键能、盖斯定律与热化学方程式的综合计算
4.(1)-118
5.(1)<
◆题型3 燃烧热、热值与能源的综合应用
6.D
7.(1)C (2)与丙烷相比,甲醇为液态,丙烷为气态,甲醇更易储存,与煤油相比,放出相同的热量,甲醇释放CO2量较少
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第1章 化学反应的热效应(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 反应热与焓变(重点)
题型1 焓与焓变的含义与表示
题型2 吸热反应与放热反应的判断
题型3 反应热产生的原因(化学键与键能)
题型4 根据键能或总能量计算反应热
考点二 反应热的测定(重点)
题型1 中和热的概念与测定
题型2 中和热测定的误差分析
题型3 中和热的计算
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式的书写及正误判断
题型2 热化学方程式的含义
题型3 反应热大小比较
考点四 盖斯定律(难点)
题型1 对盖斯定律的理解
题型2 利用盖斯定律计算ΔH
题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
题型4 反应热与键能的计算
考点五 燃料的利用(重点)
题型1 燃烧热的概念
题型2 表示燃烧热的热化学方程式书写
题型3 燃烧热的计算
题型4 燃料的充分燃烧与合理利用
综合攻坚·知能拔高
考点六 综合提升:反应热综合
题型1 能量关系图与多步反应焓变的综合
题型2 键能、盖斯定律与热化学方程式的综合计算
题型3 燃烧热、热值与能源的综合应用
常考题型·精准突破
考点一 反应热与焓变(重点)
◆题型1 焓与焓变的含义与表示
1.下列关于化学反应热(Q)与焓变(ΔH)关系的说法,正确的是
A.在恒压且不做非体积功的条件下,化学反应的反应热Q等于该反应的焓变ΔH,此时ΔH的正负可直接表示反应是放热还是吸热
B.对于任意化学反应,其焓变ΔH的数值一定等于反应热Q,因此ΔH和Q的单位相同且物理意义完全一致
C.若某化学反应的,则该反应在任何条件下的反应热Q都等于,且反应一定为吸热反应
D.当化学反应体系的压强发生变化时,反应热Q的数值一定不等于焓变ΔH,且ΔH的大小会随压强的改变而显著变化
【答案】A
【详解】A.明确焓变(ΔH)的定义,在恒压、不做非体积功的条件下,化学反应的焓变等于反应热(ΔH=Q)。此时ΔH<0表示反应放热,ΔH>0表示反应吸热,正负号可直接反映反应的热量变化,A符合题意;
B.ΔH与Q的关系受反应条件限制,仅在恒压且不做非体积功时ΔH=Q;在恒容条件下,反应热Q不等于ΔH(Q=ΔU,ΔU为内能变化)。二者单位虽均为“kJ·mol-1”,但物理意义不同:ΔH是状态函数(仅与始态、终态有关)。Q是过程量(与反应途径、条件有关),B不符合题意;
C.ΔH是状态函数,其数值由反应始态和终态决定,但反应热Q是过程量,受温度、压强等条件影响。即使ΔH=+a kJ·mol-1,在不同压强或温度下,Q的数值可能与ΔH存在差异(如非恒压条件下Q≠ΔH);且“ΔH>0”仅说明恒压下反应吸热,不能直接推断“任何条件下Q都等于+a kJ·mol-1”,C不符合题意;
D.只有当反应条件为“恒压且不做非体积功”时,Q=ΔH,若压强变化(非恒压),Q通常不等于ΔH,但ΔH作为状态函数,其大小仅与始态、终态的温度、压强等有关,若始态和终态的压强相同(仅过程中压强变化),ΔH数值不变,并非“随压强改变而显著变化”,D不符合题意;
故选A。
2.等压反应的反应热——焓变
等压反应的含义:在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应,如在敞口容器中进行的反应。
(1)焓变及单位
①定义:反应产物的焓与反应物的焓之差。
②表达式:(反应产物)—H(反应物)=Qp。
其中Qp表示等压条件下化学反应的反应热。焓变的单位为___________。
(2)化学反应的焓变示意图
①___________;②___________; ③___________;④___________。
【答案】(1)kJ/mol或J/mol
(2) > 吸热 < 放热
【详解】(1)焓变是等压条件下单位物质的量反应的热效应,表征化学反应的能量变化,因此单位通常为千焦每摩尔(),有时也用焦每摩尔()表示;
(2)焓变的定义式为(反应产物)(反应物),据此分析:
左图中反应产物总焓高于反应物总焓,代入公式得,反应过程需要从外界吸收热量,属于吸热反应,故①填,②填吸热;
右图中反应产物总焓低于反应物总焓,代入公式得,反应过程向外界释放热量,属于放热反应,故③填,④填放热。
3.化学反应的焓变与哪些因素有关呢?________
【答案】与物质的种类、数量、聚集状态及体系的温度和压强有关
【详解】从本质上看,焓是物质本身的固有能量属性,不同物质的焓值不同,生成物总焓与反应物总焓的差值就是反应焓变,因此物质自身的性质是焓变的核心决定因素;
反应的焓变和参与反应的物质的量成正比,比如2 mol H2完全燃烧放出的热量是1 mol H2完全燃烧的2倍;
同一物质在不同温度、压强下的焓值有差异,因此反应体系的温压条件会改变总焓差;
同一物质的聚集状态不同,焓值不同,因此反应物和生成物的聚集状态会影响反应焓变;
催化剂仅改变反应的活化能、加快反应速率,不会改变反应物和生成物的总能量差,因此不影响焓变大小。
◆题型2 吸热反应与放热反应的判断
