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第一单元化学反应中的热效应1.下列热化学方程式中,H能正确表示物质的燃烧热的是()A.CO(g)+12O2(g) CO2(g)H=-283.0 kJ/molB.C(s)+12O2(g) CO(g)H=-110.5 kJ/molC.H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=-241.8 kJ/molD.2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(l)H=-11 036 kJ/mol答案A燃烧热是指25 、101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。B项,C未完全燃烧;C项,H2O(g)不是稳定的氧化物,H2O(l)才是稳定的氧化物;D项,C8H18的物质的量不是1 mol。2.(2018浙江11月选考,21,2分)已知:H2O(g) H2O(l)H1C6H12O6(g) C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(g)+6CO2(g)H3C6H12O6(g)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)H4下列说法正确的是()A.H10,H20,H3H4B.6H1+H2+H3-H4=0C.-6H1+H2+H3-H4=0D.-6H1+H2-H3+H4=0答案B在H2O(g) H2O(l)中,H10;在C6H12O6(g) C6H12O6(s)中,H20;在C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(g)+6CO2(g)中,H30;在C6H12O6(g)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)中H4H4,故A不正确;根据盖斯定律可确定B正确,C和D都错误。3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl。利用如下反应,可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115.6 kJ/mol下列说法正确的是()A.升高温度能提高HCl的转化率B.加入催化剂,能使该反应的焓变减小C.1 mol Cl2转化为2 mol Cl原子放出243 kJ热量D.断裂H2O(g)中1 mol HO键比断裂HCl(g)中1 mol HCl键所需能量多答案DA项,正反应是放热反应,所以升高温度平衡逆向移动,HCl转化率降低,错误;B项,催化剂不改变反应的焓变,错误;C项,断键需要吸收能量,错误;D项,H=4E(HCl键)+E(OO键)-2E(ClCl键)-4E(HO键),所以E(HO键)-E(HCl键)=498 kJ/mol-2243 kJ/mol-(-115.6 kJ/mol)4=31.9 kJ/mol,正确。4.已知反应H2(g)+12O2(g) H2O(g)的能量变化如图所示,a、b、c表示能量变化,为正值,单位为kJ,下列说法正确的是()A.H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=c kJmol-1B.2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)H=-2(a-b)kJ mol-1C.1 mol氢气与0.5 mol氧气总能量为a kJD.2 mol氢气与1 mol氧气完全反应生成2 mol液态水放出的热量小于2(b-a)kJ答案BA项中反应物的能量高于生成物,该反应为放热反应,H=-c kJmol-1,A错误。2 mol H2O(g)分解时,先吸收2b kJ能量,又释放2a kJ能量得到产物,H=-2(a-b)kJ mol-1,B正确。题图中未给出1 mol H2与0.5 mol O2总能量的具体值,a kJ是反应物的活化能,C错误。反应生成液态水比生成气态水释放出更多的能量,所以2 mol H2与1 mol O2完全反应生成2 mol液态水放出的热量大于2(b-a)kJ,D错误。5.一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()A.这些离子中结合H+能力最强的是EB.A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定C.CB+D的反应,反应物的总键能大于生成物的总键能D.BA+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq) ClO3-(aq)+2Cl-(aq)H=-116 kJmol-1答案D因HClO4为强酸,HClO为弱酸,故题述离子中结合H+能力最强的显然不是ClO4-,A错误;能量越低越稳定,故A、B、C、D、E五种微粒中C最不稳定,A最稳定,B错误;CB+D的反应为2ClO2-(aq) ClO-(aq)+ClO3-(aq),H=(60 kJmol-1+64 kJmol-1)-2100 kJmol-1=-76 kJ mol-1,反应放热,故反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;BA+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq) ClO3-(aq)+2Cl-(aq)H=(64 kJmol-1+20 kJmol-1)-360 kJmol-1=-116 kJmol-1,D正确。6.H2与O2发生反应的过程用模型图表示如下(“”表示化学键):过程能量变化为a kJ,过程能量变化为b kJ。下列说法正确的是()A.过程是旧化学键断裂过程,只能通过吸热实现B.过程一定是放热过程,且b大于aC.该反应的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=(a-b) kJ/molD.加入催化剂不能改变a、b值的大小答案B本题考查化学反应中的能量变化、热化学方程式的书写。A项,过程是旧化学键断裂过程,可以通过吸热、光照、电解等方式实现;B项,过程一定是放热过程,H2与O2的反应是放热反应,故b一定大于a;C项,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=(a-b)NA/2kJ/mol;D项,加入催化剂,改变了反应历程,a、b的值会受到影响。7.通过以下反应均可获取H2:太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H1=+571.6 kJmol-1焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H2=+131.3 kJmol-1甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H3=+206.1 kJmol-1下列有关说法正确的是()A.由反应可知H2(g)的燃烧热为571.6 kJmol-1B.将反应中H2O(g)变为H2O(l),H将变小C.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的H=+74.8 kJmol-1D.通过反应分别获取等物质的量的H2(g),前者吸收热量少答案CA项,氢气的燃烧热指1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量,错误;B项,液态水能量低,由液态水到气态水也需要吸热,错误;C项,根据盖斯定律,将式减去式可得CH4(g) C(s)+2H2(g),则H=206.1 kJmol-1-131.3 kJmol-1=+74.8 kJmol-1,正确;D项,反应若获得3 mol氢气,吸收热量3131.3 kJ=393.9 kJ206.1 kJ,故前者吸热多,错误。8.