《2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)案 蘇教版選修4.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)案 蘇教版選修4.doc(17頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變
[課標(biāo)要求]
1.了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的定義,了解反應(yīng)熱和焓變的含義。
2.知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
3.認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式的意義并能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。
1.在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí),所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。
2.在恒溫、恒壓的條件下,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變,用ΔH表示,單位kJmol-1,吸熱反應(yīng)的ΔH>0,放熱反應(yīng)的ΔH<0。
3.熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)“三步驟”:
(1)寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式。
(2)標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
(3)注明反應(yīng)熱的正負(fù)號(hào)、數(shù)值和單位。
4.反應(yīng)熱計(jì)算“兩公式”:
(1)ΔH=生成物所具有的總能量-反應(yīng)物所具有的總能量。
(2)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
化學(xué)反應(yīng)的焓變
1.反應(yīng)熱
在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí),所吸收或放出的熱量。
2.焓變
(1)焓(H):與內(nèi)能有關(guān)的物理量。
(2)焓變(ΔH):生成物與反應(yīng)物的焓值差,即ΔH=H(生成物)-H(反應(yīng)物)。
(3)焓變與反應(yīng)熱:恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。
(4)焓變概念:在恒溫、恒壓條件下,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量,單位
kJmol-1。
(5)ΔH與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系
①吸熱反應(yīng):ΔH>0;②放熱反應(yīng):ΔH<0。
3.化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化的原因
(1)從反應(yīng)物斷鍵和生成物成鍵角度
①化學(xué)反應(yīng)過(guò)程:
②化學(xué)鍵變化與反應(yīng)熱的關(guān)系:
若E1>E2,反應(yīng)吸收能量,ΔH>0,為吸熱反應(yīng);
若E1
0表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
注意事項(xiàng)
①任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,即焓變?chǔ)≠0
②ΔH的大小與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)
2.ΔH的計(jì)算方法
(1)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
(2)ΔH=生成物所具有的總能量-反應(yīng)物所具有的總能量。
1.判斷的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)。
(1)任何化學(xué)反應(yīng)均伴隨能量的變化( )
(2)焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化( )
(3)ΔH<0的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0的反應(yīng)為放熱反應(yīng)( )
(4)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化( )
答案:(1)√ (2) (3) (4)
2.化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,下列敘述中正確的是( )
A.每生成2個(gè)AB分子吸收(a-b)kJ熱量
B.該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJmol-1
C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B鍵,吸收a kJ能量
解析:選BD 形成化學(xué)鍵放出熱量,形成2 mol A—B鍵放出b kJ熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反應(yīng)生成2 mol AB(g)吸收(a-b)kJ熱量,B項(xiàng)正確;由圖可知,反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;斷裂1 mol A—A和1 mol B—B鍵,吸收a kJ能量,D項(xiàng)正確。
3.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示,判斷以下說(shuō)法正確的是( )
A.圖甲表示的是吸熱反應(yīng) B.圖乙表示的是放熱反應(yīng)
C.圖甲中ΔH>0 D.圖乙中ΔH>0
解析:選D 由圖像分析可知甲:E反應(yīng)物>E生成物,反應(yīng)放熱,ΔH<0;乙:E反應(yīng)物0。
4.鍵能是兩原子間形成1 mol新鍵(或其逆過(guò)程)時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知下列物質(zhì)的鍵能:
化學(xué)鍵
H—H
N—H
鍵能/(kJmol-1)
436
946
391
則反應(yīng):N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)的ΔH=________。
解析:ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=(2 254 kJmol-1-2 346 kJmol-1)=-92 kJmol-1。
答案:-92 kJmol-1
[方法技巧]
判斷吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的依據(jù)與誤區(qū)
(1)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩大依據(jù)”
理論依據(jù):反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大小。
計(jì)算依據(jù):斷裂化學(xué)鍵吸收總能量與形成化學(xué)鍵放出總能量的相對(duì)大小。
(2)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩大誤區(qū)”
誤區(qū)一:與反應(yīng)條件有關(guān)。
