资源描述
2019年高考化学大一轮复习 专题6 化学反应与能量变化试题明考纲要求理主干脉络1.能说明化学反应中能量转化的主要原因,知道化学变化中常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。3.能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。一、化学反应的焓变1反应热在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时所吸收或放出的热量。2焓变在恒温、恒压条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量,符号为H,单位:kJmol1。3吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解(2)从化学键角度理解二、热化学方程式1概念能够表示反应热的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化及其关系。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1:表示在25、101 kPa条件下,2_mol气态H2和1_mol气态O2反应生成2_mol液态H2O所放出的热量为571.6_kJ。三、反应热的测量与计算1反应热的测量(1)中和反应反应热(简称中和热):酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所释放出的热量。(2)中和反应反应热的测量:装置:(如图,请在横线上填写仪器名称) 实验记录:盐酸温度t1/NaOH溶液温度t2/反应体系最高温度t3/反应体系的温度的变化t/反应体系的热容C(VHClHClVNaOHNaOH)4.18/J1反应热计算/kJ/mol2盖斯定律(1)内容:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。如由A到B可以设计如下两个途径:途径一:AB(H)途径二:ACB(H1H2)则焓变H、H1、H2的关系可以表示为HH1H2。(2)应用:间接计算某些反应的反应热。如已知在25 、101 kPa时:C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1则CO(g)O2(g)=CO2(g)的H为283_kJ/mol。四、标准燃烧热、热值和中和热五、能源的充分利用1.判断下列描述的正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)伴随着能量变化的物质变化都是化学变化。()(2)同温同压下,H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(3)在稀溶液中,H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol,若将含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ。()(4)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1,反应2SO2(s)O2(g)2SO3(g)H2,则H1H2。()解析:(1)物质的三态变化属于物理变化,也伴随着能量变化。(2)反应条件不影响反应热的大小,即光照和点燃条件下的H相同。(3)因浓H2SO4溶解时放热,故放热大于57.3 kJ。(4)反应SO2为气态,放出的热量比反应要多,所以H1H2。2需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗?不需要加热就能进行的反应一定是放热反应吗?答案:需要加热的反应不一定是吸热反应,如燃料的燃烧一般需要加热或点燃才能进行;而不需要加热进行的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)2和NH4Cl反应在常温下进行,属于吸热反应。31 mol H2分子断裂开HH键需要吸收436 kJ的能量;1 mol Cl2分子断裂开ClCl键需要吸收243 kJ的能量,形成1 mol HCl键放出431 kJ的能量,则反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)放出的热量为_。解析:断键所吸收的热量为436 kJ243 kJ679 kJ,成键所放出的热量为431 kJ2862 kJ,则共放出的热量为862 kJ679 kJ183 kJ。答案:183 kJ4写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g),放出46.1 kJ的热量。_(2)0.5 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和水蒸气,放出661.4 kg的热量。_(3)1 mol石墨与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ的热量。_(4)已知氢气、一氧化碳燃烧热分别为H285.8 kJmol1,H283.0 kJmol1,试写出表示这两种物质燃烧热的热化学方程式:H2:_。CO:_。答案:(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 322.8 kJmol1(3)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1(4)H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol15用H2O2和H2SO4的混合溶液溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g);H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g);H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l);H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的热化学方程式为_。解析:将第二个热化学方程式乘以,然后将三个热化学方程式相加,即得:Cu(s)2H(aq)H2O2(l)H2(g)O2(g)=Cu2(aq)H2(g)H2O(l)O2(g)H2O(l)H64.39 kJmol1(196.46 kJmol1)(285.84 kJmol1)即:Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l);H319.68 kJmol1 答案:Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l);H319.68 kJmol16.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如右图所示。