(2017浙江4月选考,19,2分)已知断裂1 mol H2(g)中的HH键需要吸收436.4 kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol HO键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是()A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-480.4 kJmol-1C.2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)H=471.6 kJmol-1D.H2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-240.2 kJmol-1答案B断裂1 mol H2O(g)中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量,A项中没说明状态,错误;B项,H=2436.4 kJmol-1+498 kJmol-1-4462.8 kJmol-1=-480.4 kJmol-1,正确;由于H2O(g)H2O(l)的H不知,故C、D错误。9.2A(g) B(g)H1(H10);2A(g) B(l)H2。下列能量变化示意图正确的是()答案B由2A(g) B(g)H1a;中各物质的物质的量均为中的一半,所以d=12a;与相比,2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO,相当于此反应中有43 mol C3H8完全燃烧,23 mol C3H8不完全燃烧,故c大于b,所以c最大,选C。11.已知HI在催化剂作用下分解速率会加快,其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是()A.加入催化剂,减小了反应的活化能B.加入催化剂,可提高HI的平衡转化率C.降低温度,HI的分解速率加快D.反应物的总能量大于生成物的总能量答案A催化剂能降低反应的活化能,A项正确;催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,但不能使平衡发生移动,反应物的转化率不变,B项错误;降低温度,不论平衡如何移动,正、逆反应速率都减慢,C项错误;由题图可以直接看出反应物的总能量小于生成物的总能量,D项错误。12.已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-394 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H2=-242 kJmol-12C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)H3=-2 510 kJmol-12C(s)+H2(g)C2H2(g)H4下列说法正确的是()A.反应放出197 kJ的热量时,转移4 mol电子B.由反应可知1 mol气态水分解所放出的热量为242 kJC.反应表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式D.H4=2H1+H2-12H3答案D1 mol C参与反应,放出的热量为394 kJ,转移4 mol电子,故放出197 kJ热量时,转移2 mol电子,A项错误;气态水分解需要吸收热量,B项错误;表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1,且生成物应为稳定的化合物,H2O的稳定状态应是液态,而不是气态,C项错误;应用盖斯定律,由2+-12=可知D项正确。13.利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应过程和能量变化的关系情况如下图所示,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.该反应的热化学方程式是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=+91 kJmol-1B.加入催化剂,该反应的H变小C.反应物的总能量大于生成物的总能量D.如果该反应生成液态CH3OH,则H增大答案C由题图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应放热,故A错误,C正确;加入催化剂,H不变,故B错误;如果该反应生成液态CH3OH,则需要放出更多的热量,因此H减小,故D错误。14.根据能量变化示意图,判断下列热化学方程式正确的是()A.32Cl2(g)+P(s)PCl3(g)H=+306 kJmol-1B.3Cl2(g)+2P(s)2PCl3(g)H=-306 kJmol-1C.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H=+93 kJmol-1D.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H=-93 kJmol-1答案C根据能量变化示意图可知,H=生成物的总能量-反应物的总能量,可得热化学方程式:32Cl2(g)+P(s)PCl3(g)H=-306 kJmol-1,若反应从生成物开始,则能量数值相等,符号相反,故相应的热化学方程式是PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H=+93 kJmol-1,故C正确。15.已知:P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)H=a kJmol-1,P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)H=b kJmol-1,又知P4具有正四面体形结构,PCl5(g)中PCl键的键能为c kJmol-1,PCl3(g)中PCl键的键能为1.2c kJmol-1。下列叙述正确的是()A.PP键的键能大于PCl键的键能B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热HC.ClCl键的键能为b-a+5.6c4 kJmol-1D.PP键的键能为5a-3b+12c8 kJmol-1答案CPCl键的键能大于PP键的键能,A项错误;PCl5(g)PCl5(s)的能量变化未知,无法求出B项反应的反应热,B项错误;设ClCl键的键能为x,根据盖斯定律,反应-得到4PCl3(g)+4Cl2(g) 4PCl5(g)H=(b-a)kJmol-1,则(b-a)kJmol-1=1.2c kJ mol-112+4x-c kJmol-120,x=b-a+5.6c4 kJmol-1,C项正确;同理可得PP键的键能为5a-3b+12c12 kJ mol-1,D项错误。16.最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤烟气是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图甲所示,据此判断:图甲该反应的H0(选填“”“S2,在图甲中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。研究表明在紫外线照射下,由于TiO2的催化作用,空气中的某些物质会产生OH自由基,如图乙所示,OH与NO2的反应为NO2+OH HNO3,写出NO与OH反应的化学方程式。图乙(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境污染问题。煤燃烧产生的烟气含氮氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867.0 kJmol-12NO2(g) N2O4(g)H=-56.9 kJmol-1H2O(g) H2O(l)H=-44.0 kJmol-1写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:。答案(1)T2,但平衡时T1条件下的c(CO2)小于T2条件下的c(CO2),所以该反应为放热反应,H0。T2、S2条件下的反应速率应比T2、S1条件下的慢,但温度不变,故平衡时c(CO2)不变,据此可画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(详见答案)。由图乙分析可得NO和OH反应的化学方程式为NO+3OH HNO3+H2O。(2)已知:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867.0 kJmol-1,2NO2(g) N2O4(g)H=-56.9 kJmol-1,H2O(g) H2O(l)H=-44.0 kJmol-1,由盖斯定律,-+2可得:CH4(g)+N2O4(g) N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)H=-898.1 kJmol-1。
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