高一下学期化学《反应热与焓变》练习.docx

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高一下学期化学《反应热与焓变》练习

【总结回顾】

一、放热反应和吸热反应

1、微观

放热反应：

反应产物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量。

吸热反应：

反应产物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量。

2、宏观

放热反应：

反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量

吸热反应：

反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量

（1）常见的放热反应：

①燃烧反应；②中和反应；③物质的缓慢氧化反应；④原电池反应；⑤活泼金属与水或酸的反应；⑥大多数化合反应；⑦大多数置换反应。

（2）常见的吸热反应：

①多数分解反应；②以H2、CO、C等为还原剂的氧化还原反应；③氯化铵固体与氢氧化钡晶体等固态铵盐与碱的反应。

考点　化学反应的反应热——吸热反应与放热反应的理解

例1　判断正误

（1）化学变化一定伴随能量变化，有能量变化的过程一定是化学变化（　　）

（2）放热反应不需要加热即可发生（　　）

（3）需要加热才能发生的反应一定是吸热反应（　　）

（4）当反应物的总能量低于反应产物的总能量时，反应一定不能发生（　　）

（5）反应是放热还是吸热取决于反应物和反应产物所具有的总能量的相对大小（　　）

（6）吸热反应在一定条件下（如高温、加热等）才能发生（　　）

（7）所有的燃烧反应均属于放热反应（　　）

答案　

（1）

（2）（3）（4）（6）错，（5）（7）正确

解析　

（1）所有化学变化都有能量变化，但是有能量变化的不一定属于化学变化。

（2）放热反应在常温下不一定能够发生，如S与Fe在加热条件下反应，而常温下不反应。

（3）反应开始需要加热的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应。

（4）和（6）当反应物总能量低于反应产物总能量时，反应为吸热反应，有些吸热反应常温下就能发生，有些吸热反应在加热或高温下能发生。

总结归纳：

（1）化学反应是放热还是吸热，与反应条件无必然的联系。

吸热反应并非只能在加热或高温条件下才能反应。

（2）反应产物的总能量不一定低于反应物的总能量。

（3）物理变化中的能量变化不是反应热。

1.下列图示变化为吸热反应的是（　　）

答案　A

解析　A项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高，故为吸热反应；B项中的图像表示反应物的能量比生成物的能量高，故为放热反应；C项中浓硫酸溶于水放热，不是化学变化；D项中锌与盐酸反应是放热反应。

考点　化学反应的反应热——反应热与物质化学键的断裂、形成的关系

2．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。

已知：

1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。

则反应S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为（　　）

A．－1780kJ·mol－1B．－1220kJ·mol－1

C．－450kJ·mol－1D．430kJ·mol－1

答案　B

解析　利用ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和进行计算。

ΔH＝280kJ·mol－1＋3×160kJ·mol－1－6×330kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1，可知B项正确。

总结归纳：

根据化学键断裂或形成时吸收或放出的能量计算反应热的方法：

（1）写出化学方程式。

（2）分析断裂或形成的化学键的数目。

（3）根据公式计算：

Q＝E1（断裂反应物化学键吸收能量）－E2（形成反应产物化学键放出能量）。

3．根据下面的信息，判断下列叙述中正确的是（　　）

A．氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量

B．氢气与氧气反应生成水，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量

C．1molH2（g）与0.5molO2（g）反应生成1molH2O（l），释放能量248kJ

D．2molH2（g）与1molO2（g）反应生成2molH2O（g）释放能量496kJ

答案　D

2、中和热的测定

考点　反应热的测定——中和反应反应热测定实验的操作

例3　在测定中和反应的反应热的实验中，下列叙述错误的是（　　）

A.向量热计中加入盐酸，盖上杯盖，搅拌后的温度即为初始温度

B.酸、碱混合后，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度

C.向量热计中加入碱液时，碱液的温度应与酸液的温度相同

D.可以用KOH溶液代替NaOH溶液，浓硫酸代替盐酸

答案　D

解析　可以用KOH溶液代替NaOH溶液，但不能用浓硫酸代替盐酸，因为浓硫酸溶于水时会放出热量，影响测定结果。

总结归纳：

测定中和反应的反应热需注意的几个问题

（1）简易量热计的保温隔热的效果要好。

（2）实验中要用强酸和强碱的稀溶液。

（3）碱液（或酸液）稍过量，以确保酸（或碱）完全反应。

（4）读取中和反应的温度（T2）是反应混合液的最高温度。

（5）实验操作动作要迅速，以尽量减少热量损失。

（6）要使用同一温度计分别先后测量酸、碱及混合液的温度；温度计测定一种溶液后要用蒸馏水冲洗干净并用滤纸擦干后，再测另一溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测定结果。

