资源描述
题型九化学反应中的能量变化1.(2014全国卷,13)室温下,将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2;CuSO45H2O受热分解的化学方程式为 CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是(B)A.H2H3B.H1H3解析:由题给条件可知:CuSO45H2O(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)H10,CuSO4(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)H20,选B。2.(2013全国卷,12)在1 200 时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:H2S(g)+32O2(g)SO2(g)+H2O(g)H12H2S(g)+SO2(g)32S2(g)+2H2O(g)H2H2S(g)+12O2(g)S(g)+H2O(g)H32S(g)S2(g)H4则H4的正确表达式为(A)A.H4=23(H1+H2-3H3)B.H4=23(3H3-H1-H2)C.H4=32(H1+H2-3H3)D.H4=32(H1-H2-3H3)解析:按题干顺序给4个热化学方程式编号,根据盖斯定律,=23+23-2,即H4=23(H1+H2-3H3)。3.(2017江苏卷,8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(C)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H1=a kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=b kJmol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=c kJmol-12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=d kJmol-1A.反应、为反应提供原料气B.反应也是CO2资源化利用的方法之一C.反应CH3OH(g)12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的 H=d2 kJmol-1D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d) kJmol-1解析:反应的产物为CO和H2,反应的产物为CO2和H2,反应的原料为CO2和H2,A项正确;反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于d2 kJmol-1,C项不正确;依据盖斯定律,由2+2+,可得所求反应的焓变,D项正确。4.(2015北京卷,9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是(C)A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程解析:根据能量变化示意图可以判断,该反应为放热反应,A项错误;根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂,B项错误;CO2中含有极性共价键,C项正确;状态状态表示CO和O形成CO2的过程,D项错误。1.此类题型全国卷和卷近五年一直没考,全国卷最近一次考查是2014年,考虑到地方卷经常考查这个考点以及命题周期性和求变的思想不排除可能考查的概率。2.此类题型一直以盖斯定律焓变计算与大小判断为经典考查方式,不排除有新颖考查方式出现的可能性。3.综合近几年各地考查此类题型的方式,预测2019年有以图示加焓变计算为考查形式的概率。考向1反应热、焓变及活化能的正确理解(对应学生用书第4041页) 1.几个基本概念(1)反应热与焓变:化学反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热。测量反应热的仪器叫做量热计。焓变用H表示,单位一般采用kJ/mol。H为负值为放热反应;H为正值为吸热反应。H=恒压反应热。(2)燃烧热:在25 101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,叫做该物质的燃烧热。(3)中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O,这时的反应热叫做中和热。(4)活化能:活化分子比普通分子多出的那部分能量称作活化能。2.中和热测定实验(1)简易量热器构造(2)测定前的准备工作选择精密温度计(精确到0.1 ),并进行校对(本实验温度要求精确到0.1 )。使用温度计要轻拿轻放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免破裂。测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。(3)要想提高中和热测定的准确性,实验时应注意的问题作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。温度计的水银球部分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。实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。为了减少实验误差,重复实验23次,数据取平均值。3.化学反应吸放热原理(1)从总能量角度:因为能量(焓)是守恒的,所以若H反应物H生成物,则生成物能量减少,必然有能量释放到环境中,所以反应为放热反应;若H反应物E成键,则吸收能量释放能量,总体为吸收能量,此时反应为吸热反应,反之若E断键E成键,则吸收能量成键释放能量,即反应物总键能生成物总键能,所以C正确;达到平衡时升温,根据勒夏特列原理,反应向吸热反应(即正反应)方向移动,H2转化率增大,所以D错误。注意:催化剂通过改变活化能来“同等程度”改变正、逆反应速率,但不会改变反应能量变化(即H),也不会引起平衡移动。【例2】 下列叙述正确的是(B)A.HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,则H2SO4和Ca(OH)2的反应热H=2(-57.3)kJmol-1B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的H=+2283.0 kJmol-1C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.甲烷的燃烧热就是1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量精讲精析:-57.3 kJmol-1是H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)的反应热,H2SO4和Ca(OH)2反应生成硫酸钙微溶物也会放热,所以反应热不等于2(-57.3)kJmol-1,故A错误;据B项所给CO(g)的燃烧热知道CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1,因此2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的反应热为H=+2283.0 kJmol-1,故B正确;反应的吸放热与反应条件无关,如铝热反应需要加热,但属于放热反应,所以C错误;101 kPa下,1 mol CH4完全燃烧生成液态水(液态水比气态水稳定)和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热,故D错误。注意:如果一个中和反应,伴随着电离过程,则其反应热数值会偏小,若伴随着溶解放热(如浓硫酸与氢氧化钠中和),则其反应热数值会偏大(但此时反应热不是中和热,因为中和热前提是稀溶液),若伴随着沉淀反应,则其反应热数值会偏大(沉淀反应形成化学键放热)。1.下列说法正确的是(A)A.由图甲可知,升高温度,醋酸钠的水解程度增大B.由图乙可知,a点KW的数值比b点KW的数值大C.由图丙可知,反应A(g)+B(g)2C(g)是吸热反应D.由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)的焓变H=H1-H2解析:由图甲可知,升高温度,醋酸钠溶液的pH增大,因CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,故其水解程度增大,A正确;KW只与温度有关,a点与b点均为25 ,则a点KW的数值与b点KW的数值相等,B不正确;由图丙可知,T2对应的化学反应速率较大,故T2温度较高,C达平衡时的体积分数较小,故反应A(g)+B(g)2C(g)是放热反应,C不正确;由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)是放热反应,由盖斯定律可知,H=H2-H1,D不正确。