(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJmol1):_(2)取50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液和30 mL 0.50 molL1硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。请填写下表中的空白:温度实验次数起始温度T1/终止温度T2/温度差平均值(T2T1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.41,26.2,26.0,26.1,30.12,27.0,27.4,27.2,33.33,25.9,25.9,25.9,29.84,26.4,26.2,26.3,30.4近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1 gcm3,中和后生成溶液的比热容c4.18 J(g)1。则中和热H_(取小数点后一位)。解析:(1)写热化学方程式时除注意方程式配平外,还要注意物质的聚集状态,H的符号和单位。(2)实验2的误差太大要舍去H53 500 Jmol153.5 kJmol1。答案:(1)H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(2)4.053.5 kJmol1热化学方程式的书写和正误判断1书写下列热化学方程式。(1)甲烷的燃烧热为H890.3 kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式为_。(2)500 、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中,生成0.5 mol NH3放热19.3 kJ,其热化学方程式为_。(3)含20.0 g的稀NaOH溶液与足量稀盐酸反应,放出28.7 kJ的热量。_。答案:(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/mol(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H77.2 kJ/mol(3)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/mol2下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g);H1 367.0 kJ/mol(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l);H57.3 kJ/mol(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g);H296.8 kJ/mol(反应热)D2NO2=O22NO;H116.2 kJ/mol(反应热)解析:选C燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,即H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,H应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质的聚集状态,D项错误。3(xx木渎中学模拟)化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(l);H2(abc)kJ/molBN2(g)3H2(g)=2NH3(g) ;H2(ba)kJ/molC.N2(g)H2(g)=NH3(l) ;H(bca)kJ/molD.N2(g)H2(g)=NH3(g) ;H(ab)kJ/mol解析:选A生成1 mol气态氨时放出(ba)kJ热量,生成1 mol液态氨时放出(bca)kJ热量,故正确的热化学方程式为:N2(g)3H2(g)=2NH3(l);H2(abc)kJ/mol,或1/2N2(g)3/2H2(g)=NH3(l);H(abc)kJ/mol;或N2(g)3H2(g)=2NH3(g) ;H2(ab)kJ/mol或1/2N2(g)3/2H2(g)=NH3(g) ;H(ab)kJ/mol。A项正确。4(xx北京高考)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:2NO(g)2N(g)N2(g)2O(g)O2(g)写出该反应的热化学方程式:_。随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_。答案:(1)3NO2H2O=2HNO3NO(2)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJ/mol增大1书写热化学方程式的“五步”2判断热化学方程式正误的“五审”特别提醒(1)对于同素异形体,除注明聚集状态外,还要注明名称。因为同素异形体虽然构成元素相同,但属于不同物质,其本身具有的能量不同,所以反应中的H也不同。(2)物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。聚集状态不同,反应热H的数值以及符号都可能不同。等量的同一物质,气态时能量最大,其次为液态,最小的为固态。(3)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如:2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJ/mol是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。反应热的计算5(xx扬中高级中学模拟)已知:H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJmol1(Q10)C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJmol1(Q20)C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJmol1(Q30)若使23 g液态乙醇完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为()AQ1Q2Q3B0.5(Q1Q2Q3 )C0.5Q11.5Q20.5Q3 D1.5Q10.5Q20.5Q3解析:选D将第一个反应式计量数扩大3倍后加第三个反应式再与第二个反应式相减可得:C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l);H3(3Q1Q3Q2)kJmol1,由此知D正确。6(xx新课标卷)在1 200 时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析:选A根据盖斯定律,由第一个反应第二个反应第三个反应2可得第四个反应,则H4H1H2H32(H1H23H3)。