2019-2020年高中化学 第一章 第一节 化学反应与能量的变化练习 新人教版选修4.DOC

2019-2020年高中化学 第一章 第一节 化学反应与能量的变化练习 新人教版选修4目标要求1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。焓变反应热在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。1焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJmol1，符号：H。焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJmol1，符号：H。2化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。H反应物分子的总键能生成物分子的总键能。3放热反应与吸热反应当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1)当H为“”或H0时，为吸热反应，反应体系能量升高。4反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应(2)反应热的本质(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H186 kJmol1为例)E1：E(HH)E(ClCl)E2：2E(HCl)HE1E2知识点一有关反应热的概念1下列说法正确的是()A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生C吸热反应在一定的条件下也能发生D焓变的符号是H，单位是kJmol1，反应热的单位是kJ答案C2已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()A电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B水分解产生氢气和氧气时放出能量C相同状况下，反应2SO2O2=2SO3是一个放热反应，则反应2SO3=2SO2O2是一个吸热反应D氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量答案C解析由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。知识点二反应热与化学键键能的关系3通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)：化学键HHClClClH键能/(kJmol1)436243431请计算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应热()A862 kJmol1 B679 kJmol1C183 kJmol1 D183 kJmol1答案C解析拆开1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是436 kJmol1243 kJmol1679 kJmol1；形成2 mol HCl所放出的能量是431 kJmol12862 kJmol1，所以该反应的反应热是679 kJmol1862 kJmol1183 kJmol1。4.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在PO和P=O两种共价键。 已知几种共价键的键能：PO 360 kJmol1；P=O 585 kJmol1；PP 198 kJmol1；O=O 498 kJmol1。请问：在P4(s)5O2(g)=P4O10(s)中，H_。答案2 982 kJmol1解析由P4的分子结构和P45O2P4O10的物质变化，在P4O10分子中只存在PO和P=O两种共价键，P4O10中P显5价、O显2价等事实可知，在P4分子结构的基础上，每2个P原子之间插入1个O原子形成2个PO键，每个P原子再结合1个O原子形成P=O键，就构成了P4O10的分子结构。这样，在1个P4O10分子中共有12个PO键、4个P=O键。H反应物键能总和生成物键能总和6198 kJmol15498 kJmol1(12360 kJmol14585 kJmol1)2 982 kJmol1。知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系5对放热反应：AB=CD，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)()AEAEB BEAEBECCEAEBECED DEAEBE(生成物)，反应放热，E(反应物)Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3答案D解析根据能量守恒原理：破坏化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量反应热。对于该放热反应：H0，则Q1Q22Q30，故Q1Q22Q3。练方法技巧思维模型的运用4.已知H2(g)O2(g)=H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？答案a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，H0。解析H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量，c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，H0。练综合拓展5下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答(1)(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是()AHCl BHBr CHI (3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？答：_，你的根据是_。答案(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2(5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多解析破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl时放出的能量最多，为432 kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。6已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量是_。答案436 kJ解析因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1时所发生键的变化为断裂1 mol HH键和 mol O=O键、形成2 mol OH键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为496 kJE(HH)，形成新键释放的能量为2463 kJ926 kJ，此反应为放热反应，所以有926 kJ496 kJE(HH)242 kJ，解得E(HH)436 kJ。第2课时热化学方程式目标要求1.知道热化学方程式的意义。2.知道影响反应热大小的因素。3.会写热化学方程式。4.能熟练判断热化学方程式的正误。5.了解中和热的含义及测定方法。一、热化学方程式1概念能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。2表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的热量变化。(2)热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。3书写热化学方程式的注意事项(1)注明物质的聚集状态；(2)标出对应的反应热；(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时，可不注明)。二、中和热的测定1实验原理在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O，这时的反应热叫做中和热。2注意事项(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。(3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。知识点一热化学方程式的概念和意义1下列说法正确的是()A书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H483.6 kJ答案C解析A项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，H的单位错误。