第6讲化学反应与热能Word文档格式.docx

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解析　反应物的总能量大于生成物的总能量，应为放热反应，A项错误；

加入催化剂，活化能减小，但反应热不变，B项错误；

热化学方程式为CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH＝－91kJ·

mol－1，C项错误；

加入催化剂，活化能减小，曲线b表示使用催化剂后的能量变化，D项正确。

答案　D

3．（2016·

广西第一次模拟）如图为1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）的能量变化示意图，已知E1＝xkJ·

mol－1、E2＝ykJ·

mol－1，下列有关说法中正确的是（　　）

A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变

B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小

C．反应活化能等于ykJ·

D．1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）反应生成SOCl2（g）的ΔH＝（x－y）kJ·

解析　观察图象，E1为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；

1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）反应生成SOCl2（g）的反应热数值为反应物和生成物的能量差，即ΔH＝（x－y）kJ·

mol－1，故选D。

4．（2016·

江西联考）肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：

N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（　　）

A．194　　　B．391　　

C．516　　　D．658

解析　由题意可知，ΔH3＝2752－534＝＋2218kJ/mol，N2H4和O2反应时断键共需吸收2218kJ的能量，设断裂1molN—H键所需的能量为xkJ，则154＋4x＋500＝2218，x＝391。

5．（2016·

豫南九校联考）根据碘与氢气反应的热化学方程式

①I2（g）＋H2（g）2HI（g）

ΔH＝－9.48kJ/mol

②I2（s）＋H2（g）2HI（g）

ΔH＝＋26.48kJ/mol

下列判断正确的是（　　）

A．254gI2（g）中通入2gH2（g），反应放热9.48kJ

B．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ

C．反应①的产物比反应②的产物稳定

D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低

解析　因为反应为可逆反应，所以不能进行彻底，放热小于9.48kJ，A项错误；

由盖斯定律知①－②得，9.48－（－26.48）＝35.96kJ，B项错误；

产物都是碘化氢气体，一样稳定，C项错误；

对于同一物质，固态物质的能量比气态物质能量低，因此反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低，D项正确。

6．（2016·

江苏卷）通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（　　）

①太阳光催化分解水制氢：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH1＝571.6kJ·

②焦炭与水反应制氢：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2＝131.3kJ·

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH3＝206.1kJ·

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）的ΔH＝

74．8kJ·

解析　①中太阳能转化为化学能，A项错误；

②中ΔH2＝131.3kJ·

mol－1，反应为吸热反应，B项错误；

使用催化剂不能改变反应的始终态，不能改变化学反应的焓变，C项错误；

根据盖斯定律：

③－②得反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）的ΔH＝74.8kJ·

mol－1，D项正确。

7．己知：

①CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH1　②CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH2

下列推断正确的是（　　）

A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3－ΔH1

B．反应CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）的ΔH＝ΔH2－ΔH1

C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2<

D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则ΔH1>

解析　氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液体水时放出的热量，而反应①中的水是气体，A项错误；

根据盖斯定律，反应CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）的ΔH＝ΔH2－ΔH1，B项正确；

若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH2>

0，C项错误；

由于对于放热反应，焓变是负值，则放出的热量越多，焓变越小，所以若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则ΔH1<

0，D项错误。

8．下列说法正确的是（　　）

A．已知C2H6的燃烧热为1090kJ·

mol－1，则C2H6燃烧的热化学方程式为：

C2H6（g）＋3.5O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）　ΔH＝－1090kJ/mol

B．已知2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·

mol－1，则CO的燃烧热ΔH＝－283kJ

C．测定HCl和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应后最高温度

D．在稀溶液中：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol，则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O（l）时也放出57.3kJ的热量

解析　水的稳定状态是液态，所以C2H6的燃烧热为1090kJ·

C2H6（g）＋3.5O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）

ΔH＝－1090kJ/mol，A项错误；

燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·

mol－1，则CO的燃烧热ΔH＝－283kJ/mol，单位错误，B项错误；

测定HCl和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度即盐酸起始温度、NaOH起始温度求二者的平均值，就是反应溶液的起始状态以及反应后最高温度，C项正确；

在稀溶液中：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ/mol，则由于醋酸是弱酸，电离需要吸收大量的热量，所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O（l）时放出的热量小于57.3kJ，D项错误。

答案　C

9．下列说法正确的是（　　）

A．1gH2和4gO2反应放出71.45kJ热量，则氢气的燃烧热为142.9kJ·

B．在稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O

（1）

ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量大于57.3kJ

C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×

（－57.3）kJ·

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

解析　1gH2的物质的量为

＝0.5mol，4gO2的物质的量为

＝0.125mol，发生反应2H2＋O2===2H2O，由方程式可知，0.125mol氧气完全反应需要消耗氢气为0.125mol×

2＝0.25mol，小于0.5mol，故氢气过量，故放出71.45kJ热量参加反应的氢气的物质的量为0.25mol，同样条件下1molH2在O2中完全燃烧放出的热量是71.45kJ×

＝285.8kJ，A项错误；

中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热量，浓硫酸溶于水放热，将含1molNaOH的溶液和含0.5molH2SO4的浓硫酸混合，放出的热量大于57.3kJ，B项正确；

中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为1mol，故无论稀H2SO4和Ca（OH）2反应生成的水是多少，其中和热恒为57.3kJ/mol，C项错误；

燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，此时生成的水必须为液态，D项错误。

10．（2016·

天津五校联考）已知：

①CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－akJ·

②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－bkJ·

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O

（1）　ΔH＝－ckJ·

则下列叙述正确的是（　　）

A．由上述热化学方程式可知b>

c

B．甲烷的燃烧热为bkJ/mol

C．2CH3OH（g）===2CH4（g）＋O2（g）

ΔH＝2（b－a）kJ·

D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O（l）时，放出的热量为QkJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/（a＋2b）mol

解析　水由气态到液态放热，则上述热化学方程式b<

c，A项错误；

燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量，水的稳定氧化物是液态水，则甲烷的燃烧热应大于bkJ/mol，B项错误；

①×

2－②×

2可得2CH3OH（g）===2CH4（g）＋O2（g），则ΔH＝2（b－a）kJ·

mol－1，C项正确；

甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2，其完全燃烧生成CO2和H2O（g）时，放出的热量为QkJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/（a＋2b）mol，D项错误。

11．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。

请认真观察下图，然后回答问题：

（1）图中所示反应是___________（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的ΔH＝_________（用含E1、E2的代数式表示）。

（2）下列4个反应中符合示意图描述的反应的________（填字母）。

A．水蒸气与炭反应

B．用水稀释氢氧化钠溶液

C．铝粉与Fe2O3反应

D．灼热的碳与CO2反应

（3）已知热化学方程式：

H2（g）＋1/2O2（g）===

H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ/mol。

该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为__________________。

（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。

已知：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）

ΔH＝＋206.2kJ/mol

CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）

ΔH＝＋247.4kJ/mol

CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为

_____________________________________________________。

解析　

（1）依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；

反应的焓变＝生成物的能量－反应物的能量，即ΔH＝（E2－E1）kJ/mol。

（2）水蒸气与炭反应属于吸热反应，A项错误；

用水稀释氢氧化钠溶液不属于化学反应，B项错误；

铝粉与Fe2O3的反应属于放热反应，C项正确；

灼热的碳与CO2反应属于吸热反应，D项错误。

（3）反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能＝正反应的活化能＋反应的焓变；

H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ/mol，该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能＝167.2kJ/mol＋241.8kJ/mol＝409.0kJ/mol;

（4）①CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206.2kJ/mol，

②CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）

ΔH＝＋247.4kJ/mol，

据盖斯定律，①×

2－②得：

CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g）　ΔH＝＋165.0kJ/mol。

答案　

（1）放热　（E2－E1）kJ/mol

（2）C

（3）409.0kJ/mol

（4）CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g）

ΔH＝＋165.0kJ/mol

12．（2016·

大连模拟）煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：

a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；

b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳。

然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。

这两个过程的化学方程式为：

a．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝E1　①

b．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝E2　②

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝E3　③

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝E4　④

（1）途径b相比途径a有较多的优点，请写出其中一点：

________。

（2）上述四个热化学方程式ΔH＞0的是__________________（填写序号）。

（3）等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。

A．a比b多B．a比b少

C．a与b在理论上相同

（4）根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为__________。

解析　

（1）固体煤经处理变成气体燃料后，不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于运输。

（2）①③④为燃烧反应，为放热反应，②为吸热反应。

（3）由盖斯定律可知，反应一步完成或分步完成，其热效应相同，则等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量相同，故选C。

（4）由盖斯定律可知：

①＝②＋③＋④，则能量为E1＝E2＋E3＋E4。

答案　

（1）不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于运输

（2）②

（3）C

（4）E1＝E2＋E3＋E4

13．氨在工农业生产中应用广泛。

在压强为30MPa时，合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示：

温度/℃

200

300

400

500

600

氨的体积分数/%

89.9

71.0

47.0

26.4

13.8

请回答下列问题：

（1）根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因：

___________________________________。

（2）根据图写出合成氨的热化学方程式是_______________。

（3）将1molN2（g）和3molH2（g）放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量__________（填“大于”“等于”或“小于”）92.2kJ，原因是__________________________；

若加入催化剂，ΔH____________（填“变大”“不变”或“变小”）。

（4）已知分别破坏1molN≡N键、1molH－H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ，则破坏1molN—H键需要吸收的能量为__________________kJ。

（5）N2H4可视为NH3分子中的H被－NH2取代的产物。

发射卫星时以N2H4（g）为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O（g）。

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）

ΔH1＝＋67.7kJ·

N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－534kJ·

mol－1则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_____________________________________。

解析　（3）合成氨的热化学方程式表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2molNH3时放出92.2kJ的热量，而合成氨的反应是可逆反应，1molN2（g）和3molH2（g）不可能完全反应生成2mol的NH3（g），故测得反应放出的热量小于92.2kJ。

（4）设破坏1molN－H键需吸收的能量为xkJ,946＋436×

3－6x＝－92.2，x≈391。

（5）首先依信息[反应物为N2H4（g）和NO2（g），生成物为N2（g）和H2O（g）]写出方程式并配平得N2H4（g）＋NO2（g）===

N2（g）＋2H2O（g），依据盖斯定律可得此反应的ΔH＝ΔH2－

ΔH1＝－567.85kJ·

mol－1。

答案　

（1）温度升高，氨在混合气体中的体积分数减小，平衡向吸热反应方向移动，故正反应是放热反应

（2）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.2kJ·

（3）小于　由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物　不变

（4）391

（5）N2H4（g）＋NO2（g）===

N2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－567.85kJ·