7(xx海南高考)已知下列反应的热化学方程式:()6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H12H2(g) O2(g)= 2H2O(g)H2C(s) O2(g)=CO2(g)H3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g) O2(g) 6N2(g)的H为()A12H35H22H1B2H15H212H3C12H35H22H1DH15H212H3解析:选A盖斯定律的常规考查。分别给已知方程式编号,由盖斯定律可知所给方程式由1252得到,故H12H35H22H1。8高考组合题(1)(xx四川节选)焙烧明矾产生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa时:2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJ/mol;H2O (g)=H2O(l)H244 kJ/mol;2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJ/mol。则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。(2)(xx天津高考改编)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g);WO2(s)2H2(g)W(s)2H2O(g)H66.0 kJmol1WO2(g)2H2(g)W(s)2H2O(g)H137.9 kJmol1则WO2(s)WO2(g)的H_。(3)(xx海南高考节选)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g)2O2(g)=N2O4 (l)H119.5 kJmol1N2H4(l)O2(g)= N2(g)2H2O(g)H2534.2 kJmol1写出肼和N2O4 反应的热化学方程式_。解析:(1)给题中的三个热化学方程式分别编号为、,根据盖斯定律由()可得到目标热化学方程式,即SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H(H3H1)H2130 kJ/mol(2)利用盖斯定律:由可以得到目标热化学方程式,则HH1H266.0 kJmol1(137.9 kJmol1)203.9 kJmol1。(3)利用盖斯定律,2可以得到2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)则HH22H11 048.9 kJmol1。答案:(1)SO3(g)H2O(l)H2SO4(l)H130 kJ/mol(2)203.9 kJ/moL(3)2N2H4(l)N2O4(l)3N2(g)4H2O(g)H1048.9 kJ/mol计算反应热的四种方法(1)利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。(2)根据燃烧热数据,计算反应放出的热量计算公式:Q燃烧热n(可燃物的物质的量)如已知H2的燃烧热为H285.8 kJmol1,燃烧2 mol H2放出的热量为2 mol285.8 kJmol1571.6 kJ。(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如H2与Cl2燃烧生成HCl的反应,H2(g)Cl2(g)=2HCl(g),断裂旧键吸收的总能量为679 kJmol1,新键形成过程中释放的总能量为862 kJmol1,故该反应的反应热H679 kJmol1862 kJmol1183 kJmol1。(4)利用盖斯定律求解根据已知的热化学方程式,若其反应物是所求目标热化学方程式的反应物,调整计量数后作为基础化学方程式或与基础化学方程式各对应部分相加;若其反应物是所求目标热化学方程式的生成物,调整计量数后各对应部分由基础化学方程式相减,整理即可得到求解的热化学方程式和反应热。调整计量数既是与目标相符,又能消除无关物质。常用以下两种方法:热化学方程式相加或相减,如由aC(s)O2(g)=CO2(g)H1;bC(s)O2(g)=CO(g)H2;ab.可得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2合理设计反应途径如顺时针方向和逆时针方向变化反应热代数和相等。HH1H2。特别提醒在进行有关反应热的计算时注意:(1)根据已知的热化学方程式进行计算时,要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系,然后进行计算。(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时,需注意断键和成键的总数,必须是断键和成键时吸收或放出的总能量。(3)运用盖斯定律进行计算,在调整方程式时,要注意H的正负和数值也要随之调整。中和热的测定 鲁科版采用简易量热计,是专门测量反应热的仪器,比人教版采用大小烧杯及盖板保温效果好,测量更准确为增强搅拌效果,苏教版改用了电动搅拌器,且所有仪器均固定,减少了人工活动,易于观察实验数据。(xx重庆高考)右面实验装置(固定装置略去)和操作是否正确? 答案:温度计的位置应放在小烧杯内,而不是放在泡沫塑料中,错误。在理清实验原理的基础上,高考题重在考查基本仪器的使用及规范操作。1中和热的计算公式为H kJ/mol,最终误差与(t终t始)有关,请以50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 moL/L NaOH溶液反应为例,分析下列误差:引起误差的实验操作t终t始|H|保温措施不好搅拌不充分所用酸、碱浓度过大用同浓度的氨水代替NaOH溶液用同浓度的醋酸代表盐酸用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液提示:偏小偏小偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏小偏小偏小偏小2中和热测定的数据处理:以NaOH和盐酸反应为例,每次测量加入试剂量均相同。记录如下表:实验次数温度差120.0 220.2 318.5 419.8 则以上记录有何不妥之处?平均温度差应为多少?提示:缺少原始数据的记录,即起始温度、终止温度;计算平均温度时应删去第3组数据,因为其误差较大,故平均温度差为20。1在化学反应中,为使某一反应物充分反应常采用另一反应物过量的方法。(1)本实验中采用NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度,原因是盐酸的浓度越大越易挥发,故不采用盐酸过量的方法。(2)工业合成氨时,常采用通入过量氮气从而使H2尽可能转化,原因是H2的原料成本高,而氮气成本低。(3)工业合成SO3,常采用通入过量空气,以提高SO2的转化率。2中和热测定实验中需注意的事项:(1)注意温度相同。