1、主题14:化学能与热能命题一焓变与反应热概念的理解及应用1.(2018年北京理综,7)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()。A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂C.放出能量并形成了CC键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【解析】根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项正确;CH4选择性活化变为过程中,有1个CH键发生断裂,B项正确;根
2、据图示,的总能量高于的总能量,放出能量,对比和,形成CC键,C项正确;催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误。【答案】D2.(2016年海南,11)(双选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()。A.由XY反应的H=E5-E2B.由XZ反应的H0C.降低压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高Z的产率【解析】根据化学反应的实质,由XY反应的H=E3-E2,A项错误;由图像可知,由XZ反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由XZ反应的H0B.H1+H2=0C.H3=H4+H5D.H1+H2+H3+H4+H5
3、=0【解析】510 的气态水变为25 的液态水为放热过程,H50,H40,H50D.H的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】A项,物质变化与能量变化是化学反应的两大特征,错误;B项,该反应为放热反应,错误;D项,H与化学计量数成正比,错误。【答案】C 化学家格哈德埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是()。A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂C.过程需吸收能量,过程则放出能量D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成【解析】由图可知,每3个氢气
4、分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨分子之前是氢原子和氮原子,A项正确;合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率加快,意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,化学键的形成则放出能量,从图中可看出为化学键的断裂过程,为新的化学键的形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。【答案】D 反应2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示,下列说法正确的是()。A.由于是分解反应,所以该反应吸热B.途径b改变了反应的焓变C.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(
5、l)的能量D.途径a放出的热量多【解析】分解反应不一定是吸热反应,且从图中可知,生成物总能量小于反应物总能量,故该反应为放热反应,A项错误;反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与变化途径无关,即a、b途径反应的焓变相同,B、D两项错误;由图可知,2 mol H2O2(l)的能量大于2 mol H2O(l)、1 mol O2(g)的能量之和,所以1 mol H2O2(l)的能量大于1 mol H2O(l)的能量,C项正确。【答案】C 已知:1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)+O2(g)SiO2(s)H,其反应过程与能量变化如图所示。化学键SiOOOSiSi断裂1 mol共价
6、键所需的能量/kJ460500176下列说法正确的是()。A.晶体硅光伏发电将化学能转化为电能B.二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性C.H=-988 kJ mol-1D.H=a-c【解析】晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;根据化学键的键能判断,断裂1 mol二氧化硅需要的能量为4460 kJ=1840 kJ,断裂1 mol晶体硅需要的能量为2176 kJ=352 kJ,故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性,B项错误;Si(s)+O2(g)SiO2(s)H=(1762+500-4604) kJmol-1=-988 kJmol-1,C项正确;根据图中信息可知,H=-c=b-a,D项错误。【答案
7、】C吸热反应与放热反应的比较放热反应(H0)能量变化示意图(a代表反应物活化能,b代表生成物活化能)反应热与物质能量关系反应物总能量生成物总能量反应物总能量生成物总能量反应热与化学键键能关系反应物总键能生成物总键能键能、能量、稳定性的关系物质结构中键能越大,物质自身的能量越低,稳定性越强考点二热化学方程式1.概念:表示参加反应的和的关系的化学方程式。2.意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。3.热化学方程式的书写步骤在线反馈物质的量反应热 下列热化学方程式书写正确的是()。A.2SO2+O22SO3H=-196.6 kJ mol-1B.H2(g)+12O2(g)H
8、2O(l)H=-285.8 kJ mol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJD.C(s)+O2(g)CO2(g)H=+393.5 kJ mol-1【解析】没有注明反应物、生成物的状态,A项错误;H的单位为kJ mol-1,C项错误;C与O2反应生成CO2,该反应为放热反应,H0,D项错误。 【答案】B 实验测得:101 kPa 时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=+
9、890.3 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1A.B.C.D.【解析】1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量,则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1,故均错误,正确;1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(