4.(25-26高一下·陕西西安周至第六中学·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。
5.(25-26高一下·陕西西安铁一中滨河高级中学·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.从不同角度理解反应热
(1)从反应体系始末状态的能量的角度
当反应体系放热时其焓减小,ΔH为______,即ΔH____0 。
当反应体系吸热时其焓增大,ΔH为______,即ΔH____0 。
(2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度
焓变计算公式:ΔH=____________________________________
【答案】(1) 负值 < 正值 >
(2)反应物总键能生成物总键能
【详解】(1)。放热反应中生成物总焓小于反应物总焓,因此为负值,即;吸热反应中生成物总焓大于反应物总焓,因此为正值,即。
(2)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成:断裂反应物的旧键需要吸收能量,总吸收能量等于反应物总键能;形成生成物的新键会释放能量,总释放能量等于生成物总键能,因此焓变等于断键吸收的总能量减去成键释放的总能量,即反应物总键能生成物总键能。当时反应净吸收能量,为吸热反应;当时反应净释放能量,为放热反应。
◆题型3 反应热产生的原因(化学键与键能)
7.(24-25高二上·安徽合肥第八中学·期中)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.根据各微粒的状态,可判断
B.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
C.根据盖斯定律可知:
D.固体溶解是吸热过程
【答案】A
【详解】A.为解离为气态、的焓变,该过程需要破坏离子键吸热,故;为气态离子水合形成水合离子的焓变,该过程释放能量,故,A错误;
B.溶解过程的总能量变化等于破坏固体离子键吸收的能量与形成水合离子释放的能量的差值,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,B正确;
C.根据盖斯定律,总反应的焓变等于分步反应焓变之和,即,故,C正确;
D.溶解总过程的焓变,说明固体溶解是吸热过程,D正确;
故答案选A。
8.(25-26高二上·北京通州·期中)是一种温室气体,其存储能量的能力是的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年,以下是几种化学键的键能:
化学键
键能()
946
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程放出能量
B.过程放出能量
C.反应的
D.吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
【答案】B
【详解】A.过程是化学键断裂的过程,需要吸收能量,A错误;
B.过程是化学键的形成过程,将放出能量,B正确;
C.反应的=反应物的键能之和减去生成物的键能之和=946kJ/mol+3×154.8 kJ/mol-6×283.0 kJ/mol=-287.6 kJ/mol<0,C错误;
D.化学反应的本质从微观的角度讲就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,故吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,不可能发生化学反应,D错误;
故答案为:B。
9.(23-24高一下·上海进才中学·期末)
键
P-P
P-O
P=O
O=O
键能()
197
489
410
434
498
已知磷的单质大多以P4而非类似于N2那样P与P之间形成三键从而以P2的形式存在,结合上表数据,请从能量与稳定性的角度解释原因___________。
【答案】P4分子的总键能为197 kJ∙mol-1×6=1182 kJ∙mol-1,P2分子的总键能为489 kJ∙mol-1,分子的总键能越大,稳定性越强,所以磷的单质大多以P4而非以P2的形式存在
【详解】在P4分子中,总键能为197 kJ∙mol-1×6=1182 kJ∙mol-1;在P2分子中,总键能为489 kJ∙mol-1。分子的总键能越大,稳定性越强,所以磷的单质大多以P4而非类似于N2那样P与P之间形成三键从而以P2的形式存在。
◆题型4 根据键能或总能量计算反应热
10.(25-26高二上·陕西宝鸡凤翔中学·质检)可作火箭推进剂,已知: 。下列说法正确的是
A.该反应反应物的总键能小于生成物的总键能 B.的燃烧热是
C.该反应生成物比反应物总能量高 D.若生成液态水释放的能量减少
【答案】A
【详解】A.ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能<0,因此该反应反应物的总键能小于生成物的总键能,故A正确;
B.的燃烧热涉及的反应为,根据已知无法计算之,故B错误;
C.ΔH=生成物总能量-反应物总能量<0,因此该反应生成物比反应物总能量低,故C错误;
D.气态水转化为液态水放热,因此生成液态水释放的能量增加,故D错误;
故答案为A。
11.根据如图数据,下列叙述正确的是
A.
