还剩15页未读，
继续阅读
【精准狂刷07】专题07反应热
展开
这是一份【精准狂刷07】专题07反应热，共18页。试卷主要包含了下列叙述不正确的是，5 ml O2的总能量等内容，欢迎下载使用。
专题07反应热
类题1
化学反应与能量、中和热
1.下列叙述不正确的是( )。
A.任何化学反应一定伴随能量的变化
B.吸热反应均需在加热条件下才能发生
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量更多
D.由图知,石墨比金刚石稳定
2.已知H2O2分解的能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
A.曲线Ⅰ表示添加了催化剂,使反应速率加快
B.曲线Ⅱ表示添加了催化剂,可提高反应物的转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2H2O+12O2 ΔH
D.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)和0.5 mol O2(g)的总能量
3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( )。
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5 mol·L-1NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热ΔH相同
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
4.化学反应总伴随着能量的变化,下列叙述中正确的是( )。
图1 图2 图3
A.图1表示每2个A原子和B原子结合生成2 分子AB 吸收(a-b) kJ热量
B.根据HCl和KOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可判断H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
C.图2表示的正反应为吸热反应
D.由图3可知使用催化剂能够降低反应的活化能,从而使ΔH减小
类题2
热化学方程式的正误判断
5. 向足量的H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出热量5.12 kJ。向足量的Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的HCl溶液,放出热量2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。
A.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-18 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-0.72 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-2.92 kJ·mol-1
6.依据下列热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,则SO2(g)的能量一定高于SO3(g)的能量
B.已知2C(s)+2O2(g) 2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱发生中和反应的ΔH均为-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
7.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成 PCl3 (g)和 PCl5(g),反应过程和能量关系如图所示,ΔH 表示生成1 mol产物的焓变数据。下列热化学方程式不正确的是( )。
A.2P(s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g)
ΔH=-612 kJ·mol-1
B.PCl3 (g)P(g)+32Cl2 (g)
ΔH=+306 kJ·mol-1
C.PCl5 (g)PCl3 (g)+Cl2 (g)
ΔH=+93 kJ·mol-1
D.2P(s)+5Cl2 (g)2PCl5 (g)
ΔH=-798 kJ·mol-1
8.已知1 g物质完全燃烧时放出的热量叫作该物质的热值。根据如图所示能量转化关系判断,下列说法不正确的是( )。
A.转化 Ⅰ 的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.转化Ⅱ的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1
C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-110.6 kJ·mol-1
D.CO的热值约为10.1 kJ·g-1
类题3
盖斯定律
9.(双选)某晶体 M·nH2O溶于水后,溶液温度降低。而 M(s)溶于水后,溶液温度升高,现有如图所示转化过程。下列说法中错误的是( )。
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3
B.M(s)溶于水形成溶液时:ΔH3<0、ΔS>0
C.ΔH2<ΔH3
D.ΔH1+ΔH3>ΔH2
10.乙醇是一种重要的化工原料,工业上可通过乙烯水化法制得。已知:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
②C2H4 (g)+2H2O(g)2CH3OH(g)
ΔH2=+29.1 kJ·mol-1
③CH3OCH3(g)CH3CH2OH(g)
ΔH3=-50.7 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式不正确的是( )。
A.通过反应①、②,可为反应③提供原料
B.相同条件下,CH3CH2OH(g)的稳定性比CH3OCH3(g)强
C.12CH3OCH3(g)+12H2O(l) CH3OH(g)
ΔH=+11.95 kJ·mol-1
D.C2H4 (g)+H2O(g)C2H5OH(g)
ΔH=-45.5 kJ·mol-1
11. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷数相同时,半径越小,离子键越强。
下列说法正确的是( )。
A.ΔH1(CaCO3)>ΔH1(MgCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)>ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
12.生成水的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4,则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
类题4
有关反应热的图像
13.已知断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式正确的是( )。
A.12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g)
ΔH=-92.5 kJ·mol-1
B.生成1 mol H2(g)中的H—H键放出121.5 kJ能量
C.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收864 kJ能量
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1
14.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T °C时,甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)CO(g)+2H2 (g)
ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g)
ΔH2=-b kJ·mol-1 (b>0)
总反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2 (g)+3H2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( )。
A.反应Ⅰ是吸热反应
B.1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.c>0
D.优良的催化剂降低了反应的活化能,并减小ΔH3,节约了能源
15. (双选)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)],如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法不正确的是( )。
