1、专题六化学反应与能量一、小题对点练一、反应热的分析与判断1(2013上海，9改编)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见()。ANH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B该反应中，热能转化为产物内部的能量C反应物的总能量高于生成物的总能量D反应的热化学方程式为NH4HCO3HCl=NH4ClCO2H2OHQ kJmol1解析根据醋酸逐渐凝固说明NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应，则A、C错误，B正确；热化学方程式的书写要标出物质的状态，D错误。答案B2(2014重庆南开中学高三模拟)下列推论正确的是()。AS(g)O2
2、(g)=SO2(g)H1，S(s)O2(g)=SO2(g)H2，则H1H2BC(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJ/mol，则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应，金刚石比石墨稳定CNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/mol，则含20 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完反应，放出的热量为28.7 kJD2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ/mol，则碳的燃烧热等于 110.5 kJ/mol解析A选项，固体硫变成气态硫需要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫多，但H为负值，故H10说明该反应为吸热反应，故石墨能量比金刚石低，能量越低越稳定，
3、所以石墨比金刚石稳定；C选项，20 g NaOH的物质的量为0.5 mol，与稀盐酸完全反应放出28.7 kJ热量；D选项，燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量，碳完全燃烧生成的稳定化合物应为CO2而非CO。答案C3已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是()。A碳的燃烧热大于110.5 kJmol1B反应的反应热为221 kJmol1C98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为57.3 kJmol1D稀醋酸与稀氢氧化钠
4、溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量解析燃烧热是指在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。反应中的碳不是1 mol，而且产物CO也不是碳燃烧生成的最稳定氧化物，CO可以继续燃烧放热，故碳的燃烧热应大于反应放出热量的一半；B项中反应的反应热为221 kJmol1；C项中描述的是中和热，数据前不应带“”号，由于浓H2SO4溶解放热，故放出的热量应大于57.3 kJ；D项中的反应热包括H与OH反应放出的热量和稀醋酸电离吸收的热量，所以放出的热量要小于57.3 kJ。答案A二、热化学反应方程式的正误判断4已知25 、101 kPa时，1 mol H2与溴
5、蒸气完全反应生成气态溴化氢放出Q kJ能量，则下列热化学方程式书写正确的是()。AH2(g)Br2(g)=2HBr(g)H2Q kJmol1BH2(g)Br2(l)=2HBr(g)HQ kJmol1C.H2(g)Br2(g)=HBr(g)H kJmol1DHBr(g)=H2(g)Br2(g)H kJmol1解析要注意H的“”、“”号及H和化学计量数的关系。答案D5(2014重庆荣昌中学模拟)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下：C2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJmol1C6H6(g)O2(g)6CO2(g)3H2O(l)H3 295 kJmol1下列说法
6、正确的是()。A1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量大于1 300 kJB1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3 295 kJC相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多DC2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应解析液态水生成气态水要吸热，则A中放热应小于1 300 kJ，错误；液态苯的能量比气态苯的能量低，则B中放出热量应小于3 295 kJ，B错误；通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多，C错误；根据盖斯定律，由3得：3C2H2(g)=C6H6(g)H605 kJmol1，D正确。答案D625
7、，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是()。A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H 57.3 kJmol1BKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJmol1解析A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成
8、 1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应的热效应会有所变化，生成1 mol H2O(l)时产生的热量不再是57.3 kJ，A项错误；B项正确；C项，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，这时产物中的水应为液态水，C项错误；D项，当2 mol液态辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，D项错误。答案B三、反应热的计算及其大小比较7已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H57.3 kJmol1，则HCN在水溶液中电离的H等于()。A69.4 kJmol1 B45
9、.2 kJmol1C45.2 kJmol1 D69.4 kJmol1解析根据盖斯定律，将HCN与NaOH的反应设计为以下两步：则H1H2H3即12.1 kJmol1H2(57.3 kJmol1)H245.2 kJmol1。答案C8(2014重庆綦江高三模拟)已知4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)H x kJmol1。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJmol1，其他相关数据如下表：NH3(g)O2(g)NO(g)H2O(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJabzd则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为()。A(x4a5b6d264)/4
10、B(x12a5b12d264)/4C(x4a566d44)/4D(x12a5b12d44)/4解析本题考查反应热的计算，考查考生简单计算能力。难度中等。由题意知当反应生成气态水时，H(x446) kJmol1，根据反应物的总键能生成物的总键能，得H4a5b4z6dx446，解得z (x4a5b6d264)/4。答案A9(2012重庆理综，12)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、OO为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()。A194 B391 C516 D658解析由题中的图