誤區(qū)二:只要吸熱就是吸熱反應(yīng),只要放熱就是放熱反應(yīng)。如水蒸氣液化放出熱量,但該過(guò)程不是放熱反應(yīng)。
熱化學(xué)方程式
1.概念
能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式。
2.意義
(1)熱化學(xué)方程式既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
(2)對(duì)于熱化學(xué)方程式H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJmol-1,表示在25 ℃(298 K)、101 kPa時(shí),1 mol H2與 mol O2完全反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是285.8 kJ。
3.書(shū)寫(xiě)原則
(1)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子個(gè)數(shù),可以用整數(shù)也可以用分?jǐn)?shù)。
(2)必須注明物質(zhì)的狀態(tài)、ΔH的“+、-”和單位。
(3)應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。若不標(biāo)明,則表示是在25 ℃(298 K)、101 kPa條件下的反應(yīng)熱。
(4)對(duì)于相同反應(yīng),ΔH的數(shù)值必須與化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)應(yīng)。
4.實(shí)例
8 g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出445 kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJmol-1。
已知有下列化學(xué)方程式
(1)H2+I(xiàn)22HI
(2)H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH=-14.9 kJmol-1
(3)H2+Cl22HCl
(4)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-184.6 kJmol-1
(5)H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)ΔH=-92.3 kJmol-1
(6)H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJmol-1
[問(wèn)題思考]
1.以上6個(gè)方程式中,哪幾個(gè)不屬于熱化學(xué)方程式?熱化學(xué)方程式中的g、l代表什么?固態(tài)和溶液如何表示?
提示:(1)、(3)不屬于熱化學(xué)方程式;g表示物質(zhì)的狀態(tài)為氣態(tài),l表示物質(zhì)的狀態(tài)為液態(tài);固態(tài)和溶液分別用s和aq表示。
2.熱化學(xué)方程式(5)中的“”代表什么?如果是2 mol H2和2 mol Cl2完全反應(yīng),則ΔH還是-92.3 kJmol-1嗎?
提示:熱化學(xué)方程式(5)中的“”代表的是H2和Cl2的物質(zhì)的量,而不是H2和Cl2的分子數(shù)。如果H2和Cl2的物質(zhì)的量均為2 mol,則ΔH=-369.2 kJmol-1,而不是ΔH=-92.3 kJmol-1。
3.由方程式(6)可得到H2O(g)===H2(g)+O2(g)的ΔH為多少?
提示:ΔH=+241.8 kJmol-1。
熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟與注意事項(xiàng)
1.書(shū)寫(xiě)“三”步驟
2.注意“五”事項(xiàng)
(1)要在物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號(hào)注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l和s分別表示氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),水溶液中的溶質(zhì)則用aq表示。
(2)ΔH的單位是kJmol-1。
(3)根據(jù)焓的性質(zhì),對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng),當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí),其ΔH也不同。若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則ΔH的數(shù)值也加倍。
(4)熱化學(xué)方程式中不用“↑”“↓”,“===”上不用標(biāo)明反應(yīng)條件。
(5)必須標(biāo)明ΔH的符號(hào),放熱反應(yīng)ΔH為“-”,吸熱反應(yīng)ΔH為“+”,正負(fù)號(hào)不可省略。
1.1 g氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ的熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( )
A.H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJmol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH=-285.8 kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ
D.H2+O2===H2O ΔH=-285.8 kJmol-1
解析:選A 由1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量可知,1 mol H2燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ的熱量,則ΔH=-285.8 kJmol-1。
2.下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是( )
A.2SO2+O2===2SO3 ΔH=-196.6 kJmol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.5 kJmol-1
解析:選B A沒(méi)有標(biāo)明狀態(tài);C中ΔH的單位不正確,應(yīng)為kJmol-1;因?yàn)樘己脱鯕獾姆磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以D中ΔH為負(fù)值。
3.寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17 g NH3(g),放出46.1 kJ熱量。
________________________________________________________________________
(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ熱量。
________________________________________________________________________
(3)1 mol CO完全轉(zhuǎn)化為CO2放出283 kJ的熱量。
________________________________________________________________________
(4)24 g C(s)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g),吸收262.6 kJ熱量。
