考綱要求1.了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化, 了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義, 能正確書寫熱化學方程式。4.了解焓變與反應熱的含義。5.理解蓋斯定律,并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應焓變的簡單計算。6.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ), 了解化學在解決能源危機中的重要作用。
考點三 燃燒熱、中和熱 能源
考點四 有關(guān)反應熱的比較與計算
考能提升 探究高考 明確考向
1.化學反應中的能量變化(1)化學反應中的兩大變化: 變化和 變化。(2)化學反應中的兩大守恒: 守恒和 守恒。(3)化學反應中的能量轉(zhuǎn)化形式: 、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為 的變化。2.焓變、反應熱(1)定義:在 條件下進行的反應的 。(2)符號: 。(3)單位: 或 。
3.吸熱反應和放熱反應(1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析,如圖所示。
(2)從反應熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析
(3)記憶常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應:①可燃物的燃燒;②酸堿中和反應;③大多數(shù)化合反應;④金屬跟酸的置換反應;⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。吸熱反應:①大多數(shù)分解反應;②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離;③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應;④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)放熱反應不需要加熱就能反應,吸熱反應不加熱就不能反應(  )(2)物質(zhì)發(fā)生化學變化都伴有能量的變化(  )(3)吸熱反應在任何條件下都不能發(fā)生(  )(4)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應熱(  )解析 物理變化過程,其能量變化不能稱為反應熱。
(5)同溫同壓下,反應H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同(  )(6)可逆反應的ΔH表示完全反應時的熱量變化,與反應是否可逆無關(guān)(   )解析 焓變與反應條件無關(guān)。
2.反應 A+B―→C(ΔH<0)分兩步進行:①A+B―→X(ΔH>0),②X―→C(ΔH<0)。試在下列坐標圖中畫出總反應過程中能量變化示意圖。
由A+B―→X ΔH>0可知,X的能量比A和B的能量和大。由X―→C ΔH<0可知,C的能量比X的能量低。

題組一 依據(jù)圖形,理清活化能與焓變的關(guān)系1.某反應過程中體系的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是A.反應過程可表示為 ―→ ―→B.E1為反應物的總能量與過渡態(tài)的能量差,稱為正反應的活化能C.正反應的熱效應ΔH=E1-E2<0,所以正反應為放熱反應D.此圖中逆反應的熱效應ΔH=E1-E2<0,所以逆反應為放熱反應
由圖可知,正反應放熱,ΔH為負值;逆反應吸熱,ΔH為正值,D錯誤。
2.某反應的ΔH=+100 kJ·ml-1,下列有關(guān)該反應的敘述正確的是A.正反應活化能小于100 kJ·ml-1B.逆反應活化能一定小于100 kJ·ml-1C.正反應活化能大于100 kJ·ml-1D.正反應活化能比逆反應活化能小100 kJ·ml-1
某反應的ΔH=+100 kJ·ml-1,說明該反應的正反應為吸熱反應,且正反應的活化能比逆反應的活化能大100 kJ·ml-1,正反應的活化能應大于100 kJ·ml-1,無法確定逆反應的活化能大小。
3.(2017·廣東普寧中學質(zhì)檢)甲醛是一種重要的化工產(chǎn)品,可利用甲醇催化脫氫制備。甲醛與氣態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系如圖所示。(1)甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的反應是 (填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應熱是否相同? ,原因是______________________________________________________________。
一個化學反應的反應熱僅與反應的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應途徑無關(guān)
正確理解活化能與反應熱的關(guān)系(1)催化劑能降低反應所需活化能,但不影響焓變的大小。(2)在無催化劑的情況下,E1為正反應的活化能,E2為逆反應的活化能,即E1=E2+|ΔH|。
題組二 依據(jù)共價鍵數(shù),利用鍵能計算反應熱4.(2016·北京四中模擬)已知1 g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量143 kJ,18 g水蒸氣變成液態(tài)水放出44 kJ的熱量。其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:則表中x為A.920 D.188
根據(jù)題意,可得熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·ml-1;而18 g水蒸氣變成液態(tài)水時放出44 kJ熱量,則2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·ml-1,即-484 kJ=2×436 kJ+496 kJ-4x kJ,解得x=463。
5.通常把拆開1 ml某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱,也可用于估算化學反應的反應熱(ΔH),化學反應的ΔH等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù),供計算使用。工業(yè)上的高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g),該反應的反應熱ΔH為 。
+236 kJ·ml-1
SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算,而產(chǎn)物硅屬于原子晶體,可根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中的共價鍵的數(shù)目。1 ml晶體硅中所含的Si—Si鍵為 2 ml,即制取高純硅反應的反應熱ΔH=4×360 kJ·ml-1+2×436 kJ·ml-1-(2×176 kJ·ml-1+4×431 kJ·ml-1)=+236 kJ·ml-1。
1.熟記反應熱ΔH的基本計算公式ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量ΔH=反應物的總鍵能之和-生成物的總鍵能之和
