第一章 化学反应的热效应(专项训练)(学生版)高二化学同步备课系列(人教版2019选择性必修1)【2025-2026】高二化学同步备课学案(人教版2019选择性必修1)

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第一章 化学反应的热效应(专项训练)(学生版)高二化学同步备课系列(人教版2019选择性必修1)【2025-2026】高二化学同步备课学案(人教版2019选择性必修1)

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第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
题型1 中和热
题型2 中和热的测定及误差分析
考点二 反应热与焓变
题型1 化学反应中能量变化的原因
题型2 反应热、燃烧热
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
考点四 反应热的计算(难点)
题型1 盖斯定律
题型2 反应热大小比较
题型3 能量与键能计算反应热
题型4 反应焓变的计算
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
◆题型1 中和热
1.下列关于中和反应反应热的测定的说法正确的是
A.实验时若使用金属搅拌棒,会导致测定生成水的反应热偏小
B.若将酸碱试剂的用量均减少到原体积的一半(浓度不变),理论上生成水的不会改变
C.酸碱试剂用量恰好完全反应,所测反应热才更准确
D.为了保证反应充分,向盐酸中缓慢加入溶液,避免液体溅出
2.化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化,下列说法正确的是
A.已知;,则
B.含的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和反应反应热
C.化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同
◆题型2 中和热的测定及误差分析
1.实验室中取浓度为0.50mol·L-1的盐酸和0.55 mol·L-1的NaOH溶液各50mL(溶液密度均为1g·mL-1)在简易量热计中反应,测定中和反应反应热。测得盐酸和NaOH溶液的起始温度均为23.0℃,反应的最高温度平均值为26.3℃,生成的溶液的比热容。则下列说法错误的是
A.该实验的装置如上图所示
B.根据上述信息,反应中放出的热量为1.3794kJ
C.根据上述信息,表示中和反应反应热的热化学方程式为
D.若把实验中的盐酸改为等浓度、等体积的硫酸,则反应放出的热量增加,但中和反应反应热不变
2.下列实验操作或装置能达到目的的是
方案
目的 A.测定中和反应的反应热 B.除去中的气体
方案
目的 C.蒸馏石油获得汽油 D.高温煅烧石灰石
A.A B.B C.C D.D
3.某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度 次数 起始温度 终止温度
NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
考点二 反应热与焓变
◆题型1 化学反应中能量变化的原因
1.研究表明,在一定条件下,气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.比更稳定
B.转化为不一定要加热条件下进行
C.断开中所有的化学键需要吸收186.5kJ的热量
D.转化为需要吸收的热量
2.下列图示与对应的叙述相符的是
(a) (b) (c) (d)
A.(a)图可表示实验室制氢气反应的能量变化
B.通过(b)图可知金刚石比石墨稳定
C.由(c)图可知,反应生成2 mol SO3(g)放出的热量为(a-b)kJ
D.(d)图表示的是成键过程吸热的能量变化
3. 1mol (g)和1mol (g)反应生成2mol HCl(g)过程中的能量变化情况如下图a所示,下列说法不正确的是
A.断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量
B.等物质的量的(g)、(l)具有的能量不相同
C.的能量关系可用图b表示
D.在上述条件下,每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量
◆题型2 反应热、燃烧热
1.下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是
A.甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为57.3kJ·mol-1,则 ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.500℃、30MPa下,热化学方程式为: ΔH=-92kJ·mol-1,则将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热46kJ
2.下列关于标准燃烧热的说法中正确的是
A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的标准燃烧热
C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热
D.标准燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
3.在298 K和100 kPa时,下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是
A.H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g) ΔH = -185 kJ · mol-1
B.C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l) ΔH = -1 746 kJ · mol-1
C.H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l) ΔH = -286 kJ · mol-1
D.2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g) ΔH = -566 kJ · mol-1
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.下列说法正确的是
A.在同温同压下S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1<0;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2
B.一定条件下,将1molH2(g)和1molI2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI(g)放出热量akJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-akJ·mol-1
C.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1
D.已知,含1molHF的稀溶液和含1molNaOH的稀溶液反应放出热量bkJ,则该反应的热化学方程式可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1
2.下列说法正确的是
A.物质中化学键的键能越大,其能量就一定越高
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.和反应的中和热,则稀溶液中和反应的焓变
D.若 ,则的燃烧热为
3.写出下列反应的热化学方程式:
(1)在200℃,101kPa时,1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体,放出的热量为14.9kJ:

(2)16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3 kJ热量:

(3)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知:
①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) H=-akJ·mol-1;
②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H=-bkJ·mol-1。
则反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
◆题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
1.已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,CO的燃烧热为282.8kJ/mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,一共放出热量710.0kJ,并生成液态水,燃烧后的产物与足量的Na2O2反应。下列说法不正确的是
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)△H=-565.6kJ/mol
B.H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=—285.8kJ/mol
C.消耗Na2O2的质量为195g,该过程中转移电子2.5NA
D.燃烧后的产物与足量的Na2O2反应后,固体增重31g
2.在、下,完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热,下列燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
3.根据下列已知条件,所写热化学方程式正确的是
A.的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量
C.,

D.能量比的能量低
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 盖斯定律
1.肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:



则反应的为
A. B. C. D.
2.下列说法正确的是
A.为了充分利用热能,可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧
B.H2S的标准燃烧热为562.2kJ/mol,则H2S燃烧的热化学方程式为:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=-1124.4kJ/mol
C.侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是前者更有利于保护环境
D.若如图的转化可以实现,根据盖斯定律,
◆题型2 反应热大小比较
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. kJ/mol,则的燃烧热为1478.8kJ/mol
B. ; ,则
C. kJ/mol,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.C(石墨,s) = C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
2.下列说法正确的是
A.葡萄糖燃烧热是,则 
B.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量为,则 
C.已知 ; ,则
D.若 ,则金刚石比石墨稳定
3.下列有关说法正确的是
A.软脂酸燃烧热的热化学方程式为:
B.一定条件下,与充分反应生成和放热,其热化学方程式:
C.已知同温同压下:;,则
D.已知,则电解熔融生成时释放能量
4.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①;
②;
③;
A.① B.③ C.②③ D.①②③
5.下列各组热化学方程式中,的是
A. ,
B.