B.断裂0.5 mol 与1.5 mol 中的化学键,释放1127 kJ能量
C.0.5 mol 比1 mol 能量高
D.1 mol 与3 mol 的总键能大于2 mol 的总键能
【答案】A
【分析】图中,从反应物能级上升到气态原子能级需要吸收1127 kJ;由气态原子逐步形成1 mol氨气的三个台阶依次释放339 kJ、397 kJ、436 kJ,共释放1172 kJ。反应热等于断键吸收的能量与成键释放的能量之差,所以生成1 mol氨气时ΔH=1127 kJ-1172 kJ=-45 kJ;化学计量数扩大2倍时,ΔH=-90 kJ。
【详解】A.生成1 mol氨气时反应热为-45 kJ,化学计量数扩大2倍后,完整热化学方程式为,A正确;
B.图中从反应物能级到气态原子能级的上升值为1127 kJ,断裂化学键需要吸收能量,不是释放能量,B错误;
C.图中的能量比较对象是0.5 mol氮气和1.5 mol氢气组成的反应物整体与1 mol氨气;C项删去了氢气,不能由图得出所述比较,C错误;
D.按分析中的计量关系扩大2倍,反应物总键能为2254 kJ,生成物总键能为2344 kJ,前者小于后者,D错误;
故选A。
12.三硫化四磷用于制造火柴等,可由和化合而得。它们的结构式如图所示,依据下列键能(气态分子中1 mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据,反应的为
化学键
S-S
P-P
P-S
键能/()
x
y
z
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】8个(每个含6个P-P键)的键能=8×6y=48y,3个(每个含8个S-S键)的键能=3×8x=24x;生成物为8个(每个含3个P-P键和6个P-S键)的键能=8×3y +8×6z=24y+48z。ΔH=反应物断键总能量-生成物成键总能量=(48y+24x)-(24y+48z)=24x+24y-48z=24(x+y-2z),故选D。
考点二 反应热的测定(重点)
◆题型1 中和热的概念与测定
13.(24-25高一下·天津河北第二中学·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.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的H偏大
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
【答案】B
【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.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,H偏大,B正确;
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1mol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B。
14.(25-26高二上·新疆喀什地莎车莎车第九中学·月考)下列有关中和热和燃烧热的说法中,正确的是
A.反应热就是热量
B.在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于
C.溶液与稀mL0.1mol·L-1溶液恰好完全反应时,放出的热量
D.已知 所以,C的燃烧热是
【答案】B
【详解】A.在一定温度下,化学反应吸收或放出的热量叫做反应热,A错误;
B.醋酸为弱电解质,电离吸热,在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于,B正确;
C.中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水所释放的热量,所以1L 1.0mol/L的H2SO4与稀NaOH溶液恰好完全反应时放出114.6kJ的热量,C错误;
D.C的燃烧热是C完全燃烧生成CO2所放出的热量,D错误;
故选B。
◆题型2 中和热测定的误差分析
15.(23-24高一下·四川成都外国语学校·期末)下列有关中和反应的反应热测定实验的说法正确的是
A.温度计能代替玻璃搅拌器,用于搅拌反应物
B.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)溶液中分几次加入碱(酸)溶液
C.测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D.某同学通过实验测得盐酸和溶液反应生成放出的热量为,造成这结果的原因可能是保温措施没有做好
【答案】D
【详解】A.温度计不能用于搅拌,A错误;
B.测定中和热时,应将反应物迅速混合,以减少热量损失,为了使反应物均匀反应,可用环形玻璃搅拌器搅拌,B错误;
C.测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液的最高温度为终止温度,C错误;
D.某同学通过实验测得盐酸和溶液反应生成放出的热量为,放出热量应为57. 3kJ,造成这结果的原因可能是保温措施没有做好,D正确;
故选D。
16.(24-25高二上·浙江·期末)某实验小组用和盐酸进行中和反应的反应热测量(装置如图所示),下列有关说法正确的是
A.因玻璃仪器易碎,可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器
B.为减小误差,可将盐酸分多次加入到溶液中
C.将盐酸替换为等浓度的硫酸,会使测量结果偏大
D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差
【答案】D
【详解】A.由于金属都是热的良导体,故实验中不可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器,否则增大热量损耗,带来更大的实验误差,A错误;
B.测定中和热时,将盐酸分多次倒入装有NaOH溶液的量热计中,热量损耗大,增大实验误差,B错误;
C.盐酸、硫酸均为强酸,将盐酸替换为等浓度的硫酸,虽然H+的物质的量增大,但NaOH的量不变,生成的H2O的物质的量不变,故测量结果不变,C错误;
D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差,D正确;
故答案为:D。
17.(24-25高二上·上海存志高级中学·期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。
Ⅰ.反应物温度的测量
用量筒量取盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用。用另一量筒量取的溶液,用温度计测其温度并记录。
Ⅱ.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度。
Ⅲ.重复上述步骤三次
请回答下列问题:
(1)仪器a搅拌的目的是_____________;取反应时溶液的_____________(填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是_____________;
(3)某次实验测得中和热的数值小于(理论值),产生偏差的原因不可能是
A.实验装置保温、隔热效果差
B.一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.盐酸与溶液混合后立即记录温度
D.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度
【答案】(1)
使反应物充分混合,使溶液温度均匀
最高温度
(2)
减少热量散失
(3)B
【详解】(1)仪器a为玻璃搅拌器,其搅拌的目的是使盐酸和溶液充分混合,加快反应速率,并使体系内的温度均匀;中和反应为放热反应,反应完全时体系温度达到最高,故应取反应时溶液的最高温度作为反应后体系温度。
(2)中和热测定实验成功的关键是做好保温工作,量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层,目的是尽可能减少实验过程中的热量散失,降低实验误差。
(3) A.实验装置保温、隔热效果差会导致热量散失,使测得的最高温度偏低,温度差减小,测得的中和热数值偏小,可能产生该偏差,A正确;
B.将溶液一次性迅速倒入盛有盐酸的容器中是正确的标准操作,目的是减少倒入过程中的热量散失,不会导致测得的中和热数值偏小,不可能产生该偏差,B错误;
C.混合后立即记录温度,此时反应可能尚未结束或体系温度未达到最高点,导致记录的末态温度偏低,温度差减小,测得的中和热数值偏小,可能产生该偏差,C正确;
D.测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度,温度计上残留的盐酸会与反应放热,使溶液的起始温度测量值偏高,导致计算出的温度差偏小,测得的中和热数值偏小,可能产生该偏差,D正确;
故选B。
◆题型3 中和热的计算
18.同学们在实验室测定中和反应的反应热,操作如下:将50 mL 溶液加入盛有50mL 溶液的量热计中,并用温度传感器监测温度的变化,实验数据如表所示。已知溶液的密度均为,反应后溶液的比热容。下列说法正确的是
实验序号
反应前体系温度/℃
反应后体系温度/℃
1
25.1
28.5
2
25.0
28.3
3
25.3
28.1
4
25.5
29.0
A.通过该实验测得反应放出的热量(平均值)约为1.42 kJ
B.通过该实验数据可得中和反应的反应热
C.向量热计中加溶液时,应分多次缓慢添加
D.用量筒量取溶液的体积时仰视读数,会导致所测中和反应反应热的绝对值偏小
【答案】A
【详解】A.首先剔除温差偏差过大的第3组数据,剩余三组平均温差为,溶液总质量为,放出热量,A正确;
B.反应中不足,生成水的物质的量,中和热,B错误;
C.分多次缓慢添加会导致热量大量散失,增大实验误差,应快速一次性加入,C错误;
D.量取时仰视读数,实际量取的体积偏大,反应放出的热量偏多,所测中和反应反应热的绝对值偏大,D错误;
故选A。
19.(25-26高一下·吉林长春外国语学校·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。
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式的书写及正误判断
20.(25-26高一下·安徽·期末)已知热化学方程式: 。下列判断正确的是
A.反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量
B.