2.規(guī)避兩個易失分點(1)舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是同時進行的,缺少任何一個過程都不是化學變化。(2)常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目
1.概念表示參加反應 和 的關(guān)系的化學方程式。2.意義表明了化學反應中的 變化和 變化。如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·ml-1表示:2 ml氫氣和1 ml氧氣反應生成2 ml液態(tài)水時放出571.6 kJ的熱量。
3.熱化學方程式書寫注意事項(1)注明反應條件:反應熱與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)。絕大多數(shù)反應是在25 ℃、101 kPa下進行的,可不注明。(2)注明物質(zhì)狀態(tài):常用 、 、 、 分別表示固體、液體、氣體、溶液。(3)注意符號單位:ΔH應包括“+”或“-”、數(shù)字和單位(kJ·ml-1)。(4)注意守恒關(guān)系:①原子守恒和得失電子守恒;②能量守恒。(ΔH與化學計量數(shù)相對應)(5)區(qū)別于普通方程式:一般不注“↑”、“↓”以及“點燃”、“加熱”等。
(6)注意熱化學方程式的化學計量數(shù)熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。且化學計量數(shù)必須與ΔH相對應,如果化學計量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。(7)同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學方程式除了注明狀態(tài)外,還要注明名稱。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-a kJ·ml-1表示1 ml S和氧氣完全反應生成1 ml SO2氣體,放出熱量為a kJ。(  )(2)2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH>0(  )(3)C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定(  )(4)已知:500 ℃,30 ΜPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,將1.5 ml H2和過量的N2在此條件下,充分反應,放出熱量46.2 kJ(  )
2.實驗室用4 ml SO2與2 ml O2在一定條件下進行下列反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.64 kJ·ml-1,當放出314.624 kJ熱量時,SO2的轉(zhuǎn)化率為 。
當放出熱量為314.624 kJ時,參加反應的SO2的物質(zhì)的量為×2=3.2 ml,故SO2的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=80%。
題組一 多角度書寫熱化學方程式角度一 依據(jù)反應事實書寫熱化學方程式1.依據(jù)事實,寫出下列反應的熱化學方程式。(1)SiH4是一種無色氣體,遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃,生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2 g SiH4自燃放出熱量89.2 kJ。SiH4自燃的熱化學方程式為 。
SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·ml-1
(2)在25 ℃、101 kPa下,一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量Q kJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,則乙醇 燃燒的熱化學方程式為______________________________________________________________。(3)NaBH4(s)與水(l)反應生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ,該反應的熱化學方程式是 。
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·ml-1
NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216 kJ·ml-1
(4)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應可生成化合物AX5。回答下列問題:已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應生成1 ml AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為 。
AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·ml-1
角度二 依據(jù)能量圖像書寫熱化學方程式2.已知化學反應A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,請寫出該反應的熱化學方程式: 。
A2(g)+B2(g)===2AB(g) ΔH=+(a-b) kJ·ml-1
由圖可知,生成物總能量高于反應物總能量,故該反應為吸熱反應,ΔH=+(a-b) kJ·ml-1。
3.化學反應N2+3H22NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應反應完全)。
試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式。
N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(c+b-a)kJ·ml-1
題組二 判斷熱化學方程式的正誤4.判斷下列熱化學方程式書寫是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”(注:焓變數(shù)據(jù)均正確)(1)CaCO3(s)===CaO+CO2(g) ΔH=177.7 kJ(  )(2)C(s)+H2O(s)===CO(g)+H2(g) ΔH=-131.3 kJ·ml-1(  )(3)C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·ml-1(  )(4)CO(g)+ O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1(  )
(5)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1(  )(6)500 ℃、30 MPa下,將0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密閉容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH=-38.6 kJ·ml-1(  )
5.實驗測得:101 kPa時,1 ml H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ的熱量;1 ml CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·ml-1②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·ml-1④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1A.僅有② B.僅有②④C.僅有②③④ D.全部符合要求