A.水煤气变换反应的ΔH>0
B.步骤③的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·
C.步骤⑤只有碳氧极性键和氢氧极性键形成
D.该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02 eV
16.NH4X(X为卤素原子)的有关转化过程的能量关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.ΔH1<ΔH4
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
C.因为NH4Cl固体溶于水吸热,所以ΔH6<0
D.相同条件下,NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的小
类题5
有关反应热的计算和比较
17.合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。已知下列键能数据:
化学键
C—H
H—O
CO
H—H
键能/kJ·mol-1
414
464
803
436
则该反应的ΔH为( )。
A.+162 kJ·mol-1 B.-766 kJ·mol-1
C.-162 kJ·mol-1 D.+1470 kJ·mol-1
18.根据如图所示示意图判断,下列说法正确的是( )。
A.该反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1
B.该反应过程断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
C.a mol C(s)和a mol H2O(l)反应生成a mol CO(g)和a mol H2(g)吸收的热量一定为131.3a kJ
D.1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
【解析版】
类题1
化学反应与能量、中和热
1.下列叙述不正确的是( )。
A.任何化学反应一定伴随能量的变化
B.吸热反应均需在加热条件下才能发生
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量更多
D.由图知,石墨比金刚石稳定
【答案】B
【解析】任何化学反应都伴随化学键的断裂和生成,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,故化学反应一定伴随能量的变化,A项正确;反应是吸热反应与反应需在加热条件下进行无必然联系,如氯化铵与氢氧化钡晶体发生的反应是吸热反应,但该反应在常温下就能发生,B项错误;等质量的硫蒸气和硫固体相比较,硫蒸气具有的能量多,生成物含有的能量相同,因此完全燃烧时硫蒸气放出的热量更多,C项正确;物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强,由图可知石墨含有的能量比金刚石低,所以石墨比金刚石稳定,D项正确。
2.已知H2O2分解的能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
A.曲线Ⅰ表示添加了催化剂,使反应速率加快
B.曲线Ⅱ表示添加了催化剂,可提高反应物的转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2H2O+12O2 ΔH
D.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)和0.5 mol O2(g)的总能量
【答案】D
【解析】使用催化剂能降低反应的活化能,提高化学反应速率,A项错误;催化剂只改变反应速率,不改变化学平衡,B项错误;由图像分析,可判断该反应是放热反应,热化学方程式要注明物质状态,所以H2O2分解的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g) ΔH,C项错误;该反应是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,D项正确。
3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( )。
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5 mol·L-1NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热ΔH相同
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
【答案】A
【解析】环形玻璃搅拌棒起搅拌作用,能加快反应速率,减小实验误差,A项正确; 温度计测量烧杯内溶液的温度,温度计水银球不能接触烧杯底部,B项错误;醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,反应放出的热量偏小,测得的中和热ΔH偏大,C项错误;中和热测定实验中用不到天平和滴定管,D项错误。
4.化学反应总伴随着能量的变化,下列叙述中正确的是( )。
图1 图2 图3
A.图1表示每2个A原子和B原子结合生成2 分子AB 吸收(a-b) kJ热量
B.根据HCl和KOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可判断H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
C.图2表示的正反应为吸热反应
D.由图3可知使用催化剂能够降低反应的活化能,从而使ΔH减小
【答案】C
【解析】A项,该反应的焓变ΔH=+(a-b) kJ·mol-1,表示每1 mol A2(g)和1 mol B2(g)完全反应生成2 mol AB(g)吸收(a-b) kJ热量,错误;B项,中和热ΔH是指酸碱稀溶液反应生成1 mol水时的反应热,中和热ΔH是定值,而H2SO4和Ba(OH)2反应还伴随生成硫酸钡的反应,错误;C项,根据图示可知生成物的总能量比反应物高,所以该反应是吸热反应,正确;D项,催化剂只改变反应的活化能,不影响反应的ΔH,错误。
类题2
热化学方程式的正误判断
5. 向足量的H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出热量5.12 kJ。向足量的Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的HCl溶液,放出热量2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。
A.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-18 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-0.72 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-2.92 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由题意知,①2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH1=-5.12 kJ/0.04 mol=-128 kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-2.2 kJ/0.04 mol=-55 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①-②×2得,Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s) ΔH=-128 kJ·mol-1-(-55 kJ·mol-1)×2=-18 kJ·mol-1。
6.依据下列热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,则SO2(g)的能量一定高于SO3(g)的能量
B.已知2C(s)+2O2(g) 2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱发生中和反应的ΔH均为-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
【答案】B
【解析】放热反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以不能根据反应是放热反应确定SO2的能量高于SO3的能量,A项错误;因为C完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,且放热反应的焓变为负值,所以ΔH1<ΔH2,B项正确;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,表示稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时,放出热量57.3 kJ,C项错误;由于石墨变为金刚石吸收能量,因此金刚石的能量比石墨能量高,能量越低越稳定,D项错误。
