蚌埠市 化学反应与能量变化图像盖斯定律解析版.docx

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蚌埠市化学反应与能量变化图像盖斯定律解析版

专题十化学反应与能量变化图像、盖斯定律

【热点题型】

1．【2014年高考新课标Ⅰ卷第9题】已知分解1molH2O2放出热量98KJ，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为：

H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－快

下列有关反应的说法正确的是（）

A．反应的速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂

C．反应活化能等于98KJ·mol－1D．v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）

2．【2014年高考新课标Ⅱ卷第13题】室温下，将1mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为△H1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为△H2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：

CuSO4·5H2O（s）

CuSO4（s）+5H2O（l），热效应为△H3。

则下列判断正确的是

A．△H2＞△H3B．△H1＜△H3

C．△H1+△H3=△H2D．△H1+△H2＞△H3

3．【2014年高考江苏卷第10题】已知：

C（s）＋O2（g）＝CO2（g）△H1

CO2（g）＋C（s）＝2CO（g）△H2

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H3

4Fe（s）＋3O3（g）＝2Fe2O3（s）△H4

3CO（g）＋Fe2O3（s）＝3CO2（g）＋2Fe（s）△H5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是

A．△H1＞0，△H3＜0

B．△H2＞0，△H4＞0

C．△H1＝△H2＋△H3

D．△H3＝△H4＋△H5

4．【2014年高考海南卷第4题】标准状态下，气态分子断开lmol化学键的焓变称为键焓。

已知H-H、H-O和O-O键的键焓ΔH分别为436kJ/mol、463kJ/mol和495kJ/mol。

下列热化学方程式正确的是

A．H2O（g）=H2（g）+

O2（g）;ΔH=-485kJ/mol

B．H2O（g）=H2（g）+

O2（g）;ΔH==+485kJ/mol

C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH=+485kJ/mol

D．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH=-485kJ/mol

【答案】D

5．【2014年高考重庆卷第6题】已知：

C（s）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g）△H＝akJ/mol

C（s）＋O2（g）＝2CO（g）△H＝－220kJ/mol

H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462kJ/mol，则a为

A．－332B．－118C．＋350D．＋130

6．【2014年高考上海卷第9题】1,3－丁二烯和2－丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：

CH2=CH－CH=CH2（g）＋2H2（g）→CH3CH2CH2CH3（g）＋236.6kJ

CH3－C≡C－CH3（g）＋2H2（g）→CH3CH2CH2CH3（g）＋272.7kJ

由此不能判断

A．1,3－丁二烯和2－丁炔稳定性的相对大小

B．1,3－丁二烯和2－丁炔分子储存能量的相对高低

C．1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的热效应

D．一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小

式不能确定一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的相对大小，D不正确，答案选D。

【考点定位】考查反应热的有关判断与计算

7．【2014年高考海南卷第8题】某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是

A．反应过程a有催化剂参与

B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH

C．改变催化剂，可改变该反应的活化能

D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1+E2

（2013·福建卷）11．某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。

其过程如下：

mCeO2

（m-x）CeO2·xCe+xO2

（m-x）CeO2·xCe+xH2O+xCO2

mCeO2+xH2+xCO

下列说法不正确的是

A．该过程中CeO2没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．右图中△H1=△H2+△H3

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH——2e—=CO

+2H2O

（2013·海南卷）5．已知下列反应的热化学方程式：

6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）=2C3H5（ONO2）3（l）△H1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3

则反应4C3H5（ONO2）3（l）=12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的△H为

A．12△H3+5△H2-2△H1B．2△H1-5△H2-12△H3

C．12△H3-5△H2-2△H1D．△H1-5△H2-12△H3

（2013·上海卷）9.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。

然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。

由此可见

A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B.该反应中，热能转化为产物内部的能量

C.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.反应的热化学方程式为：

NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q

（2013·新课标II卷）12.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应

①H2S（g）+

O2（g）=SO2（g）+H2O（g）△H1

②2H2S（g）+SO2（g）=

S2（g）+2H2O（g）△H2

③H2S（g）+

O2（g）=S（g）+H2O（g）△H3

④2S（g）=S2（g）△H4

则△H4的正确表达式为（）

A.△H4=2/3（△H1+△H2-3△H3）

B.△H4=2/3（3△H3-△H1-△H2）

C.△H4=3/2（△H1+△H2-3△H3）

D.△H4=3/2（△H1-△H2-3△H3）

（2013·江苏卷）11.下列有关说法正确的是（）

A．反应NH3（g）+HCl（g）===NH4Cl（s）在室温下可自发进行，则该反应的△H<0

B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极

C．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中

的值减小

D．Na2CO3溶液中加入少量Ca（OH）2固体，CO32－水解程度减小，溶液的pH减小

（2013·重庆卷）⒍

已知：

P4（s）＋6Cl2（g）＝4PCl3（g）ΔH＝akJ·mol－1

P4（s）＋10Cl2（g）＝4PCl5（g）ΔH＝ bkJ·mol－1

P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为ckJ·mol－1,PCl3中P－Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1