書寫熱化學方程式時要重點注意其與普通化學方程式不同的幾點:(1)生成物的穩(wěn)定狀態(tài),H2O為液態(tài),C的穩(wěn)定化合物為CO2;(2)單位是kJ·ml-1,不是kJ;(3)數(shù)值,ΔH的數(shù)值要與熱化學方程式中化學計量數(shù)保持一致;(4)符號,吸熱用“+”標注,放熱用“-”標注。僅②④符合要求。
做到“五看”,快速判斷熱化學方程式的正誤(1)看熱化學方程式是否配平。(2)看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確。(3)看ΔH的“+”、“-”符號是否正確。(4)看反應熱的單位是否為kJ·ml-1。(5)看反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。
1.燃燒熱(1)概念:在101 kPa時, 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ·ml-1表示。燃燒熱的限定詞有恒壓(101 kPa時)、可燃物的物質(zhì)的量(1 ml)、完全燃燒、 的氧化物等,其中的“完全燃燒”,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的氧化物:C→ ,H→ ,S→ 等。(2)表示的意義:例如C的燃燒熱ΔH為-393.5 kJ·ml-1,表示在101 kPa時,1 ml C完全燃燒放出393.5 kJ的熱量。
(3)書寫熱化學方程式:燃燒熱是以1 ml純物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的,因此在書寫它的熱化學方程式時,應以燃燒 1 ml 物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。例如:C8H18(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5 518 kJ·ml-1,即C8H18的燃燒熱ΔH為-5 518 kJ·ml-1。(4)燃燒熱的計算:可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放=n(可燃物)×|ΔH|。式中:Q放為可燃物燃燒反應放出的熱量;n為可燃物的物質(zhì)的量;ΔH為可燃物的燃燒熱。
2.中和熱(1)概念:在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成 時的反應熱叫中和熱。(2)注意幾個限定詞:①稀溶液;②產(chǎn)物是1 ml液態(tài)H2O;③用離子方程式可表示為OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1。(3)中和熱的測定①測定原理ΔH=
3.能源(1)能源分類
(2)解決能源問題的措施①提高能源的利用效率:a.改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié);b.科學控制燃燒反應,使燃料充分燃燒。②開發(fā)新能源:開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能(  )(2)農(nóng)村用沼氣池產(chǎn)生的沼氣作燃料屬于生物質(zhì)能的利用(  )(3)隨著科技的發(fā)展,氫氣將成為主要能源之一(  )(4)食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等屬于直接利用能源(  )(5)糧食作物是制乙醇燃料的重要原料(  )
(6)開發(fā)利用各種新能源,減少對化石燃料的依賴,可以降低空氣中PM 2.5的含量(  )(7)低碳生活注重節(jié)能減排,盡量使用太陽能等代替化石燃料,減少溫室氣體的排放(  )
2.以50 mL 0.50 ml·L-1鹽酸與50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH反應為例,填寫下表。(填“偏小”或“偏大”)
題組一 燃燒熱、中和熱的含義及正確表述1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)S(s)+ O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·ml-1(燃燒熱) (ΔH的數(shù)值正確)(  )(2)NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·ml-1(中和熱) (ΔH的數(shù)值正確)(  )(3)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH=2×(-57.3) kJ·ml-1(  )
(4)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·ml-1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJ·ml-1(  )(5)H2(g)的燃燒熱是285.8 kJ·ml-1,則2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·ml-1(  )(6)葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJ·ml-1,則 C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·ml-1(  )
(7)已知101 kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221 kJ·ml-1,則該反應的反應熱為221 kJ·ml-1(  )(8)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·ml-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 ml水時放出57.3 kJ的熱量(  )(9)已知HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=-57.3 kJ·ml-1,則98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 ml 水的中和熱為-57.3 kJ·ml-1(  )
(10)CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·ml-1,則2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+2×283.0 kJ·ml-1(  )(11)氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·ml-1,則電解水的熱化學方程式為2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·ml-1(  )
反應熱答題規(guī)范指導(1)描述反應熱時,無論是用“反應熱”、“焓變”表示還是用ΔH表示,其后所跟數(shù)值都需要帶“+”、“-”符號。如:某反應的反應熱(或焓變)為ΔH=-Q kJ·ml-1或ΔH=+Q kJ·ml-1。(2)由于中和反應和燃燒均是放熱反應,表示中和熱和燃燒熱時可不帶“-”號。如:某物質(zhì)的燃燒熱為ΔH=-Q kJ·ml-1或Q kJ·ml-1。
