专题一 第4讲 化学反应中的能量变化 针对训练经典化.doc

第一部分 专题一 第4讲 化学反应中的能量变化基础等级评价1(2010山东高考)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同解析：本题考查化学反应能量变化，意在考查考生的分析推理能力和实际运用知识的能力放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响，与反应放热或吸热无直接关系，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C选项正确；同一反应的H不因反应条件的改变而改变，D选项错误答案：C2(2010包头三十三中)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol，下列叙述正确的是()A2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子，放出热量571.6 kJB2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l)，吸收热量571.6 kJC2 mol H2O(l)分解为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，吸收热量571.6 kJD2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，放出热量571.6 kJ解析：此热化学方程式表示的意义为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l)，放出热量571.6 kJ，A错误；B中应为放热；C项是把热化学方程式倒过来，H改变符号，C正确；D中H2O应为液态，D错误答案：C3(双选)已知25、101 kPa下，拆开1 mol CH键要吸收415 kJ的能量，拆开1 mol CC键要吸收331 kJ的能量，拆开1 mol O2中的O=O键要吸收498 kJ的能量，形成水分子中的1 mol HO键要放出465 kJ的能量，形成二氧化碳分子中的1 mol C=O键要放出798 kJ的能量(丙烷燃烧过程中不考虑其他能量转化)下列说法正确的是()A火炬中丙烷完全燃烧的热化学方程式为C3H85O2=3CO24H2OH2 036 kJ/molBC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)；H2 036 kJ/molC火炬中丙烷完全燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 036 kJ/molD火炬中丙烷燃烧的能量变化可用如图所示表示解析：C3H8分子中含有2个CC键，8个CH键，在燃烧过程中所有的化学键均要发生断裂，1 mol C3H8吸收的热量2331 kJ8415 kJ3 982 kJ,5 mol O2吸收的热量5498 kJ2 490 kJ，生成的3 mol CO2和4 mol H2O(l)放出的热量32798 kJ42465 kJ8 508 kJ，故1 mol C3H8完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量8 508 kJ6472kJ2036kJ，故火炬中丙烷完全燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 036 kJ/mol.选项A没有注明物质的状态，错误选项C中H忽视“”，错误选项B，因H2O(l)H2O(g)时吸收热量，故生成H2O(g)时放出更少的热量，H是负值，故有H2 036 kJ/mol.选项D，因C3H8(g)完全燃烧是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，正确答案：BD4(2010广东高考)在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2解析：本题考查盖斯定律，意在考查考生对盖斯定律的运用能力及对反应热的计算能力设提供的三个热化学方程式分别为、，根据盖斯定律，由2可以得到，故H12H2H3，A项正确答案：A5甲醇是人们开发和利用的一种新能源已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.8 kJ/mol；CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJ/mol.(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为_.(2)反应中的能量变化如图所示，则H2_ kJ/mol.(3)H2(g)的燃烧热为_(4)请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：_(写出两点即可)解析：(1)根据盖斯定律，反应反应有：2H2(g)O2(g)CH3OH(g)1/2O2(g)=2H2O(l)CO2(g)2H2(g)；HH1H2571.8 kJ/mol192.9 kJ/mol764.7 kJ/mol，则甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为：CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol.(2)反应的最终能量变化只与始态、终态能量有关，与中间状态无关，故H2E1E2.(3)根据燃烧热的定义可知，H2(g)的燃烧热为285.9 kJ/mol.(4)比较H2(g)和CH3OH(g)完全燃烧的热化学方程式，H2(g)燃烧产物为H2O，其对环境无任何影响，CH3OH(g)燃烧会产生对环境有影响的温室气体CO2，且等质量的H2(g)燃烧比CH3OH(g)燃烧放出的热量多答案：(1)CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol(2)E1E2(3)285.9 kJ/mol(4)H2燃烧的产物对环境无任何污染；等质量的H2完全燃烧放出的热量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)发展等级评价 (限时45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)12010年“六五”世界环境日中国主题为“低碳减排绿色生活”下列行为中不符合“促进低碳经济”宗旨的是()A提高能源效率、寻找替代能源、保护森林、提倡生态友好型消费B推广以液化石油气代替天然气作民用燃料C推广利用二氧化碳与环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物的生物降解材料D推广“绿色自由”计划，吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油解析：液化石油气、天然气均属于化石燃料，它们的燃烧均会排放CO2，但液化石油气含碳量大，燃烧不如天然气充分，易产生C、CO.