C.
D.
◆题型3 能量与键能计算反应热
1.已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
2.科学家已获得了气态分子,其空间结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂键吸收能量,断裂键吸收能量。下列说法错误的是
A.的过程中吸收能量
B.和中的原子均达到8电子稳定结构
C.和之间的转化为化学变化
D.为吸热反应
3.I.回答下列问题。
(1)Si在科技发展中有着重要的地位。Si在元素周期表中的位置为 。
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/kJ/mol a 436 431 176
已知:1mol Si中有2mol Si-Si键;工业上所用的高纯硅可通过下列应反制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),△H=+236 kJ/mol。则a= 。
II. 近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为 CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成乙醇(CH3CH2OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
i. CO的燃烧热为282.8 kJ/mol;
ii.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H2=-483.6 kJ/mol
iii.2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+ H2O(g) △H3=-256.9 kJ/mol
(2)写出2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)的热化学方程式: 。
◆题型4 反应焓变的计算
1.已知:①;
②。转化为的热量变化为
A.放出 B.吸收 C.放出 D.吸收
2.已知: , 。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量,同时生成4.4g,则原混合气体中和CO的物质的量之比为
A. B. C. D.
3.在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
4.研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则 (用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 。全部被氧化为的热化学方程式为 。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是 ,图示总反应的化学方程式为 。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出 热量。(用含a的式子表示)
5.请回答:
(1)在25℃和101kPa时,1mol完全燃烧生成和时放出853kJ的热量,请写出燃烧的热化学方程式 ,理论上1kg黄铁矿(的含量为90%)完全燃烧放出的热量为 kJ。
(2)已知断裂1mol、1mol、1mol需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ、391kJ,则 kJ mol-1。
(3)已知:
① kJ mol-1
② kJ mol-1
③ kJ mol-1
上述反应中属于吸热反应的是 (填序号);
请写出表示CO燃烧热的热化学方程式 。
B 综合攻坚·知能拔高
1.已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为( )
A.920kJ B.557kJ C.436kJ D.188kJ
2.已知、和的燃烧热分别是、、, ,下列热化学方程式或表述正确的是
A.
B.和充分反应,可放出46.2kJ的热量
C.
D.
3.下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示丙烷的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为,将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合,混合液的最高温度随的变化(已知)
D.丁图中反应的热化学方程式为
4.下列说法正确的是
Ⅱ:
且a、b、c均大于零,则断开1 mol H-Cl键所需的能量为(a+b+c)kJ
A.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
B.若 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol,则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
C.右图可表示水分解过程中的能量变化
D.已知:Ⅰ:对于反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g) △H=-a kJ/mol,
5.丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是
A.断开1mol丙烷中的化学键所需能量大于断开1mol丙烯及1mol氢气的所需能量之和
B.该反应各个中间步骤都是吸热过程,因此该反应的进行一定需要加热
C.该过程中发生了碳碳键的断裂与形成
D.以上反应历程主要包含了3步变化,其中第三步过程能量变化值最大
6.下列有关说法正确的是
A.利用图甲装置可准确测定中和反应的反应热
B.向图乙a中加入某一固体和液体,若注射器活塞右移,则a一定发生了放热反应
C.为使测定的中和反应反应热更准确,可分多次向稀盐酸中加稀NaOH溶液
D.有化学键断裂或形成的变化一定有能量变化,但不一定有新物质生成
7.天然气使用前需要脱硫,发生下列反应:
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g)=S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为
A.△H4=(△H1+△H2-3△H3) B.△H4=(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=(△H1-△H2+3△H3) D.△H4=(△H1-△H2-3△H3)
8.下列说法或表示不正确的是
A.由 ,可知石墨比金刚石稳定
B.分别向等浓度等体积的NaOH溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸,反应的热效应分别为、,则
C.甲烷的燃烧热为,表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
D.已知 ,则完全反应,放出的热量小于
9.已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。则、、的物质的量之比为
A. B. C. D.
10.回答下列问题:
(1)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,与反应生成和的热化学方程式为: 。
(2)已知在和下,部分化学键键能(气态原子气态分子)数据如表所示。
化学键
键能() 498 414 803 462
已知: ,甲烷()是一种常用燃料,则表示甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。
11.2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题:
I.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g,M在常温常压下完全燃烧生成和时,放出的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的标准燃烧热 。(保留一位小数)
II.火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。已知:
(2)请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。
(3)1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时,放出的热量是 。
III.甲醇也是一种常见的燃料,利用和H2在一定条件下可合成甲醇,发生如下反应:,其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示。
(4)下列说法正确的是 。
A.上述反应的
B.a反应正反应的活化能为
C.b过程中第I阶段为吸热反应,第II阶段为放热反应
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和