________________________________________________________________________
解析:(1)1 mol N2(g)與3 mol H2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)時(shí)放出的熱量為46.1 kJ2=92.2 kJ。
(2)C2H5OH燃燒的化學(xué)方程式為C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O,故C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJmol-1。
(3)CO轉(zhuǎn)化為CO2的化學(xué)方程式為2CO+O2===2CO2,2 mol CO生成CO2放出熱量為2283 kJ=566 kJ,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJmol-1。
(4)1 mol C(s)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)吸收的熱量為=131.3 kJ。
答案:(1)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)
ΔH=-92.2 kJmol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.8 kJmol-1
(3)2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJmol-1
(4)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1
[方法技巧]
四看法判斷熱化學(xué)方程式的正誤
[三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]
1.下列反應(yīng)中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量的是( )
A.碳酸鈣受熱分解 B.乙醇燃燒
C.鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D.氧化鈣溶于水
解析:選A 生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,說(shuō)明是吸熱反應(yīng)。A項(xiàng),碳酸鈣分解是吸熱反應(yīng),B、C、D均為放熱反應(yīng)。
2.下列說(shuō)法正確的是( )
A.焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化
B.當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH>0,反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH<0
C.在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)
D.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí),反應(yīng)放熱,ΔH為
負(fù)值
解析:選D 反應(yīng)物的物質(zhì)的量越多,則焓變的絕對(duì)值越大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)是否需要加熱,只是引發(fā)反應(yīng)的條件,與反應(yīng)放熱或吸熱無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)放熱,此時(shí)ΔH<0,B項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。
3.沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出445 kJ的熱量,則下列熱化學(xué)方程式中正確的是( )
A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=890 kJmol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=890 kJmol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890 kJmol-1
D.1/2CH4(g)+O2(g)===1/2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-890 kJmol-1
解析:選C CH4燃燒放熱,ΔH為“-”,A、B錯(cuò)誤;0.5 mol CH4放出445 kJ的熱量,則1 mol CH4放出熱量為890 kJ,C正確。
4.已知H—H鍵鍵能為436 kJmol-1,H—N鍵鍵能為391 kJmol-1,根據(jù)熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1,則N≡N鍵的鍵能是( )
A.431 kJmol-1 B.946 kJmol-1
C.649 kJmol-1 D.869 kJmol-1
解析:選B 設(shè)N≡N鍵鍵能為x,ΔH=x+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92.4 kJmol-1,代入相應(yīng)數(shù)據(jù),計(jì)算得x=945.6 kJmol-1。
5.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g),該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示。
試回答下列問(wèn)題:
(1)a、b、c分別表示________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)該反應(yīng)是____________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),ΔH________(填“>”“=”或“<”)0。
(3)已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH1=-Q1 kJmol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJmol-1
則ΔH1______(填“>”“<”或“=”,下同)ΔH2,Q1______Q2。
解析:(1)H2(g)和O2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2―→O(g)過(guò)程中斷開(kāi)H—H鍵和OO鍵需吸收的能量,所以a表示1 mol H2中的化學(xué)鍵和 mol O2中的化學(xué)鍵鍵能總和,b表示2 mol H—O鍵鍵能總和,c則表示反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和,即1 mol H2和 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O(g)的反應(yīng)熱。
(2)由圖可知,該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。
(3)比較ΔH的大小時(shí),要連同“+、-”一起比較,如果比較反應(yīng)放出熱量的多少,則只比較數(shù)值的大小,與ΔH的“+、-”無(wú)關(guān)。
答案:(1)1 mol H2中的化學(xué)鍵和 mol O2中的化學(xué)鍵鍵能總和 2 mol H—O鍵鍵能總和 1 mol H2和 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O(g)的反應(yīng)熱
(2)放熱 < (3)> <