11、像可以看出断裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化学键所要吸收的能量为：2 752 kJ534 kJ2 218 kJ，设断裂1 mol NH键所需要的能量为x，则154 kJ4x500 kJ2 218 kJ，解得x391 kJ。答案B10下列各组变化中，前者小于后者的是()。CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2t时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时分别
12、反应放出的热量。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2A BC D解析因为H2O(g)=H2O(l)，放出热量，则H1H2。H12H20，所以H10；CaO与水的反应是放热反应，H2H2。答案A二、大题冲关练11能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料，而氢气、二甲醚等都是很有发展前景的新能源。(1)在25 、101 kPa时，1 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.64 kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)5O2(g)= 3
13、CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1，已知CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H565.14 kJmol1，试计算相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值_(保留小数点后一位)。(3)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol13H2(g)N2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1计算断裂1 mol NN键需要消耗能量_kJ，氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键_(填“强”或“弱”)，因此氢气与二者反应的条件不同。(4)由合成气(组成为H2、CO
14、和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol 二甲醚合成反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：_。解析(1)燃烧热是指101 kPa下1 mol可燃物完全燃烧生成稳
15、定化合物时所放出的热量。(2)2 220.0282.577.9。(3)3H2(g)N2(g)=2NH3(g)中，断裂 1 mol NN键和3 mol HH键，形成6 mol NH键，则E(NN) 3E(HH)6E(NH)92.4 kJmol1，则E(NN)1 173.2 kJmol1 2436 kJmol1392.4 kJmol1946 kJmol1。E(NN)E(OO)，故氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键强。(4)根据盖斯定律，2得：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H90.1 kJmol1224.5 kJmol1204.7 kJmol1。这是一个气体分子数减小的
16、反应，压强增大，平衡正向移动，有利于提高反应速率和二甲醚的生成。 答案(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.24 kJmol1(2)7.9(3)946强(4)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加；压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大12根据下列条件计算有关反应的焓变：(1)已知：Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)H804.2 kJmol12Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H882.0 kJmol1Na(s)=Na
17、(l)H2.6 kJmol1则反应TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)的H_kJmol1。(2)已知下列反应数值：反应序号化学反应反应热Fe2O3(s)3CO(g)= 2Fe(s)3CO2(g)H126.7 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H250.8 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H336.5 kJmol1FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H4则反应的H4_kJmol1。解析 (1)由已知反应得：TiCl4(l)=Ti(s)2Cl2(g)H804.2 kJmol14Na(s)2Cl2(
18、g)=4NaCl(s)H1 764.0 kJmol14Na(s)=4Na(l)H10.4 kJmol1根据盖斯定律，将得：TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H 804.2 kJmol11 764.0 kJmol110.4 kJmol1970.2 kJmol1。(2)根据盖斯定律，将(32)/6得：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)，则H4(H13H2H32)/67.3 kJmol1。答案(1)970.2(2)7.313氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时，合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示：温度/20030040050060
19、0氨的体积分数/%89.971.047.026.413.8请回答下列问题：(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因：_。(2)根据图写出合成氨的热化学方程式是_。(3)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量_(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2 kJ，原因是_；若加入催化剂，H_(填“变大”、“不变”或“变小”)。(4)已知分别破坏1 mol NN键、1 mol HH键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol NH键需要吸收的能量为_kJ。(5)N2H4可视为NH3
20、分子中的H被NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O(g)。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_。解析(1)、(2)见答案。(3)合成氨的热化学方程式表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出92.2 kJ的热量，而合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2(g)和3 moLH2(g)不可能完全反应生成2 mol的NH3(g)，故测得反应放出的热量小于92
21、.2 kJ。(4)设破坏1 mol NH键需吸收的能量为 x kJ,94643636x92.2，x391。(5)首先依信息反应物为N2H4(g)和 NO2(g)，生成物为N2(g)和H2O(g)写出方程式并配平得N2H4(g)NO2(g)= N2(g)2H2O(g)，依据盖斯定律可得此反应的HH2H1567.85 kJmol1。答案(1)温度升高，氨在混合气体中的体积分数减小，平衡向吸热反应方向移动，故正反应是放热反应 (2)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.2 kJmol1(3)小于由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物不变(4)391(5)N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H567.85 kJmol1