10、l)H=-571.6 kJmol-1,故正确。【答案】B 一定条件下,化学反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的能量变化如图所示,则反应的热化学方程式可表示为()。A.H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=(a+b) kJmol-1B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=2(b-a) kJmol-1C.H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=(b+c-a) kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=2(a-b-c) kJmol-1【解析】由图可知,A项,H=(a-b) kJmol-1;B项,H=2(a-b) kJmol-1;C项,H=(a-b-c) kJmo
11、l-1;D项,H=2(a-b-c) kJmol-1。【答案】D 下列热化学方程式或叙述正确的是()。A.1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642 kJ的热量:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=+642 kJmol-1B.12 g石墨转化为CO时,放出110.5 kJ的热量:2C(石墨,s)+O2(g)2CO(g)H=-110.5 kJmol-1C.已知H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-286 kJmol-1,则反应2H2O(l)2H2(g)+O2(g)的H=+572 kJmol-1D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 k
12、Jmol-1,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应后放出46.2 kJ的热量【解析】A项,放热反应,H0,放热反应HbD.已知P(白磷,s)P(红磷,s)H0,则白磷比红磷稳定【解析】醋酸是弱酸,其电离过程吸热,40.0 g(1 mol) NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3 kJ,A项正确;氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量,液态水变为气态水是吸热的,氢气的燃烧热大于241.8 kJ mol-1,B项错误;焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,因焓变是负值,则ab,C项错误;P(白磷,s)P(红
13、磷,s)H0,红磷的能量低于白磷的能量,所以白磷不如红磷稳定,D项错误。【答案】A 25 、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,石墨的燃烧热H=-393.5 kJmol-1,乙醇的燃烧热H=-1366.8 kJmol-1。下列热化学方程式书写正确的是()。A.2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-57.3 kJmol-1B.KOH(aq)+12H2SO4(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1C.C(石墨)+12O2(g)CO(g)H=-3
14、93.5 kJmol-1D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1366.8 kJmol-1【解析】生成1 mol水放出的热量是57.3 kJmol-1,且生成BaSO4沉淀也要放热,A项错误;石墨燃烧热的热化学方程式中应生成CO2,不是CO,C项错误;乙醇燃烧热的热化学方程式中生成的水为液态,D项错误。【答案】B燃烧热和中和热的比较比较项目燃烧热中和热相同点能量变化放热反应HHH2的是()。A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1;CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H2B.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H1;H+(aq)+NH3H2O(
15、aq)NH4+(aq)+H2O(l)H2C.S(s)+O2(g)SO2(g)H1;S(g)+O2(g)SO2(g)H2D.CO2(g)CO(g)+12O2(g)H1;2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H2【解析】氢气燃烧是放热反应,H10,故H1H2,A项错误;中和反应放出热量,强酸与强碱反应的中和热数值大于弱碱与强酸反应的中和热数值,故H1H2,C项正确;因CO燃烧生成CO2是放热反应,所以CO2分解是吸热反应,H1为正值,前一个反应吸收的热量小于后者,故H1H2,D项错误。【答案】C 在298 K、1.01105 Pa下,将22 g CO2通入0.75 L 1.0 molL-1 NaO
16、H溶液中充分反应,测得反应放出的热量为a kJ。已知该条件下1 mol CO2通入1 L 2.0 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出的热量为b kJ。则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式为()。A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(2b-a) kJmol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=+(4a-b) kJmol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1D.2CO2(g)+2NaOH(aq)2NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1【解析】根据题意,22 g
17、 CO2通入750 mL 1 molL-1 NaOH溶液中充分反应,n(CO2)=22 g44 gmol-1=0.5 mol,n(NaOH)=1 molL-10.75 L=0.75 mol。该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,其热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)NaHCO3 (aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-4a kJmol-1,又1 mol CO2通入1 L 2 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出b kJ的热量,则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-b kJmol-1,由盖斯定律可知,-可得,NaOH(aq)