一、單項(xiàng)選擇題
1.熱化學(xué)方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJmol-1中,物質(zhì)分子式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示( )
A.分子數(shù) B.體積
C.物質(zhì)的量 D.質(zhì)量
解析:選C 熱化學(xué)反應(yīng)方程式中物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示的是相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量,而不表示物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)。
2.關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.如圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化
C.需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)
D.化學(xué)鍵斷裂吸收能量,化學(xué)鍵生成放出能量
解析:選A 由題圖可知,生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,此反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;任何化學(xué)反應(yīng)中,既有物質(zhì)變化,又會(huì)伴隨著能量變化,B正確;有的放熱反應(yīng)也需要加熱,如鋁熱反應(yīng),C正確;化學(xué)反應(yīng)中,化學(xué)鍵的斷裂需吸收能量,而化學(xué)鍵的生成需放出能量,D正確。
3.熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJmol-1表示( )
A.碳和水反應(yīng)吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3 kJ熱量
C.1 mol固態(tài)碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol一氧化碳?xì)怏w和1 mol氫氣,并吸熱131.3 kJ
D.1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.1 kJ
解析:選C 該熱化學(xué)方程式表示1 mol固態(tài)碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol一氧化碳?xì)怏w和1 mol氫氣,并吸收131.3 kJ的熱量。
4.已知①H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1=-184.6 kJmol-1,則反應(yīng)②H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)的ΔH2為( )
A.184.6 kJmol-1 B.-92.3 kJmol-1
C.-369.2 kJmol-1 D.92.3 kJmol-1
解析:選B 由題目可知:反應(yīng)②=①,則ΔH2=ΔH1=(-184.6 kJmol-1)=-92.3 kJmol-1。
5.已知在1105 Pa、298 K條件下,2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ的熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是( )
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g)ΔH=242 kJmol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-484 kJmol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=242 kJmol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=484 kJmol-1
解析:選A B項(xiàng)中水為液態(tài),排除B;H2與O2反應(yīng)生成水蒸氣是放熱反應(yīng),ΔH應(yīng)為負(fù)值,而其逆反應(yīng)ΔH則為正值,故排除C、D兩項(xiàng)。
二、不定項(xiàng)選擇題
6.下列反應(yīng)中,既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是( )
A.Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)
B.鋁與稀鹽酸反應(yīng)
C.灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)
D.甲烷在空氣中燃燒
解析:選C A項(xiàng)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),B、D兩項(xiàng)反應(yīng)都是放熱反應(yīng),C項(xiàng)既是氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)。
7.分析如圖的能量變化示意圖,確定下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH<0
B.2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH>0
C.2A+B===2C ΔH<0
D.2C===2A+B ΔH<0
解析:選A 由圖示知,2A(g)+B(g)的總能量高于2C(g)的能量,則反應(yīng)2A(g)+B(g)===2C(g)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A正確;C、D兩項(xiàng)沒(méi)有注明物質(zhì)狀態(tài)。
8.如圖所示是101 kPa時(shí)氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫氣體的能量變化,則下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是( )
A.1 mol H2中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要釋放436 kJ能量
B.2 mol HCl分子中的化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放862 kJ能量
C.此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=183 kJmol-1
D.此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-91.5 kJmol-1
解析:選AC 斷裂化學(xué)鍵吸熱,形成化學(xué)鍵放熱,結(jié)合題給數(shù)據(jù)可知,A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確;H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH=436 kJmol-1+243 kJmol-1-431 kJmol-12=-183 kJmol-1,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
三、非選擇題
9.寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