題組二 中和熱測定誤差分析和數(shù)據(jù)處理2.利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下:①用量筒量取50 mL 0.50 ml·L-1鹽酸倒入小燒杯中,測出鹽酸溫度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液,并用同一溫度計測出其溫度;③將NaOH溶液倒入小燒杯中,設(shè)法使之混合均勻,測得混合液最高溫度?;卮鹣铝袉栴}:(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量? 。
在中和熱的測定實驗中為了確保反應物被完全中和,常常使加入的一種反應物稍微過量一些。
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是 (填字母,下同)。A.沿玻璃棒緩慢倒入B.分三次少量倒入C.一次迅速倒入
為了減少熱量損失,倒入NaOH溶液應該一次迅速倒入。
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是 (填字母)。A.用溫度計小心攪拌B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C.輕輕地振蕩燒杯D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作:用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動。
(4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 ml·L-1的稀鹽酸恰好完全反應,其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為 。
稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)都完全電離,它們的中和熱相同,稀氨水中的溶質(zhì)是弱電解質(zhì),它與鹽酸的反應中一水合氨的電離要吸收熱量,故反應熱的數(shù)值要小一些(注意中和熱與ΔH的關(guān)系)。
ΔH1=ΔH2<ΔH3
(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反應后生成溶液的比熱容c=4.18 J·g-1·℃-1。為了計算中和熱,某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:
依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH= (結(jié)果保留一位小數(shù))。
-51.8 kJ·ml-1
取三次實驗的平均值代入公式計算即可。
(6) (填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸,理由是 。
硫酸與Ba(OH)2溶液反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應的反應熱,故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸。
H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀,沉淀的生成熱會影響反應的反應熱
中和熱測定注意事項(1)碎泡沫塑料(或紙條)及硬紙板(或泡沫塑料板)的作用是保溫、隔熱,減少實驗過程中熱量的損失。(2)為保證酸、堿完全中和,常采用堿稍稍過量。(3)實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是上下攪動,不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是銅傳熱快,熱量損失大。(4)中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時的熱效應。(5)取多次實驗t1、t2的平均值代入公式計算,而不是結(jié)果的平均值,計算時應注意單位的統(tǒng)一。
題組三 能源的開發(fā)和利用3.(2016·天津高三月考)未來新能源的特點是資源豐富,在使用時對環(huán)境無污染或污染很小,且可以再生。下列屬于未來新能源標準的是①天然氣?、诿骸、酆四堋、苁汀、萏柲堋、奚镔|(zhì)能 ⑦風能?、鄽淠蹵.①②③④ B.③④⑤⑥⑦⑧C.③⑤⑥⑦⑧ D.⑤⑥⑦⑧
新能源要符合污染小,可再生性強等特點,選D。
4.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機,有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。
下列說法正確的是A.H2O的分解反應是放熱反應B.氫能源已被普遍使用C.2 ml 液態(tài)H2O具有的總能量低于2 ml H2和1 ml O2的能量D.氫氣不易貯存和運輸,無開發(fā)利用價值
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)是吸熱反應,說明2 ml 液態(tài)H2O的能量低于2 ml H2和1 ml O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸,所以氫能源利用并未普及,但發(fā)展前景廣闊。
5.為緩解能源緊張,越來越多的國家開始重視生物質(zhì)能源(利用能源作物和有機廢料,經(jīng)過加工轉(zhuǎn)變?yōu)樯锶剂系囊环N能源)的開發(fā)利用。
(1)如圖是某國能源結(jié)構(gòu)比例圖,其中生物質(zhì)能源所占的比例是 。
油料作物和甘蔗是能源作物,屬于生物質(zhì)能源;化石燃料不是生物質(zhì)能源。
(2)生物柴油是由動植物油脂轉(zhuǎn)化而來,其主要成分為脂肪酸酯,幾乎不含硫,生物降解性好,一些國家已將其添加在普通柴油中使用。關(guān)于生物柴油及其使用,下列說法正確的是 。①生物柴油是可再生資源?、诳蓽p少二氧化硫的排放③與普通柴油相比易分解 ④與普通柴油制取方法相同A.①②③ B.①②④C.①③④ D.②③④
生物柴油的原料是動植物油脂,可再生(①對),幾乎不含硫(②對),生物降解性好(③對),主要成分為酯類,而普通柴油屬于烴類(石油),所以④錯。
1.ΔH的比較比較ΔH的大小時需考慮正負號,對放熱反應,放熱越多,ΔH ;對吸熱反應,吸熱越多,ΔH 。2.反應熱的有關(guān)計算(1)根據(jù)熱化學方程式計算根據(jù)已知的熱化學方程式和已知的反應物或生成物的物質(zhì)的量或反應吸收或放出的熱量,可以把反應熱當作“產(chǎn)物”,計算反應放出或吸收的熱量。如:16 g固體硫完全燃燒放出148.4 kJ的熱量,則1 ml固體硫完全燃燒放出的熱量為 kJ。
(2)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。如:已知H2的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·ml-1,則1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為 kJ。(3)根據(jù)蓋斯定律計算、比較。根據(jù)下列反應過程,試判斷ΔH的關(guān)系:則 ;
則 ;③ 則______________ 。注意 在反應過程設(shè)計中,會遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互變化,狀態(tài)由固→液→氣變化時,會吸熱;反之會放熱。