必须确保酸、碱两种溶液的温度相同。(2)注意酸、碱的浓度大小。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大。(3)注意保温。必须确保实验过程中酸、碱中和反应放出的热量不能扩散到测定仪器以外。(4)注意温度计的使用。实验宜使用精确度为0.1的温度计,且测量时应尽可能读准。温度计的水银球要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。(5)注意两个近似。一个是体系的比热容近似等于水的比热容,二是酸、碱溶液的密度近似等于水的密度。以“PM2.5污染物的研究”为载体串联反应热知识高考载体(xx天津高考T10改编)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 m的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。为减少SO2的排放,常采取的措施是:将煤转化为清洁气体燃料。涉及的化学反应为:H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1知识串联设计(1)反应是放热反应还是吸热反应?试判断2 mol H2和1 mol O2的总能量与2 mol H2O(g)总能量的相对大小。(2)依据反应确定24 g碳不完全燃烧生成CO(g)时放出的热量是多少?(3)反应表示是H2的燃烧热吗?若1 mol H2O(l)完全转化为H2O(g)需要吸收44 kJ的热量,则H2的燃烧热是多少?(4)已知CO转化成CO2的能量关系如右图所示:写出该反应的热化学方程式_。依据反应和右图能量关系,能否确定碳的燃烧热是多少?(5)依据反应、写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_。(6)已知反应:C(s)O2(g)=CO(g)H1C(s)O2(g)=CO2(g)H2试比较H1和H2的大小。答案:(1)放热反应2 mol H2和1 mol O2的总能量大于2 mol H2O(g)的能量(2)221 kJ(3)不是,氢的燃烧热为H285.8 kJ/mol(4)2CO(s)O2(g)=2CO2(s)H566 kJmol1C的燃烧热为H393.5 kJmol1(5)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1(6)H1H21(xx阜宁中学模拟)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A反应物的总能量一定高于生成物的总能量B铝与氧化铁反应既是氧化还原反应,又是吸热反应C化学反应中发生能量变化的根本原因是化学键的断裂与形成D同温同压下,H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同解析:选CA项,吸热反应中反应物的总能量低于生成物的的总能量,错误;B项,铝与氧化铁的反应为放热反应,错误;D项,反应热只与参与反应的物质的始态和终态有关,与条件无关,错误。2(xx黄桥中学模拟)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()解析:选B水的分解是吸热反应,催化剂降低反应的活化能。故选B。3.(xx锡山高级中学模拟)对于:2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l);H5 800 kJ/mol的叙述错误的是()A该反应的反应热为H5 800 kJ/mol,是放热反应B该反应的H与各物质的状态有关,与化学计量数也有关C该式的含义为:25 、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5 800 kJD该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5 800 kJ/mol解析:选D燃烧热是指完全燃烧1 mol可燃物的时所放出的热量,由此可知丁烷的燃烧热为2 900 kJ/mol,因此,D错误。4(xx南师附中模拟)在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)=O2(g)2H2(g);H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g);H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g);H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2解析:选A第三个方程式等于:方程式2方程式,由盖斯定律知:H3H12H2。5(xx建湖中学模拟)肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN为942、O=O为500、NN 为154,则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A194 B391C516 D658解析:选B利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2 752 kJ534 kJ2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个NN,4个NH,1个O=O键,所以11544(NH键能)15002 218,解得断裂1 mol NH键所需能量为391,单位kJ,选B。6(xx江都中学模拟)下列热化学方程式及说法正确的是()ACH4(g) 2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJB丁烷的燃烧热是2 878 kJ/mol,则:C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2 878 kJ/molC2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,则:H2O(g)=H2(g)1/2O2(g);H242 kJmol1DCH3COOH(aq)KOH(aq)=CH3COOK(aq)H2O(l)Ha kJmol1,a就为中和热的值解析:选CA项,H的单位是kJ/mol,故错;B项,生成的应是液态水,故错;D项,在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热,故错。7(xx南菁中学模拟)下列说法正确的是()A已知:H2(g)O2(g)=H2O(l);H285.8 kJmol1 ,则H2的燃烧热为285.8 kJmol1B已知:S(g)O2(g)=SO2(g);H1Q1 ;S(s)O2(g)=SO2(g);H2Q2,则Q1Q2C已知:H2SO4(浓)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H1;CH3COOH(aq)NH3H2O(aq)=CH3COONH4(aq)H2O(l)H2,则有|H1|Q2;C项,浓硫酸遇水放热;CH3COOH反应过程电离吸热,则|H1|H2|;D项,利用盖斯定律可知正确。