1-6-1化学反应中的热效应

1-6-1化学反应中的热效应(时间：45分钟分值：100分)基础巩固一、选择题1．下列说法或表示方法正确的是()A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应一定不能自发进行B．已知：H2S(g)＋aO2(g)===x＋bH2O(l)ΔH，若ΔH表示H2S的燃烧热，则x为SO2(g)C．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1，在密闭容器充中入1molSO2和0.5molO2，充分反应后放出49.15kJ的热量D．由石墨比金刚石稳定可得：C(s，金刚石)===C(s，石墨)ΔH0[解析]反应物的总能量低于生成的总能量的反应是吸热反应，吸热反应不一定不能自发进行，故选项A错误。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是可逆反应，1molSO2和0.5molO2不可能完全反应，放出的热量小于49.15kJ，故选项C错误。由于石墨比金刚石稳定，所以物质的量相等时，金刚石的能量高，则金刚石转化为石墨是放热反应，ΔH0，故选项D错误。[答案]B2．(2012·唐山一模)已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH1＝－57.3kJ·mol－1，12H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===12Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH2＝mkJ·mol－1。下列说法正确的是()A．上述热化学方程式中的计量数表示分子个数B．ΔH1ΔH2C．ΔH2＝－57.3kJ·mol－1D．|ΔH1||ΔH2|[解析]热化学方程式中的计量数表示物质的量，A项错；浓硫酸溶于水放热，故含12molH2SO4的浓H2SO4与1molNaOH反应时，放出的热量大于57.3kJ，但是ΔH为负值，所以ΔH1ΔH2，B项正确，C项、D项错。[答案]B3．(2011·重庆理综)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中存在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S(s)＋3F2(g)＝SF6(g)的反应热ΔH为()A．－1780kJ/molB．－1220kJ/molC．－450kJ/molD．＋430kJ/mol[解析]本题主要考查了化学键与反应热的关系。断裂1molS—S需吸收280kJ的热量，断裂3molF－F键需吸收480kJ的热量，而形成6molS—F键放出330×6kJ的热量，则该反应的ΔH＝－1220kJ/mol。[答案]B4．(2010·高考全国卷Ⅱ7)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101kPa)：①C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ/mol②C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ/mol③C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ/mol④C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ/mol由此推断，正丁烷的燃烧热是()A．－2878kJ/molB．－2658kJ/molC．－1746kJ/molD．－1526kJ/mol[解析]燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃烧热为ΔH＝－2878kJ/mol。[答案]A5．(2012·吉林期末)甲醇质子交换膜燃料电池中，将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋0.5O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1。下列说法正确的是()A．CH3OH的燃烧热是192.9kJ·mol－1B．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量C．反应①中的能量变化如图所示D．根据反应①和②可推知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.8kJ·mol－1[解析]反应②生成H2，不是稳定的氧化物，A项错误；从所给反应来看，反应②是放热反应，B项错误；反应①为吸热反应，而图示中的反应为放热反应，C项错误；根据盖斯定律：(②－①)×2，D项正确。[答案]D6．今有三个热化学方程式：①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH＝bkJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝ckJ·mol－1则关于它们的下列表述正确的是()A．它们都是吸热反应B．a、b和c均为正值C．a＝bD．2b＝c[解析]氢气燃烧是放热反应，ΔH应为负值，故A、B错；根据物质的聚集状态不同，ΔH也不同，则a和b不会相等，C错；②③反应相同，反应热与物质的化学计量数成正比，可判断2b＝c，故D正确。[答案]D7．下列变化一定为放热的化学反应的是()A．H2O(g)===H2O(l)；ΔH＝－44.0kJ/mol－1B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)；ΔH＝＋14.9kJ/mol－1C．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如上图所示的化学反应[解析]水由气态变到液态，是物理变化，不属于化学反应，A项错；B项反应的ΔH0，应为吸热反应；C项没有指明破坏化学键时吸收的能量，所以无法判断该反应是吸热还是放热；反应物总能量高于生成物总能量的反应是放热反应，D项正确。[答案]D8．(2012·烟台调研)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1；H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1。CO2气体与H2气体反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)ΔH3，其中ΔH3的数值为()A．－252.9kJ·mol－1B．＋252.9kJ·mol－1C．－604.5kJ·mol－1D．＋604.5kJ·mol－1[解析]ΔH3＝4ΔH2－ΔH1＝－252.9kJ·mol－1。[答案]A9．(2011·苏州模拟)已知A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1，D(g)＋B(g)===E(g)ΔH2。若A和D混合气体1mol与B完全反应，反应热为ΔH3，则A和D物质的量之比为()A．(ΔH2－ΔH3)/(ΔH1－ΔH3)B．(ΔH3－ΔH2)/(ΔH1－ΔH3)C．(ΔH3－ΔH2)/(ΔH3－ΔH1)D．(ΔH1－ΔH3)/(ΔH3－ΔH1)[解析]设A的物质的量为xmol，则D的物质的量为(1－x)mol。由反应的热化学方程式及盖斯定律得：ΔH3＝xΔH1＋(1－x)ΔH2，即x＝(ΔH3－ΔH2)/(ΔH1－ΔH2)，所以A和D物质的量之比为(ΔH3－ΔH2)/(ΔH1－ΔH3)。[答案]B10．(2011·北京理综，10)25℃、101kPa下：①2Na(s)＋12O2(g)===Na2O(s)ΔH1＝－414kJ/mol②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ/mol下列说法正确的是()A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D．25℃、101kPa下：Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)ΔH＝－317kJ/mol[解析]本题考查了氧化还原反应中电子的转移、钠的氧化以及盖斯定律的应用。Na2O2与Na2O阴阳离子个数比都为：，A项错误；钠氧化生成等物质的量的Na2O2与Na2O转移电子数相等，B项错误；钠与氧气的反应随温度升高将会生成Na2O2，C项错误；根据盖斯定律：方程式①×2－②可得：2Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)ΔH＝－317kJ·mol－1，D项正确。[答案]D二、非选择题11．(2011·新课标全国卷，27)科学家利用太阳能分解水生成氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(Ⅰ)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程为________；[解析](1)由氢气的燃烧热可知，水分解的反应热为：ΔH＝＋285.8kJ/mol，那么分解10mol水消耗能量2858kJ。(2)由题意可知：①CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.5kJ/mol；②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ/mol。由盖斯定律，①－②得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5kJ/mol。[答案](1)2858(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5kJ·mol－1。12．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：____________。该反应的活化能是________kJ·mol－1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为____________，该反应的活化能为________kJ·mol－1。(3)图2是某学生模仿图1画出的NO＋CO2―→NO2＋CO的能量变化示意图。则图中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。[解析](1)图中E1是活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。(3)E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之差。[答案](1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g)ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3)36823413．(2012·北京理综，26)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＋O2CuO/CuCl2400℃2Cl2＋2H2O(1)已知：ⅰ.反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。ⅱ.①H2O的电子式是________。②反应A的热化学方程式是______________________。③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”)________。(2)对于反应A，下图是4种投料比[nn(O2)，分别为1：1、2：1、4：1、6：1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。①曲线b对应的投料比是________。②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_______________________。③投料比为2：1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。[解析](1)由题给条件可知，4molHCl被氧化，放出热量为115.6kJ，可知ΔH＝－115.6kJ/mol；由ΔH＝－(生成物键能之和－反应物键能之和)可得，E(H—O)－E(H—Cl)＝[115.6＋(498－2×243)