2.(2018福建福州模拟)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(D)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,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解析:酸性越弱的酸,结合氢离子能力越强,次氯酸为最弱的酸,所以ClO-结合氢离子能力最强,A错误;根据图像可知,A的能量最低,所以A最稳定,B错误;2ClO2-(aq)ClO-(aq)+ClO3-(aq)H=(64+60-1002)kJmol-1=-76 kJmol-1,该反应为放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;3ClO-(aq)ClO3-(aq)+2Cl-(aq)H=(64+02-360)kJmol-1=-116 kJmol-1,D正确。3.(2018浙江余姚选考模拟)H2O2(l)在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。下列说法正确是(D)A.有MnO2条件下的反应曲线是a曲线B.该反应能量变化类型与CaCO3分解反应相同C.加催化剂后,正反应速率加快,逆反应速率减小D.b曲线的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g)H=E1-E2解析:催化剂通过降低反应活化能而改变反应速率,但不影响平衡移动,则焓变不变,所以有MnO2条件下的反应曲线是b曲线,故A错误;该反应反应物能量高,生成物能量低,为放热反应,CaCO3分解是吸热反应,故B错误;加催化剂后正、逆反应速率同时增大,故C错误;该反应的焓变为H=E1-E2或H=-(E2-E1),故D正确。【教师用书备用】 (2018浙江余姚选考模拟)下列关于反应能量的说法正确的是(A)A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)H=-216 kJmol-1,则反应物总能量生成物总能量B.相同条件下,如果1 mol氢原子具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1=E2C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-1,则H2燃烧热H为 -572 kJmol-1D.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量解析:当反应物总能量生成物总能量,则反应是放热反应,HE2,故B错误;H2的燃烧热必须是1 mol物质燃烧生成最稳定的氧化物液态水时所放出的能量,故C错误;中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合时,浓硫酸溶于水放热,所以导致H0,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5精讲精析:第一个反应及第三个反应为燃烧,所以为放热反应,根据焓变“吸正放负”,所以H10,H30,因此A错误;根据相关规律第二个反应为吸热反应,第四个反应为缓慢氧化,所以为放热反应,同上据焓变“吸正放负”判断B错误;第二个方程式+第三个方程式得:C(s)+O2(g)CO2(g),正好是第一个方程式,所以根据方程式叠加计算焓变原理得H1=H2+H3,因此C正确;第四个方程式+第五个方程式得:2Fe(s)+3O2(g)+3CO(g)Fe2O3(s)+3CO2(g)不是第三个方程式,所以同理D错误。注意:遇到形如“Hx=Hy+Hz”这种问题一般都是考查盖斯定律,通常都可以通过运用“方程式叠加法”进行计算与判断。1.(2018吉林实验中学模拟)已知:CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=-a kJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H2=-b kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H3=-c kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H4=-d kJmol-1下列叙述正确的是(B)A.由上述热化学方程式可知H3c,H3H4,故A错误;燃烧热应生成稳定氧化物,应该是液态水,H2的燃烧热H为-d kJmol-1,故B正确;根据盖斯定律,由-2得到:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H=(b+2c-a)kJmol-1,故C错误;设CO和H2物质的量分别为n mol、2n mol,则CO放出的热量是nb kJ,氢气放出的热量是2nd kJ,即nb+2nd=Q,解得n=Qb+2d,则该混合物中CO的物质的量为Qb+2d mol,故D错误。2.(2018江苏淮安四市模拟)通过以下反应均可获取O2。光催化分解水制氧气:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H1=+571.6 kJmol-1过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H2=-196.4 kJmol-1一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g)H3=-180.5 kJmol-1下列有关说法不正确的是(C)A.反应是人们获取H2的途径之一B.反应、都是化学能转化为热能C.反应H2O2(l)H2O(g)+12O2(g)的H=-98.2 kJmol-1D.反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)的H=-752.1 kJmol-1解析:反应是制取氢气的途径之一,A正确;过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H2=-196.4 kJmol-1,一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g)H3=-180.5 kJmol-1都是放热反应,故反应、都是化学能转化为热能,B正确;由可得H2O2(l)H2O(l)+12O2(g)H=-98.2 kJmol-1,故C错误;根据盖斯定律,由-可得反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=H3-H1=-752.1 kJmol-1,故D正确。3.(2018安徽滁州联考)下列说法正确的是(D)A.已知:H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-242 kJmol-1,则H2的燃烧热H为-242 kJmol-1B.已知:S(g)+O2(g)SO2(g)H1=-Q1;S(s)+O2(g)SO2(g)H2=-Q2,则Q1Q2C.已知:12H2SO4(浓)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l)H1;CH3COOH(aq)+NH3H2O(aq)CH3COONH4(aq)+H2O(l)H2,则有|H1|H2|D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g)H=+489.0 kJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1C(石墨)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-1 641.0 kJmol-1解析:燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,其中H2O为液态,故A错误;S(g)S(s)放出热量,S的燃烧是放热反应,即HQ2,故B错误;浓硫酸遇水放出热量,CH3COOH属于弱电解质,电离是吸热过程,即|H1|H2|,故C错误;Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g),CO(g)+12O2(g)CO2(g),C(石墨)+O2(g)CO2(g),根据目标反应方程式,(3-3-)2,得出:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-1 641.0 kJmol-1,故D正确。
展开阅读全文