E.b过程的反应速率:第II阶段>第I阶段
(5)能源短缺是全球面临的问题,用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的为 。
化学键 C—H H—H C—O C=O H—O
键能 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
12.请回答下列问题:
(1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。CO还原法:一定条件下,由和CO反应生成S和的能量变化如图所示,已知每生成,那该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。
(2)与反应生成和一种黑色固体。在25℃、下,已知该反应每转移,放热44.4kJ,写出该反应的热化学方程式 。
(3)近年来空气污染日益严重,原因之一是汽车尾气中含有、、等气体。为消除汽车尾气的污染,可采取:NO和CO在催化转换器中发生如下反应:

已知:;
CO的燃烧热为;
与CO发生反应的热化学方程式:, (用、、表示)。
(4)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是:在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,被空气中的氧化为是钢催化剂的活性成分,郭汗贤等提出:在对反应Ⅰ的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如下:
有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:
化学键
能量 535 496 472
①由此计算反应Ⅰ的 。
②反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式为 、 。
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第一章 化学反应的热效应
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
题型1 中和热
题型2 中和热的测定及误差分析
考点二 反应热与焓变
题型1 化学反应中能量变化的原因
题型2 反应热、燃烧热
考点三 热化学方程式(重点)
题型1 热化学方程式书写及正误判断
题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
考点四 反应热的计算(难点)
题型1 盖斯定律
题型2 反应热大小比较
题型3 能量与键能计算反应热
题型4 反应焓变的计算
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 中和热的测定(重点)
◆题型1 中和热
1.下列关于中和反应反应热的测定的说法正确的是
A.实验时若使用金属搅拌棒,会导致测定生成水的反应热偏小
B.若将酸碱试剂的用量均减少到原体积的一半(浓度不变),理论上生成水的不会改变
C.酸碱试剂用量恰好完全反应,所测反应热才更准确
D.为了保证反应充分,向盐酸中缓慢加入溶液,避免液体溅出
【答案】B
【详解】A.使用金属搅拌棒会加速热量散失,导致测得的温度差(ΔT)偏小,计算出的反应热(Q)偏低。由于ΔH = -Q/n,当Q偏小时,ΔH的绝对值减小(更接近零),即ΔH的数值更大(如从-57变为-50),故A错误;
B.中和反应的ΔH是单位物质的量的反应热,与试剂用量无关。若酸碱浓度不变,仅体积减半,生成的水的物质的量减半,但ΔH仍保持不变,B正确;
C.实验中通常让一种试剂过量以确保反应完全,而非恰好完全反应。若恰好完全反应,可能因反应不完全导致误差,C错误;
D.缓慢加入NaOH溶液会延长反应时间,导致热量散失,测得的ΔT偏小,ΔH误差增大。正确操作是快速混合以减少热量损失,D错误;
故选:B。
2.化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化,下列说法正确的是
A.已知;,则
B.含的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和反应反应热
C.化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同
【答案】D
【详解】A.S(g)转化为S(s)会释放热量,因此S(g)燃烧生成SO2的放热量(ΔH1)比S(s)燃烧生成SO 的放热量(ΔH2)更大,由于ΔH为负值,ΔH1更小,故ΔH1 < ΔH2,A错误;
B.浓硫酸与NaOH反应时,浓硫酸稀释会额外放热,导致总放热量超过中和反应的反应热,B错误;
C.化学反应的能量变化与反应物质量成正比,例如燃烧更多物质会释放更多热量,C错误;
D.热化学方程式的计量数可表示物质的量且影响ΔH值,而普通化学方程式的计量数仅表示比例,意义不同,D正确;
故选D。
◆题型2 中和热的测定及误差分析
1.实验室中取浓度为0.50mol·L-1的盐酸和0.55 mol·L-1的NaOH溶液各50mL(溶液密度均为1g·mL-1)在简易量热计中反应,测定中和反应反应热。测得盐酸和NaOH溶液的起始温度均为23.0℃,反应的最高温度平均值为26.3℃,生成的溶液的比热容。则下列说法错误的是
A.该实验的装置如上图所示
B.根据上述信息,反应中放出的热量为1.3794kJ
C.根据上述信息,表示中和反应反应热的热化学方程式为
D.若把实验中的盐酸改为等浓度、等体积的硫酸,则反应放出的热量增加,但中和反应反应热不变
【答案】A
【详解】A.该实验装置中缺乏玻璃搅拌器,A项错误;
B.根据可计算上述实验放出的热量为=1379.4J=1.3794kJ,B项正确;
C.由离子方程式:可知,上述实验生成液态H2O时放出1.3794kJ热量,则生成1molH2O(l)时放出热量为,表示中和反应反应热的热化学方程式为 ,C项正确;
D.硫酸为二元强酸,若把实验中的盐酸改为等浓度、等体积的硫酸,可以使稍过量的NaOH溶液完全反应,反应过程中释放的热量增加,但中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关,所以中和反应反应热不变,D项正确;
答案选A。
2.下列实验操作或装置能达到目的的是
方案
目的 A.测定中和反应的反应热 B.除去中的气体
方案
目的 C.蒸馏石油获得汽油 D.高温煅烧石灰石
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.装置采用烧杯作反应容器,无隔热层防止热量散失,因此不能测定中和反应的反应热,A错误;
B.NaOH溶液能吸收酸性氧化物CO2,不能吸收CO,应通过灼热CuO除去CO,B错误;
C.利用沸点不同可将石油中成分进行分离,获得汽油,C正确;
D.蒸发皿只适用于蒸发液体试剂,高温煅烧石灰石应选用坩埚,D错误;
答案选C。
3.某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度 次数 起始温度 终止温度
NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
【答案】(1) 确保NaOH溶液被完全中和 C D
(2) 4.0 偏小 偏大
【分析】中和热的测定实验,一种溶液的浓度稍过量,并且混合时两种溶液快速倒入,并用玻璃搅拌器搅拌混合均匀,使其充分反应,不断地读取数据,当温度下降时停止读数。
【详解】(1)①实验中,所用溶液过量可以保证氢氧化钠完全反应,故答案为:确保NaOH溶液被完全中和;
②倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入,使其充分反应,避免分次倒入,有热量的损失,故答案为:C;
③A.不能用温度计小心搅拌,用环形玻璃搅拌器搅拌,故A错误;
B.不能揭开杯盖用玻璃棒搅拌,应盖上硬纸板搅拌,故B错误;
C.不能轻轻地振荡内筒,应用环形玻璃搅拌棒搅拌,故C错误;
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动,故D正确;
综上所述,答案为:D;
(2)①4次实验的温度差分别为:4℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,因此实验2中的数据是无效的,应该舍去,所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃;
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的平均值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g ℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376kJ,所以实验测得的中和热;故答案为 53.5kJ/mol;
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,则其体积偏大,反应放出的热多,测得的反应热偏小;若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,会造成热量流失,测得的反应热偏大。