8(xx苏北四市模拟)反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)过程中的能量变化情况如下图所示,曲线和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是()A该反应的H91 kJ/molB加入催化剂,正、逆反应的活化能数值均减小C加入催化剂,该反应的H变小D如果该反应生成液态CH3OH,则H变大解析:选BA项,反应物总能量大于生成物总能量,该反应放热,错误;B项,加入催化剂,降低反应的活化能,正、逆反应的活化能数值均减小,正确;C项,加入催化剂,反应热不变,错误;D项,如果该反应生成液态CH3OH,放出更多的热量,因反应热为负极,则H减小,错误。9(xx泰州中学模拟)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:则M、N相比,较稳定的是_。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJmol1,CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)Ha kJmol1,则a_238.6(填“”、“”或“”)。(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176 kJmol1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为_。解析:(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量少,故a238.6。(4)所给反应中转移12个电子,故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ1298 kJ。答案:(1)M(2)(3)2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJmol1(4)98 kJ10(xx淮阴中学模拟)用一定浓度的稀盐酸与稀NaOH溶液在左下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。已知强酸与强碱的中和热为57.3 kJ/mol,水的比热容为4.2 J/(g),有关热量与比热容的计算公式:Qmct(Q为热量,m为物质的质量,c为比热容,t物质温度的变化值)回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是:_(2)将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。 下列叙述正确的是_。A做该实验时环境温度为22 B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约是1.00 mol/LD该实验表明有水生成的反应都是放热反应(3)V130 mL时HCl和NaOH恰好反应,根据题中所给数据算出的温度变化值约为_(保留整数,计算时可将稀溶液的密度及比热容看成与水近似相同,且溶液混合时体积变化忽略不计);而根据上图的温度变化可读出温度变化值约7 ;两者相比所测结果偏低,造成如此现象的原因有:_。解析:(1)在测定中和热时为了使溶液混合均匀,需要用环形玻璃搅拌棒。(2)只有酸和碱恰好反应时,放出的热量才是最多的,溶液的温度才能最高。所以根据图像可知,当盐酸的体积是30 mL时溶液温度最高,说明二者恰好反应,此时氢氧化钠的体积是20 mL,所以氢氧化钠的浓度是1.5 mol/L,C不正确。由图像可判断,温度为22 时盐酸的体积是5 mL,氢氧化钠是45 mL,因此实验时的环境温度应该小于22 ,A不正确。该实验不能说明有水生成的反应就是放热反应,D不正确。答案选B。(3)V130 mL时HCl和NaOH恰好反应,此时产生的水是0.03 mol,放出的热量是57.3 kJ/mol0.03 mol1.719 kJ。所以根据Qmct可知t8 。测定结果偏低,说明装置的保温性能较差,有热量损失。其次实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量。再就是计算中假定溶液比热容为4.2 J/(g),密度为 1 g/cm3,实际上这是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度略有不同。答案:(1)环形玻璃棒(2)B (3)8 仪器保温性能差;实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量;计算中假定溶液比热容为4.2 J/(g),密度为1 g/cm3,实际上这是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度略有不同(其他合理答案均可)11(xx沭阳高级中学模拟).金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧在氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示:(1)等量金刚石和石墨完全燃烧_(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多,写出表示石墨燃烧热的热化学方程式_;(2)在通常状况下,金刚石和石墨相比_(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式_;(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量_。.(1)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式_;(2)已知含KOH 28.0 g稀溶液与足量稀硫酸反应,放出28.65 kJ的热量,试写出该反应中和热的热化学方程式_。解析:.(1)根据图像可知,金刚石的总能量高于石墨的总能量,所以等量金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出热量更多。根据图像可知,1 mol石墨完全燃烧放出的热量是110.5 kJ283.0 kJ393.5 kJ,所以表示石墨燃烧热的热化学方程式是C(石墨,s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol。(2)金刚石的总能量高于石墨的总能量,所以石墨比金刚石稳定。根据图像可知,1 mol金刚石转化为石墨放出的能量是395.4 kJ393.5 kJ1.9 kJ,石墨转化为金刚石的热化学方程式是C(石墨,s)C(金刚石,s) H1.9 kJ/mol。