18、+CO2(g)NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1。【答案】C 能源是人类生存和发展的重要支柱。已知下列热化学方程式:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=a kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H2=b kJmol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H3=c kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H4=d kJmol-1(1)根据以上信息判断,下列说法正确的是。A.氢气的燃烧热为-a kJmol-1B.碳的燃烧热为-c kJmol-1C.无法比较c和d的大小D.12ad,C项错误;热化学方程式化学计量数改变,焓变随之改变,2H2(g)+O2(
19、g)2H2O(l)H1=a kJmol-1,液态水形成气态水吸热,H2(g)+12O2(g)H2O(g)H2=b kJmol-1,焓变为负值,则b12a,D项正确。(2)依据盖斯定律,-得到CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmol-1。(3)若使1 g H2和28 g CO完全燃烧,n(H2)=1 g2 gmol-1=0.5 mol,n(CO)=28 g28 gmol-1=1 mol。2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=a kJmol-12a kJ0.5 mol0.25a kJCO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmo
20、l-11(d-c) kJ则1 g H2和28 g CO完全燃烧最后恢复到室温,放出的热量为-(d-c) kJ+(-0.25a) kJ=(c-d-a4) kJ。【答案】(1)D(2)CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmol-1(3)c-d-a4 已知下列两个热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285 kJmol-1;C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220.0 kJmol-1。(1)实验测得3 mol H2和C3H8的混合气体完全燃烧生成液态水时放热2790 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积之比为。(2)已知:H
21、2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1。写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式:。【答案】(1)21(2)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=-2044 kJmol-1 已知下列热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=-24.8 kJmol-1Fe2O3(s)+13CO(g)23Fe3O4(s)+13CO2(g)H=-15.73 kJmol-1Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H=+640.4 kJmol-1则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe和CO2气体时,对应的H为()。A.-
22、218 kJmol-1B.-109 kJmol-1C.+218 kJmol-1D.+109 kJmol-1【解析】由盖斯定律可知,3-(3+2)6得到反应CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g),所以其反应热H=(-24.8 kJmol-1)3-(-15.73 kJmol-1)3-(+640.4 kJmol-1)26-218 kJmol-1。【答案】A 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)H=+64.39 kJ mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H=-196.46 kJ mol-1
23、H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.84 kJ mol-1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O(l)的热化学方程式为。【解析】根据盖斯定律,由反应+12+得Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)H=-319.68 kJ mol-1。【答案】Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)H=-319.68 kJmol-1 H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体,反应原理为.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)H=+7 kJmol-1.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H
24、=-42 kJmol-1已知断裂1 mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)能量(kJmol-1)1310442x669计算表中x=。【解析】化学反应的反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。由COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)H=+7 kJmol-1可知,1310+442-x-669=7,所以x=1076。【答案】10761.H单位中的“mol-1”并不是指每摩尔具体物质,而是指每摩尔具体反应。2.无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底时的能量变化。3.比较H大小时,要带“+”“-”进行比较。
25、4.书写热化学方程式时务必要看清题目要求。例如,书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数必须为1。5.常见物质中的化学键数目如下:物质CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.52821.下列有关叙述中正确的是()。A.HCl和NaOH反应时,若生成的水的质量不同,则中和热的数值也不同B.稀硫酸、稀盐酸分别与稀Ba(OH)2溶液反应生成0.1 mol H2O 时,放出的能量不同C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化成化学能的过程D.若生成与断裂1 mol HO键时的能量变化分别为a kJ、b kJ,则ab【解析】中和热是指
