1、专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应一、选择题1.下列说法正确的是()A.放热反应的速率总是大于吸热反应的速率B.当反应放热时H0,反应吸热时H0C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,H为“-”D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,H为“+”解析:化学反应速率的大小与反应放热、吸热没有直接关系,A错;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放热量,所以D错。答案:C2.下列过程中,需要吸收能量的是()A.H+HH2B.H+ClHCl
2、C.I2I+ID.S+O2SO2解析:化学键断裂是需要吸收能量的。答案:C3.已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)H=-270 kJmol-1,下列说法正确的是()A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量B.1 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D.1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热量解析:热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,所以选项A和D错;由题干中的热化学方程式可知,1 mol氢气与1
3、 mol氟气反应生成2 mol气态氟化氢放出的热量为270 kJ,而气态氟化氢转化为液态氟化氢还要放出热量,所以放出的热量应大于270 kJ,B错;由于该反应为放热反应,所以在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和应大于2 mol氟化氢气体的能量。答案:C4.下列热化学方程式中H的数值能表示可燃物燃烧热的是()A.CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802.3 kJmol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1D.H2(g)+12O2(g)H2O(g
4、)H=-242 kJmol-1解析:B、D中水均为气态不是稳定的化合物;C中H2的物质的量不是1 mol;A中H的数值能表示CO的燃烧热。答案:A5.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()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2解析:第三个方程式等于方程式+方程式2,由盖斯定律知:H3=H1+2H2。答案:A6.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2P4O10。已知断裂下
5、列化学键需要吸收的能量分别为:PP a kJmol-1、PO b kJmol-1、PO c kJmol-1、OO d kJmol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H,其中正确的是()A.(6a+5d-4c-12b) kJmol-1B.(4c+12b-6a-5d) kJmol-1C.(4c+12b-4a-5d) kJmol-1D.(4a+5d-4c-12b) kJmol-1解析:H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=6E(PP)+5E(OO)-12E(PO)-4E(PO),代入数据可得选项A正确。答案:A7.分析下面的能量变化示意图,确定下列选项中正确的是()A.2A(g)+B(g
6、)2C(g)H0C.2A+B2CH0D.2C2A+BH生成物所具有的总能量,该反应为放热反应,H为“-”或“HE(2C),则反应2A(g)+B(g)2C(g)为放热反应(H0),A正确、B错误。又因热化学方程式必须注明物质状态,故C、D错误。答案:A8.根据碘与氢气反应的热化学方程式:I2(g)+H2(g)2HI(g)H=-9.48 kJmol-1I2(s)+H2(g)2HI(g)H=+26.48 kJmol-1下列判断正确的是()A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJB.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC.反应的产物比反应的
7、产物稳定D.反应的反应物总能量比反应的反应物总能量低解析:A项中因反应是可逆反应,1 mol I2和1 mol H2不能完全反应,反应放热小于9.48 kJ,A错;从题中所给的两个热化学方程式可以求出相差26.48 kJ+9.48 kJ,B错;反应和反应产物都是HI,稳定性相同,C错。答案:D二、非选择题9.科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。(1)P4(s,白磷)+5O2(g)P4O10(s)H1=-2 983.2 kJmol-1(2)P(s,红磷)+54O2(g)14P4O10(s)H2=-738.5
8、kJmol-1则白磷转化为红磷的热化学方程式为。相同的状况下,能量较低的是;白磷的稳定性比红磷(填“高”或“低”)。解析:依题意求:P4(s,白磷)4P(s,红磷)的H。可设计如下反应过程:P4(s,白磷)P4O104P(s,红磷),据盖斯定律有:H=H1-4H2=(-2 983.2+4738.5) kJmol-1=-29.2 kJmol-1,即P4(s,白磷)4P(s,红磷)H=-29.2 kJmol-1。白磷转化为红磷是放热反应,稳定性比红磷低(能量越低越稳定)。答案:P4(s,白磷)4P(s,红磷)H=-29.2 kJmol-1红磷低10.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(T
9、iO2)是目前最好的白色颜料。由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为:TiO2TiCl4Ti已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566 kJmol-1TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g)H=+141 kJmol-1则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的H=。反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是。解析:反应热只与反应的始态和终态有关,而与具体的反应进行的途径无关。将已知热化学方程式相加减+2-得TiO2(s)+2Cl2(g)
10、+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g),其H=141 kJmol-1+2(-393.5 kJmol-1)-(-566 kJmol-1)=-80 kJmol-1。因为在高温下,Mg(或Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用,所以Mg还原TiCl4时要在Ar气氛中进行。答案:-80 kJmol-1防止高温下Mg(或Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用11.已知下列两个热化学方程式:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 220 kJmol-1根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:(1
11、)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为。(2)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是。(3)已知:H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJ mol-1。试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式。解析:(1)据公式Q放=n(可燃物)H,1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为571.6 kJmol-121 mol+2 220 kJmol-12 mol=4 725.8 kJ。(2)设混合气体中H2的物质的量为x,则C3H8的物质的量为5 mol-x,所以:571.62 kJmol-1x+(5 mol-x)2 220 kJmol-1=3 847 kJ解方程得x=3.75 mol,则5 mol-x=1.25 mol。故V(H2)V(C3H8)=3.75 mol1.25 mol=31。答案:(1)4 725.8 kJ(2)31(3)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=-2 044 kJmol-1
