1、第六章 化学反应与能量转化第一讲 化学反应的热效应一、选择题1下列关于能量的变化及反应热的说法中正确的是()。A任何化学反应都有反应热B有些化学键断裂时吸收能量，有些化学键断裂时放出能量C新化学键的形成不一定放出能量D有热量变化的反应一定有化学键的断裂与形成答案A2已知某化学反应A2(g)2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为BAB)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是()A该反应的进行一定需要加热B该反应的H(E1E2)kJmol1C断裂1 molAA键和2 mol BB键，放出E1 kJ能量D该反应为吸热反应解析 该反应吸热，H0，D项正确；吸热反应的发生，不一定需要加热，
2、 A项错误；断裂化学键需要加热，C项错误；HE1E2，B项错误。答案 D3已知下列热化学定方程式：H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列关系式中正确的是()Aacd0C2ab0解析 H2的燃烧反应都是放热反应，Hc，A错；反应的化学计量数是的2倍，反应热也是的2倍，b2a0，C对。答案 C4已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO
3、3(s)O2(g)H266 kJmol1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()。ACO的燃烧热为283 kJB下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJmol1DCO(g)与Na2O2(s)反应放出549 kJ热量时，电子转移数为6.021023答案 C解析 A错，燃烧热的单位应是kJmol1。B项，图中没有标注物质的系数。C项，由CO2(s)CO2(g)H0及盖斯定律可知C项正确。D项，当反应放出549 kJ热量时，参加反应的CO为1 mol，电子转移数为26. 021023。5为探究NaHCO3、N
4、a2CO3和盐酸(以下盐酸浓度均为1 molL1)反应过程中的热效应，实验测得如下数据：序号35 mL试剂固体混合前温度/混合后温度/水2.5 g NaHCO320.018.5水3.2 g Na2CO320.024.3盐酸2.5 g NaHCO320.016.2盐酸3.2 g Na2CO320.025.1由此得出的结论正确的是()。ANa2CO3溶液与盐酸的反应是吸热反应BNaHCO3溶液与盐酸的反应是放热反应C20.0 时，含3.2 g Na2CO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于25.1 D20.0 时，含2.5 g NaHCO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于16
5、.2 解析实验说明Na2CO3溶液与盐酸的反应是放热反应，A错误；实验说明NaHCO3溶液与盐酸的反应是吸热反应，B错误；由实验可知，碳酸钠固体溶于水会放热，而C项缺少了这个放热的过程，因而放出的热量少于实验，则温度低于25.1 ，该项正确；同理，由实验判断，D项错误。答案C6将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g) H140.5 kJmol1C(s，石墨)O2(g)=CO(g) H110.5 kJmol1则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s，石墨)=TiCl4(l)2CO(g)的H是 ()。A80.5 kJ
6、mol1 B30.0 kJmol1C30.0 kJmol1 D80.5 kJmol1解析认真观察已知反应和目标反应，将已知反应分别记为、，应用盖斯定律，由反应2即可解题。答案D7一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9 kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 molL1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式：C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为()。A2 590.4 kJmol1 B2 590.4 kJmol1C1 295.2 kJmol1 D1 295.2 kJmol1解析据题意，放出161.9 kJ热量时生成的CO2的物
7、质的量为5 molL10.1 L20.25 mol，所以H161.9 kJmol1162 590.4 kJmol1。答案B二、非选择题8(1)已知：Fe(s)O2(g)=FeO(s)H1272.0 kJmol1；2Al(s)O2(g)=Al2O3(s)H21 675.7 kJmol1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_。某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是_(填“能”或“不能”)，你的理由是_。(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。据图判断该反应是_(填“吸”或“放”)热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转
8、化率将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。其中B历程表明此反应采用的条件为_(填字母)。A升高温度 B增大反应物的浓度C降低温度 D使用催化剂解析(1)该铝热反应的化学反应方程式为3FeO(s)2Al(s)=Al2O3(s)3Fe(s)，可由3得到，故HH2H131 675.7(272.0)3859.7(kJmol1)。铝比铁价格高，故用铝热反应炼铁经济上不合算。(2)结合图像，反应物的能量低于产物能量，该反应为吸热反应，升温平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大。答案(1)3FeO(s)2Al(s)=Al2O3(s)3Fe(s) H859.7 kJmol1不能该反应为引发反应，需消耗大量
9、能量，成本较高(2)吸增大D9到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJ/mol，断裂1 mol HH键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol ClCl键吸收的能量为247 kJ，则形成1 mol HCl键放出的能量为_。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1C(s，石墨)O2(g)=CO2(g) H3
10、93.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1标准状态下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)的反应热H为_。解析 解答本题时应注意以下两点：(1)根据H旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量，可以求断键或成键吸收或放出的能量。(2)根据求解的反应C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)，找出可用的已知热化学方程式，然后将热化学方程式进行相应的调整，然后进行加和即得。答案 (1)434 kJ(2)1.0 g7
11、4.8 kJ/mol10实验室用50 mL 0.50 molL1盐酸、50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：实验次数起始温度t1/终止温度t2/盐酸NaOH溶液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9试完成下列问题：(1)实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是_。不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是_。(2)经数据处理，t2t13.4 。则该实验测得的中和热H_盐酸和NaOH溶液的密度按1 gcm3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J(g)1计算。(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同
12、浓度的氨水，测得中和热为H1，则H1与H的关系为：H1_H(填“”、“”或“”)，理由是_。解析(1)对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用环形玻璃棒上下搅动，以防将温度计损坏。减少热量散失是减小误差的另一个重要方面，所以选用玻璃棒，而不用铜丝。(2)H100 g4.18103 kJ(g)13.4 0.025 mol56.8 kJmol1(3)因弱电解质的电离过程是吸热的，将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水反应后放出的热量少，所以H1H。答案(1)上下搅动(或轻轻搅动)Cu传热快，防止热量损失(2)56.8 kJmol1(3)NH3H2O属于弱电
13、解质，电离吸热11红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_ _；(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_；上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl5，反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”“小于”或“等于”)；(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产
14、物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_；(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_H3(填“大于”“小于”或“等于”)；(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_。答案 (1)Cl2(g)P(s)=PCl3(g)H306 kJmol1(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol125%大于(3)两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解(4)399 kJmol1等于(5)PCl54H2O=H3PO45HCl解析 (1)、(2)中H生成物的总能量反应物的总能量，不难写出两个热化学方程式。分解率1100%25%；升温，化学平衡向吸热反应方向移动，因PCl5的分解要吸热，故升温使其分解率增大，21。(3)降温，化学平衡向放热反应方向移动。(4)根据盖斯定律：一个化学反应不论是一步完成还是多步完成，其热效应总是相同的。(5)PCl5和水的反应为水解反应。