2热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1表示()A碳和水反应吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ答案C解析依据反应热的概念，表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量，单位是kJmol1，该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ的热量，特别要指明水的状态。知识点二热化学方程式的书写及正误判断3.分析图中的能量变化情况，下列正确的是() A2AB=2CH0 B2C=2ABH0C2A(g)B(g)=2C(g)H0答案D解析A、B选项没注明物质状态，且H的符号错误，均不正确。根据图象先确定物质总能量的相对关系，再确定放热：2C(g)=2A(g)B(g)H0。4已知在1105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g) H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g) H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484 kJmol1答案A解析氢气燃烧是放热反应，其H应为负值，故C、D错误；2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，而B是生成液态水，所以B也是错误的；反应逆向进行，H符号相反，因此A是正确的。知识点三中和热5.50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是_。(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在_中进行效果更好。(3)实验中改用60 m L 0.50 molL1盐酸与 50 m L 0.55 molL1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由_。(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_；用50 m L 0.5 molL1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)答案(1)减少实验过程中的热量损失(2)偏小保温杯(3)不相等相等因中和热是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关(4)偏小偏小解析要掌握实验操作要点：量热计保温效果要好；酸碱溶液的浓度要小；酸碱一方要过量；操作迅速准确，减少热量损失；及时准确记录数据。中和热是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，强酸与强碱反应的实质是HOH=H2O，计算出来的中和热是相同的。练基础落实1已知热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJmol1，则关于热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2？的说法中正确的是()A热化学方程式中化学计量数表示分子数B该反应H2大于零C该反应的H2571.6 kJmol1D该反应可表示36 g水分解时的热效应答案B解析H2与H1符号相反，数值相等，故H2571.6 kJmol1；D选项没有指明36 g水的状态，故D项错误。2已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，下列说法正确的是()A2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量B1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量答案C解析A项中用L做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出热量小于270 kJ是错误的，应大于270 kJ；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。3已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H4b kJmol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H2b kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2b kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) Hb kJmol1答案A解析乙炔燃烧是放热反应，H0，则排除B、D两选项；又因反应生成1 mol二氧化碳气体时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2(g)应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。4已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1对下列反应：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJmol1H2SO4(浓)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)HQ2 kJmol1HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)HQ3 kJmol1上述反应均在溶液中进行，则下列Q1、Q2、Q3的关系正确的是()AQ2Q3Q1 BQ2Q1Q3 CQ1Q2Q3 DQ2Q3Q1答案A解析由题意知，HNO3和NaOH反应放出的热量为中和热，醋酸中存在电离平衡，其电离过程要吸收热量，故Q1Q3，故Q1Q3Q2。5已知：(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol1(4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列关系式中正确的是()Aacd0 C2ab0答案C解析抓比较的关键。该反应是放热反应，H0；(1)与(2)是生成H2O的状态一样，但物质的计量数是2倍关系，2ab；同理比较(3)、(4)得：2cd，由于H2O(g)=H2O(l)是放热反应，H0，故ca，db，综合考虑，仅C选项符合题意。练方法技巧可逆反应的反应热分析技巧6工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是()A2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol1B2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H98.3 kJmol1CSO2(g)O2(g) SO3(g) H98.3 kJmol1DSO2(g)O2(g) SO3(g) H196.6 kJmol1答案A练综合拓展7已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJmol1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A67.7 kJmol1 B43.5 kJmol1C43.5 kJmol1 D67.7 kJmol1答案C解析强酸和强碱反应的中和热为55.6 kJmol1，当氢氰酸与氢氧化钠反应时，由于氢氰酸为弱酸，存在氢氰酸的电离反应，该反应为吸热反应，故两者反应时放出的热量较强酸和强碱反应放出的热量少，两者的差值(55.612.143.5)就是氢氰酸在水溶液中电离吸收的热量的数值，电离反应吸热，H为正值，故C项正确。8已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A11 B13 C14 D23答案B解析设112L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x，则285.8x890(5x)3 695，解得：x1.25 mol。则n(H2)n(CH4)1.25 mol3.75 mol13。9已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为_。答案0.2 mol、0.2 mol解析由题意知：反应生成3.6 g H2O(l)，故H2的物质的量为0.2 mol。0.2 mol H2完全燃烧放出的热量为0.2 mol57.16 kJ，故CO完全燃烧放出的热量为113.76 kJ57.16 kJ56.6 kJ，所以CO的物质的量为0.2 mol。