考点二 反应热与焓变
◆题型1 化学反应中能量变化的原因
1.研究表明,在一定条件下,气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.比更稳定
B.转化为不一定要加热条件下进行
C.断开中所有的化学键需要吸收186.5kJ的热量
D.转化为需要吸收的热量
【答案】C
【详解】A.由图可知,HCN(g)的能量低于CNH(g)的能量,HCN(g)比CNH(g)更稳定,A正确;
B.由图可知,HCN(g)转化为CNH(g)为吸热反应,吸热反应不一定需要加热才能进行,B正确;
C.由图可知,HCN(g)中的化学键并未完全断开,C错误;
D.由图可知,1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收的热量为186.5kJ-127.2kJ=59.3kJ,D正确;
故选C。
2.下列图示与对应的叙述相符的是
(a) (b) (c) (d)
A.(a)图可表示实验室制氢气反应的能量变化
B.通过(b)图可知金刚石比石墨稳定
C.由(c)图可知,反应生成2 mol SO3(g)放出的热量为(a-b)kJ
D.(d)图表示的是成键过程吸热的能量变化
【答案】C
【详解】A.实验室制氢气是用锌和稀硫酸反应,属于放热反应,图中是吸热反应的能量变化,A错误;
B.物质的能量越低越稳定,石墨能量更低更稳定,B错误;
C.由(c)图可知,生成SO3(g)是放热反应,反应生成2 mol SO3(g)放出的热量为(a-b)kJ,C正确;
D.(d)图表示的是成键过程放热的能量变化,D错误;
故选C。
3. 1mol (g)和1mol (g)反应生成2mol HCl(g)过程中的能量变化情况如下图a所示,下列说法不正确的是
A.断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量
B.等物质的量的(g)、(l)具有的能量不相同
C.的能量关系可用图b表示
D.在上述条件下,每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量
【答案】C
【详解】A.由图可知H-H键的键能为436kJ/mol,故断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量,A正确;
B.相同的物质,状态不同时能量也不同,B正确;
C.对于反应,由图可计算每生成2mol HCl(g),需要放出的能量,属于放热反应,C错误;
D.由C项分析可知每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量,D正确;
故答案选C。
◆题型2 反应热、燃烧热
1.下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是
A.甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为57.3kJ·mol-1,则 ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.500℃、30MPa下,热化学方程式为: ΔH=-92kJ·mol-1,则将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热46kJ
【答案】B
【详解】A.1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量称为燃烧热,H的指定产物为H2O(l),C的指定产物为CO2(g),甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,A错误;
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则等物质的量C(石墨,s)比C(金刚石,s)能量低,石墨比金刚石稳定,B正确;
C.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为57.3kJ·mol-1,则H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,Ba2+和反应生成BaSO4也放出热量,故 ΔH<-57.3 kJ·mol-1,C错误;
D.500℃、30MPa下,热化学方程式为: ΔH=-92kJ·mol-1,指500℃、30MPa下,1mol N2和3molH2完全反应生成2molNH3(g)放出92kJ的热量,该反应是可逆反应,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)氨气的物质的量小于1mol,放出的热量小于46kJ,D错误;
答案选B。
2.下列关于标准燃烧热的说法中正确的是
A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的标准燃烧热
C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热
D.标准燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
【答案】C
【详解】A.未指明碳燃烧生成的是稳定的氧化物(如CO2),且若生成CO则不是完全燃烧,A错误;
B.硫的标准燃烧产物应为二氧化硫(SO2),而非三氧化硫(SO3),B错误;
C.在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(如CO2、液态H2O等)所放出的热量即为标准燃烧热,C正确;
D.标准燃烧热是固定值,不随化学方程式中各物质的化学计量数改变而改变,D错误;
故选C。
3.在298 K和100 kPa时,下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是
A.H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g) ΔH = -185 kJ · mol-1
B.C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l) ΔH = -1 746 kJ · mol-1
C.H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l) ΔH = -286 kJ · mol-1
D.2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g) ΔH = -566 kJ · mol-1
【答案】C
【详解】A.氢气完全燃烧生成的稳定物质是H2O(l),则H2与Cl2生成HCl的反应的热化学方程式,不能表示燃烧热,A错误;
B.正丁烷完全燃烧生成的稳定物质是CO2(g)和H2O(l),CO为不完全燃烧产物,不能表示燃烧热,B错误;
C.1mol H2完全燃烧生成稳定产物H2O(l),符合燃烧热定义,能表示燃烧热,C正确;
D.反应涉及2mol CO燃烧,不能表示燃烧热,D错误;
选C。
考点三 热化学方程式(重点)
◆题型1 热化学方程式书写及正误判断
1.下列说法正确的是
A.在同温同压下S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1<0;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2
B.一定条件下,将1molH2(g)和1molI2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI(g)放出热量akJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-akJ·mol-1
C.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1
D.已知,含1molHF的稀溶液和含1molNaOH的稀溶液反应放出热量bkJ,则该反应的热化学方程式可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1
【答案】A
【详解】A.气态硫的能量高于固态硫,与O2反应生成SO2时,前者放出的热量更多,ΔH1更小,因此ΔH1<ΔH2,A正确;
B.该反应为可逆反应,1mol H2和1mol I2未完全反应,实际放出的热量a kJ小于完全反应的理论值,B错误;
C.燃烧热定义是1mol物质完全燃烧的焓变,题目中方程式对应2mol H2燃烧,燃烧热应为-285.8 kJ·mol-1,C错误;
D.HF为弱酸,不能拆成离子,D错误;
故选A。
2.下列说法正确的是
A.物质中化学键的键能越大,其能量就一定越高
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.和反应的中和热,则稀溶液中和反应的焓变
D.若 ,则的燃烧热为
【答案】D
【详解】A.物质中化学键的键能越大,分子越稳定,能量越低,A错误;