7.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成 PCl3 (g)和 PCl5(g),反应过程和能量关系如图所示,ΔH 表示生成1 mol产物的焓变数据。下列热化学方程式不正确的是( )。
A.2P(s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g)
ΔH=-612 kJ·mol-1
B.PCl3 (g)P(g)+32Cl2 (g)
ΔH=+306 kJ·mol-1
C.PCl5 (g)PCl3 (g)+Cl2 (g)
ΔH=+93 kJ·mol-1
D.2P(s)+5Cl2 (g)2PCl5 (g)
ΔH=-798 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】由图可知,P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式为P(s)+32Cl2(g)PCl3(g)ΔH=-306 kJ·mol-1,则2P (s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g) ΔH=-612 kJ·mol-1,A项正确;PCl3 (g)P(s)+32Cl2 (g)ΔH=+306 kJ·mol-1,生成的P应该为固体,B项错误;其他条件不变,对于PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的反应,热化学方程式为PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1,C项正确;根据图中数据可得,P(s)+52Cl2(g)PCl5(g) ΔH=-399 kJ·mol-1,则反应2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)的反应热ΔH=-798 kJ·mol-1,D项正确。
8.已知1 g物质完全燃烧时放出的热量叫作该物质的热值。根据如图所示能量转化关系判断,下列说法不正确的是( )。
A.转化 Ⅰ 的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.转化Ⅱ的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1
C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-110.6 kJ·mol-1
D.CO的热值约为10.1 kJ·g-1
【答案】C
【解析】由题给物质能量转化图可得,转化Ⅰ是C(s)CO2(g),热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,A项正确;转化Ⅱ是CO(g)CO2(g),热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1,B项正确;C(s)CO(g)的热化学方程式为C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-(393.5 kJ·mol-1-282.9 kJ·mol-1)=-110.6 kJ·mol-1,即2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1,C项错误;由热值的定义结合能量转化图可知,CO的热值为282.9 kJ28 g≈10.1 kJ·g-1,D项正确。
类题3
盖斯定律
9.(双选)某晶体 M·nH2O溶于水后,溶液温度降低。而 M(s)溶于水后,溶液温度升高,现有如图所示转化过程。下列说法中错误的是( )。
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3
B.M(s)溶于水形成溶液时:ΔH3<0、ΔS>0
C.ΔH2<ΔH3
D.ΔH1+ΔH3>ΔH2
【答案】CD
【解析】根据盖斯定律可知,总反应的热效应等于各分步反应的热效应之和,因此ΔH1=ΔH2+ΔH3,A项正确;M(s)溶于水后,溶液温度升高,故ΔH3<0,M(s)溶于水形成溶液,混乱度增大,熵增大,ΔS>0,B项正确;晶体 M·nH2O 溶于水后,溶液温度降低,则ΔH1>0,根据盖斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3,ΔH2=ΔH1-ΔH3>0,所以ΔH2>ΔH3,C项错误;ΔH1=ΔH2+ΔH3,故ΔH1+ΔH3=ΔH2+2ΔH3,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH3<ΔH2,D项错误。
10.乙醇是一种重要的化工原料,工业上可通过乙烯水化法制得。已知:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
②C2H4 (g)+2H2O(g)2CH3OH(g)
ΔH2=+29.1 kJ·mol-1
③CH3OCH3(g)CH3CH2OH(g)
ΔH3=-50.7 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式不正确的是( )。
A.通过反应①、②,可为反应③提供原料
B.相同条件下,CH3CH2OH(g)的稳定性比CH3OCH3(g)强
C.12CH3OCH3(g)+12H2O(l) CH3OH(g)
ΔH=+11.95 kJ·mol-1
D.C2H4 (g)+H2O(g)C2H5OH(g)
ΔH=-45.5 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】 反应②的产物为甲醇,是反应①的原料,反应①的最终产物中含有二甲醚,是反应③的原料, A项正确;能量越低越稳定,B项正确;该反应中H2O为液态,液态水汽化需要吸热,则ΔH>11.95 kJ·mol-1,C项错误;根据盖斯定律,反应②+反应③+反应①可得该热化学方程式,D项正确。
11. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷数相同时,半径越小,离子键越强。
下列说法正确的是( )。
A.ΔH1(CaCO3)>ΔH1(MgCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)>ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】D
【解析】Ca2+的半径比Mg2+大,则CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,ΔH1表示断裂M2+和CO32-间的离子键时的热效应,为吸热过程,则ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项错误;MgCO3和CaCO3中CO32-(g)O2-(g)+CO2(g)所需要的能量相等,则ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项错误;由ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,Ca2+的半径比Mg2+大,形成CaO释放的能量小于形成MgO释放的能量,即ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,则ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO),C项错误;ΔH1>0,ΔH2>0,则ΔH1+ΔH2>0,形成化学键是放热过程,ΔH3<0,则ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。
12.生成水的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4,则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
【答案】D
【解析】ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程,该过程吸热,ΔH2>0,A项正确;由气态水到液态水的过程为放热过程,则ΔH4<ΔH1,B项正确;ΔH3所示过程共形成4 mol H—O键,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1,C项正确;根据盖斯定律可得,ΔH1=ΔH2+ΔH3,D项错误。
类题4
有关反应热的图像