【例4】将V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。

下列叙述正确的是（　　）

A．做该实验时环境温度为22℃

B．该实验表明化学能可以转化为热能

C．NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L－1

D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

答案　B

解析　实验所测量的温度不是环境温度，而是反应后溶液的温度；根据图像，当V1＝30mL时，反应混合液温度最高，说明此时二者恰好完全反应，V2＝20mL，1.00mol·L－1×30mL＝c（NaOH）×20mL，c（NaOH）＝1.5mol·L－1；NH4Cl（s）与Ba（OH）2·8H2O（s）的反应也有水生成，但该反应是吸热反应。

3、焓变的概念

（1）焓变（ΔH）与反应热（Q）有何关系？

答案　对等压条件下的化学反应，假定反应中物质的能量变化全部是热能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓变，数学表达式Qp＝ΔH（Qp表示在等压条件下化学反应的反应热）。

（2）焓变（ΔH）与吸热反应、放热反应有何关系？

答案　ΔH>0，反应产物的焓大于反应物的焓，反应吸收热量，此反应为吸热反应。

ΔH<0，反应产物的焓小于反应物的焓，反应释放热量，此反应为放热反应。

（1）微观解释：

　　　吸收能量E1

反应物

反应产物

　　　放出能量E2

（2）判断：

ΔH＝E1－E2

四、热化学方程式的概念及意义

（1）热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

（2）热化学方程式的意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。

考点　化学反应的焓变——能量变化示意图与焓变关系

合成甲醇的一种方法是以CO和H2为原料，其能量变化如图所示：

由图可知，合成甲醇的热化学方程式为

。

答案　

（1）CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）

ΔH＝（a－b）kJ·mol－1

考点　热化学方程式——热化学方程式的意义

例2　已知：

H2（g）＋F2（g）===2HF（g）　ΔH＝－270kJ·mol－1，下列说法正确的是（　　）

A.2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量

B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJ

C.在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量

D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量

答案　C

解析　热化学方程式中各物质的系数只表示物质的量，不表示体积或分子个数，1molH2与1molF2反应生成2molHF气体放出热量才是270kJ，故A、D项错误；由HF（g）→HF（l）要放出热量，故B项应大于270kJ，B项错误；由高能量的反应物生成低能量的反应产物才放出热量，C项正确。

归纳总结：

（1）化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。

（2）对于可逆反应，ΔH指完全反应时的焓变，如H2（g）＋I2（g）==2HI（g）　ΔH＝－9.48kJ·mol－1表示1molH2（g）和1molI2（g）完全反应，生成2molHI（g）放出9.48kJ的能量。

（3）热化学方程式的书写方法

注意：

（1）热化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值的绝对值也加倍。

（2）若反应逆向进行，则ΔH的数值与正反应的相等，符号相反。

考点　热化学方程式——热化学方程式的书写

【例题7】化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是（　　）

A．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l）ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1

B．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）ΔH＝2（b－a）kJ·mol－1

C.

N2（g）＋

H2（g）===NH3（l）ΔH＝（b＋c－a）kJ·mol－1

D.

N2（g）＋

H2（g）===NH3（g）ΔH＝（a＋b）kJ·mol－1

考点　热化学方程式——热化学方程式正误判断

【例题8】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。

下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是（　　）

A．CH4（g）＋

O2（g）===2H2O（l）＋CO（g）　ΔH1

B．S（s）＋

O2（g）===SO3（s）　ΔH2

C．C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）　ΔH3

D．2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH4

答案　C

解析　A项，CH4没有完全燃烧，故A项不正确；B项，S在O2中燃烧生成SO2（g），而不是SO3（s），故B项不正确；C项，C6H12O6（s）完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），故C项正确；D项，应为1molCO（g）完全燃烧生成CO2（g），故D项不正确。

总结归纳：

　“四看”法判断热化学方程式的正误

一看各物质的聚集状态是否正确；

二看ΔH的符号是否正确；

三看ΔH的单位是否为kJ·mol－1；

四看ΔH的数值与化学计量数是否相对应。

【综合练习】

12．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。

工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。

已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量；1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量；1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。

（1）写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式：

；

若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量（填“>”“<”或“＝”）890kJ。

（2）忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为；

燃烧生成的CO2的质量比约为。

答案　

（1）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－572kJ·mol－1　<　

（2）3∶1　3∶2

13．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。

利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A：

4HCl＋O2

2Cl2＋2H2O

已知：

Ⅰ.反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。

Ⅱ.

（1）反应A的热化学方程式是

。

（2）断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键（填“强”或“弱”）。

答案

ΔH＝－115.6kJ·mol－1　

（2）31.9　强

解析　

（1）反应Ⅰ中水为气态。

（2）[4E（H—Cl）＋E（O===O）]－[4E（H—O）＋2E（Cl—Cl）]＝－115.6kJ·mol－1，

故E（H—O）－E（H—Cl）＝31.9kJ·mol－1，H—O键比H—Cl键强。