C.1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应,放出热量184.6kJ
D.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同
【答案】D
【详解】A.热方程式的计量数只表示物质的量,不表示体积,同温同压下,生成2molHCl(g)放出184.6kJ的热量,而2体积HCl(g)的物质的量不一定为2mol,A错误;
B.根据盖斯定律,的逆反应的热化学方程式为:,B错误;
C.方程式的系数不能表示分子数,表示的是物质的量,C错误;
D.反应的焓变和反应条件无关,则同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同,D正确;
故选D。
21.合成氨的热化学方程式为 ,下列有关叙述错误的是
A.反应物的总能量大于生成物的总能量
B.生成1mol (g)时放出19.3kJ的热量
C.形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.将1mol (g)与3mol (g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为38.6kJ
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故A正确;
B.反应放出的热量与化学反应方程式的计量数成正比,由 可知,生成2mol (g)时放出38.6kJ的热量,则生成1mol (g)时放出19.3kJ的热量,故B正确;
C.该反应为放热反应,形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量,故C正确;
D.由 ,这是一个可逆反应,反应不可能完全,将1mol (g)与3mol (g)置于密闭容器中充分反应后放出热量小于38.6kJ ,故D错误。
答案选D。
22.已知热化学方程式2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1,则关于热化学方程式“N2O4(g)2NO2(g) ΔH0”的说法中正确的是
A.热化学方程式中的化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH0 >0
C.该反应ΔH0 =-56.9 kJ·mol-1
D.该反应可表示1 mol N2O4投入容器中分解时的热效应
【答案】B
【详解】A.热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量,A错误;
B.逆反应的ΔH与正反应ΔH大小相等,符号相反,因此逆反应的,B正确;
C.逆反应的ΔH与正反应ΔH大小相等,符号相反,,C错误;
D.该反应为可逆反应,1molN2O4分解不完全,因此放出的热量小于56.9 kJ,D错误;
故选B。
◆题型2 热化学方程式的含义
23.下列有关“热化学方程式”的说法,不正确的是
A.能同时表明反应中的物质变化和能量变化
B.书写条件为“25℃、101 kPa”时,可以不特别注明
C.化学计量数只表示分子个数
D.表示“每摩尔反应”对应的“热量”
【答案】C
【详解】A.热化学方程式中涉及到反应物生成物以及能量的变化,能同时表明反应中的物质变化和能量变化,A正确;
B.物质具有的能量受温度压强的影响,书写热化学方程式应表明温度、压强,但 “25℃、101 kPa”,可以不特别注明,B正确;
C.热化学方程式中化学计量数表示物质的量,C错误;
D.表示的是“每摩尔反应”对应的“热量”,D正确;
故答案为:C。
24.化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化,下列说法正确的是
A.碳酸氢钠和稀盐酸的反应为放热反应
B.常温常压下,完全燃烧比完全燃烧时的焓变大
C.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJmol-1 ,该反应的反应热为221kJ/mol
D.热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同
【答案】D
【详解】A.碳酸氢钠和稀盐酸的反应为吸热反应,并非放热反应,A错误;
B.常温常压下,能量高于,硫的燃烧为放热反应(),完全燃烧放出的热量更多,对应的焓变更小,B错误;
C.反应热包含符号,该反应的反应热为,C错误;
D.热化学方程式的化学计量数表示对应物质的物质的量,可取值为分数,普通化学方程式的化学计量数表示粒子个数,一般取正整数,二者意义不完全相同,D正确;
故答案选D。
◆题型3 反应热大小比较
25.下列说法不正确的是
A.4P(红磷,s),,4P(白磷,s), ,已知常温下红磷比白磷稳定,则a>b
B.C(石墨,s),,C(金刚石,s),,已知a<b,则C(石墨,s)=C(金刚石,s),△H>0
C.,,,,则a>b
D.化学反应的焓变与物质的结构和聚集状态等因素有关
【答案】A
【详解】A.已知常温下红磷比白磷稳定,说明等质量的红磷具有的总能量比白磷低,则等质量的红磷完全燃烧释放的热量比白磷少,则a<b,A错误;
B.已知①C(石墨,s),,②C(金刚石,s),,则反应①-②可得C(石墨,s)=C(金刚石,s),根据盖斯定律可知,该反应的=(-a)-(-b)=(b-a)kJ/mol,已知a<b,则(b-a)>0即H>0,B正确;
C.已知物质在固态时具有的总能量低于气态时的总能量,即相同质量的气态硫完全燃烧放出的热量比固态硫完全燃烧放出的热量更多,故,,,,则a>b,C正确;
D.化学键的断裂与形成时引起化学反应的焓变的微观本质,故化学反应的焓变与物质的结构和聚集状态等因素有关,D正确;
故答案为:A。
26.(25-26高一下·陕西榆林府谷府谷中学·期末)已知石墨、金刚石的燃烧热分别为和。下列说法正确的是
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨比金刚石稳定
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;金刚石比石墨稳定
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨比金刚石稳定
D.由石墨制备金刚石是放热反应;金刚石比石墨稳定
【答案】A
【详解】石墨和金刚石燃烧热所对应的热化学方程式为、,根据盖斯定律可得:,因此由石墨制备金刚石是吸热反应,由于,则,物质能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故选A。
27.(25-26高二上·安徽合肥开放大学·月考)根据HX的水溶液能量循环图:
下列说法错误的是
A.由于氢键的存在,ΔH1(HF)>ΔH1(HCl)