(1)1 mol氨氣和適量氯化氫氣體化合生成氯化銨固體,放出176 kJ熱量:________________________________________________________________________。
(2)氮?dú)夂脱鯕饣仙? mol NO氣體,吸收90.25 kJ 熱量:________________________________________________________________________。
(3)1 mol CO還原適量Fe2O3固體生成Fe(s),放出8.2 kJ 熱量:________________________________________________________________________。
(4)乙烯氣體與氧氣反應(yīng)生成1 mol H2O(l)和CO2(g),放出705.5 kJ熱量:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:先寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式→再注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)→據(jù)熱效應(yīng)確定ΔH的正負(fù)→據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)確定ΔH的數(shù)值。
答案:(1)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH=-176 kJmol-1
(2)N2(g)+O2(g)===NO(g)
ΔH=90.25 kJmol-1
(3)3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s)
ΔH=-24.6 kJmol-1
(4)C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-1 411 kJmol-1
10.(1)家用液化氣中主要成分之一是丁烷(C4H10)。當(dāng)1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí),放出熱量50 kJ。試寫(xiě)出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式:
________________________________________________________________________。
(2)12 g C(石墨)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________;
若吸收393.9 kJ熱量,則消耗石墨為_(kāi)_________g。
解析:(1)1 mol丁烷燃燒放出的熱量為5850 kJ=2 900 kJ。
(2)12 g C即為1 mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
C(石墨,s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1,
若吸收393.9 kJ熱量,則消耗石墨為=3 mol,即36 g。
答案:(1)C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=-2 900 kJmol-1
(2)C(石墨,s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1 36
一、單項(xiàng)選擇題
1.下列各圖中,表示反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是( )
解析:選A 反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量屬于吸熱反應(yīng);反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量屬于放熱反應(yīng),據(jù)圖可知A為吸熱反應(yīng),B、D為放熱反應(yīng)。
2.下列說(shuō)法不正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化
B.對(duì)于ΔH>0的反應(yīng),反應(yīng)物的能量小于生成物的能量
C.放熱反應(yīng)都不需要加熱就能發(fā)生
D.吸熱反應(yīng)在一定條件(如常溫、加熱等)下也能發(fā)生
解析:選C 化學(xué)反應(yīng)中既有物質(zhì)變化,又有能量變化,A正確;ΔH>0的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則反應(yīng)物的能量小于生成物的能量,B正確;有些放熱反應(yīng)需要加熱或點(diǎn)燃才能引發(fā),C錯(cuò)誤;有些吸熱反應(yīng)如Ba(OH)28H2O和NH4Cl在常溫下就能反應(yīng),D正確。
3.已知反應(yīng)X+Y===M+N為放熱反應(yīng),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.X的能量一定高于M
B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量
D.因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以不必加熱就可以發(fā)生
解析:選C 對(duì)于放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量,A、B項(xiàng)中均不是反應(yīng)物或生成物的總能量,不成立;放熱或吸熱反應(yīng)是指反應(yīng)的能量變化過(guò)程而不是指反應(yīng)的條件,有些放熱反應(yīng)也要先加熱才能發(fā)生。
4.氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中,破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ,破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ,形成1 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關(guān)系式中,正確的是( )
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2<2Q3
解析:選D 氫氣在氯氣中燃燒時(shí)放出能量,所以形成2 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵和破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的總能量。
5.1 g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2,需吸收10.94 kJ熱量,此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為( )
A.C+H2O===CO+H2 ΔH=131.3 kJmol-1
B.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=10.94 kJmol-1
C.C(s)+H2O(l)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1
D.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1
解析:選D 1 mol碳完全反應(yīng)時(shí)吸收的熱量為10.94 kJ≈131.3 kJ,即1 mol碳完全反應(yīng)時(shí)反應(yīng)的焓變?yōu)棣=131.3 kJmol-1。A項(xiàng)中各物質(zhì)沒(méi)有標(biāo)明聚集狀態(tài),錯(cuò)誤;B項(xiàng)焓變的數(shù)值錯(cuò)誤;C項(xiàng)中水的狀態(tài)應(yīng)為氣態(tài)。
