高考复习化学一轮复习18 化学反应的热效应.docx
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高考复习化学一轮复习18化学反应的热效应
配餐作业(十八) 化学反应的热效应
►►见学生用书P391
1.下列变化过程,属于放热过程的是( )
A.酸碱中和反应
B.液态水变成水蒸气
C.弱酸弱碱电离
D.用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体
解析 酸碱中和反应是放热反应,A项正确;液态水变成水蒸气的过程是物理过程,这个过程中吸收热量,B项错误;弱酸弱碱电离过程是吸热过程,C项错误;用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体的过程是盐的水解反应过程,是酸碱中和反应的逆反应。
酸碱中和反应是放热反应,所以盐的水解反应是吸热反应过程,D项错误。
答案 A
2.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
ΔH=-24.8kJ·mol-1(反应热)
B.CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9kJ·mol-1(反应热)
C.C4H10(g)+13/2O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)
ΔH=-2658.0kJ·mol-1(燃烧热)
D.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=+57.3kJ·mol-1(中和热)
解析 热化学方程式要注明各物质在反应时的状态,A项错误;燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol,且得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态应为液态,C项错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,D项错误。
答案 B
3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( )
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加大反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有:
天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
解析 测定溶液温度时,温度计水银球应放在溶液中间而不能与烧杯底部接触,B项错误;因为醋酸是弱酸,电离时会吸收热量,故测得的温度低一些,C项错误;测定中和反应反应热时不用滴定管,D项错误。
答案 A
4.H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“-”表示化学键),下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.过程Ⅲ一定是放热过程
C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
解析 过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程,为吸热过程,而过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故A、B、C三项均正确;该反应可通过燃料电池,实现化学能到电能的转化,D项错误。
答案 D
5.(2018·长沙长郡中学月考)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s) ΔH4
CO(g)+CuO(s)===CO2(g)+Cu(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0B.ΔH2<0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH1-ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH1
解析 所有的燃烧反应都属于放热反应,因此ΔH1<0,ΔH3<0,故A项错误;碳还原二氧化碳的反应属于吸热反应,ΔH2>0,铜与氧气的反应属于放热,ΔH4<0,故B项错误;已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1,②CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2,③2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3,由盖斯定律可知①=②+③,因此ΔH1=ΔH2+ΔH3,则ΔH2=ΔH1-ΔH3,故C项正确;2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3,2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s),ΔH4,2CO(g)+2CuO(s)===2CO2(g)+2Cu(s) 2ΔH5,2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3=ΔH4+2ΔH5,D项错误。
答案 C
6.(2018·湖南六校联考)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.2ΔH1>ΔH3
B.ΔH3=ΔH4+ΔH5
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH2<0,ΔH4<0
解析 2mol碳完全燃烧放出的热量比2molCO完全燃烧放出的热量多,放出的热量越多,ΔH越小,所以2ΔH1<ΔH3,A项错误;将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由(④+2×⑤)×
得到③,故ΔH3=
,B项错误;根据盖斯定律,由②+③得到①,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;根据上述分析知,ΔH2=ΔH1-ΔH3,又因为ΔH1<
,ΔH2=ΔH1-ΔH3<-
ΔH3,ΔH3<0,所以ΔH2>0,D项错误。
答案 C
7.(2018·滨州期末)以下关于右图说法正确的是( )
A.表明催化剂可以改变化学反应的热效应
B.表明化学反应遵循能量守恒定律
C.表示某化学反应能量的变化与生成物状态无关
D.表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
解析 由图可知,加入催化剂能降低反应的活化能,但反应热不变,A项错误;化学反应一定遵循质量守恒定律,反应物总能量大于生成物总能量,正反应放热,遵循能量守恒,B项正确;物质的聚集状态不同,能量不同,该图不能证明反应的能量变化与生成物的状态的关系,C项错误;由图象可知,反应物总能量大于生成物总能量,正反应为放热反应,D项错误。
答案 B
8.(2018·豫北豫南联考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、三步反应组成,1molHBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量,其能量与反应进程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)+O2(g)===HOOBr(g)
(Ⅱ)HOOBr(g)+HBr(g)===2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)+HBr(g)===H2O(g)+Br2(g)
下列说法正确的是( )
A.三步反应均为放热反应
B.步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
C.HOOBr比HBr和O2稳定
D.热化学方程式为4HBr(g)+O2(g)===2H2O(g)+2Br2(g) ΔH=-12.67kJ·mol-1
解析 放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量,根据图象,第一步反应为吸热反应,故A项错误;步骤(Ⅰ)为吸热反应,导致体系温度降低,反应速率减慢,其余反应为放热反应,反应温度升高,反应速率加快,故B项正确;HOOBr的总能量比HBr和O2的总能量高,能量越高,物质越不稳定,故C项错误;根据题意,1molHBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量,则热化学方程式4HBr(g)+O2(g)===2H2O(g)+2Br2(g) ΔH=-50.68kJ·mol-1,故D项错误。
答案 B
9.已知:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-242kJ/mol,断开1molO=O键和1molH—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ,则断开1molH—H键所吸收的能量为( )
A.920kJB.557kJ
C.436kJD.188kJ
解析 根据反应物键能之和减去生成物键能之和等于ΔH,设H—H键能为x,则有x+
×496-2×463=-242,解得x=436,答案选C项。
答案 C
【误区警示】
不可忽视化学键的物质的量,根据键能计算反应热时,要注意弄清各种化学键的物质的量,既要考虑热化学方程式中物质的化学计量数,又要考虑物质中各种化学键的个数,再进行计算。
10.(2018·衡水中学四调)“氢能”是未来最理想的新能源。
(1)实验测得,1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为________(填选项字母)。
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-142.9kJ·mol-1
B.H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8kJ·mol-1