答案：B2(2010温州中学月考)下列说法正确的是()A吸热反应一定需要加热才能发生B放热反应是不需要加热就能进行的反应C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小DNH4NO3固体溶于水，能放出热量解析：Ba(OH)28H2O与NH4Cl(固)的反应是在常温下就能进行的吸热反应，A不正确；有些放热反应需要加热才能进行，B不正确；C正确；NH4NO3固体溶于水是一个吸热过程，D不正确答案：C3(2010华南师大附中测试)已知：101kPa时，C(s)1/2O2(g)=CO(g)H1110.5 kJ/mol；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H257.3 kJ/mol.下列结论正确的是()A若碳的燃烧热用H3来表示，则H3H1C浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ/molD稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量解析：H本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值A、B项，燃烧热是指生成稳定氧化物时的反应热，碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧生成CO2是放热反应，因此，H390.5 kJ/molB在甲醇燃料电池中，甲醇所在的电极为正极CCH4(g)1/2O2(g)=CH3OH(l)H55 kJ/molD反应中的能量变化如图所示解析：液体汽化时吸收能量，则有：CH3OH(l)=CH3OH(g)H0，根据盖斯定律，则、可知，CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H90.5 kJ/mol，A正确；甲醇燃料电池中，甲醇所在的电极为负极，B错误；根据盖斯定律，将可得：CH4(g)O2(g)=CH3OH(l)H71 kJ/mol90.5 kJ/mol126 kJ/mol，C错误；反应H0，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D正确答案：BC10某学生用如图所示装置对化学反应X2Y=2Z的能量变化情况进行研究当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲下降，液面乙上升关于该反应的下列叙述该反应为放热反应；生成物的总能量比反应物的总能量高；该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来其中正确的是()A BC D只有解析：试管中滴加试剂Y后，U形管中液面甲下降，液面乙上升，说明空气受热膨胀，反应放热，正确；X2Y=2Z是放热反应，则生成物的总能量比反应物的总能量低，不正确；反应过程是化学能转化为热能的过程，正确答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共60分)11(13分)人们常利用化学反应中的能量变化为人类服务(1)煤是一种重要的燃料，在点燃条件下燃烧，放出大量的热其在燃烧过程中能量的变化与如图所示中的_(填字母代号)最相符(2)将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中，用线绳绑住塑料袋中间部分，使两种晶体隔开，做成“冰袋”使用时将线绳解下，用手使袋内两种固体粉末充分混合，便立即产生低温，这种“冰袋”可用于短时间保鲜食物则碳酸钠与硝酸铵的总能量_(填“高于”或“低于”)反应后生成产物的总能量(3)化学反应中的能量变化不仅仅表现为热能的变化，有时还可以表现为其他形式的能量变化比如，停电时，人们一般点蜡烛来照明，这主要是将化学能转化为_；人们普遍使用的干电池，是将化学能转化为_解析：(1)点燃煤时要先吸收热量，然后放出热量，B不正确；C、D表示吸热过程(2)碳酸钠与硝酸铵混合后产物低温，则反应吸热，生成物的总能量高(3)蜡烛照明主要是将化学能转化为光能，干电池放电是将化学能转化为电能答案：(1)A(2)低于(3)光能电能12(18分)(1)室温下，2 g苯(C6H6)完全燃烧生成液态水和CO2，放出83.6 kJ的热量，写出1 mol C6H6燃烧的热化学方程式_若1 g水蒸气转化成液态水时放出2.44 kJ的热量，则室温下1 mol C6H6完全燃烧生成水蒸气时的H为_(2)已知下列两个热化学方程式：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/molC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l) H2 220.0 kJ/mol实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积之比约为：_.已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ/mol求丙烷燃烧生成CO2和气态水的H：_.解析：(1)C6H6(l)15/2O2(g)=3H2O(l)6CO2(g) H3 260.4 kJ/mol.由于1 g水蒸气转化成液态水时放出2.44 kJ的热量，则1 mol C6H6完全燃烧生成水蒸气时的H3 128.64 kJ/mol.(2)设氢气和丙烷的物质的量分别为x mol、y mol，则有方程组：xy5,285.8x2 220.0y6 262.5，解方程组有x2.5，y2.5，故xy11.H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ/molC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJ/mol由4可得丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式为：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044.0 kJ/mol.