已知Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=a kJ·ml-1。判斷下列變化過程是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)3AlCl(g)+3CO(g)===Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) ΔH=a kJ·ml-1 (  )(2)AlCl(g)+CO(g)=== Al2O3(s)+ AlCl3(g)+C(s) ΔH=-a kJ·ml-1 (  )(3)2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)===6AlCl(g)+6CO(g) ΔH=-2a kJ·ml-1(  )
題組一 反應熱大小的比較1.試比較下列各組ΔH的大小。(1)同一反應,生成物狀態(tài)不同時A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0則ΔH1 (填“>”、“<”或“=”,下同)ΔH2。
因為C(g)===C(l) ΔH3<0則ΔH3=ΔH2-ΔH1,ΔH2<ΔH1。
(2)同一反應,反應物狀態(tài)不同時S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0則ΔH1 ΔH2。
ΔH2+ΔH3=ΔH1,則ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
(3)兩個有聯(lián)系的不同反應相比C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH2<0則ΔH1 ΔH2。
根據(jù)常識可知,CO(g)+ O2(g)===CO2(g) ΔH3<0,又因為ΔH2+ΔH3=ΔH1,所以ΔH2>ΔH1。
利用狀態(tài),迅速比較反應熱的大小若反應為放熱反應(1)當反應物狀態(tài)相同,生成物狀態(tài)不同時,生成固體放熱最多,生成氣體放熱最少。(2)當反應物狀態(tài)不同,生成物狀態(tài)相同時,固體反應放熱最少,氣體反應放熱最多。(3)在比較反應熱(ΔH)的大小時,應帶符號比較。對于放熱反應,放出的熱量越多,ΔH反而越小。
題組二 蓋斯定律的多角度應用角度一 利用蓋斯定律書寫熱化學方程式2.LiH可作飛船的燃料,已知下列反應:①2Li(s)+H2(g)===2LiH(s) ΔH=-182 kJ·ml-1②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·ml-1③4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH=-1 196 kJ·ml-1試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式。
2LiH(s)+O2(g)===Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702 kJ·ml-1
2LiH(s)===2Li(s)+H2(g) ΔH=+182 kJ·ml-12Li(s)+ O2(g)===Li2O(s) ΔH=-598 kJ·ml-1H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1上述三式相加得:2LiH(s)+O2(g)===Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702 kJ·ml-1。
角度二 利用蓋斯定律計算反應熱3.在25 ℃、101 kPa時,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、870.3 kJ·ml-1,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反應熱為A.-488.3 kJ·ml-1 B.+488.3 kJ·ml-1C.-191 kJ·ml-1 D.+191 kJ·ml-1
由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學方程式分別為①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1;②H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1;③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·ml-1。則2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)可由反應①×2+②×2-③得出,則反應熱為-393.5 kJ·ml-1×2+(-285.8 kJ·ml-1×2)-(-870.3 kJ·ml-1)=-488.3 kJ·ml-1。
角度三 利用蓋斯定律定性判斷ΔH間的關(guān)系4.在1 200 ℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應:H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH12H2S(g)+SO2(g)=== S2(g)+2H2O(g) ΔH2H2S(g)+ O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH32S(g)===S2(g) ΔH4
則ΔH4的正確表達式為
給題中方程式依次編號為①、②、③、④,①+②-③×3得 3S(g)=== S2(g) (ΔH1+ΔH2-3ΔH3)故2S(g)===S2(g) ΔH4= (ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
5.(2014·新課標全國卷Ⅱ,13)室溫下,將1 ml的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1,將1 ml的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應為ΔH2;CuSO4(s)·5H2O(s)受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
方法一:“虛擬”路徑法。根據(jù)蓋斯定律:ΔH1=ΔH3+ΔH2由于ΔH1>0,ΔH3>0,ΔH2<0所以ΔH1<ΔH3。
方法二:方程式疊加法。CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO (aq)+5H2O(l) ΔH1>0?、貱uSO4(s)===Cu2+(aq)+SO (aq)  ΔH2<0  ②CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)  ΔH3>0  ③②+③:CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO (aq)+5H2O(l) ΔH1=ΔH2+ΔH3由于ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH3>0,所以ΔH1<ΔH3。
1.(2015·北京理綜,9)最新報道:科學家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下:下列說法正確的是A.CO和O生成CO2是吸熱反應B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應 的過程