下列叙述正确的是（）

A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能

B．可求Cl2（g）＋PCl3（g）＝PCl5（s）的反应热ΔH

C．Cl－Cl键的键能

kJ·mol－1

D．P－P键的键能为

kJ·mol－1

（2013·安徽卷）7．我国科学家研制出一中催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：

HCHO+O2

CO2+H2O。

下列有关说法正确的是

A．该反应为吸热反应

B．CO2分子中的化学键为非极性键

C．HCHO分子中既含σ键又含π键

D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO2

（2013·北京卷）6.下列设备工作时，将化学能转化为热能的是

【随堂巩固】

1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（　　）。

A．生成物总能量一定低于反应物总能量

B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是释放能量的反应

C．干冰气化需要吸收大量的热，这个变化是吸热反应

D．同温同压下，H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同

2．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图：

下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是（　　）。

A．反应前后原子的种类和数目一定不变

B．反应前后分子的种类和数目一定改变

C．反应物的总能量E1与生成物的总能量E2一定相等

D．此反应一定有热量的变化

3．已知：

HCN（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（　　）。

A．－69.4kJ·mol－1B．－45.2kJ·mol－1

C．＋45.2kJ·mol－1D．＋69.4kJ·mol－1

4．已知：

①CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋49.0kJ·mol－1

②CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）ΔH＝－192.9kJ·mol－1

下列说法正确的是（　　）。

A．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

B．①反应中，反应物的总能量高于生成物总能量

C．根据②推知反应：

CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）的ΔH>－192.9kJ·mol－1

D．反应②中的能量变化如下图所示

5.工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3，已知该反应为放热反应。

现将2molSO2、1molO2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3kJ，此时测得SO2的转化率为50%。

下列热化学方程式正确的是（　　）。

A．2SO3（g）

2SO2（g）＋O2（g）ΔH＝＋196.6kJ·mol－1

B．2SO2（g）＋O2（g）

SO3（g）ΔH＝－98.3kJ·mol－1

C．SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）ΔH＝＋98.3kJ·mol－1

D．SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1

6．已知：

①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量　②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量　③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。

下列叙述正确的是（　　）。

A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）

B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ·mol－1

C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1

D．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ·mol－1

7．有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是（　　）

A．稀醋酸与0.1mol·L－1NaOH溶液反应：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

B．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时，放出19.12kJ热量，则Fe（s）＋S（s）===FeS（s）　ΔH＝－95.6kJ·mol－1

C．氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则水电解的热化学方程式为2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋285.5kJ·mol－1

D．已知2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1，则可知C的燃烧热为110.5kJ·mol－1

8．由磷灰石[主要成分Ca5（PO4）3F]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：

4Ca5（PO4）3F（s）＋21SiO2（s）＋30C（s）===3P4（g）＋20CaSiO3（s）＋30CO（g）＋SiF4（g）　ΔH

①上述反应中，副产物矿渣可用来________。

②已知相同条件下：

4Ca5（PO4）3F（s）＋3SiO2（s）===6Ca3（PO4）2（s）＋2CaSiO3（s）＋SiF4（g）　ΔH1

2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）===P4（g）＋6CaO（s）＋10CO（g）　ΔH2

SiO2（s）＋CaO（s）===CaSiO3（s）　ΔH3

用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝____________。

（2）（江苏）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。

已知：

①Cu（s）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋H2（g）

ΔH1＝＋64.39kJ·mol－1

②2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）

ΔH2＝－196.46kJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH3＝－285.84kJ·mol－1

在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为_______________________________________________________________。

【解析】

（1）①CaSiO3为玻璃的成分之一，从而确定矿渣用途。

②根据盖斯定律知ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3。

9．白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。

（1）已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为

P4（s，白磷）＋5O2（g）===P4O10（s）ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1

P（s，红磷）＋

O2（g）===

P4O10（s）ΔH2＝－738.5kJ·mol－1

则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。

（2）已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4（s，白磷）＋3O2（g）===P4O6（s）