26、生成1 mol H2O(l)时放出的热量,与反应中实际生成水的多少无关,A项错误;硫酸与Ba(OH)2混合后还有BaSO4生成,故放出的热量较多,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2的能量转化形式为化学能转化为热能,C项错误;同一化学键,断裂与形成时的能量变化值是一样的,D项错误。【答案】B2.已知破坏1 mol AA键、1 mol BB键、1 mol AB键时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、463 kJ的能量。反应2A2+B22A2B的能量变化关系如图所示。下列说法中错误的是()。A.a=1370 kJB.b=482 kJC.该反应是吸热反应D.体系中A、B原子最活泼【解析】a是断
27、裂2 mol AA键、1 mol BB键所吸收的能量,为1370 kJ,A项正确;由图中数据知,b=482 kJ,B项正确;生成物总能量低于反应物总能量,该反应是放热反应,A、B原子的能量最高,C项错误,D项正确。【答案】C3.下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()。A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1367.0 kJmol-1(燃烧热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJmol-1(中和热)C.S(s)+O2(g)SO2(g)H=-296.8 kJmol-1(反应热)D.2NO2O2+2NO
28、H=+116.2 kJmol-1(反应热)【解析】燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,即H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,H应小于0,B项错误;热化学方程式要注明物质的聚集状态,D项错误。【答案】C4.X、Y、Z、W有如图所示的转化关系,已知H=H1+H2,则X、Y不可能是()。A.C、COB.AlCl3、Al(OH)3C.Fe、Fe(NO3)2D.Na2O、Na2O2【解析】根据H=H1+H2分析X、Y、Z之间的转化符合图示即可。,A项正确;,B项正确;,C项正确;Na2O、Na2O2不符合上述转化关系,D项错误。【答案】D5.下列
29、说法或表示方法中正确的是()。A.等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,后者放出的热量更多B.氢气的燃烧热为285.8 kJmol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=+285.8 kJmol-1C.Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)H0D.已知中和反应的反应热H=-57.3 kJmol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3 kJ【解析】硫蒸气的能量比硫黄(s)的能量高,等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,前者放出的能量更多,A项错误
30、;H2的燃烧为放热反应,H0,C项错误;浓硫酸溶于水放出热量,故含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,D项正确。【答案】D6.S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料,都满足8电子稳定结构。已知:S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g)H1=x kJmol-1S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)H2=y kJmol-1相关化学键的键能如下表所示:化学键SSSClClCl键能/kJmol-1abc下列说法错误的是()。A.SCl2的结构式为ClSClB.S2Cl2的电子式为ClSSClC.y=2b-a-cD.反应S2(l)+
31、2Cl2(g)2SCl2(g)的H=(x+y) kJmol-1【解析】原子都达到8电子稳定结构,S应该形成2个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以SCl2的结构式为ClSCl,A项正确。原子都达到8电子稳定结构,S应该形成2个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以S2Cl2的结构式为ClSSCl,根据此结构式得到对应的电子式为ClSSCl,B项正确。反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能,根据上面给出的SCl2和S2Cl2的结构式,反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)的焓变H2=y=a+2b+c-4b,C项错误。根据盖斯定律,反应加上反应可以得到S2(l)+2Cl2(g)2SC
32、l2(g),所以该反应的焓变H=(x+y) kJmol-1,D项正确。【答案】C7.过渡态理论认为化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是从反应物到生成物的过程中需经过一个高能量的过渡态。图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式:。该反应的活化能是kJmol-1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应,其逆反应的热化学方程式为,该反应的活化能为kJmol-1。(3)图2是某同学模仿图1画出的反应NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g)的能量变化示意图。则图中E3=kJmol-1,E4=k
33、Jmol-1。【解析】(1)图1中E1是活化能,即该反应的活化能为134 kJmol-1。生成物和反应物之间的能量差即反应热。(2)可逆反应中逆反应的反应热应该与正反应的反应热数值相等,符号相反。(3)E3为图1中反应的逆反应的活化能,E4是反应物与生成物的能量之差。【答案】(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)H=-234 kJmol-1134(2)NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g)H=+234 kJmol-1368(3)3682341.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-a kJmol-1。已知:下列说法正确的是()。A.