B.相同条件下,ΔH2(HCl)<ΔH2(HBr)
C.已知气体溶于水放热,则ΔH1(HF) >0
D.ΔH-ΔH1-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6>0
【答案】B
【详解】A.为脱水能,为吸热过程,焓变大于零,HF与水分子间存在氢键,所以更大,故,A正确;
B.为离解能,为吸热过程,氯原子半径小于溴原子,故氢氯键键能更大,则相同条件下,,B错误;
C.为脱水能,为吸热过程,焓变大于零,C正确;
D.由盖斯定律可知,反应的焓变与途径无关,故,D正确;
故选B。
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 对盖斯定律的理解
28.(25-26高二上·甘肃白银靖远部分学校·联考)为理解燃烧过程的能量变化,可设想石墨和氧气的反应分为两步实现,如图所示。下列说法错误的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量中燃烧,全部转化为,前者放热多
C.根据盖斯定律可知:
D.化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
【答案】C
【详解】A.根据可知,石墨燃烧是放热反应,A正确;
B.,即1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量中燃烧,全部转化为,前者放热多,B正确;
C.根据盖斯定律, ,C错误;
D.化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;
故选C。
29.(25-26高一下·河北衡水冀州河北冀州中学·期末)假设反应体系的始态为甲,中间态为乙,终态为丙,它们之间的变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. B.
C. D.甲→丙的
【答案】B
【详解】A.根据盖斯定律:不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等),则△H3=-(△H1+△H2),所以|△H1|<|△H3|,故A正确;
B.根据盖斯定律:△H3=-(△H1+△H2),△H1、△H2是分步反应的反应热,两者大小无法确定,故|△H1|和|△H2|的大小无法确定,故B错误;
C.根据盖斯定律:不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的,以甲为起点,最终又回到甲,整个过程没有能量变化,则△H1+△H2+△H3=0,故C正确;
D.甲→丙的△H=△H1+△H2,△H1和△H2都小于0,故△H1+△H2小于0,故D正确;
答案选B。
30.盖斯定律
(1)内容
对于一个化学反应,无论是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的________有关,而与________无关。
(2)意义
间接计算某些反应的反应热。
(3)应用
转化关系
反应热间的关系
、
________
________
=________
【答案】 始态和终态 反应的途径
【详解】(1) 盖斯定律的核心在于:化学反应的反应热只取决于体系的始态和终态,与反应路径无关。这意味着无论反应是一步完成,还是分多步完成,其总反应热是恒定的。
(3) 当反应 aA → B 的反应热为 ΔH1,而 A → (1/a)B 的反应热为 ΔH2,则 ΔH1 = aΔH2, 因为后者是前者的 1/a,反应热也按比例缩放;当 A ⇌ B,正向反应热为 ΔH1,逆向反应热为 ΔH2,则 ΔH1 = -ΔH2,逆向反应是正向反应的逆过程,焓变符号相反;当 A 可通过直接路径生成 B(ΔH),也可经中间产物 C,分两步完成:A→C (ΔH1) 和 C→B (ΔH2),则 ΔH = ΔH1 + ΔH2 ,盖斯定律的加和性体现。
◆题型2 利用盖斯定律计算ΔH
31.(25-26高二上·湖北黄冈部分高中·期中)各相关物质的燃烧热数据如下表所示。下列热化学方程式正确的是
物质
燃烧热/(kJ·mol-1)
-1560.0
-1411.0
-285.8
A. kJ·mol-1
B. kJ·mol-1
C. kJ·mol-1
D. kJ·mol-1
【答案】C
【分析】依据燃烧热的定义可知:
① kJ·mol-1
② kJ·mol-1
③ kJ·mol-1
【详解】A.产物为CO(g),不符合燃烧热定义,应为 kJ·mol-1,A错误;
B.分解H2O(l)为H2和O2是吸热反应,ΔH应为正值,且数值应为+571.6 kJ·mol-1,即 kJ·mol-1,B错误;
C.根据盖斯定律,由①-②-③得到 kJ·mol-1,C正确;
D.燃烧产物H2O应为液态,即为 kJ·mol-1,D错误;
故答案选C。
32.(25-26高二上·江苏徐州·期末)已知各相关物质的标准燃烧热数据如表所示。下列有关说法正确的是
物质
A.完全燃烧放出的热量为
B.如图表示燃烧过程中的能量变化示意图
C.
D.制备的热化学方程式为
【答案】D
【详解】A.表中给出的是气态的燃烧热,14g液态燃烧时,液态变为气态需要吸收热量,放出的热量小于,A错误;
B.的燃烧热是1mol 完全燃烧生成液态水放出热量,图中为2mol 参与反应,反应的ΔH应为,图示能量差值错误,B错误;
C.燃烧热对应生成的稳定氧化物中为液态,该反应生成气态,C错误;
D.根据盖斯定律,将的燃烧热反应减去和的燃烧热反应,可得目标反应,计算得ΔH=,D正确;
故答案选D。
33.(25-26高二上·天津·期中)已知:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol⁻¹
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】由盖斯定律可知,①×3-②+③可得热化学方程式C2H5OH(1) +3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) 则ΔH=(3Q1-Q2+Q3) kJ•mol-1,23g乙醇的物质的量为=0.5mol,由热化学方程式可知完全燃烧生成液态水放出的热量为0.5mol×(3Q1—Q2+Q3) kJ•mol-1=(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ;
故选D。
◆题型3 能量关系图中盖斯定律的应用
34.(25-26高二上·北京第八十中学·月考)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.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C., ,则
D.