13.已知断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式正确的是( )。
A.12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g)
ΔH=-92.5 kJ·mol-1
B.生成1 mol H2(g)中的H—H键放出121.5 kJ能量
C.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收864 kJ能量
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由图可知,12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g) ΔH=-(864-679) kJ·mol-1×12 =-92.5 kJ·mol-1,A项正确;由图可知,断开1 mol H2(g)中的H—H键和1 mol Cl2(g)中的Cl—Cl键共吸收679 kJ的能量,而断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量,所以断开1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收的能量为679 kJ-243 kJ=436 kJ,因此生成1 mol H2(g)中的H—H键放出436 kJ能量,B项错误;生成2 mol HCl (g)中的H—Cl键放出864 kJ能量,则断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量,C项错误;根据A项分析可知,2 mol HCl(g)反应产生1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)吸收185 kJ能量,因此热化学方程式为2HCl(g)H2(g)+Cl2(g) ΔH=+185 kJ·mol-1,D项错误。
14.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T °C时,甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)CO(g)+2H2 (g)
ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g)
ΔH2=-b kJ·mol-1 (b>0)
总反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2 (g)+3H2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( )。
A.反应Ⅰ是吸热反应
B.1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.c>0
D.优良的催化剂降低了反应的活化能,并减小ΔH3,节约了能源
【答案】D
【解析】根据图像可知,反应Ⅰ中生成物总能量大于反应物总能量,因此为吸热反应,A项正确;根据图像可知,1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量,总反应是吸热反应,因此c>0,B、C两项正确;催化剂不改变反应的焓变,D项错误。
15. (双选)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)],如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法不正确的是( )。
A.水煤气变换反应的ΔH>0
B.步骤③的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·
C.步骤⑤只有碳氧极性键和氢氧极性键形成
D.该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02 eV
【答案】AC
【解析】由示意图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,ΔH<0,A项错误;由示意图可知,步骤③为CO·、OH·、H2O(g)和H·反应生成COOH·、H2O·和H·,反应的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·,B项正确;由示意图可知,步骤⑤还有H—H非极性键形成,C项错误;由示意图可知,步骤④的能垒最大,E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,D项正确。
16.NH4X(X为卤素原子)的有关转化过程的能量关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.ΔH1<ΔH4
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
C.因为NH4Cl固体溶于水吸热,所以ΔH6<0
D.相同条件下,NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的小
【答案】B
【解析】NH4X固体分解为三种气体的反应为吸热反应,则ΔH1>0,X(g)转变为X-(g)是原子结合电子形成稳定结构的过程,能量越低越稳定,则X(g)转变为X-(g)是放热过程,ΔH4<0,则ΔH1>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=-ΔH6,即ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,B项正确;因为由NH4X固体变为NH4+(g)和X-(g)是断开化学键的过程,断键吸收热量,则逆过程成键放出热量,所以ΔH6<0,而不是因为NH4Cl固体溶于水吸热,C项错误;相同条件下,NH4Br和NH4I的ΔH2不同,ΔH3+ΔH5相同,因为Br—Br键的键能大于I—I键的键能,所以使等物质的量的Br2和I2变成原子时,Br2需要吸收的热量多,即NH4Br的ΔH2比NH4I的大,则NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的大,D项错误。
类题5
有关反应热的计算和比较
17.合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。已知下列键能数据:
化学键
C—H
H—O
CO
H—H
键能/kJ·mol-1
414
464
803
436
则该反应的ΔH为( )。
A.+162 kJ·mol-1 B.-766 kJ·mol-1
C.-162 kJ·mol-1 D.+1470 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】在化学反应中,旧键断开需要吸收能量,新键形成释放能量,反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,则该反应的反应热ΔH=4×414 kJ·mol-1+4×464 kJ·mol-1-2×803 kJ·mol-1-4×436 kJ·mol-1=+162 kJ·mol-1。
18.根据如图所示示意图判断,下列说法正确的是( )。
A.该反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1
B.该反应过程断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
C.a mol C(s)和a mol H2O(l)反应生成a mol CO(g)和a mol H2(g)吸收的热量一定为131.3a kJ
D.1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
【答案】D
【解析】由图可知,反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热,且焓变等于(b-a) kJ· mol-1,结合状态及焓变可知热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(b-a) kJ·mol-1,A项错误;焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量,该反应为吸热反应,焓变为正,则反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项错误;热量与物质的状态有关,H2O的状态应为气态,C项错误;形成化学键释放能量,由图可知,1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ,D项正确。
专题07反应热
类题1
化学反应与能量、中和热
1.下列叙述不正确的是( )。
A.任何化学反应一定伴随能量的变化
B.吸热反应均需在加热条件下才能发生
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量更多