34、H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键B.断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a) kJC.相同条件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量小于2 mol HI(g)的总能量D.向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反应后放出的热量为2a kJ【解析】A项,HI分子中的化学键是极性键,错误;B项,由热化学方程式可知,反应放出a kJ的能量,其中断开1 mol I2和1 mol H2分子中的化学键共吸收(b+c) kJ的能量,则形成2 mol HI 分子中的化学键需放出(a+b+c) kJ的能量,那么断开2 mol HI
35、分子中的化学键就需吸收(a+b+c) kJ的能量,正确;C项,反应是放热反应,所以1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量高于2 mol HI(g)的总能量,错误;D项,反应是可逆反应,放出的热量应小于2a kJ,错误。【答案】B2.通过以下反应均可获取O2。下列有关说法不正确的是()。光催化分解水制氧气:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H1=+571.6 kJmol-1过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H2=-196.4 kJmol-1一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g)H3=-180.5 kJmol-1A.反应是人们获取H2
36、的途径之一B.反应、都是化学能转化为热能C.反应H2O2(l)H2O(g)+12O2(g)的H=-98.2 kJ mol-1D.反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)的H=-752.1 kJ mol-1【解析】反应是制取氢气的途径之一,A项正确;反应过氧化氢分解制氧气2H2O2(l)2H2O(l) + O2(g)H2=-196.4 kJ mol-1和反应一氧化氮分解制氧气2NO(g)N2(g) + O2(g)H3=-180.5 kJ mol-1都是放热反应,故反应、都是化学能转化为热能,B项正确;根据盖斯定律,结合反应可知,反应H2O2(l)H2O(l)+12O2(g)的H=
37、-98.2 kJmol-1,但H2O(l)变成H2O(g)要吸热,故反应H2O2(l)H2O(g)+12O2(g)的H-98.2 kJmol-1,C项错误;根据盖斯定律,由-可得反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=H3-H1= -752.1 kJ mol-1,D项正确。【答案】C3.一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列说法正确的是()。A.a、b、c、d、e中,c最稳定B.反应ba+c的活化能为反应物能量-生成物能量C.反应ba+d的热化学方程式为3ClO-(aq)ClO3-(aq)+2Cl-(a
38、q)H=+116 kJ mol-1D.一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d,溶液中a、b、d的浓度之比可能为1112【解析】根据氯元素的化合价,a、b、c、d、e依次代表Cl-、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-。物质能量越低越稳定,由图可得a、b、c、d、e中,a最稳定,c最不稳定,故A项错误;反应物能量-生成物能量=-H,依据图中数据无法判断反应ba+c的活化能,故B项错误;a为Cl-、b为ClO-、d为ClO3-,反应ba+d的化学方程式为3ClO-ClO3-+2Cl-,结合曲线提供的数据,反应热H=64 kJmol-1+20 kJmol-1-360 kJ
39、 mol-1=-116 kJmol-1,故C项错误;氧化还原反应遵循电子守恒,Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a(Cl-)、b(ClO-)、d(ClO3-),氯元素化合价由0价降低为-1价、升高为+1价和+5价,由电子守恒得n(Cl-)=n(ClO-)+5n(ClO3-),当溶液中a、b、d的浓度之比为1112时,上述电子守恒式成立,故D项正确。【答案】D4.下列有关反应热的叙述中正确的是 ()。已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJ mol-1,则氢气的燃烧热H=-241.8 kJ mol-1由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定X(g)
40、+Y(g)Z(g)+W(s)H0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的H增大已知:共价键CCCCCHHH键能/(kJmol-1)348610413436上表数据可以计算出+3H2(g)(g)的焓变根据盖斯定律可推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2固体时,放出的热量相等25 、101 kPa时,1 mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量为碳的燃烧热A.B.C.D.【解析】燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气完全燃烧生成液态水,由热化学方程式可知,氢气的燃烧热大于241.8 kJmol-1,错误;由单质A转化为单质B是一个吸热过程,则B的能量比A
41、的高,物质能量越高越不稳定,错误;一定条件下,反应热与平衡移动无关,与化学计量数和物质的状态有关,错误;反应热=反应物总键能-生成物总键能,由于苯环中的化学键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键,故不能计算反应热,错误;金刚石与石墨的结构不同,能量不相同,在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2固体时,放出的热量不相等,错误;碳的燃烧热指25 、101 kPa时,1 mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量,正确。【答案】D5.(1)图1是在一定温度和压强下,N2和H2反应生成1 mol NH3过程中的能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(H的数值用含Q1、Q2的代数式表示