A項,由能量—反應過程圖像中狀態(tài)Ⅰ和狀態(tài)Ⅲ知,CO和O生成CO2是放熱反應,錯誤;B項,由狀態(tài)Ⅱ知,在CO與O生成CO2的過程中CO沒有斷鍵形成C和O,錯誤;C項,由狀態(tài)Ⅲ及CO2的結(jié)構(gòu)式O==C==O知,CO2分子中存在碳氧極性共價鍵,正確;D項,由能量—反應過程圖像中狀態(tài)Ⅰ(CO和O)和狀態(tài)Ⅲ(CO2)分析,狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O原子反應生成CO2的過程,錯誤。
2.(2015·重慶理綜,6)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學方程式為S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·ml-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=a kJ·ml-1S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·ml-12K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·ml-1,則x為A.3a+b-c B.c-3a-bC.a+b-c D.c-a-b
由碳的燃燒熱ΔH1=a kJ·ml-1,得C(s) + O2(g)===CO2(g) ΔH1=a kJ·ml-1,目標反應可由①×3+②-③得到,所以ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c。
3.[2016·全國卷Ⅲ,27(4)②]已知下列反應:SO2(g)+2OH-(aq)===SO (aq)+H2O(l) ΔH1ClO-(aq)+SO (aq)===SO (aq)+Cl-(aq) ΔH2CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO (aq) ΔH3則反應SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH= 。
ΔH1+ΔH2-ΔH3
將題中的3個反應依次標記為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,①+②-③即得所求的反應,ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
4.[2016·全國卷Ⅱ,26(3)]①2O2(g)+N2(g)===N2O4(l) ΔH1②N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH2③O2(g)+2H2(g)===2H2O(g) ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1 048.9 kJ·ml-1上述反應熱效應之間的關(guān)系式為ΔH4= ,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為 。
2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
反應放出熱量大,產(chǎn)生大量的氣體
對照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數(shù),利用蓋斯定律,將熱化學方程式③×2,減去熱化學方程式②×2,再減去熱化學方程式①,即可得出熱化學方程式④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;聯(lián)氨具有強還原性,N2O4具有強氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應,反應放出熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進力。
5.[2015·全國卷Ⅱ,27(1)]甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列問題:已知反應①中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
由此計算ΔH1= kJ·ml-1;已知ΔH2=-58 kJ·ml-1,則ΔH3=kJ·ml-1。
根據(jù)鍵能與反應熱的關(guān)系可知,ΔH1=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(1 076 kJ·ml-1+2×436 kJ·ml-1)-(413 kJ·ml-1×3+343 kJ·ml-1+465 kJ·ml-1)=-99 kJ·ml-1。根據(jù)質(zhì)量守恒定律:由②-①可得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),結(jié)合蓋斯定律可得:ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58 kJ·ml-1)-(-99 kJ·ml-1)=+41 kJ·ml-1。
6.[2015·全國卷Ⅰ,28(3)]已知反應2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·ml-1,1 ml H2(g)、1 ml I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 ml HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為 kJ。
形成1 ml H2(g)和1 ml I2(g)共放出436 kJ+151 kJ=587 kJ能量,設(shè)斷裂2 ml HI(g)中化學鍵吸收2a kJ能量,則有:2a kJ-587 kJ=11 kJ,得a=299。[另解:ΔH=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I),2E(H—I)=ΔH+E(H—H)+E(I—I)=11 kJ·ml-1+436 kJ·ml-1+151 kJ·ml-1=598 kJ·ml-1,則E(H—I)=299 kJ·ml-1]。
1.酸堿中和反應NaOH( ?)+HCl( ?)―→ NaCl( ?)+H2O( ?) ΔH=-57.6 kJ·ml-1中,問號表示的狀態(tài)正確的是A.NaOH:固 B.鹽酸:液C.NaCl:溶液 D.H2O:溶液
酸堿中和反應是在溶液中進行的,但水是液體,不是溶液。
2.(2016·吉安二模)下列有關(guān)熱化學方程式的敘述,正確的是A.1 ml甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱B.由N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,可知將1 ml N2O4(g) 置于密閉容器中充分反應后放出熱量為56.9 kJC.由:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,可知:含1 ml CH3COOH的溶液與含1 ml NaOH的溶液混合,放出熱量為57.3 kJD.已知101 kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml-1,則1 ml 碳完全燃燒放出的熱量大于110.5 kJ
A項,燃燒熱指是1 ml可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,而對于水來講,液態(tài)的水才是穩(wěn)定的狀態(tài),錯誤;B項,N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,表明1 ml的四氧化二氮完全反應生成2 ml的二氧化氮時才能放出56.9 kJ的熱量,但這是一個可逆反應,完全反應是不可能的,因此錯誤;