【答案】A
【详解】A.根据图①可知金刚石的能量大于石墨,所以石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;
B.根据图②可知白磷的能量大于红磷,红磷比白磷稳定,B错误;
C.根据图③可知S(g)的能量大于S(s),S(g)燃烧放出的热量大于S(s)燃烧放出的热量,放热反应的ΔH为负值,放出热量越多数值越小,故ΔH1<ΔH2,C错误;
D.根据图④可知CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量,故反应为放热反应,ΔH<0,D错误;
故选A。
35.(24-25高二上·山东聊城颐中外国语学校·月考)氢气是一种清洁能源,如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A.,断键吸收的能量小于成键释放的能量
B.
C.破坏反应物化学键吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量
D.生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
【答案】B
【详解】A.属于物理变化,过程中没有化学键的断裂,A错误;
B.根据图示,生成放热,变为放热,总反应共放热,故热化学方程式为,B正确;
C.该反应为放热反应,反应物断键吸收总能量生成物成键释放总能量,因此破坏反应物化学键吸收的总能量低于生成物形成化学键放出的总能量,C错误;
D.根据图示,反应物总能量高于的总能量,生成会放出的能量,D错误;
故选B。
36.N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.使用催化剂可以降低活化能
B.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
C.N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=+139kJ·mol-1
D.反应物能量之和大于生成物能量之和
【答案】C
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,从而使单位体积内活化分子数增大,化学反应速率加快,故A正确;
B.由图示可知,该反应为放热反应,即断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,故B正确;
C.由于该反应的正反应为放热反应,则N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ·mol-1,故C错误;
D.该反应为放热反应,即反应物能量之和大于生成物能量之和,故D正确;
答案选C。
◆题型4 反应热与键能的计算
37.(25-26高二下·吉林长春十一高中·期末)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.键的键能为
B.的亲和能
C.和生成的反应热
D.失去电子生成吸收能量为
【答案】D
【详解】A.断裂为吸收的能量为,即键的键能为,A正确;
B.得电子生成的焓变为,则得电子的焓变为,即的亲和能,B正确;
C.根据盖斯定律,总反应焓变等于各分步焓变之和:,C正确;
D.生成吸收的能量为,的物质的量为,故吸收能量为,不是,D错误;
故选D。
38.(25-26高一下·陕西咸阳秦宝中学·期末)和的燃烧热()如表所示。
物质
-285.8
-283.0
下列说法正确的是
A.表示燃烧热的热化学方程式:
B.反应的反应热
C.等质量的和完全燃烧,释放的能量更多
D.由和组成的混合气体总物质的量为3mol,其完全燃烧释放能量851.8kJ,该混合气体中
【答案】C
【详解】A.燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时的反应热,的稳定氧化物为液态,选项中生成物为气态,A错误;
B.已知:①,②,根据盖斯定律,由②-①得目标反应的,B错误;
C.设两种气体质量均为,完全燃烧放热为,完全燃烧放热为,前者放热更多,C正确;
D.设物质的量为,则物质的量为,列方程,解得,故,D错误;
故答案选C。
39.(25-26高一下·陕西西安阎良西飞第一中学·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。
考点五 燃料的利用(重点)
◆题型1 燃烧热的概念
40.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。
41.下列说法正确的是
A.的燃烧热为,则热化学方程式:
B.斜方硫的燃烧热为,则热化学方程式:,斜方硫
C.的燃烧热为,则热化学方程式:
D.白磷和红磷相互转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s),则白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,红磷放出的热量更多
【答案】C
【详解】A.燃烧热对应的产物水应为液态,而选项中H2O为气态,不符合燃烧热定义,A错误;
B.燃烧反应为放热,ΔH应为负值,但选项B中ΔH为正值,B错误;
C.H2S的燃烧热为562.2kJ/mol,方程式表示2molH2S完全燃烧生成液态水,ΔH=-1124.4 kJ/mol,符合燃烧热定义,C正确;
D.白磷转化为红磷放热,说明白磷能量更高,燃烧生成等量P2O5时白磷放热更多,D错误;
故选C。
42.(24-25高二上·甘肃兰州第一中学·期末)下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.CO燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量, 能表示可燃物燃烧热,A正确;
B.甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,B错误;
C.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,C错误;
D.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,D错误;
故选A。
◆题型2 表示燃烧热的热化学方程式书写
43.(24-25高一下·北京大峪中学·期中)已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+ 2H2O(l); ∆H=-2b kJ/mol
B.C2H2(g)+ 5/2O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l); ∆H=2b kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+2H2O(l); ∆H=-4b kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)= 4CO2(g)+ 2H2O(l); ∆H=b kJ/mol
【答案】C
【详解】充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,所以生成4 mol二氧化碳气体和液态水,放出热量为4b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-4b kJ/mol。
答案选C。
44.(25-26高二上·贵州部分学校·联考)已知CO的燃烧热为。下列表示CO燃烧热的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.该热化学方程式书写错误,未标明物质状态,无法确认焓变对应条件,不符合燃烧热书写规范,A错误;