42、):。(2)根据最新“人工固氮”的研究,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H1=-92.4 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H2=-571.6 kJmol-1。则H=。(3)在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如图2所示。第一步反应是(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是。1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为。【解析】 (1)由图示知反应
43、物的能量比生成物的能量高,由此可写出对应的热化学方程式。(2)将两个已知热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,由2-3即可求出H。(3)因第一步反应中反应物能量高,故其为放热反应;由图可知,NH4+(aq)+1.5O2(g)NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-273 kJmol-1;NO2-(aq)+0.5O2(g)NO3-(aq)H=-73 kJmol-1,由+即可得到目标热化学方程式。【答案】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=2(Q1-Q2) kJmol-1(2)+1530 kJmol-1(3)放热H=-273 kJmol-10,则稳定性:金刚石(填“”或“”
44、或“0,则该反应是吸热反应,因此石墨的总能量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:金刚石石墨。(2)H1表示碳完全燃烧的反应热,H2表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热多,且放热越多H越小。因此,H1H2。(3)根据盖斯定律,由2-得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=2(-543 kJmol-1)-(+10.7 kJmol-1)=-1096.7 kJmol-1。(4)25 、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ热量,则1 mol CO完全燃烧放出的热量是141.3 kJ2=282.6 kJ,即CO的燃烧
45、热H=-282.6 kJmol-1。(5)n(H2SO4)=0.50 L2.00 molL-1=1 mol,n(KOH)=2.10 L1.00 molL-1=2.10 mol,二者反应时,KOH过量,1 mol H2SO4完全反应生成2 mol H2O(l),放出114.6 kJ热量,故稀硫酸与稀KOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量为12114.6 kJ=57.3 kJ,故该反应的中和热H=-57.3 kJmol-1。(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=E(NN)+3E(HH)-23E(NH)=946 kJmol-1+
46、3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。【答案】(1)(2)(3)2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1096.7 kJmol-1(4)-282.6 kJmol-1(5)-57.3 kJmol-1(6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-11.下列关于化学键的说法正确的是()。A.C、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键B.不同元素的原子构成的分子不一定只含极性共价键C.含极性键的共价化合物一定是电解质D.HF的分子间作用力大于HCl,故HF比HCl更稳定【解析】C、N、O、H四种元
47、素形成的化合物不一定既含离子键,又含共价键,如CO(NH2)2(尿素)中只含共价键,A项错误;由不同元素的原子构成的分子不一定只含极性共价键,如H2O2中含有OO非极性键,B项正确;含极性键的共价化合物不一定是电解质,如CO2、NH3只含极性键,但均为非电解质,C项错误;分子间作用力与分子稳定性无关,HF键的键能比HCl键的键能大,故HF比HCl更稳定,D项错误。【答案】B2.同主族元素形成的同一类型化合物,其结构和性质往往相似。PH4I是一种白色晶体,下列对PH4I的叙述正确的是()。A.它是一种共价化合物B.它既含离子键又含共价键C.它不可能与NaOH溶液反应D.它受热时不会分解【解析】P
48、与N、I与Cl分别为同一主族元素,所以PH4I应与NH4Cl相似,都属于离子化合物,既含有离子键又含有共价键,B项正确。【答案】B3.元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具,下列说法不正确的是()。A.同周期的主族元素中,第A族元素的原子半径最小B.元素周期表中从B族到B族十个纵列的元素都是金属元素C.第A族元素的原子,其半径越大,气态氢化物越稳定D.室温下,0族元素的单质都是气体【解析】C项,第A族元素的原子,从上到下,原子半径逐渐增大,元素的非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,不正确。【答案】C4.(2018年安徽合肥冲刺)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()。3