ΔH＝－1638kJ·mol－1。

在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况），控制条件使之恰好完全反应。

则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为________，反应过程中放出的热量为________。

（3）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（kJ·mol－1）：

P—P198，Cl—Cl243，P—Cl331。

则反应P4（s，白磷）＋6Cl2（g）===4PCl3（s）的反应热ΔH＝________。

10．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应Ⅰ：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH1

反应Ⅱ：

CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2

①上述反应符合“原子经济”原则的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断，ΔH1______0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）＝0.2mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________（从上表中选择）。

（2）已知在常温常压下：

①2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH1＝－1275.6kJ·mol－1

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH2＝－566.0kJ·mol－1

③H2O（g）===H2O（l）　ΔH3＝－44.0kJ·mol－1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

_________________________________________________________________。

11．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。

甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　　ΔH＝－802.3kJ·mol－1，

H2O（l）===H2O（g）ΔH＝＋44kJ·mol－1；

则356g“可燃冰”（分子式为CH4·9H2O）释放的甲烷

气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为________。

（2）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________________________；

（3）家用液化气中主要成分之一是丁烷。

当1g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50kJ。

试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式___________________________________________________。

12．硅及其化合物是重要的非金属材料。

由石英砂制取高纯硅的主要化学反应有：

①粗硅的制取：

SiO2＋2C

Si（粗）＋2CO

②粗硅中Si与Cl2反应：

Si（s）＋2Cl2（g）

SiCl4（g）　ΔH＝－akJ/mol

③粗硅的提纯反应：

SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g）'ΔH

请回答下列问题：

（1）上述三个反应都属于________（填反应类型）。

（2）已知1molSi固体中有2molSi－Si键，1molO2中有1molO＝O键，1molSiO2固体中有4molSi－O键。

某些化学键数据如下：

化学键

Si－O

Cl－Cl

H－H

H－Cl

Si－Si

O＝O

断键所需能量/（kJ·mol－1）

460

243

436

431

176

498

根据化学键数据写出Si（s）在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方程式：

______________________________________________________________________________________________________________。

（3）可由反应②和另一个反应______________________________（填化学方程式）通过盖斯定律计算获得反应③的反应热，若该反应每生成1mol化合物的反应热ΔH＝－bkJ/mol，则反应③的反应热ΔH＝________kJ/mol（用含a、b的代数式表示）。

13．联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开。

中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

（1）有效“减碳”的手段之一是节能。

下列制氢方法最节能的是________（填字母序号）。

A．电解水制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

B．高温使水分解制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

C．太阳光催化分解水制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

D．天然气制氢：

CH4＋H2O

CO＋3H2

（2）用CO2和氢气合成CH3OCH3（甲醚）是解决能源危机的研究方向之一。

已知：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH＝－90.7kJ·mol－1

2CH3OH（g）

CH3OCH3（g）＋H2O（g）　ΔH＝－23.5kJ·mol－1

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.2kJ·mol－1

则CO2和氢气合成CH3OCH3（g）的热化学方程式为___________________________________

______________________________________________________________________。

（3）在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H2可反应生成甲醇：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：

p1________p2（填“<”、“>”或“＝”），上述反应的ΔH________0（填“<”、“>”或“＝”）。

14.水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。

有关水的反应有很多，依据题意回答下列问题。

（1）水分子自身电离出电子数相等的阴、阳两种离子，其中阳离子的化学式为________。

（2）常温下，某溶液中由水电离的c（H＋）＝1×10－12mol·L－1，该溶液可能是________。

①二氧化硫水溶液　②氯化铵水溶液　③碳酸氢钠水溶液　④氢氧化钠水溶液

（3）写出有水参与的氧化还原反应，但水既不是氧化剂也不是还原剂，写出离子方程式：

_____________________________________________________________________（任写一个）。

（4）ClO2是一种性能优良的消毒剂，可将废水中少量的S2－、NO

和CN－等有毒有害的还原性酸根离子氧化除去。

请写出用ClO2将废水中剧毒的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：

____________________________________________________________________。

（5）CH4与H2O（g）通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206kJ·mol－1；又知CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－802kJ·mol－1。

试写出由CO2与H2O反应生成CO的热化学方程式：

_______________________________________________。