(3)设生成的CO和CO2的物质的量分别是x和y,则xy1 mol、28x44y36 g,解得xy0.5 mol,所以实际放出的热量是(393.5 kJ/mol110.5 kJ/mol)0.5 mol252.0 kJ。.(1)当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出热量50 kJ,则1 mol丁烷即58 g丁烷完全燃烧放出的热量是50 kJ582 900 kJ,所以反应的热化学方程式是C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2 900 kJ/mol。(2)中和热是在一定条件下的稀溶液中,强酸和强碱反应生成1 mol水时所放出的热量。28 g氢氧化钾的物质的量是0.5 mol,则该反应的热化学方程式是1/2H2SO4(aq)KOH(aq)=1/2K2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol。答案:.(1)金刚石C(石墨,s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol(2)石墨C(石墨,s)=C(金刚石,s)H9.1 kJ/mol (3)252.0 kJ.(1)C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJ/mol(2)1/2H2SO4(aq)KOH(aq)=1/2K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol12(xx江浦高级中学模拟)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是()A每生成2分子AB吸收b kJ热量B该反应热H(ab) kJ/molC加入催化剂,该化学反应的反应热变大D断裂1 mol AA和1 mol BB键,放出a kJ能量解析:选B根据图像可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,反应是吸热反应,反应热是H(ab)kJ/mol,选项B正确,A不正确;催化剂不能改变反应热,C不正确;断键吸热,D不正确。13(xx如皋中学模拟)(1)氯元素的最高价氧化物为无色液体,0.25 mol 该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出Q kJ 的热量。写出该反应的热化学方程式:_ 。(2)已知:Fe2O3(s)3/2C(s)=3/2CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1则2Fe(s)3/2O2(g)=Fe2O3(s)的H是_ kJmol1。 (3)意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如下图所示。已知断裂1 mol NN吸收167 kJ热量,生成1 mol NN放出942 kJ。根据以上信息和数据,写出N4气体转变为N2的热化学方程式:_。(4)下图是丙烷(C3H8)、二甲醚(CH3OCH3)燃烧过程中能量变化图,其中x为各自反应中对应的系数。根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式:_。解析:(1)氯元素的最高价氧化物是Cl2O7,0.25 mol Cl2O7与一定量水混合得到HClO4溶液时,放出Q kJ的热量,则1 mol Cl2O7与一定量水混合得到HClO4溶液时,放出4Q kJ的热量,所以热化学方程式为:Cl2O7(1)H2O(1)=2HClO4(aq);H4Q kJmol1。(2)已知:(1)Fe2O2(s)3/2C(s)=3/2CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1由盖斯定律(2)(3/2)(1),得:2Fe(s)3/2O2(g)=Fe2O3(s)H(393.5 kJmol1)(3/2)234.1 kJmol1824.35 kJmol1即2Fe(s)3/2O2(g)=Fe2O3(s)H824.35 kJmol1。(3)1 mol N4气体中含有6 mol NN键,可生成2 mol N2,形成2 mol NN键,则1 mol N4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为6167 kJ1 002 kJ,形成化学键放出的热量为1 884 kJ,所以反应放热,放出的热量为1 884 kJ1 002 kJ882 kJ,故N4气体转变为N2的热化学方程式是N4(g)=N2(g)H882 kJ/mol。(4)由图象可知生成1 mol水时,二甲醚燃烧放出485 kJ的热量,则生成3 mol水,放出的热量为3485 kJ1 455 kJ,所以热化学方程式为CH3OCH3(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H1 455 kJmol1。答案:(1)Cl2O7(l)H2O(l)=2HClO4(aq)H4Q kJ/mol(2)824.4(3)N4(g)=N2(g)H882 kJ/mol(4)CH3OCH3(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H1 455 kJmol1第二单元原电池和化学电源明考纲要求理主干脉络1.理解原电池的工作原理,能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3.了解研制新型化学电源的重要性。一、原电池的工作原理1概念:把化学能转化为电能的装置。2构成条件(1)有两个活动性不同的电极(常见为金属或石墨)。(2)具有电解质溶液。(3)两电极间形成闭合回路。3工作原理如图是两种CuZn原电池示意图,请填空:(1)电极:负极为Zn,正极为Cu。(2)电极反应;负极:Zn2e=Zn2,正极:Cu22e=Cu。(3)电子移动方向和电流方向:电子从负极流出经外电路流入正极;电流从正极流出经外电路流入负极。(4)离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。(5)两种装置的比较:装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触,易造成能量损耗;装置能避免能量损耗;装置中盐桥的作用是提供阴阳离子定向移动的通路,导电。二、化学电源1一次电池碱性锌锰干电池负极材料:Zn电极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料:碳棒电极反应:2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)22二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应:负极:Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)正极:PbO2(s)
展开阅读全文