C.2H2O+O2===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=-285.8kJ·mol-1
(2)某化学家根据“原子经济”的思想,设计了如下制备H2的反应步骤:
①CaBr2+H2O
CaO+2HBr
②2HBr+Hg
HgBr2+H2
③HgBr2+________
________+________
④2HgO
2Hg+O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式:
HgBr2+________
________+________。
请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点:
__________________________________________________。
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。
下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。
请写出化学方程式:
反应①_______________________________________________。
反应②_______________________________________________。
该法制取氢气的最大优点是_____________________________。
解析
(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气的化学计量数是1,其反应热是(-142.9×2)kJ·mol-1,则其热化学方程式正确的是B。
(2)根据“原子经济”的思想,可知最终反应为2H2O===2H2↑+O2↑,根据盖斯定律(将①+②+③)×2+④,可知反应③为HgBr2+CaO
HgO+CaBr2;从“绿色化学”的思想评估就是从能耗和环保等方面评价,制H2的主要缺点是循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染。
(3)据图知反应①、②分别为SO2+I2+2H2O
2HI+H2SO4、2H2SO4
2SO2↑+O2↑+2H2O,该法制取氢气的最大优点是原料SO2和I2可循环使用,无污染。
答案
(1)B
(2)CaO HgO CaBr2 循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染
(3)①SO2+I2+2H2O
2HI+H2SO4
②2H2SO4
2SO2↑+O2↑+2H2O SO2和I2可循环使用,无污染
11.
(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。
反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①
CaSO4(s)+CO(g)
CaS(s)+CO2(g)
ΔH1=-47.3kJ·mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
ΔH2=+210.5kJ·mol-1
③CO(g)
C(s)+
CO2(g)
ΔH3=-86.2kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=________________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)已知:
25℃、101kPa时,Mn(s)+O2(g)===MnO2(s)
ΔH=-520kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-1065kJ·mol-1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________________________________。
(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=________。
(4)已知:
温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
①WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)
ΔH=+66.0kJ·mol-1
②WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)
ΔH=-137.9kJ·mol-1
则WO2(s)WO2(g)的ΔH=________________。
解析
(1)根据盖斯定律,由①×4+②+③×2得2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g) ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。
(2)将已知3个热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律由③-①-②得MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-1065kJ·mol-1+520kJ·mol-1+297kJ·mol-1=-248kJ·mol-1。
(3)根据题中三个反应,反应Ⅲ=反应Ⅱ×2-反应Ⅰ,因此ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
(4)根据题意由①-②可得
WO2(s)WO2(g) ΔH=+203.9kJ·mol-1。
答案
(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3
(2)MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-248kJ·mol-1
(3)2ΔH2-ΔH1
(4)+203.9kJ·mol-1
12.(2018·四川成都一中测试)
(1)已知C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH>0,则稳定性:
金刚石________石墨(填“>”或“<”)。
(2)已知:
2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2
则ΔH1__________ΔH2(填“>”或“<”)。
(3)“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射,火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。
已知:
①N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)
ΔH=+10.7kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-543kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式:
________________________________________________。
(4)25℃、101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ热量,则CO的燃烧热为ΔH=______________。
(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液与2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,该反应的中和热ΔH=___________。
(6)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是______________________________________。
解析
(1)已知C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH>0,说明该反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:
金刚石<石墨。
(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热,ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热多,且放热越多ΔH越小。
因此,ΔH1<ΔH2。
(3)根据盖斯定律,由2×②-①得:
2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=2×(-543kJ·mol-1)-(+10.7kJ·mol-1)=-1096.7kJ·mol-1。
(4)25℃、101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ热量,则1molCO(即28gCO)完全燃烧放出的热量是141.3kJ×2=282.6kJ,即CO的燃烧热ΔH=-282.6kJ·mol-1。
(5)n(H2SO4)=0.50L×2.00mol·L-1=1mol,n(KOH)=2.10L×1.00mol·L-1=2.10mol,二者反应时,KOH过量,1molH2SO4完全反应生成2molH2O(l),放出114.6kJ热量,故稀硫酸与KOH溶液反应生成1molH2O(l)放出的热量为
×114.6kJ=57.3kJ,故该反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1。
(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-2×3E(N—H)=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1。
答案
(1)<
(2)<
(3)2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1096.7kJ·mol-1
(4)-282.6kJ·mol-1
(5)-57.3kJ·mol-1
(6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1