专题5热化学

专题5化学反应的热效应经典考点一化学反应的热效应1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。【典例剖析】1．下列说法正确的是()A．吸热反应在任何条件下都不能发生B．Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热C．水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热D．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的产生的热量相同D【解析】B和C是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热；产生的热量与反应条件无关。2．反应A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()D【解析】由A＋B―→XΔH0可知，X的能量比A和B的能量和大。由X―→CΔH0可知，C的能量比X的能量低，分析图像可知，D正确。3．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)吸热(2)相同一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关，与反应途径无关4．(2015·北京四中模拟)已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ,18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量。其他相关数据如下表：O===OH—HH—O(g)1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496436x则表中x为()A．920B．557C．463D．188C【解析】根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1；而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1，即－484kJ＝2×436kJ＋496kJ－4xkJ，解得x＝463。1．熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和由于ΔH10，ΔH20，ΔH30，所以ΔH1ΔH3。二能源1．能源分类2．解决能源问题的措施(1)提高能源的利用效率：①改善开采、运输、加工等各个环节；②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。(2)开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。【典例剖析】5．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()A．H2O的分解反应是放热反应B．氢能源已被普遍使用C．2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值C【解析】2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2mol液态H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。6．为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是______。(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________。①生物柴油是可再生资源②可减少二氧化硫的排放③与普通柴油相比易分解④与普通柴油制取方法相同A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④答案(1)27%(2)A【解析】(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属于生物质能源；化石燃料不是生物质能源。(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(①对)，几乎不含硫(②对)，生物降解性好(③对)，主要成分为酯类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以④错。【课堂热身练】【题型一】热化学的概念1．（黑龙江牡丹江一中2016届10月考）2012年10月24日飓风“桑迪”袭击美国。一阵飓风过后,海面的巨浪上竟燃烧着熊熊大火。海水会燃烧的原因是（）A．飓风与海水发生剧烈摩擦，产生的巨大热能使水分子分解，引起氢气燃烧B．飓风使海水温度升高，产生高温水蒸气，达到水的着火点，使海水燃烧C．飓风产生高温，使氮气在空气中剧烈燃烧D．以上说法均有可能2．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．NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应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△H=+QkJ/mol3．美国研究人员将CO和O附着在一种钉催化剂表面，用激光脉冲将其加热到2000K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。下列说法不正确的是（）A．CO2属于酸性氧化物B．CO与O形成化学键的过程中放出能量C．CO属于酸性氧化物D．CO与O形成化学键的过程中有电子转移4．（上海六校2015届联考）为探究NaHCO3、Na2CO3与1mol/L盐酸反应（设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ）过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：下列有关说法正确的是（）序号液体固体混合前温度混合后最高温度①35mL水2.5gNaHCO320℃18.5℃②35mL水3.2gNa2CO320℃24.3℃③35mL盐酸2.5gNaHCO320℃16.2℃④35mL盐酸3.2gNa2CO30℃25.1℃A．仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反应5．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如下图所示，则下列说法中正确的是（）A．该反应是吸热反应B．断裂1molA—A键和1molB—B键时能放出xkJ的能量C．断裂2molA—B键时需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量6．图像法是研究化学反应的焓变的一种常用方法。已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化曲线如图1所示，判断下列叙述中正确的是（）图1A．每生成2molAB时吸收bkJ热量B．每生成2molAB时吸收（a-b）kJ热量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和1molB—B键时放出akJ能量7．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂lmolH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的()A．Q1＋Q2＜2Q3B．Q1＋Q2＞2Q3C．Q1＋Q2＜Q3D．Q1＋Q2＞Q38．(2015·河南十校联考)如图表示白磷(P4)分子结构。白磷在氧气不足时燃烧生成P4O6，P4O6分子结构可以看成是白磷分子中磷磷键之间插入氧原子。已知：键能表示断裂1mol化学键需要吸收的能量。几种共价键的键能如下表所示：化学键P—PP—OP===OO===O键能/(kJ·mol－1)abcd则P4(s)＋3O2(g)===P4O6(s)的反应热量变化()A．(6a＋3d－12b－4c)kJB．(4a＋3d－8d)kJC．(6a＋3d－12b)kJD．(6a＋3d＋4c－12b)kJ9.(2015·宁夏银川期末，4)用玻璃棒迅速搅拌如图一所示装置内(小烧杯与玻璃片之间有一薄层水)的固体混合物。稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起。下列有关该反应的说法中正确的是()A.反应中有化学能转化为热能B.反应中的能量关系如图二C.是吸热反应D.化学键的总键能：反应物生成物10．(2015·北京理综)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【题型二】能源开发与节能减排11．下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是（）12．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或很少污染，且有些可以再生。下列属于新能源的是（）①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥燃料电池⑦风能⑧氢能A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥D．除①②外13．能源可划分为一级能源和二级能源,自然界直接提供的能源为一级能源,需要消耗其它能源的能量间接获取的能源称为二级能源。下列关于能源的说法正确的是（）A．天然气是一级能源B．水力是二级能源C．电能是一级能源D．煤气是一级能源14．下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是（）A．化石能源物质内部蕴涵着大量的能量B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D．吸热反应没有利用价值15．(上海十三校2015届联考)化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法正确的是（）A．太阳能不是新能源B．该合成氨过程不属于氮的固定C．空气、水、太阳能均为可再生资源D．断裂N2中的N≡N键会释放出能量16．能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。下列做法不利于“开源节流”的是（）A．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B．大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求C．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料D．减少资源消耗，注重资源的重复使用、资源的循环再生17．下列叙述中，正确的是（）A石油、煤、天然气、氢气都属于化石燃料B．常温下，反应C（s）＋CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH0C．人们通常用标准燃烧热或热值来衡量燃料燃烧放出热量的大小，某物质的热值越高则其标准燃烧热越大D．两个体积相同的容器中充入等量的NO2发生反应：2NO2（g）=N2O4（g）ΔH＜0，绝热容器中气体的颜色比恒温容器中颜色深18．为减少汽车对城市大气的污染，近年来中国成功地开发出了以新燃料作能源的“绿色汽车”。这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物以及多环芳烃的排放，保护环境。这种“绿色汽车”的燃料是（）A．甲醇B．汽油C．柴油D．重油19．人类将在几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”（包括风能、生物质能等太阳能转换形态），届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是（）A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应C．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明20．据