B.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化时的能量变化,0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H< 38.6kJ mol 1,B错误;
C.生成水的同时又生成CaSO4微溶,故ΔH<2×(-57.3)kJ·mol-1,C错误;
D.的燃烧热为1mol完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,D正确;
故选D。
3.写出下列反应的热化学方程式:
(1)在200℃,101kPa时,1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体,放出的热量为14.9kJ:

(2)16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3 kJ热量:

(3)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知:
①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) H=-akJ·mol-1;
②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H=-bkJ·mol-1。
则反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在200℃,101kPa时,1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体,放出的热量为14.9kJ,则热化学方程式为:;
(2)16 g CH4(g)即1mol CH4(g),与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3 kJ热量,则热化学方程式为:;
(3)由盖斯定律可知,反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)可由②×2 ①得到,则;
◆题型2 中和热、燃烧热的热化学方程式
1.已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,CO的燃烧热为282.8kJ/mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,一共放出热量710.0kJ,并生成液态水,燃烧后的产物与足量的Na2O2反应。下列说法不正确的是
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)△H=-565.6kJ/mol
B.H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=—285.8kJ/mol
C.消耗Na2O2的质量为195g,该过程中转移电子2.5NA
D.燃烧后的产物与足量的Na2O2反应后,固体增重31g
【答案】D
【详解】A.CO燃烧热对应的方程式应为2CO生成2CO2,焓变为-565.6kJ/mol,A正确;
B.H 燃烧热的热化学方程式正确,生成液态水且焓变为-285.8kJ/mol,B正确;
C.Na2O2与水、二氧化碳的反应为歧化反应,1mol过氧化钠转移1mol电子,195gNa2O2物质的量为2.5mol ,则转移2.5mol电子(2.5NA),C正确;
D.H2和CO组成的混合气体56.0L(标况)物质的量为2.5mol,经充分燃烧后,放出总热量为710kJ,并生成液态水,依据氢气和一氧化碳燃烧热的热化学方程式计算,设氢气物质的量为x,一氧化碳物质的量为y,则x+y=2.5,285.8x+282.8y=710,计算得到x=1,y=1.5,固体增重应为H2和CO的总质量(1×2+1.5×28=44g),而非31g,D错误;
故选D。
2.在、下,完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热,下列燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.ΔH为正值表示吸热,但题目中反应放热,A错误;
B.虽然ΔH数值正确(2mol对应-1451.52kJ/mol),但产物H2O为气态,与题目中液态水的描述不符,B错误;
C.ΔH数值错误,2mol甲醇燃烧的ΔH应为-1451.52kJ/mol,而非-725.76kJ/mol,C错误;
D.反应式对应1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水,ΔH=-725.76kJ/mol,与计算结果一致且产物状态正确,D正确;
故选D。
3.根据下列已知条件,所写热化学方程式正确的是
A.的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量
C.,

D.能量比的能量低
【答案】D
【详解】A.燃烧热H2应生成液态水,而选项生成HCl(g),不符合燃烧热定义,A错误;
B.燃烧放出的热量与物质的多少有关,2mol二氧化硫与1mol氧气反应放出热量应为196.6kJ,热化学方程式焓变不符合,B错误;
C.生成BaSO4沉淀会额外放热,ΔH应小于 114.6 kJ·mol ,C错误;
D.96g O2(3mol)能量比96g O3(2mol)低,反应3O2→2O3 吸热,ΔH=+b kJ·mol ,D正确;
故选D。
考点四 盖斯定律(难点)
◆题型1 盖斯定律
1.肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:



则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【详解】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
2.下列说法正确的是
A.为了充分利用热能,可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧
B.H2S的标准燃烧热为562.2kJ/mol,则H2S燃烧的热化学方程式为:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=-1124.4kJ/mol
C.侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是前者更有利于保护环境
D.若如图的转化可以实现,根据盖斯定律,
【答案】D
【详解】A.通入大量的空气会带走大量的热能,反而不能充分利用热能,通入的空气应适量,A错误;
B.H2S的标准燃烧热是指1molH2S燃烧生成二氧化硫和液态水放出的能量,则H2S燃烧的热化学方程式应为:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H=-1124.4kJ/mol,B错误;
C.氨碱法通过“制氨盐水→通CO2产生沉淀→煅烧得纯碱→回收氨”的循环流程实现碳酸钠的制备,流程复杂、产生废液较多,且煅烧石灰石生成二氧化碳时的能耗较高(侯氏制碱法利用合成氨工厂的副产品二氧化碳),侯氏制碱法对其不足进行了改进,侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是提高了食盐利用率,缩短了生产流程,降低了生产纯碱的成本,C错误;
D.根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分多步完成,只要反应物和生成物的状态确定,反应热都是相同的,则图中存在:-=,即=0成立,D正确;
故选D。
◆题型2 反应热大小比较
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. kJ/mol,则的燃烧热为1478.8kJ/mol
B. ; ,则
C. kJ/mol,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.C(石墨,s) = C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
【答案】D
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,而该反应生成气态水,因此ΔH不是燃烧热,A错误;
B.固态硫转化为气态硫需要吸热,燃烧时释放的热量更少,ΔH1(负值)应大于ΔH2,B错误;
C.反应生成BaSO4沉淀会额外放热,实际放热量大于57.3kJ,C错误;
D.ΔH>0表明石墨转化为金刚石吸热,说明石墨能量更低、更稳定,D正确;
故选D。
2.下列说法正确的是
A.葡萄糖燃烧热是,则 
B.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量为,则 
C.已知 ; ,则
D.若 ,则金刚石比石墨稳定
【答案】A
【详解】A.燃烧热指1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,葡萄糖燃烧热为2800kJ·mol ,对应的热化学方程式应为,。选项A的方程式为0.5mol葡萄糖燃烧,数值正确为-1400kJ·mol ,且产物为液态水,符合燃烧热定义,故A正确。