二、不定項(xiàng)選擇題
6.已知C(s,石墨)===C(s,金剛石) ΔH>0,下列判斷正確的是( )
A.此反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.?dāng)嗔? mol石墨的化學(xué)鍵需要吸收的能量小于生成1 mol金剛石化學(xué)鍵所放出的
能量
C.石墨比金剛石穩(wěn)定
D.此變化為物理變化
解析:選C A項(xiàng),ΔH>0,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),ΔH=(斷裂1 mol石墨的化學(xué)鍵需要吸收的能量)-(生成1 mol金剛石化學(xué)鍵所放出的能量)>0,斷裂1 mol石墨中的化學(xué)鍵需要吸收的能量大于生成1 mol金剛石中的化學(xué)鍵所放出的能量,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),ΔH>0,石墨能量小于金剛石,能量越低越穩(wěn)定,石墨比金剛石穩(wěn)定,C正確;D項(xiàng),有新物質(zhì)生成,此變化為化學(xué)變化,錯(cuò)誤。
7.CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示,有關(guān)兩者反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)具有的總能量
C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=41 kJmol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反應(yīng)生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ熱量
解析:選B 由圖示知,反應(yīng)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)為放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式應(yīng)為CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ
mol-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤,同時(shí)知D項(xiàng)中應(yīng)吸收41 kJ熱量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中,然后向小燒杯中加入鹽酸,反應(yīng)劇烈,醋酸逐漸凝固。由此可知( )
A.NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NH4HCO3+HCl===NH4Cl+CO2↑
解析:選AB 醋酸受冷凝固,NH4HCO3與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;反應(yīng)中熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B項(xiàng)正確;吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量低于生成物總能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;熱化學(xué)方程式未標(biāo)明聚集狀態(tài)以及反應(yīng)的熱量變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
三、非選擇題
9.如圖是一個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)量物質(zhì)反應(yīng)是吸熱還是放熱的實(shí)驗(yàn)裝置,利用此裝置可以很方便地測(cè)得某反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。將鎂片加入小試管內(nèi),然后注入足量的鹽酸,請(qǐng)根據(jù)要求完成下列問(wèn)題:
(1)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_________________________,
試管中看到的現(xiàn)象是__________________________________________________。
(2)U形管中液面A________(填“上升”或“下降”),原因是____________________;說(shuō)明此反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
(3)由實(shí)驗(yàn)推知,MgCl2溶液和H2的總能量________(填“高于”“低于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。
解析:鎂片與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),是由于反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增大,導(dǎo)致U形管左端液面下降,右端液面上升。
答案:(1)Mg+2H+===Mg2++H2↑ 鎂片溶解,有氣泡產(chǎn)生
(2)下降 反應(yīng)放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增加 放熱
(3)低于
10.硅在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量熱能,因此曾被考慮用作固體燃料。
已知:1 mol硅晶體中含有2 mol Si—Si鍵,1 mol SiO2晶體中含有4 mol Si—O鍵,且各化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:
化學(xué)鍵
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
O===O
Cl—Cl
所需能量/kJ
460
360
436
431
176
494
243
(1)工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=______kJmol-1。
(2)寫(xiě)出硅燃燒的熱化學(xué)方程式___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知反應(yīng)Si+2Cl2△,SiCl4,試比較1 mol硅轉(zhuǎn)化生成SiCl4和SiO2時(shí)的熱效應(yīng)。
解析:ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。(1)ΔH=360 kJmol-14+436 kJmol-12-176 kJmol-12-431 kJmol-1 4=236 kJmol-1。
(2)硅燃燒的化學(xué)方程式為Si+O2===SiO2
ΔH=176 kJmol-12+494 kJmol-1-460 kJmol-14=-994 kJmol-1。
即熱化學(xué)方程式為
Si(s)+O2(g)===SiO2(s) ΔH=-994 kJmol-1。
(3)硅與Cl2反應(yīng)生成SiCl4的反應(yīng)為Si+2Cl2SiCl4,其ΔH=176 kJmol-12+243 kJmol-12-360 kJmol-14=-602 kJmol-1,故與生成SiO2比較,生成SiCl4放出的熱量較少。
答案:(1)236
(2)Si(s)+O2(g)===SiO2(s)ΔH=-994 kJmol-1
(3)生成SiO2放熱較多
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