?專題九　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
1.下列說法正確的是(　　)
A.焓的大小受體系的溫度、壓強等因素的影響
B.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后體系的焓的變化
C.濃硫酸溶于水是放熱反應(yīng)
D.放熱反應(yīng)的實質(zhì)為形成新化學(xué)鍵釋放的能量小于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量
答案　A　焓的大小取決于物質(zhì)的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)并受溫度、壓強等因素的影響,A正確;在等壓反應(yīng)中,如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化沒有以電能、光能等其他形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后體系的焓的變化,B錯誤;濃硫酸溶于水會放出熱量,但是物理變化,不是化學(xué)反應(yīng),C錯誤;放熱反應(yīng)的實質(zhì)為形成新化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量,D錯誤。

2.某科研人員用下列流程實現(xiàn)了太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。

反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　ΔH1=+551 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s)　ΔH2=-254 kJ·mol-1
則能表示S(s)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中的ΔH為(　　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.-297 kJ·mol-1　　　B.-605 kJ·mol-1
C.+43 kJ·mol-1　 　　D.-43 kJ·mol-1
答案　A　根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ得到SO2(g) O2(g)+S(s)　ΔH=+551 kJ·mol-1+(-254 kJ·mol-1)=+297 kJ·mol-1,則表示S(s)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-297 kJ·mol-1,故A符合題意。
能力提升　運用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”
一調(diào):根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式,調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置,改寫已知的熱化學(xué)方程式。
二調(diào):根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號。
三調(diào):調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。
一加:將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH加起來。
3.以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個新途徑,該反應(yīng)的機理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化如圖所示。

下列說法正確的是(　　)
A.過程①中鈦氧鍵斷裂會釋放能量
B.該反應(yīng)中,光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的焓變,從而提高化學(xué)反應(yīng)速率
D.CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　ΔH=+30 kJ/mol
答案　B　化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量,過程①中鈦氧鍵斷裂會吸收能量,A錯誤;根據(jù)圖示,該反應(yīng)以TiO2為催化劑、光和熱存在的條件下分解CO2生成CO和O2,該反應(yīng)中,光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;催化劑通過降低反應(yīng)的活化能提高化學(xué)反應(yīng)速率,不能降低反應(yīng)的焓變,C錯誤;ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　ΔH=[1 598×2-(1 072×2+496)]kJ/mol=+556 kJ/mol,D錯誤。

4.聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無色液體,可用作火箭燃料。下列說法不正確的是(　　)
①2O2(g)+N2(g) N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)+2H2(g) N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)　ΔH4=-1 048.9 kJ·mol-1
A.ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
B.O2(g)+2H2(g) 2H2O(l)　ΔH5,ΔH5>ΔH3
C.1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的總能量高于2 mol H2O(g)
D.聯(lián)氨和N2O4作為火箭推進劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱且產(chǎn)物無污染
答案　B　根據(jù)蓋斯定律計算2×③-2×②-①得到④,則ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1,A項正確;O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)　ΔH3,O2(g)+2H2(g) 2H2O(l)　ΔH5,氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水過程中放出熱量,焓變?yōu)樨?fù)值,則ΔH5E(生成物鍵能總和),B正確;利用蓋斯定律,將反應(yīng)②-③得反應(yīng)C(s)+2H2(g) CH4(g),ΔH=(+131.3 kJ·mol-1)-(+206.1 kJ·mol-1)=-74.8 kJ·mol-1,C不正確;因為2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.6 kJ·mol-1,而2H2O(g) 2H2O(l)　ΔH0,A正確;步驟②反應(yīng)的ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量=(-49 kJ·mol-1)-41 kJ·mol-1=-90 kJ·mol-1,B正確;步驟①的活化能大于步驟②,即步驟①的反應(yīng)速率較慢,是總反應(yīng)的決速步驟,C錯誤;升高溫度,各步驟的反應(yīng)物和生成物的活化分子百分?jǐn)?shù)均增大,各步驟的正、逆反應(yīng)速率均增大,D正確。

12.某種制備H2O2的反應(yīng)機理如圖。下列說法正確的是(　　)

A.反應(yīng)①中有非極性鍵的斷裂和形成
B.該過程中Pd的化合價有0、+2和+4三種
C.①、②、③均為氧化還原反應(yīng)
D.[PdCl4]2-能降低反應(yīng)的活化能
答案　D　A項,反應(yīng)①中有非極性鍵(H—H鍵)的斷裂和極性鍵(H—Cl鍵)的形成,錯誤;B項,該過程中Pd的化合價有0和+2兩種,錯誤;C項,③不是氧化還原反應(yīng),錯誤;D項,[PdCl4]2-作催化劑,能降低反應(yīng)的活化能,正確。



13.一定條件下,丙烯(CH2 CHCH3)和HBr發(fā)生的兩個可逆反應(yīng)的能量變化如圖所示,已知第Ⅱ階段中兩個可逆反應(yīng)最終均達到平衡狀態(tài)。下列說法正確的是(　　)

A.穩(wěn)定性:1-溴丙烷>2-溴丙烷
B.平衡后產(chǎn)物的質(zhì)量:1-溴丙烷MCl2>MF2
D.MF2(s)+Br2(l) MBr2(s)+F2(g)　ΔH=+600 kJ·mol-1
答案　C　由題給示意圖可寫出熱化學(xué)方程式:①M(s)+Cl2(g) MCl2(s)　ΔH 1=-641.3 kJ·mol-1,②M(s)+Br2(l) MBr2(s)　ΔH 2=-524 kJ·mol-1,③M(s)+F2(g) MF2(s)　ΔH3=-1 124 kJ·mol-1,由蓋斯定律,①-②可得MBr2(s)+Cl2(g) MCl2(s)+Br2(l)　ΔH=ΔH 1-ΔH2=-117.3 kJ·mol-1,②-③可得MF2(s)+Br2(l) MBr2(s)+F2(g)　ΔH=ΔH2-ΔH3=+600 kJ·mol-1,故A、D正確;M(s)和Cl2(g)反應(yīng)生成MCl2(s)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則MCl2(s)分解制得M(s)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故B正確;能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定,故題述化合物的熱穩(wěn)定性順序為MF2>MCl2>MBr2>MI2,故C錯誤。


21.MnO2催化除去HCHO的機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)

A.MnO2降低了反應(yīng)的焓變
B.反應(yīng)②中斷裂碳氧雙鍵
C.反應(yīng)①~④均是氧化還原反應(yīng)
D.上述機理的總反應(yīng)為HCHO+O2 CO2+H2O
答案　D　由題干可知,MnO2作催化劑,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)的焓變,A錯誤;由題圖可知,反應(yīng)②為·OH+HCHO H2O+·CHO,過程中碳氧雙鍵沒有斷裂,B錯誤;反應(yīng)④為HCO3-+H+ CO2↑+H2O,沒有元素化合價發(fā)生變化,不是氧化還原反應(yīng),C錯誤;由題圖可知,該反應(yīng)的機理是在MnO2的催化作用下,O2和HCHO反應(yīng)生成CO2和H2O,D正確。

22.科學(xué)工作者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果,研究了在Pt/SiO2催化劑表面上CO2與H2的反應(yīng)歷程,前三步歷程如圖所示,其中吸附在Pt/SiO2催化劑表面上的物種用“·”標(biāo)注,Ts表示過渡態(tài)。

下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.前三步的總反應(yīng)的ΔH0,根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS,要使任意溫度下均有ΔG

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