C項,一般來講,中和熱是指稀的強酸與稀的強堿反應生成1 ml水時所放出的熱量,但是對于醋酸來講,是弱電解質(zhì),電離的過程要吸收熱量,因此1 ml CH3COOH的溶液與含1 ml NaOH的溶液混合,放出熱量要小于57.3 kJ,錯誤;D項,碳完全燃燒時,生成的是二氧化碳,肯定比生成一氧化碳時放出的熱量要多,正確。
3.已知熱化學方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJ·ml-1(Q>0)。下列說法正確的是A.相同條件下,2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)所具有的能量小于2 ml SO3(g) 所具有的能量B.將2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)置于一密閉容器中充分反應后,放出熱量 為Q kJC.若使用催化劑,該反應的|ΔH|減小D.如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱Q kJ,則 此過程中有2 ml SO2(g)被氧化
由于SO2和O2反應放熱,所以相同條件下,2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)所具有的能量大于2 ml SO3(g)所具有的能量,A項錯誤;SO2和O2的反應是可逆反應,將2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)置于一密閉容器中充分反應后,轉(zhuǎn)化掉的SO2小于2 ml,放出的熱量小于Q kJ,B項錯誤;催化劑只改變活化能不改變ΔH,C項錯誤。
4.(2016·長沙一模)H2與ICl的反應分①、②兩步進行,其能量曲線如下圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是A.反應①、反應②均為放熱反應B.反應①、反應②均為氧化還原反應C.反應①比反應②的速率慢,與相應正反應 的活化能無關(guān)D.反應①、反應②的焓變之和為ΔH= -218 kJ·ml-1
根據(jù)圖像可知,反應①和反應②中反應物總能量都大于生成物,則反應①、②均為放熱反應,A正確;反應①、②中都存在元素化合價變化,所以反應①、②都是氧化還原反應,B正確;反應①比反應②的速率慢,說明反應①中正反應的活化能較大,反應②中正反應的活化能較小,C錯誤;反應①、反應②總的能量變化為218 kJ,根據(jù)蓋斯定律可知,反應①、反應②的焓變之和為ΔH=-218 kJ·ml-1,D正確。
5.(2016·北京朝陽一模)N2(g)與H2(g)在鐵催化劑表面經(jīng)歷如下過程生成NH3(g):下列說法正確的是A.Ⅰ中破壞的均為極性鍵B.Ⅳ中NH3與H2生成NH3C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為放熱過程D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH>0
A項,Ⅰ中破壞的是N2、H2中的非極性鍵,錯誤;B項,Ⅳ中是NH2和H生成NH3,不是NH3和H2生成NH3,錯誤;C項,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三個過程均是能量降低,所以都是放熱過程,正確;D項,由圖可知反應物的總能量高于生成物的總能量,是放熱反應,因此ΔH<0,錯誤。
6.臭氧層中臭氧分解歷程如圖所示,下列說法正確的是A.催化反應①、②均為放熱反應B.催化劑不能改變該反應的焓變C.ClO是該反應的催化劑D.在該反應過程中沒有化學鍵的斷裂與 生成
由題可知反應①為吸熱反應,反應②為放熱反應,A錯誤;催化劑改變了反應的活化能,沒有改變反應的焓變,B正確;ClO是中間產(chǎn)物,Cl是催化劑,C錯誤;任何化學反應中都既有化學鍵的斷裂又有化學鍵的形成,D錯誤。
7.參考下表鍵能數(shù)據(jù),估算晶體硅在氧氣中燃燒生成的二氧化硅晶體的熱化學方程式:Si(s)+O2(g)===SiO2(s)中,ΔH的值為A.-989.2 kJ·ml-1 B.+989.2 kJ·ml-1C.-61.2 kJ·ml-1 D.-245.2 kJ·ml-1
硅和二氧化硅均是原子晶體,其中在晶體硅中每個硅原子形成4÷2=2個Si—Si鍵,在二氧化硅晶體中每個硅原子形成4個Si—O鍵。由于反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵所放出的能量的差值,則該反應的反應熱ΔH=2×176 kJ·ml-1+498.8 kJ·ml-1-4×460 kJ·ml-1=-989.2 kJ·ml-1,故選A。
8.常溫下,1 ml化學鍵分解成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷下列說法不正確的是A.432 kJ·ml-1>E(H—Br)>298 kJ·ml-1B.表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵C.H2(g)→2H(g) ΔH=+436 kJ·ml-1D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-25 kJ·ml-1
A項,Br的非金屬性介于Cl、I之間,所以E(H—Br)介于E(H—Cl)、E(H—I)之間,即432 kJ·ml-1>E(H—Br)>298 kJ·ml-1,正確;B項,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),H—F鍵的鍵能最大,所以表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵,正確;C項,破壞化學鍵需要吸收能量,所以H2(g)→2H(g) ΔH=+436 kJ·ml-1,正確;D項,H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=436 kJ·ml-1+157 kJ·ml-1-2×568 kJ·ml-1=-543 kJ·ml-1,錯誤。
9.(2016·信陽、三門峽第一次聯(lián)考)一定條件下,在水溶液中1 ml Cl-、ClO (x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是A.e是ClOB.b→a+c反應的活化能為60 kJ·ml-1C.a、b、c、d、e中c最穩(wěn)定D.b→a+d反應的熱化學方程式為3ClO- (aq)===ClO (aq)+2Cl-(aq)  ΔH=-116 kJ·ml-1
A項,e中Cl元素化合價為+7價,而ClO 中Cl元素化合價為+5價,錯誤;B項,b→a+c反應的活化能為40 kJ·ml-1,錯誤;C項,a、b、c、d、e中a能量最低,所以最穩(wěn)定,錯誤;D項,b→a+d,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應方程式為3ClO-===ClO +2Cl-,反應熱=64 kJ·ml-1+2×0 kJ·ml-1-3×60 kJ·ml-1=-116 kJ·ml-1,所以該熱化學反應方程式為3ClO-(aq)===ClO (aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJ·ml-1,正確。
