2.从反应过程中能量变化图认识反应热
图示
各段表示的意义
微观
宏观
a表示断裂旧化学键
吸收的能量;
b表示新化学键生成放出的能量;
c表示反应热
a表示反应物的活化能;
b表示活化分子形成生成物释放的能量;
c表示反应热
ΔH计算关系式
ΔH=∑E(生成物)-∑E(反应物)
ΔH=∑E(反应物键能)-∑E(生成物键能)
3.催化剂对活化能、焓变的影响
催化剂能降低反应所需的活化能,但ΔH保持不变。
如图所示:
考向1 反应热的概念及能量的利用
1.我国的《能源百科全书》说:
“能源是可以直接或经转换提供给人类所需的光、热、动力等任一形式的、且可以互相转换的能量的源泉。
”人类对于能源的利用大致可以为三个时代:
柴草能源、化石能源、多能源时代。
以下说法正确的是( )
A.原始社会人类学会利用火,他们以天然气取暖,吃熟食,从事生产活动
B.多年来我国广大农村生火做饭使用的都是化石燃料
C.多能源时代指的是新能源时代,包括核能、太阳能、氢能
D.化石燃料的燃烧没有污染
答案 C
解析 A项,天然气属于化石能源,原始社会不可能使用天然气,故A错误;B项,农村一般使用柴草做饭,不是用化石燃料,故B错误;C项,核能是新能源,故C正确;D项,化石燃料燃烧时产生的硫的氧化物和氮的氧化物均能对环境造成污染,故D错误。
2.已知反应X+Y===M+N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
答案 D
解析 反应X+Y===M+N为吸热反应,则X、Y的总能量小于M、N的总能量,吸热反应的反应条件不一定需要加热,且该反应中断裂化学键吸收的热量大于形成化学键释放的能量。
3.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ·mol-1
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.甲烷的燃烧热就是1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量
答案 B
解析 A项,中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量;H2SO4和Ca(OH)2反应生成硫酸钙微溶物,反应放出的热量大于2×(-57.3)kJ·mol-1,故A错误;B项,CO(g)的燃烧热是ΔH=-283.0kJ·mol-1,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1,因此2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的反应热为ΔH=+2×283.0kJ·mol-1,故B正确;C项,可燃物的燃烧也需要加热,但属于放热反应,故C错误;D项,101kPa下,1molCH4完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,故D错误。
考向2 结合能量关系图理解反应
4.关于反应3O2(g)===2O3(g),反应过程中能量的变化如图所示。
下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是( )
A.ΔH<0 ΔS<0
B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0
D.ΔH>0 ΔS>0
答案 B
解析 该反应的反应物能量比生成物能量低,为吸热反应,ΔH>0,该反应是熵减的化学反应,ΔS<0,B项正确。
5.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA—A键和1molB—B键,放出akJ能量
答案 B
解析 观察题给图像可以得到,上述反应的反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1。
化学反应过程中,化学键断裂为吸热过程,化学键形成为放热过程。
6.物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:
(tBuNO)22(tBuNO) ΔH=+50.5kJ·mol-1,Ea=90.4kJ·mol-1。
下列图像合理的是( )
答案 D
解析 由已知得该反应的ΔH=+50.5kJ·mol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,又依据活化能Ea=90.4kJ·mol-1,可知Ea-ΔH<50.5kJ·mol-1,结合图中Ea-ΔH与ΔH的比例可知能量关系图D是合理的。
高考题型2 热化学方程式的书写与正误判断
1.按要求书写下列变化的热化学方程式:
(1)[2016·天津理综,7(4)]Si与Cl两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式:
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(2)[2015·天津理综,7(4)]已知1mol钠的单质在足量O2中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
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(3)[2015·安徽理综,27(4)]NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式:
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(4)[2014·安徽理综,25(3)]CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。
在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1molCuCl(s),放热44.4kJ,该反应的热化学方程式:
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答案
(1)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ·mol-1
(2)2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-511kJ·mol-1
(3)NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216kJ·mol-1
(4)4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·mol-1
2.(2014·海南,4)标准状况下,气态分子断开1mol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-1、463kJ·mol-1、495kJ·mol-1。
下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g)
ΔH=-485kJ·mol-1
B.H2O(g)===H2(g)+O2(g)
ΔH=+485kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=+485kJ·mol-1
D.2H2(