D.由图知,石墨比金刚石稳定
2.已知H2O2分解的能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
A.曲线Ⅰ表示添加了催化剂,使反应速率加快
B.曲线Ⅱ表示添加了催化剂,可提高反应物的转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2H2O+12O2 ΔH
D.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)和0.5 mol O2(g)的总能量
3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( )。
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5 mol·L-1NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热ΔH相同
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
4.化学反应总伴随着能量的变化,下列叙述中正确的是( )。
图1 图2 图3
A.图1表示每2个A原子和B原子结合生成2 分子AB 吸收(a-b) kJ热量
B.根据HCl和KOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可判断H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
C.图2表示的正反应为吸热反应
D.由图3可知使用催化剂能够降低反应的活化能,从而使ΔH减小
类题2
热化学方程式的正误判断
5. 向足量的H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出热量5.12 kJ。向足量的Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的HCl溶液,放出热量2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。
A.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-18 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-0.72 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-2.92 kJ·mol-1
6.依据下列热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,则SO2(g)的能量一定高于SO3(g)的能量
B.已知2C(s)+2O2(g) 2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱发生中和反应的ΔH均为-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
7.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成 PCl3 (g)和 PCl5(g),反应过程和能量关系如图所示,ΔH 表示生成1 mol产物的焓变数据。下列热化学方程式不正确的是( )。
A.2P(s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g)
ΔH=-612 kJ·mol-1
B.PCl3 (g)P(g)+32Cl2 (g)
ΔH=+306 kJ·mol-1
C.PCl5 (g)PCl3 (g)+Cl2 (g)
ΔH=+93 kJ·mol-1
D.2P(s)+5Cl2 (g)2PCl5 (g)
ΔH=-798 kJ·mol-1
8.已知1 g物质完全燃烧时放出的热量叫作该物质的热值。根据如图所示能量转化关系判断,下列说法不正确的是( )。
A.转化 Ⅰ 的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.转化Ⅱ的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1
C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-110.6 kJ·mol-1
D.CO的热值约为10.1 kJ·g-1
类题3
盖斯定律
9.(双选)某晶体 M·nH2O溶于水后,溶液温度降低。而 M(s)溶于水后,溶液温度升高,现有如图所示转化过程。下列说法中错误的是( )。
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3
B.M(s)溶于水形成溶液时:ΔH3<0、ΔS>0
C.ΔH2<ΔH3
D.ΔH1+ΔH3>ΔH2
10.乙醇是一种重要的化工原料,工业上可通过乙烯水化法制得。已知:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
②C2H4 (g)+2H2O(g)2CH3OH(g)
ΔH2=+29.1 kJ·mol-1
③CH3OCH3(g)CH3CH2OH(g)
ΔH3=-50.7 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式不正确的是( )。
A.通过反应①、②,可为反应③提供原料
B.相同条件下,CH3CH2OH(g)的稳定性比CH3OCH3(g)强
C.12CH3OCH3(g)+12H2O(l) CH3OH(g)
ΔH=+11.95 kJ·mol-1
D.C2H4 (g)+H2O(g)C2H5OH(g)
ΔH=-45.5 kJ·mol-1
11. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷数相同时,半径越小,离子键越强。
下列说法正确的是( )。
A.ΔH1(CaCO3)>ΔH1(MgCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)>ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
12.生成水的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4,则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
类题4
有关反应热的图像
13.已知断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式正确的是( )。
A.12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g)
ΔH=-92.5 kJ·mol-1
B.生成1 mol H2(g)中的H—H键放出121.5 kJ能量
C.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收864 kJ能量
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1
14.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T °C时,甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)CO(g)+2H2 (g)
ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g)
ΔH2=-b kJ·mol-1 (b>0)
总反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2 (g)+3H2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( )。
A.反应Ⅰ是吸热反应
B.1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.c>0
D.优良的催化剂降低了反应的活化能,并减小ΔH3,节约了能源
15. (双选)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)],如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法不正确的是( )。
A.水煤气变换反应的ΔH>0
B.步骤③的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·
C.步骤⑤只有碳氧极性键和氢氧极性键形成
D.该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02 eV