B.该反应为可逆反应,1mol SO2和0.5mol O2无法完全转化为SO3,实际放热79.2kJ小于完全反应的理论值,若写成,则意味着2mol SO2完全反应放热158.4kJ,但实际应更小,故B错误;
C.比较两个反应的焓变:生成CO2(完全燃烧)放热更多,更小,设生成2mol CO2的,生成2mol CO的,则,故C错误;
D.表明石墨→金刚石为吸热反应,石墨能量更低,更稳定;故D错误;
答案选A。
3.下列有关说法正确的是
A.软脂酸燃烧热的热化学方程式为:
B.一定条件下,与充分反应生成和放热,其热化学方程式:
C.已知同温同压下:;,则
D.已知,则电解熔融生成时释放能量
【答案】B
【详解】A.软脂酸燃烧热要求生成液态水,而方程式中H2O为气态,不符合燃烧热定义,A错误;
B.可逆反应无法完全进行,实际放热a kJ小于理论最大值,ΔH对应1mol反应的理论值,故ΔH < -2akJ/mol,B正确;
C.ΔH1为强酸强碱中和,ΔH2为弱酸中和,后者放热更少,ΔH1应小于ΔH2,C错误;
D.电解Al2O3是吸热过程,应吸收1675.5kJ而非释放,D错误;
故选B。
4.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①;
②;
③;
A.① B.③ C.②③ D.①②③
【答案】C
【详解】①C完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量,ΔH为负值,放热越多ΔH越小,故ΔH1 < ΔH2,不符合化学反应的ΔH前者大于后者;
②反应3生成1mol H2O(ΔH3=-286 kJ/mol),反应4生成2mol H2O(ΔH4=-572 kJ/mol),故ΔH3 > ΔH4,符合化学反应的ΔH前者大于后者;
③CaCO3分解吸热(ΔH5>0),CaO与水反应放热(ΔH6<0),显然ΔH5 > ΔH6,符合化学反应的ΔH前者大于后者;
综上,②③符合题意,故选C。
5.下列各组热化学方程式中,的是
A. ,
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.碳不完全燃烧生成CO(ΔH1)的焓变绝对值小于完全燃烧生成CO2(ΔH2),故ΔH1> ΔH2,A正确;
B.CaO与水反应放热,ΔH1<0,CaCO3分解吸热,ΔH2>0,故ΔH1<ΔH2,B错误;
C.硫酸与Ba(OH)2反应生成沉淀,释放更多热量,ΔH1更负,故ΔH1 < ΔH2,C错误;
D.HCl为强酸,中和放热更多,ΔH1更负,而CH3COOH为弱酸,电离时吸收热量,ΔH2绝对值更小,故ΔH1< ΔH2,D错误;
故选A。
◆题型3 能量与键能计算反应热
1.已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
【答案】B
【详解】根据题意,反应的方程式为,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,即0.5mol H-H键(0.5×436=218kJ)+0.5mol Cl-Cl键(0.5×243=121.5kJ)-1mol H-Cl键 (431kJ),ΔH = 339.5 - 431 = -91.5kJ,对应生成1mol HCl时放出91.5kJ热量,故选B。
2.科学家已获得了气态分子,其空间结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂键吸收能量,断裂键吸收能量。下列说法错误的是
A.的过程中吸收能量
B.和中的原子均达到8电子稳定结构
C.和之间的转化为化学变化
D.为吸热反应
【答案】D
【详解】A.断裂化学键互吸收能量,则N4(g)=4N(g)的过程中会吸收能量6 mol×193 kJ/mol=1158 kJ,A正确;
B.氮原子最外层有5个电子,在氮气中和中每个单原子都形成了三个键,则其中原子均达到8电子稳定结构,B正确
C.由于N4、N2是两种不同的物质,因此N4转化为N2属于化学变化,C正确;
D.反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,N4(g)=2N2(g)中反应热△H=6×193 kJ/mol-2×946 kJ/mol= -734 kJ/mol,故1 mol N4转化为N2时会放出734 kJ能量,D错误;
故选D。
3.I.回答下列问题。
(1)Si在科技发展中有着重要的地位。Si在元素周期表中的位置为 。
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/kJ/mol a 436 431 176
已知:1mol Si中有2mol Si-Si键;工业上所用的高纯硅可通过下列应反制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),△H=+236 kJ/mol。则a= 。
II. 近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为 CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成乙醇(CH3CH2OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
i. CO的燃烧热为282.8 kJ/mol;
ii.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H2=-483.6 kJ/mol
iii.2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+ H2O(g) △H3=-256.9 kJ/mol
(2)写出2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)的热化学方程式: 。
【答案】(1) 第三周期IVA族 360
(2)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H= -174.9kJ/mol
【详解】(1)Si在周期表中的位置为第三周期IVA族;ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=4a kJ/mol +2×436 kJ/mol -2×176 kJ/mol -4×431 kJ/mol =236 kJ/mol,求得a=360,故答案为:第三周期IVA族;360。
(2)i.CO的燃烧热为282.8 kJ/mol,则热反应方程式为:CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H= -282.8kJ/mol,根据盖斯定律,未知反应由iii-2i+ii得到,,则反应的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H= -174.9kJ/mol,故答案为:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H= -174.9kJ/mol。
◆题型4 反应焓变的计算
1.已知:①;
②。转化为的热量变化为
A.放出 B.吸收 C.放出 D.吸收
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,反应①-反应②得到反应,则反应,所以1mol转化为,放出的热量为,故选A。
2.已知: , 。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量,同时生成4.4g,则原混合气体中和CO的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由4.4g可知原混合物中含的物质的量为0.1,反应中放热为,其余的热量是燃烧放出的,根据反应 ,可得含的物质的量为,所以和CO的物质的量之比为,答案选A。
3.在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
【答案】C
【详解】设CH4为amol,CO为bmol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3~CO2,根据碳元素守恒:amol+bmol= =0.5mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式及放出的热量,可得:890kJ/mol×amol+kJ/mol×bmol=262.9kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比=物质的量之比=0.2mol:0.3mol=2:3,故选C。
4.研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则 (用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 。全部被氧化为的热化学方程式为 。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是 ,图示总反应的化学方程式为 。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出 热量。(用含a的式子表示)