B.该热化学方程式表示2 mol CO燃烧,应为,虽数值正确,但燃烧热定义要求1 mol 可燃物反应,B错误;
C.该热化学方程式书写正确(1 mol CO燃烧生成,物质状态均为气态),与题目给出的燃烧热一致,C正确;
D.该热化学方程式中, 2mol CO燃烧,应为,D错误;
故选C。
◆题型3 燃烧热的计算
45.(23-24高二下·甘肃白银第二中学·期中)已知 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol; CO(g)+1/2O2(g) =CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出 113.74 kJ 热量,同时生成3.6 g 液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.2∶3
【答案】B
【详解】3.6g水是0.2mol,消耗0.2mol,放出的热量是57.16kJ,所以CO燃烧放出的热量是113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,所以参加反应的CO是56.58kJ÷282.9kJ/mol=0.2mol,因此原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1∶1,答案选B。
46.(25-26高二上·安徽黄山屯溪屯溪第一中学·月考)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。
◆题型4 燃料的充分燃烧与合理利用
47.为了更好的解决能源问题,人们在研究如何提高燃料燃烧效率的同时,也在寻找新能源。下列说法不正确的是
A.太阳能、地热能、核聚变能均属于新能源
B.为了使燃料充分燃烧,通入的空气越多越好
C.通过洁净煤技术及烟气脱硫,减轻燃煤污染,并提高煤燃烧的热利用率
D.为开发氢能,可设法将太阳能聚焦,产生高温使水分解产生氢气
【答案】B
【详解】A.太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能、生物质能和核聚变能等是新能源,A正确;
B.通入适量的空气使燃料燃烧充分,并不是越多越好,B不正确;
C.通过洁净煤技术可减少污染物的排放;烟气脱硫可减少二氧化硫的排放,则不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率,C正确;
D.太阳能是一种廉价能源,水在高温下可以分解,设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气和氧气,氢气具有可燃性,可作为新能源,D正确;
故选B。
48.(25-26高二上·广西桂林全州石塘高级中学·期中)下列说法中错误的是
A.燃料的燃烧都是放热反应
B.选择燃料只需考虑燃料热值的大小
C.清洁燃料的首要条件是燃烧不会产生对环境有害的污染物
D.一定量的燃料完全燃烧放出的热比不完全燃烧放出的热多
【答案】B
【详解】A.燃料的燃烧是剧烈的氧化还原反应,均伴随热量放出,都是放热反应,A正确;
B.选择燃料除热值大小外,还需考虑燃烧污染程度、制取成本、储存运输安全性等多种因素,并非只需考虑热值,B错误;
C.清洁燃料的首要判定条件就是燃烧过程不会产生有害环境的污染物,C正确;
D.根据盖斯定律,等量燃料完全燃烧时产物能量更低,放出的热量比不完全燃烧更多,D正确;
故选B。
49.某同学根据所查阅的资料,绘制了三种可燃物在空气中发生燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图,你认为哪种物质更适合用作车用燃料?___________,为什么?___________
【答案】 A 物质A燃烧放出的能量多,且反应达到燃点需要吸收的能量最少
【详解】可燃物A、B燃烧放出的能量差不多,比可燃物C多,但A的燃点低,更容易点火。
综合攻坚·知能拔高
考点六 综合提升:反应热综合
◆题型1 能量关系图与多步反应焓变的综合
1.(25-26高一下·江苏镇江丹阳·期末)和CO均会造成环境污染,可在表面将它们转化为无害气体,其反应为: ,反应中物质转化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是
A.该反应属于氮的固定
B.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C.由上述两图可知
D.为了实现转化需不断向反应器中补充和
【答案】C
【详解】A.氮的固定是将游离态氮()转化为化合态氮的过程,该反应中氮元素从化合态()转化为游离态(),不属于氮的固定,A错误;
B.由图2可知反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,反应物键能总和生成物键能总和,故反应物键能总和小于生成物键能总和,B错误;
C.根据盖斯定律,总反应焓变等于两步分步反应焓变之和,即;反应焓变等于正反应活化能与逆反应活化能的差值,即,C正确;
D.是反应的催化剂,反应前后质量和性质不变,是反应中间产物,反应过程中会循环生成和消耗,二者均不需要不断补充,D错误;
故选C。
2.(25-26高一·云南昭通直中学·月考)设计如图所示路线探究固体溶解过程的能量变化。下列说法不正确的是
注:①离子在水中往往以水合离子形式存在,如水合钠离子,简写作。
②碳酸钠水合物有和三种。
A.根据各微粒的状态,可推测和均大于0
B.水合钠离子的示意图:
C.根据盖斯定律,
D.由于和还可能生成等物质,难以实验直接测定
【答案】A
【详解】A.对应的过程中有化学键的断裂,为吸热过程,故,由于,而则不可能均大于0,故,A错误;
B.水分子为电中性,由于氧的电负性大于氢,氧原子显部分负电荷,因此在形成水合离子时会靠近带正电的,B正确;
C.根据盖斯定律,,C正确;
D.由于和还可能生成多种水合物等物质,难以实验直接测定,D正确;
故选A。
3.(2025·湖南衡阳第四中学·模拟)已知:在下,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫作物质B的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的有如图所示关系。的标准摩尔生成焓为0.下列有关判断不正确的是
A.2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和
B.合成氨反应的热化学方程式为
C.NH3催化氧化的热化学方程式为
D.的
【答案】C
【详解】A.由图可知,,即的能量大于与的能量之和,A项正确;
B.由的标准摩尔生成焓可知,,B项正确;
C.根据盖斯定律,由可得,C项错误;
D.因为的能量低于等量的能量,所以和反应生成时放出的能量更多,故的,D项正确;
故选C。
◆题型2 键能、盖斯定律与热化学方程式的综合计算
4.丙烷的价格低廉且产量大,而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值,因此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:CH3CH2CH3(g)=CH2=CHCH3(g)+H2(g) ΔH1=+123.8 kJ·mol-1
反应②:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1
计算O2氧化丙烷脱氢反应③:CH3CH2CH3(g)+O2(g)=CH2=CHCH3(g)+H2O(g)的ΔH3=___________kJ·mol-1.