16.NH4X(X为卤素原子)的有关转化过程的能量关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.ΔH1<ΔH4
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
C.因为NH4Cl固体溶于水吸热,所以ΔH6<0
D.相同条件下,NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的小
类题5
有关反应热的计算和比较
17.合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。已知下列键能数据:
化学键
C—H
H—O
CO
H—H
键能/kJ·mol-1
414
464
803
436
则该反应的ΔH为( )。
A.+162 kJ·mol-1 B.-766 kJ·mol-1
C.-162 kJ·mol-1 D.+1470 kJ·mol-1
18.根据如图所示示意图判断,下列说法正确的是( )。
A.该反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1
B.该反应过程断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
C.a mol C(s)和a mol H2O(l)反应生成a mol CO(g)和a mol H2(g)吸收的热量一定为131.3a kJ
D.1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
【解析版】
类题1
化学反应与能量、中和热
1.下列叙述不正确的是( )。
A.任何化学反应一定伴随能量的变化
B.吸热反应均需在加热条件下才能发生
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量更多
D.由图知,石墨比金刚石稳定
【答案】B
【解析】任何化学反应都伴随化学键的断裂和生成,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,故化学反应一定伴随能量的变化,A项正确;反应是吸热反应与反应需在加热条件下进行无必然联系,如氯化铵与氢氧化钡晶体发生的反应是吸热反应,但该反应在常温下就能发生,B项错误;等质量的硫蒸气和硫固体相比较,硫蒸气具有的能量多,生成物含有的能量相同,因此完全燃烧时硫蒸气放出的热量更多,C项正确;物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强,由图可知石墨含有的能量比金刚石低,所以石墨比金刚石稳定,D项正确。
2.已知H2O2分解的能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
A.曲线Ⅰ表示添加了催化剂,使反应速率加快
B.曲线Ⅱ表示添加了催化剂,可提高反应物的转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2H2O+12O2 ΔH
D.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)和0.5 mol O2(g)的总能量
【答案】D
【解析】使用催化剂能降低反应的活化能,提高化学反应速率,A项错误;催化剂只改变反应速率,不改变化学平衡,B项错误;由图像分析,可判断该反应是放热反应,热化学方程式要注明物质状态,所以H2O2分解的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g) ΔH,C项错误;该反应是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,D项正确。
3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( )。
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5 mol·L-1NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热ΔH相同
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
【答案】A
【解析】环形玻璃搅拌棒起搅拌作用,能加快反应速率,减小实验误差,A项正确; 温度计测量烧杯内溶液的温度,温度计水银球不能接触烧杯底部,B项错误;醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,反应放出的热量偏小,测得的中和热ΔH偏大,C项错误;中和热测定实验中用不到天平和滴定管,D项错误。
4.化学反应总伴随着能量的变化,下列叙述中正确的是( )。
图1 图2 图3
A.图1表示每2个A原子和B原子结合生成2 分子AB 吸收(a-b) kJ热量
B.根据HCl和KOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可判断H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
C.图2表示的正反应为吸热反应
D.由图3可知使用催化剂能够降低反应的活化能,从而使ΔH减小
【答案】C
【解析】A项,该反应的焓变ΔH=+(a-b) kJ·mol-1,表示每1 mol A2(g)和1 mol B2(g)完全反应生成2 mol AB(g)吸收(a-b) kJ热量,错误;B项,中和热ΔH是指酸碱稀溶液反应生成1 mol水时的反应热,中和热ΔH是定值,而H2SO4和Ba(OH)2反应还伴随生成硫酸钡的反应,错误;C项,根据图示可知生成物的总能量比反应物高,所以该反应是吸热反应,正确;D项,催化剂只改变反应的活化能,不影响反应的ΔH,错误。
类题2
热化学方程式的正误判断
5. 向足量的H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出热量5.12 kJ。向足量的Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的HCl溶液,放出热量2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。
A.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-18 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-0.72 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
ΔH=-2.92 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由题意知,①2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH1=-5.12 kJ/0.04 mol=-128 kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-2.2 kJ/0.04 mol=-55 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①-②×2得,Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s) ΔH=-128 kJ·mol-1-(-55 kJ·mol-1)×2=-18 kJ·mol-1。
6.依据下列热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,则SO2(g)的能量一定高于SO3(g)的能量
B.已知2C(s)+2O2(g) 2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱发生中和反应的ΔH均为-57.3 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
【答案】B
【解析】放热反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以不能根据反应是放热反应确定SO2的能量高于SO3的能量,A项错误;因为C完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,且放热反应的焓变为负值,所以ΔH1<ΔH2,B项正确;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,表示稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时,放出热量57.3 kJ,C项错误;由于石墨变为金刚石吸收能量,因此金刚石的能量比石墨能量高,能量越低越稳定,D项错误。