【答案】(1)+
(2)
(3) 催化剂
【详解】(1)由盖斯定律可知,该反应可由2×①+②得到,则+;
(2)由左图可得:Ⅰ:;则 ;
由由图可得:Ⅱ:;
由盖斯定律:Ⅰ+Ⅱ可得:,==-806.39;全部被氧化为的热化学方程式为:;
(3)①该循环过程中,在反应②中作反应物,在反应③中作产物,总过程中作催化剂;总反应的化学方程式为;
②生成时放出热量,由总反应可知,生成1mol水时转移2mol电子,则转移个电子时即1mol电子转移,放出热量。
5.请回答:
(1)在25℃和101kPa时,1mol完全燃烧生成和时放出853kJ的热量,请写出燃烧的热化学方程式 ,理论上1kg黄铁矿(的含量为90%)完全燃烧放出的热量为 kJ。
(2)已知断裂1mol、1mol、1mol需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ、391kJ,则 kJ mol-1。
(3)已知:
① kJ mol-1
② kJ mol-1
③ kJ mol-1
上述反应中属于吸热反应的是 (填序号);
请写出表示CO燃烧热的热化学方程式 。
【答案】(1) kJ mol-1 6397.5
(2)-92.4
(3) ① kJ mol-1
【详解】(1)在25℃和101kPa时,1mol完全燃烧生成和时放出853kJ的热量,则燃烧的热化学方程式 kJ mol-1,1kg黄铁矿(的含量为90%)中的物质的量为,完全燃烧放出的热量为。
(2)焓变=反应物总键能-生成物总键能,断裂1mol、1mol、1mol需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ、391kJ,则 kJ mol-1=-92.4 kJ mol-1。
(3)① kJ mol-1
② kJ mol-1
③ kJ mol-1
吸热反应>0,上述反应中属于吸热反应的是①;
CO的燃烧热是1molCO燃烧生成二氧化碳放出的热量。根据盖斯定律③-②得表示CO燃烧热的热化学方程式 kJ mol-1。
B 综合攻坚·知能拔高
1.已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为( )
A.920kJ B.557kJ C.436kJ D.188kJ
【答案】C
【详解】根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -484 kJ/mol,设1mol H-H键断裂时吸收热量为x,则ΔH= -484 = 2x + 496 - 463×4,解得x = 436,故C正确;
故答案为C。
【点睛】反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量,若差值小于0,为放热反应,反之,为吸热反应。
2.已知、和的燃烧热分别是、、, ,下列热化学方程式或表述正确的是
A.
B.和充分反应,可放出46.2kJ的热量
C.
D.
【答案】D
【分析】由、和的燃烧热分别是、、可得反应①:,反应②: ,反应③:,据此回答。
【详解】A.由反应③:可知,生成液态水时放出的热量更多,故 ,A错误;
B.由可知,该反应为可逆反应,不能完全进行,故和充分反应,放出的热量小于46.2kJ,B错误;
C.由反应②为可知, ,C错误;
D.由分析知,由盖斯定律得=故,D正确;
故选D。
3.下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示丙烷的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为,将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合,混合液的最高温度随的变化(已知)
D.丁图中反应的热化学方程式为
【答案】D
【详解】A.由图可知反应物的能量大于生成物的能量,为放热放应,而 为吸热反应,故A错误;
B.燃烧热要求生成液态水,而图中显示的却是气态水,故B错误;
C.溶液的物质的量浓度相同,当二者的体积比为时,二者恰好完全反应,放出的热量最多,混合液的温度最高,此时硫酸溶液的体积为,氢氧化钠溶液的体积为,故C错误;
D.由图可知的能量为原子的能量为的能量为,,故D正确;
故选D。
4.下列说法正确的是
Ⅱ:
且a、b、c均大于零,则断开1 mol H-Cl键所需的能量为(a+b+c)kJ
A.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
B.若 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol,则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
C.右图可表示水分解过程中的能量变化
D.已知:Ⅰ:对于反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g) △H=-a kJ/mol,
【答案】C
【分析】依据焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算;断裂化学键吸热过程;燃烧热是1mol纯净的可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量;氢气和氧气燃烧生成水是放热反应,则水分解是吸热过程;据此分析解答。
【详解】A.某些放热反应需要加热才能反应,常温发生的反应不一定是放热反应,如Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl反应是吸热反应,常温下进行,故A错误;
B.反应生成的是一氧化碳是不稳定的氧化物,不符合燃烧热概念,故B错误;
C.反应物能量低于生成物能量,催化剂降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变反应热;图像符合要求,故C正确;
D.△H=bkJ/mol+ckJ/mol-2H-Cl键能=-akJ/mol;所以H-Cl键能=(a+b+c)/2kJ/mol;断开1 mol H-Cl键所需吸收的能量为(a+b+c)/2kJ,故D错误;
故答案选C。
5.丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是
A.断开1mol丙烷中的化学键所需能量大于断开1mol丙烯及1mol氢气的所需能量之和
B.该反应各个中间步骤都是吸热过程,因此该反应的进行一定需要加热
C.该过程中发生了碳碳键的断裂与形成
D.以上反应历程主要包含了3步变化,其中第三步过程能量变化值最大
【答案】A
【详解】A.由图可知,CH3CH2CH3的能量小于CH2CH=CH2和H2的总能量,故丙烷脱氢生成丙烯和氢气的反应为吸热反应,根据ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,断裂1mol丙烷中总键能大于断裂1mol丙烯和1mol氢气的总键能之和,A正确;
B.吸热反应不一定需要加热,比如氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应为吸热反应但不需要加热,B错误;
C.该过程中碳骨架由C-C-C变为C-C=C,并未发生碳碳键的断裂,C错误;
D.以上反应历程中主要包含三步变化,其中第一步过程的能量变化值最大,D错误;
故选A。
6.下列有关说法正确的是
A.利用图甲装置可准确测定中和反应的反应热
B.向图乙a中加入某一固体和液体,若注射器活塞右移,则a一定发生了放热反应
C.为使测定的中和反应反应热更准确,可分多次向稀盐酸中加稀NaOH溶液
D.有化学键断裂或形成的变化一定有能量变化,但不一定有新物质生成
【答案】D
【详解】A.图甲中缺少环形玻璃搅拌棒,A错误;
B.向图乙的试管a中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,只能说明中发生了放热过程,但不一定属于放热反应,B错误;
C.为使测定的中和反应反应热更准确,应一次性向稀盐酸中加入稀NaOH溶液,C错误;
D.化学键断裂一定吸收能量,化学键形成一定释放能量,但只有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化,如NaCl晶体溶于水或盐酸的挥发等,D正确;
故选D。
7.天然气使用前需要脱硫,发生下列反应:
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g)=S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为
A.△H4=(△H1+△H2-3△H3) B.△H4=(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=(△H1-△H2+3△H3) D.△H4=(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,①×+②×—③×2得反应④,则△H4=(△H1+△H2-3△H3),故选A。