10.火箭推進器常以聯(lián)氨(N2H4)為燃料、過氧化氫為助燃劑。已知下列各物質(zhì)反應的熱化學方程式:N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-533.23 kJ·ml-1H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·ml-12H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4 kJ·ml-1則聯(lián)氨與過氧化氫反應的熱化學方程式可表示為A.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=+817.63 kJ·ml-1B.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·ml-1C.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-641.63 kJ·ml-1D.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-817.63 kJ·ml-1
將題中的反應編號(1)、(2)、(3),生成液態(tài)水時的反應熱=(1)+(3)+2×(2),生成氣態(tài)水的反應熱=(1)+(3)-2×(2),可求出B正確。
11.(2016·雙鴨山一中高三上學期期末)已知下列反應的熱化學方程式:6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l) ΔH12H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3H2O(g)===H2O(l) ΔH4則反應4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3+10ΔH4C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3+10ΔH4
根據(jù)蓋斯定律,將所給熱化學方程式中的C(s)、H2O(g)、H2(g)消去,2C3H5(ONO2)3(l)===5H2(g)+3N2(g)+3O2(g)+6CO2(g) ΔH=6ΔH3-ΔH1;2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=ΔH2+2ΔH4;所以4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4,答案選A。
12.(2016·武漢一模)已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH13H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH22Fe(s)+ O2(g)===Fe2O3(s) ΔH32Al(s)+ O2(g)===Al2O3(s) ΔH42Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5下列關(guān)于上述反應焓變的判斷正確的是A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
燃燒反應都是放熱反應,故ΔH3<0,A錯誤;將上述反應分別編號為(1)(2)(3)(4)(5),反應(5)是鋁熱反應,顯然是放熱反應,ΔH5<0,將反應(4)-反應(3)可得反應(5),即ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,B正確、D錯誤;將反應(2)+反應(3)可得反應3H2(g)+ O2(g)===3H2O(g),故ΔH1= (ΔH2+ΔH3),C錯誤。
13.N2與H2反應生成NH3的過程中能量變化曲線如圖所示。若在一個固定容積的密閉容器中充入1 ml N2和3 ml H2,使反應N2+3H22NH3達到平衡,測得反應放出熱量為Q1。
填寫下列空白:(1)Q1 92 kJ。(2)b曲線是 時的能量變化曲線。(3)上述條件下達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為 。(4)在溫度體積一定的條件下,若通入2 ml N2和6 ml H2反應后放出的熱量為Q2 kJ,則2Q1與Q2的關(guān)系為 。
從反應的圖示可知,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml-1,且Q1<92 kJ;平衡時放出Q1 kJ熱量,則消耗的n(H2)= ml,則α(H2)= = ;當相同條件時充入2 ml N2和6 ml H2平衡后,放出的熱量Q2>2Q1。
14.催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。(1)①人們常用催化劑來選擇反應進行的方向。圖1所示為一定條件下1 ml CH3OH與O2發(fā)生反應時,生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應主要生成 (填“CO”、“CO2”或“HCHO”)。
使用催化劑可以降低反應的活化能,活化能越低,普通分子越容易轉(zhuǎn)化成活化分子,反應越容易,反應速率越快,生成HCHO的活化能最低。
②2HCHO(g)+O2(g)===2CO(g)+2H2O(g) ΔH= 。
-470 kJ·ml-1
根據(jù)圖表可知2HCHO(g)+O2(g)===2CO(g)+2H2O(g)中反應物能量高,生成物能量低,故該反應為放熱反應,然后依據(jù)圖中給出數(shù)據(jù)可得ΔH=-[(676-158-283)×2] kJ·ml-1=-470 kJ·ml-1。
(2)反應A(g)+B(g)C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖2所示,回答下列問題:
反應物總能量高于生成物總能量,為放熱反應。
①該反應是 (填“吸熱”或“放熱”)反應。
②在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1和E2的變化:E1 (填“增大”、“減小”或“不變”,下同),E2 。
反應體系中加入催化劑,降低反應所需的活化能,所以E1、E2均減小,但ΔH不變。
③反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響? ,原因是_______________________________。
若甲醇的燃燒熱為ΔH3,試用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH= 。若ΔH1=-285.8 kJ·ml-1,ΔH2=+283.0 kJ·ml-1,某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74 kJ能量,同時生成3.6 g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為 。
2ΔH1-ΔH2-ΔH3
由反應Ⅰ可得①H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH1,由反應Ⅱ可得②CO2(g)===CO(g)+ O2(g) ΔH2,由甲醇的燃燒熱可得③CH3OH(l)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH3,將①×2-②-③可得目標熱化學方程式,故ΔH=2ΔH1-ΔH2-ΔH3。由ΔH1、ΔH2可知H2、CO的燃燒熱分別為285.8 kJ·ml-1、283.0 kJ·ml-1,混合氣體完全燃燒生成3.6 g液態(tài)水,n(H2O)=0.2 ml,n(H2)=0.2 ml,H2燃燒放出的熱量Q=0.2 ml×285.8 kJ·ml-1=57.16 kJ,則混合氣體中CO燃燒放出的熱量為113.74 kJ-57.16 kJ=56.58 kJ,則混合氣體中n(CO)= ≈0.2 ml。

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