1、第5讲化学反应与能量(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(共7个小题，每小题6分，共42分)1(2013遂安质检)下列关于化学反应的描述中正确的是()。A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，也放出57.3 kJ的热量CCO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H283.0 kJmol1D已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)Ha,2C(s)O2(g)=2CO(
2、g)Hb，则ba解析A项，放热反应和吸热反应与反应条件无关，A项错误；B项，醋酸是弱酸，醋酸电离需要吸热，B项错误；C项，表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，C项错误；D项，2C(s)2O2(g)=2CO2(g)Ha、2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb,2CO(g)O2(g)=2CO2(g)Hc，上述三个燃烧反应都是放热反应，根据盖斯定律知，abc，又因为a0，b0，c0，所以ba，D项正确。答案D2据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()。解析B选项正确，水分解反应是
3、吸热反应，反应后能量变大，催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应的热效应。答案B3(2013海南，5)已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) H12H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2C(s)O2(g)=CO2(g) H3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H为()。A12H35H22H1 B2H15H212H3C12H35H22H1 DH15H212H3解析利用盖斯定律分析目标热化学方程式中各物质在已知方程式中的位置及各物质前系数，即可得出A项正确。答案A4
4、(2013自贡统考)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下列说法正确的是()。A1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于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
5、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D5100 g炭粉燃烧所得气体中，CO占、CO2占，且C(s)O2(g)=CO(g)H110.35 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1，与这些炭粉完全燃烧相比损失的热量是()。A784.92 kJ B2 489.44 kJC1 569.83 kJ D3 274.3 kJ解析损失的热量即为生成的CO没有再燃烧的热量，故损失的热量为282.57
6、 kJmol11 569.83 kJ，C项正确。答案C6(2013攀枝花一模)已知：1 g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水，放出热量120.9 kJ，中和热为57.3 kJmol1，C(石墨s)=C(金刚石s)H1.90 kJmol1，下列说法正确的是()。A氢气的燃烧热为241.8 kJmol1B氢气燃烧的热化学方程式：2H2O2=2H2OH483.6 kJmol1C盐酸和氨水混合的热化学方程式：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1D由可知金刚石不及石墨稳定解析1 g H2为0.5 mol,1 mol H2与O2反应生成1 mol气态水，放出241.8 kJ的热量，但燃
7、烧热是指生成稳定的氧化物所放出的热量，H2对应的产物是液态水，A错误；热化学方程式中必须标明物质的聚集状态，B错误；中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol H2O时的反应热，但一水合氨是弱碱，C错误；石墨的能量比金刚石的能量低，更稳定，D正确。答案D7为保护环境并缓解能源危机，专家提出利用太阳能促使燃烧循环使用的构想，转化关系如图所示。已知：(1)过程可用如下反应表示：2CO22COO22H2O(g)2H2O22N26H2O4NH33O22CO24H2O2CH3OH3O22CO4H2O_3O2。(2)25 时，a g CH4完全燃烧释放出b kJ热量。下列说法不正确的是(
8、)。A过程是将太阳能转化成化学能B反应的另一种产物为CH4CH1H2D表示甲烷燃烧热的热化学反应方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H16b kJmol1解析选项A，过程都需要在太阳能的条件下合成有关物质，所以这些反应都是将太阳能转化成化学能。选项B，根据原子守恒可知反应的另一产物为CH4。选项C，H2为燃料燃烧生成CO2、H2O、N2释放出的能量，根据能量守恒原理，CO2、H2O、N2通过太阳能转化成CH4、CH3OH、H2时吸收的热量为H1、H1与H2的数值大小相等，符号相反，即H1H2。选项D,25 时，CH4完全燃烧的化学反应方程式为CH42O2=CO22H2O
9、，a g CH4完全燃烧释放出b kJ热量，则16 g CH4完全燃烧释放出kJ热量，故表示其燃烧热的热化学反应方程式应为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)HkJmol1。答案D二、非选择题(共4个题，共58分)8(14分)(1)甲醇是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。反应过程中的能量关系甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。过程与过程的反应热是否相同？_原因是_ _。写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式_ _。(2)已知：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJ
10、mol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1下列说法正确的是_。ACH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量B反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量C根据推知反应：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)的H192.9 kJmol1D反应的能量变化如图所示解析(1)E1E2，甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应。反应热与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关，故反应热相同。(2)采用反应将CH3OH转变成H2时，反应吸热，采用反应将CH3OH转变成H2时，反应放热，A错误；反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热，B错误；液态甲醇转变
11、成气态甲醇时，要吸收热量，液态甲醇参与反应时，放出的热量比气态甲醇的少，H变大，C正确；反应放热，1 mol CH3OH(g)和mol O2(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和2 mol H2(g)的总能量，与图示不符，D错误。答案(1)吸热相同一个化学反应的反应热仅与反应始态和终态有关，而与反应的途径无关CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)H(E2E1)kJmol1(2)C9(2013德阳阶段检测)(14分)(1)根据下列图示，写出反应的热化学方程式_。根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是_。A其热化学方程式为：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol
12、1B该反应为吸热反应C该反应为放热反应D当H2O为液态时，其反应热值小于41 kJmol1(2)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式是_。(3)如图是某温度下，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为_。a、b两条曲线产生区别的原因很可能是_ _。解析(1)以图示形式将反应CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)的质变与能变呈现出来，并要求判断反应类型及H情况，根据所给图示可知，A选项将反应的反应物与生成物弄反了，故不对，生成物的能量比反应物的能量高，故该反应为吸热反应，B选项正确，则C选项错误；D选项未限定H2O的物质的量，故
13、不对。(3)b反应中使用催化剂，可以降低反应的活化能，但反应的热效应不会改变。答案(1)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H41 kJmol1B(2)S(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(3)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1a不使用催化剂，b使用了催化剂10(2013泸州统考)(16分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2上述反应符合“原子经济”原则的是_(填“”或“”)。
14、下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。温度250 300 350 K2.0410.2700.012由表中数据判断，H1_0(填“”、“”或“”)。某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)0.2 molL1，则CO的转化率为_，此时的温度为_(从上表中选择)。(2)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H11 275.6 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566.0 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H344.0 kJmol1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化
15、碳和液态水的热化学方程式：_。解析(1)反应的产物只有甲醇，而反应的产物有两种，故反应符合“原子经济”原则；观察图表数据可得，升温时，K值变小，说明该反应的正反应为放热反应，即H10；CO的转化率为(2 mol0.2 molL12 L)/2 mol100%80%；此时的化学平衡常数为K2.041，故此时的温度为250 。(2)将三个热化学方程式进行变形：()4，可得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式，即CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)HH1(H2)4H3442.8 kJmol1。答案(1)80%250 (2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)
16、 H442.8 kJmol111(创新预测题)(14分)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H242.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1请回答：(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_。(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤
17、转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点正确的是_(填“甲”或“乙”)；判断的理由是_。(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点_。解析(1)本题考查盖斯定律，H1H2H3即为C(s)与水蒸气反应的焓变。因此C(s)与水蒸气反应的热化学方程式为：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1。(2)根据盖斯定律，煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量应相等，甲同学的错误在于忽视了煤转化为水煤气时要吸收热量。答案(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.5 kJmol1(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或H1H2H3且H20)(3)减少污染；燃烧充分；方便输送(任填两个)