8.下列说法或表示不正确的是
A.由 ,可知石墨比金刚石稳定
B.分别向等浓度等体积的NaOH溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸,反应的热效应分别为、,则
C.甲烷的燃烧热为,表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
D.已知 ,则完全反应,放出的热量小于
【答案】C
【详解】A.能量越低稳定性越高,石墨比金刚石能量低,所以石墨更稳定,A正确;
B.醋酸是弱酸,存在电离平衡,电离过程吸热,所以稀醋酸和NaOH溶液反应放热少,大,,B正确;
C.燃烧热是指在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,水应为液态,故C错误;
D.能量低于,所以完全反应,放出的热量小于,D正确;
故选C。
9.已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。则、、的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧,放出热量。设、、的物质的量分别为x、y、z,可得方程①x+y+z=0.5,②1300x+1400y+1560z=700,反应①×1400-反应②得11x-160z=0,解得,根据选项,只有D项符合,故答案选D。
10.回答下列问题:
(1)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,与反应生成和的热化学方程式为: 。
(2)已知在和下,部分化学键键能(气态原子气态分子)数据如表所示。
化学键
键能() 498 414 803 462
已知: ,甲烷()是一种常用燃料,则表示甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH= =-890
【详解】(1)由信息可知① ;
② 。
根据盖斯定律,由①-②×2得:;
(2)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,根据燃烧热的定义,得出热化学方程式中甲烷的系数为1,生成的水应为液态水,键能为1mol气态分子完全离解成气态原子所吸收的能量分配给结构式中各个共价键的能量,根据表格中的数据和H2O(1)=H2O(g) ,可得出:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH=[4×414+2×498-(2×803+4×462)-2×44] =-890 。
则甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH= =-890 。
11.2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题:
I.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g,M在常温常压下完全燃烧生成和时,放出的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的标准燃烧热 。(保留一位小数)
II.火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。已知:
(2)请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。
(3)1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时,放出的热量是 。
III.甲醇也是一种常见的燃料,利用和H2在一定条件下可合成甲醇,发生如下反应:,其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示。
(4)下列说法正确的是 。
A.上述反应的
B.a反应正反应的活化能为
C.b过程中第I阶段为吸热反应,第II阶段为放热反应
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和
E.b过程的反应速率:第II阶段>第I阶段
(5)能源短缺是全球面临的问题,用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的为 。
化学键 C—H H—H C—O C=O H—O
键能 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
【答案】(1) CH4 890.3
(2)
(3)
(4)ACE
(5)-181.6
【详解】(1)标准状况下,1.68L气态燃料M的物质的量为=0.075mol,其摩尔质量为。该燃料仅由C、H元素组成,则其分子式为CH4。根据题干可知0.075mol CH4完全燃烧生成和时,放出的热量,则1mol CH4完全燃烧放出的热量为,则其燃烧热为890.3kJ。
(2)根据图像可写出如下热化学方程式:
① ;

根据盖斯定律,②×2-①即可得到反应式 。
(3)已知反应③ ,用上述反应+③即可得到目标式: 。根据热化学方程式的含义可知:1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时,放出的热量是。
(4)A.上述反应的△H=(419-510)=-91,A正确;
B.由图可知,a反应正反应的活化能为419 ,B错误;
C.b过程中第I阶段生成物能量高,为吸热反应,第Ⅱ阶段生成物能量低于反应物能量,
为放热反应,C正确;
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但不能改变△H,D错误;
E.b过程的第Ⅱ阶段活化能低,因此反应速率:第Ⅱ阶段>第I阶段,E正确;
故选ACE。
(5)△H=反应物总键能-生成物总键能=2×745.0+3×436.0-3×413.4-351.0-462.8-2×462.8 =-181.6。
12.请回答下列问题:
(1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。CO还原法:一定条件下,由和CO反应生成S和的能量变化如图所示,已知每生成,那该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。
(2)与反应生成和一种黑色固体。在25℃、下,已知该反应每转移,放热44.4kJ,写出该反应的热化学方程式 。
(3)近年来空气污染日益严重,原因之一是汽车尾气中含有、、等气体。为消除汽车尾气的污染,可采取:NO和CO在催化转换器中发生如下反应:

已知:;
CO的燃烧热为;
与CO发生反应的热化学方程式:, (用、、表示)。
(4)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是:在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,被空气中的氧化为是钢催化剂的活性成分,郭汗贤等提出:在对反应Ⅰ的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如下:
有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:
化学键
能量 535 496 472
①由此计算反应Ⅰ的 。
②反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式为 、 。
【答案】(1) 放出 135
(2)
(3)
(4) -98
【详解】(1)根据图象分析,反应物总能量高于生成物总能量,则反应为放热反应,正逆反应活化能之差为反应放出的热量,则生成1molS时放出的热量为(679-409)kJ=270kJ,16gS为0.5mol,则放出的热量为135kJ;
故答案为:放出;135;
(2)1个CuCl反应生成CuCl2转移1个电子,1个O2生成2个CuO转移4个电子,转移1mol电子放出44.4kJ能量,转移4mol电子放出能量;;
故答案为:;
(3)根据给定的反应①2NO(g)+2CO (g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH1;
②2NO(g)+O2 (g)=2NO2(g) ΔH2,
CO的燃烧热的热化学方程式③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) ΔH3,①-②+2×③可得方程式,2NO2(g)+4CO (g)=4CO2(g)+N2(g)结合盖斯定律可计算出;
故答案为:;
(4)①反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则反应Ⅰ的;
故答案为:-98;
②反应Ⅱ生成V2O4 SO3,方程式为,反应ⅢV2O4 SO3与氧气反应生成V2O5和SO3,方程式为;
故答案为:;。
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