49、.9 g苯与足量的H2反应时,参与反应的碳碳双键数为0.15NA3.1 g氧化钠和3.9 g过氧化钠的混合物中含有的阴离子总数为0.1NA1.8 g 14CH4和水蒸气(H218O)的混合气体中含有的电子数目为NA常温下1 L 0.5 molL-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 molL-1 NH4Cl溶液所含NH4+的数目相同常温下,4.6 g NO2和N2O4组成的混合气体中所含原子总数为0.3NA将1 mol Cl2通入足量水中,溶液中HClO、Cl-、ClO-数目之和为2NA高温下,16.8 g Fe与足量水蒸气完全反应转移的电子数为0.8NAA.B.C.D.【解析】 苯分子中没有
50、碳碳双键,不正确;氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子的个数之比都是12,3.1 g 氧化钠和3.9 g过氧化钠的物质的量均为0.05 mol,故混合物中含有的阴离子总数为0.1NA,正确; 14CH4和水蒸气(H218O)分子内均有10个电子,14CH4和H218O的摩尔质量不同,所以等质量的14CH4和水蒸气(H218O)所含电子数目不相等,即1.8 g 14CH4和H218O的混合气体中所含电子数目不等于NA,不正确;在相同温度下,盐的水解程度随浓度的增大而减小,故常温下1 L 0.5 molL-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 molL-1 NH4Cl溶液所含NH4+的数目不相同,不正确;
51、NO2和N2O4的实验式相同,所以4.6 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子总数与4.6 g NO2所含原子总数相同,为0.3NA,正确;Cl2通入足量水中,所得溶液中含有Cl2、HClO、Cl-、ClO-等粒子,故溶液中HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,不正确;高温下,Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁,故16.8 g Fe(0.3 mol Fe)与足量水蒸气完全反应转移的电子数为0.8NA,正确。【答案】B5.A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中后继续煮沸,所得的分散系呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关
52、系如图所示,下列推断正确的是()。A.物质B是H2B.物质C是Cl2C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl2【解析】 将D的饱和溶液滴入沸水中后继续煮沸,所得的分散系呈红褐色,则D为FeCl3;结合转化关系,根据A为固体单质,B、C为气体单质可知,A为Fe,B为Cl2,F为FeCl2;由于B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E,则C为H2,E为HCl。【答案】D6.下表各组物质中,可以实现XYZ(每步只发生一个反应)所示转化的是()。选项XYZMAFeFeCl2FeCl3Cl2BCCOCO2O2CCO2Na2CO3NaHCO3NaOHDAlO2-Al(OH)3Al3+CO2【解析】A项,F
53、e与Cl2反应生成FeCl3,错误;C项,Na2CO3与NaOH不反应,错误;D项,Al(OH)3与CO2不反应,错误。【答案】B7.X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去):(1)W的电子式是 。(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是。(3)X含有的4种元素中的若干种(2种、3种或4种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用如图所示装置(夹持固定的装置已略去)进行实验,装置中产生白色沉淀,装置中可收集到一种无色气体。装置中发生反应的化学方程式是,装置中物
54、质的化学式是 。某化合物由X含有的4种元素中的2种组成,用该化合物在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置V中气体,该化合物的化学式是,反应的化学方程式为,所需装置是(从上图选择必要装置,填写编号)。(4)向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式为。【解析】X、Y、Z的焰色反应均为黄色,说明三者均为含钠元素的化合物。X含有四种元素,在加热条件下能生成Z,可推知X为NaHCO3,Y为NaOH,Z为Na2CO3,ZW应是Z与酸反应生成CO2。(1)W为CO2,电子式为OCO。(2)氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠与水,反应的离子方程式为HCO
55、3-+OH-CO32-+H2O。(3)NaHCO3含有的4种元素中的若干种(2种、3种或4种)可组成多种化合物,根据装置中Ba(OH)2饱和溶液产生白色沉淀,且装置、中的物质均为固体,推测装置烧瓶中的物质为NaHCO3或Na2CO3固体,因为装置中收集到一种无色气体,说明装置中产生的CO2与装置中的物质反应生成了另一种无色气体,进而推测出装置中的物质为Na2O2,装置中收集的气体是O2。装置中发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O 或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2+2H2O ;装置中物质的化学式为Na2O2。O2也可以由加热双氧水制取,为发生装置,为干燥装置,为收集装置。(4)向Na2CO3溶液中通入Cl2,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,反应生成NaClO,同时生成NaHCO3,反应的化学方程式为2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3。【答案】(1)OCO(2)HCO3-+OH-CO32-+H2O (3)Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O(或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2+2H2O)Na2O2H2O22H2O22H2O+O2、(4)2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3