(2)已知下列键能数据,结合反应①数据,计算C=C的键能是___________kJ·mol-1.
化学键
C—C
C—H
H—H
键能/(kJ·mol-1)
347.7
413.4
436.0
【答案】(1)-118
(2)614.7
【详解】
解析:(1)根据盖斯定律可知:反应③=反应①+×反应②,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=123.8-×483.6kJ·mol-1=-118 kJ·mol-1。(2)反应①CH3CH2CH3(g)==CH2==CHCH3(g)+H2(g) ΔH1=+123.8 kJ·mol-1,设C==C的键能是x kJ·mol-1,根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,可得ΔH1=[2×347.7+8×413.4-(x+347.7+6×413.4+436.0)]kJ·mol-1=+123.8 kJ·mol-1,解得x=614.7 kJ·mol-1。
5.(25-26高二上·四川南充高坪中学·月考)化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化,是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热=-238.6kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) =-a kJ/mol,则a___________(填“>”“<”或“=”)238.6。
(2)Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) =-1176kJ/mol,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为___________kJ。
(4)已知25℃、101kPa时,1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出38.0kJ热量,则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的=___________kJ/mol。
(5)低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答:
①用CO2催化加氢可以制取乙烯:。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=___________(用含a、b的式子表示)。又知:相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的=-152kJ·mol-1,则表中的x=___________。
化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能/kJ·mol-1
800
430
x
410
450
②用表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出650kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为___________。
【答案】(1)<
(2)
(3)98
(4)-1216
(5) (a-b)kJ/mol 844
【详解】(1)燃烧热是指 可燃物完全燃烧生成指定产物(如液态水)时放出的热量,由于气态水转化为液态水会放出热量,因此生成气态水放出的热量少于生成液态水放出的热量,即 ;
(2)、和反应生成和,反应方程式为, 参与反应释放 热量,则 参与反应释放 热量,可得该反应的热化学方程式为:;
(3)在反应 中, 元素的化合价由 价升高到 价,每有 参与反应,共转移 电子,转移 电子时放出 热量,则每转移 电子放出的热量为 ;
(4) 甲烷的物质的量为 ,不完全燃烧放出 热量,方程式中含有 (即 甲烷),其不完全燃烧放出的热量为 ,由于该反应为放热反应,故 ;
(5)① 由能量变化图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,正反应活化能-逆反应活化能,;
根据 反应物总键能-生成物总键能,可得 ,解得 ;
② 燃烧的化学方程式为 ,反应中 元素化合价由 价升高到 价, 完全燃烧转移 电子,每转移 电子放出 热量,则转移 电子(即 燃烧)放出 热量,故其燃烧热的热化学方程式为 。
◆题型3 燃烧热、热值与能源的综合应用
6.我国220/120吨级液氢液氧发动机试车成功,为我们探索星辰大海再添助力。航空航天兴趣小组查资料得知:
①
②
③、、键能分别为 、 、 。经讨论得出以下结论,正确的是
A.若只用③的键能数据,便可计算出的燃烧热
B.若1 mol 燃烧生成(g)时,放出的热量将高于241.8 kJ
C.若用上图所示装置,即可测出的燃烧热:
D.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
【答案】D
【详解】A.氢气的燃烧热为生成液态水,若只用③的键能数据计算除的是生成气态水,没有 无法算出的燃烧热,A错误;
B.1 mol 所具有的能量低于1 mol 所具有的能量,根据 分析,1 mol 燃烧生成时,放出的热量将低于241.8 kJ,B错误;
C.要测出燃烧热,则生成稳定的氧化物即液态水,而此装置有隔热装置,氢气和氧气反应生成气态水,若用题图所示装置,无法测出的燃烧热,C错误;
D.化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断键吸收热量,成键释放能量,因此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,D正确;
故选D。
7.(25-26高二上·上海复旦大学附属复兴中学·月考)以下为三种常见燃料的热值和CO2排放量如下表所示:
燃料
CH3OH(l)
C3H8(g)
煤油
热值(kJ/g)
22.7
50.4
29.0
CO2排放量(g/kJ)
16.5
16.2
22.9
(1)根据上表数据,计算CH3OH(l)的燃烧热为___________kJ/mol。
A.22.7 B.-22.7 C.-726.4 D.-1452.8
(2)根据上表,从CO2排放量和燃料储存两个角度分析,甲醇作为新型燃料的可能原因___________。
【答案】(1)C (2)与丙烷相比,甲醇为液态,丙烷为气态,甲醇更易储存,与煤油相比,放出相同的热量,甲醇释放CO2量较少
【详解】(1)已知CH3OH的摩尔质量为32g/mol,故根据上表数据,可计算完全燃烧1mol液体甲醇放出的热量为:1mol×32g/mol×22.7kJ/g=726.4kJ,故CH3OH(l)的燃烧热为-726.4kJ/mol,故答案为:C;
(2)由题干表中数据可知,甲醇为液态,而丙烷为气态,甲醇更易储存,与煤油相比,放出相同的热量,甲醇释放CO2量较少,所以选用甲醇作为主火炬塔燃料,故答案为:与丙烷相比,甲醇为液态,丙烷为气态,甲醇更易储存,与煤油相比,放出相同的热量,甲醇释放CO2量较少。
试卷第1页(共3页)
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