1、第1讲化学反应与热能A组基础题组1.已知2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生B.相同条件下,2 mol H2的能量或1 mol CO的能量一定高于1 mol CH3OH的能量C.相同条件下,反应物2 mol H2和1 mol CO的总能量一定高于生成物1 mol CH3OH的总能量D.达到平衡时,CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等答案C放热反应可能也需要一定的反应条件,可能需要加热才能发生,A错误;由已知反应为放热反应可知,相同条件下,2 mol H2(g)的能量与1 mol CO(g)的能量和一定高于1
2、 mol CH3OH(g)的能量,B错误、C正确;平衡时,各物质的浓度不变,浓度是否相等与起始量、转化率有关,D错误。2.25 、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 kJmol-1,下列热化学方程式书写正确的是()A.12Ba(OH)2(aq)+12H2SO4(aq) 12BaSO4(s)+H2O(l)H=-57.3 kJ mol-1B.KOH(aq)+12H2SO4(aq) 12K2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ mol-1C.2NaOH(aq)+H2SO4(aq) Na2SO4(aq)+2H2O(l)H=-57.3 kJ mol-1D.KO
3、H(aq)+12H2SO4(浓) 12K2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ mol-1答案BA项,生成硫酸钡沉淀也放热,反应的中和热大于57.3 kJmol-1,故A错误;B项,中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量,故B正确;C项,反应中生成2 mol水,反应热应该为-57.3 kJ mol-12,故C错误;D项,浓硫酸稀释也要放热,反应的中和热大于57.3 kJmol-1,故D错误。3.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=-571.6 kJmol-12CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)H2=-1 452
4、 kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H3=-57.3 kJmol-1下列说法正确的是()A.H2(g)的燃烧热为571.6 kJmol-1B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多C.12H2SO4(aq)+12Ba(OH)2(aq)12BaSO4(s)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=+131.4 kJmol-1答案B燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,而反应是2 mol氢气燃烧,A错误;1 g氢气完全燃烧放出热量142.9 kJ,1 g甲醇
5、完全燃烧放出热量约22.69 kJ,同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B正确;生成硫酸钡沉淀还要放出热量,故H0D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应答案BN2(g) 2N(g)为化学键的断裂过程,应吸收能量,故A错误;N(g)+3F(g) NF3(g)为形成化学键的过程,放出能量,故B正确;反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的H=(946.0+3154.8-283.06)kJmol-1=-287.6 kJmol-1,H0,故C错误;NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,故D错误。11.(1)(
6、2018江苏单科)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq)H=-116.1 kJmol-13HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)H=75.9 kJmol-1反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的H=kJmol-1。(2)(2018天津理综)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键CHCOHHC O(CO)键能/kJmol-14137454361 075则该反应的H=。分别在V L恒温
7、密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。答案(1)-136.2(2)+120 kJmol-1B解析(1)将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律3+2得3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)H=-116.1 kJmol-13+75.9 kJmol-12=-136.2 kJmol-1。(2)由已知键能数据知,反应的H=4413 kJmol-1+2745 kJmol-1-(21 075 kJmol-1+2436 kJmol-1)=+120 kJmol-1;已知正
8、反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。12.(1)(2017课标)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为、,制得等量H2所需能量较少的是。(2)(2017课标)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:反应的H1为kJmol-1。(3)(2017课标)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)H1H2(g)+12O2(g) H2O(l)H22As(s)+
9、52O2(g) As2O5(s)H3则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的H=。答案(1)H2O(l) H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g) H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系统()(2)123(3)2H1-3H2-H3解析(1)将已知四个热化学方程式分别编号,据盖斯定律+可得系统(I)制氢热化学方程式为H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=+286 kJmol-1;+可得系统()制氢热化学方程式为:H2S(g)=H2(g)+S(s)H=+20 kJmol-1。根据盖斯定律得=-,则H1=H2-H3=-119 kJmol-1-
10、(-242 kJmol-1)=+123 kJmol-1。(3)根据盖斯定律可得2-3-=,则H=2H1-3H2-H3。B组提升题组13.已知通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径:a.CH3CH2OH(g)+H2O(g) 4H2(g)+2CO(g)H1=+256.6 kJmol-1b.2CH3CH2OH(g)+O2(g) 6H2(g)+4CO(g)H2=+27.6 kJmol-1则下列说法正确的是()A.升高a的反应温度,乙醇的转化率增大B.由反应b可知乙醇的燃烧热为13.8 kJmol-1C.对反应b来说,增大O2浓度可使H2的值增大D.由以上两种途径制取等量的氢气,消耗的能量相同答案A反应a为
11、吸热反应,升高温度,乙醇的转化率增大,A项正确。14.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:2H2+O2 2H2O。(1)为了加快反应速率,可以采取的措施有(填序号,下同)。A.使用催化剂B.适当提高氧气的浓度C.适当提高反应的温度D.适当降低反应的温度(2)下图能正确表示该反应中能量变化的是。(3)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键HHO OHO键能(kJ/mol)436496463请填写下表:化学键填“吸收热量”或“放出热量”能量变化(kJ)拆开化学键2 mol HH化学键1 mol OO化学键形成化学键4 molHO键总能量变化答案(1)ABC(2)A(3)吸收热量1
12、368放出热量1 852放出热量484解析(1)使用催化剂可以加快反应速率,A正确;适当提高氧气的浓度可以加快反应速率,B正确;适当提高反应的温度可以加快反应速率,C正确;适当降低反应的温度可以减小反应速率,D错误。(2)氢气燃烧是放热反应,这说明反应物的总能量高于生成物的总能量,因此能正确表示该反应中能量变化的是A。(3)由于断键吸收能量,则拆开2 mol HH化学键需要吸收能量2 mol436 kJ/mol=872 kJ,拆开1 mol OO化学键需要吸收能量1 mol496 kJ/mol=496 kJ,则断键共需要吸收的能量是872 kJ+496 kJ=1 368 kJ;形成4 mol HO键放出的能量是4 mol463 kJ/mol=1 852 kJ,所以2 mol氢气反应生成2 mol H2O最终放出的能量是1 852 kJ-1 368 kJ=484 kJ。