7.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成 PCl3 (g)和 PCl5(g),反应过程和能量关系如图所示,ΔH 表示生成1 mol产物的焓变数据。下列热化学方程式不正确的是( )。
A.2P(s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g)
ΔH=-612 kJ·mol-1
B.PCl3 (g)P(g)+32Cl2 (g)
ΔH=+306 kJ·mol-1
C.PCl5 (g)PCl3 (g)+Cl2 (g)
ΔH=+93 kJ·mol-1
D.2P(s)+5Cl2 (g)2PCl5 (g)
ΔH=-798 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】由图可知,P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式为P(s)+32Cl2(g)PCl3(g)ΔH=-306 kJ·mol-1,则2P (s)+3Cl2 (g)2PCl3 (g) ΔH=-612 kJ·mol-1,A项正确;PCl3 (g)P(s)+32Cl2 (g)ΔH=+306 kJ·mol-1,生成的P应该为固体,B项错误;其他条件不变,对于PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的反应,热化学方程式为PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1,C项正确;根据图中数据可得,P(s)+52Cl2(g)PCl5(g) ΔH=-399 kJ·mol-1,则反应2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)的反应热ΔH=-798 kJ·mol-1,D项正确。
8.已知1 g物质完全燃烧时放出的热量叫作该物质的热值。根据如图所示能量转化关系判断,下列说法不正确的是( )。
A.转化 Ⅰ 的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.转化Ⅱ的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1
C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-110.6 kJ·mol-1
D.CO的热值约为10.1 kJ·g-1
【答案】C
【解析】由题给物质能量转化图可得,转化Ⅰ是C(s)CO2(g),热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,A项正确;转化Ⅱ是CO(g)CO2(g),热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.8 kJ·mol-1,B项正确;C(s)CO(g)的热化学方程式为C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-(393.5 kJ·mol-1-282.9 kJ·mol-1)=-110.6 kJ·mol-1,即2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1,C项错误;由热值的定义结合能量转化图可知,CO的热值为282.9 kJ28 g≈10.1 kJ·g-1,D项正确。
类题3
盖斯定律
9.(双选)某晶体 M·nH2O溶于水后,溶液温度降低。而 M(s)溶于水后,溶液温度升高,现有如图所示转化过程。下列说法中错误的是( )。
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3
B.M(s)溶于水形成溶液时:ΔH3<0、ΔS>0
C.ΔH2<ΔH3
D.ΔH1+ΔH3>ΔH2
【答案】CD
【解析】根据盖斯定律可知,总反应的热效应等于各分步反应的热效应之和,因此ΔH1=ΔH2+ΔH3,A项正确;M(s)溶于水后,溶液温度升高,故ΔH3<0,M(s)溶于水形成溶液,混乱度增大,熵增大,ΔS>0,B项正确;晶体 M·nH2O 溶于水后,溶液温度降低,则ΔH1>0,根据盖斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3,ΔH2=ΔH1-ΔH3>0,所以ΔH2>ΔH3,C项错误;ΔH1=ΔH2+ΔH3,故ΔH1+ΔH3=ΔH2+2ΔH3,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH3<ΔH2,D项错误。
10.乙醇是一种重要的化工原料,工业上可通过乙烯水化法制得。已知:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
②C2H4 (g)+2H2O(g)2CH3OH(g)
ΔH2=+29.1 kJ·mol-1
③CH3OCH3(g)CH3CH2OH(g)
ΔH3=-50.7 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式不正确的是( )。
A.通过反应①、②,可为反应③提供原料
B.相同条件下,CH3CH2OH(g)的稳定性比CH3OCH3(g)强
C.12CH3OCH3(g)+12H2O(l) CH3OH(g)
ΔH=+11.95 kJ·mol-1
D.C2H4 (g)+H2O(g)C2H5OH(g)
ΔH=-45.5 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】 反应②的产物为甲醇,是反应①的原料,反应①的最终产物中含有二甲醚,是反应③的原料, A项正确;能量越低越稳定,B项正确;该反应中H2O为液态,液态水汽化需要吸热,则ΔH>11.95 kJ·mol-1,C项错误;根据盖斯定律,反应②+反应③+反应①可得该热化学方程式,D项正确。
11. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷数相同时,半径越小,离子键越强。
下列说法正确的是( )。
A.ΔH1(CaCO3)>ΔH1(MgCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)>ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】D
【解析】Ca2+的半径比Mg2+大,则CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,ΔH1表示断裂M2+和CO32-间的离子键时的热效应,为吸热过程,则ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项错误;MgCO3和CaCO3中CO32-(g)O2-(g)+CO2(g)所需要的能量相等,则ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项错误;由ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,Ca2+的半径比Mg2+大,形成CaO释放的能量小于形成MgO释放的能量,即ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,则ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO),C项错误;ΔH1>0,ΔH2>0,则ΔH1+ΔH2>0,形成化学键是放热过程,ΔH3<0,则ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。
12.生成水的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4,则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
【答案】D
【解析】ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程,该过程吸热,ΔH2>0,A项正确;由气态水到液态水的过程为放热过程,则ΔH4<ΔH1,B项正确;ΔH3所示过程共形成4 mol H—O键,气态原子生成1 mol H—O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ·mol-1,C项正确;根据盖斯定律可得,ΔH1=ΔH2+ΔH3,D项错误。
类题4
有关反应热的图像
13.已知断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式正确的是( )。
A.12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g)
ΔH=-92.5 kJ·mol-1
B.生成1 mol H2(g)中的H—H键放出121.5 kJ能量
C.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收864 kJ能量
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由图可知,12H2(g)+12Cl2(g)HCl(g) ΔH=-(864-679) kJ·mol-1×12 =-92.5 kJ·mol-1,A项正确;由图可知,断开1 mol H2(g)中的H—H键和1 mol Cl2(g)中的Cl—Cl键共吸收679 kJ的能量,而断开1 mol Cl2(g)中Cl—Cl键需要吸收243 kJ能量,所以断开1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收的能量为679 kJ-243 kJ=436 kJ,因此生成1 mol H2(g)中的H—H键放出436 kJ能量,B项错误;生成2 mol HCl (g)中的H—Cl键放出864 kJ能量,则断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量,C项错误;根据A项分析可知,2 mol HCl(g)反应产生1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)吸收185 kJ能量,因此热化学方程式为2HCl(g)H2(g)+Cl2(g) ΔH=+185 kJ·mol-1,D项错误。
14.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T °C时,甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)CO(g)+2H2 (g)
ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g)
ΔH2=-b kJ·mol-1 (b>0)
总反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2 (g)+3H2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( )。
A.反应Ⅰ是吸热反应
B.1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.c>0
D.优良的催化剂降低了反应的活化能,并减小ΔH3,节约了能源
【答案】D
【解析】根据图像可知,反应Ⅰ中生成物总能量大于反应物总能量,因此为吸热反应,A项正确;根据图像可知,1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量,总反应是吸热反应,因此c>0,B、C两项正确;催化剂不改变反应的焓变,D项错误。
15. (双选)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)],如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法不正确的是( )。
A.水煤气变换反应的ΔH>0
B.步骤③的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·
C.步骤⑤只有碳氧极性键和氢氧极性键形成
D.该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02 eV
【答案】AC
【解析】由示意图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,ΔH<0,A项错误;由示意图可知,步骤③为CO·、OH·、H2O(g)和H·反应生成COOH·、H2O·和H·,反应的化学方程式为CO·+OH·+H2O(g)COOH·+H2O·,B项正确;由示意图可知,步骤⑤还有H—H非极性键形成,C项错误;由示意图可知,步骤④的能垒最大,E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,D项正确。
16.NH4X(X为卤素原子)的有关转化过程的能量关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.ΔH1<ΔH4
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
C.因为NH4Cl固体溶于水吸热,所以ΔH6<0
D.相同条件下,NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的小
【答案】B
【解析】NH4X固体分解为三种气体的反应为吸热反应,则ΔH1>0,X(g)转变为X-(g)是原子结合电子形成稳定结构的过程,能量越低越稳定,则X(g)转变为X-(g)是放热过程,ΔH4<0,则ΔH1>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=-ΔH6,即ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,B项正确;因为由NH4X固体变为NH4+(g)和X-(g)是断开化学键的过程,断键吸收热量,则逆过程成键放出热量,所以ΔH6<0,而不是因为NH4Cl固体溶于水吸热,C项错误;相同条件下,NH4Br和NH4I的ΔH2不同,ΔH3+ΔH5相同,因为Br—Br键的键能大于I—I键的键能,所以使等物质的量的Br2和I2变成原子时,Br2需要吸收的热量多,即NH4Br的ΔH2比NH4I的大,则NH4Br的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4I的大,D项错误。
类题5
有关反应热的计算和比较
17.合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。已知下列键能数据:
化学键
C—H
H—O
CO
H—H
键能/kJ·mol-1
414
464
803
436
则该反应的ΔH为( )。
A.+162 kJ·mol-1 B.-766 kJ·mol-1
C.-162 kJ·mol-1 D.+1470 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】在化学反应中,旧键断开需要吸收能量,新键形成释放能量,反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,则该反应的反应热ΔH=4×414 kJ·mol-1+4×464 kJ·mol-1-2×803 kJ·mol-1-4×436 kJ·mol-1=+162 kJ·mol-1。
18.根据如图所示示意图判断,下列说法正确的是( )。
A.该反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1
B.该反应过程断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
C.a mol C(s)和a mol H2O(l)反应生成a mol CO(g)和a mol H2(g)吸收的热量一定为131.3a kJ
D.1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
【答案】D
【解析】由图可知,反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热,且焓变等于(b-a) kJ· mol-1,结合状态及焓变可知热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=(b-a) kJ·mol-1,A项错误;焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量,该反应为吸热反应,焓变为正,则反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项错误;热量与物质的状态有关,H2O的状态应为气态,C项错误;形成化学键释放能量,由图可知,1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转化成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ,D项正确。
相关试卷
【精准狂刷11】专题11化学实验： 这是一份【精准狂刷11】专题11化学实验，共19页。试卷主要包含了进行化学实验操作必须注意安全，下述实验方案能达到实验目的的是，已知等内容，欢迎下载使用。
【精准狂刷13】专题13有机化学基础： 这是一份【精准狂刷13】专题13有机化学基础，共14页。试卷主要包含了下列说法正确的是，下列关于有机物的叙述正确的是，下列说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。
【精准狂刷05】专题05离子反应： 这是一份【精准狂刷05】专题05离子反应，共11页。试卷主要包含了1 ml·L-1 HCl溶液中，下列离子方程式书写不正确的是等内容，欢迎下载使用。