答案：(1)C6H6(l)O2(g)=3H2O(l)6CO2(g)H3 260.4 kJ/mol3128.64 kJ/mol(2)112 044.0 kJ/mol13(15分)在学习了化学能与能量变化的有关知识后，某老师提出了一个探究课题：将两份等质量的硫粉分别在空气、氧气中燃烧，放出的热量是一样多还是不一样多？经过讨论、综合，根据观点分成了两组A组：在该过程中参加反应的硫与氧气量相等，反应物和生成物具有的能量都相等，故放出的热量相等B组：硫粉在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，故在氧气中燃烧放出的热量多在老师的帮助下，他们决定用实验来探究其真相，在常温(25)下，实验过程如下(不考虑环境的影响)：称取质量相等的两份硫粉；取一份硫粉放在燃烧匙中，伸入弹式量热计(剖面示意图如右)的密封器中；在密封器中充满空气的条件下，用电火花引燃，测出反应后内层中水的最高温度为t1；取另一份硫粉放在燃烧匙中，在密封器中充满氧气的条件下，用电火花引燃，测出反应后内层中水的最高温度为t2；回答下列问题：(1)若A组观点正确，则t1_t2(填“”、“”或“”)；(2)若B组观点正确，则t1_t2(填“”、“”或“”)；(3)根据实验所测数据显示：t1t2，这说明结论与_(填“与A组观点”、“B组观点”或“都不”)符合；若填都不符合，那么哪种情况放出热量多？_；(4)请对t1t2这一现象做出合理的解释：_.(5)通过这个实验同时说明，当条件相同、反应物与生成物的量相同时，反应放出或吸收的热量多少与反应的剧烈程度_(填“有关”或“无关”)解析：(1)若A组正确，则放出的热量相等，使内筒中的水升高的温度相同，即t1t2.(2)若B组正确，则在氧气中放出的热量多，使t1t2.(3)因为实验记录与A、B两组观点都不相符，所以应该是在空气中燃烧放出的热量多(4)等量的硫粉分别在空气、氧气中燃烧这两种情况能量变化值确实一样多但硫粉在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧产生明亮的蓝色火焰，也就是说，硫粉在氧气中燃烧，以光的形式释放出的能量比在空气中燃烧以光的形式释放出的能量要多，所以，在氧气中燃烧，以热量形式释放出的能量要比在空气中燃烧以热量形式释放出的能量少(5)等量的硫粉在空气、氧气中燃烧放出的热量不相等，且与反应的剧烈程度无关答案：(1)(2)(3)都不在空气中燃烧放出的热量多(4)硫粉在氧气中燃烧，以光的形式释放出的能量比在空气中的要多，故硫粉在氧气中燃烧，以热量形式释放出的能量要比在空气中燃烧以热量形式释放出的能量少(5)无关14(14分)通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能. 已知部分化学键的键能如下：化学键NHNNO=ONNOH键能(kJ/mol)386167498946460(1)发射神舟飞船的长征火箭用了肼(N2H4，气态)为燃料，若它在氧气(气态)中燃烧，生成N2(气态)和H2O(液态).1 mol肼完全燃烧时放出的热量为_(2)为了提高肼(N2H4)燃烧过程中释放的能量，常用二氧化氮作氧化剂代替氧气，这两者反应生成氮气和水蒸气且：N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H167.7 kJ/molN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H2534 kJ/mol试写出肼和NO2完全反应的热化学方程式：_.(3)随着中国空间技术的发展，中俄于2009年携手探火星工程，寻找更高效的火箭推进剂也被提到了议事日程在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟出具有高能量的物质N60，它的结构与C60十分相似已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，且N60分子结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构试推测1个N60的结构含有_个NN键解析：(1)据题意，肼燃烧时发生反应为N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)；故H(3864167)498(94622460)577 (kJ/mol)，即1 mol肼完全燃烧时放出的热量为577 kJ.(2)根据题意，要求计算下列反应的反应热的值：N2H4(g)NO2(g)=3/2N2(g)2H2O(g)；H3.根据盖斯定律，一个反应仅与其始态和终态有关，而与其过程无关，则存在：2，即：H2H12H3567.85 kJ/mol.(3)由于氮原子最外层电子数为5，而已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，故N60分子中只存在着NN键，再根据原子的均摊思想，在N60分子中应共有90个NN键答案：(1)577 kJ(2)N2H4(g)NO2(g)=3/2N2(g)2H2O(g)H3567.85 kJ/mol(3)901(2010湘潭模拟)生活中到处都有化学知识，家用消毒柜常用臭氧(O3)消毒，已知在消毒过程中，通过放电发生如下反应：3O2(g)=2O3(g)H144.8 kJ/mol；下列说法不正确的是()AO2和O3互为同素异形体BO3在任何温度下均能自发地转化为O2CO2比O3稳定D为防止植物油等食物被细菌污染，可将其放入家用消毒柜消毒解析：由热化学方程式知O3的能量高于O2，故O2比O3稳定；植物油中含有碳碳不饱和键，放在家用消毒柜中易被臭氧氧化而变质答案：D2(2010西安铁一中)已知在25、101 kPa下，1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量表示上述反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)12.5O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H48.40 kJ/molBC8H18(l)12.5O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ/molCC8H18(l)12.5O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ/molDC8H18(l)12.5O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H48.40 kJ/mol解析：反应生成的为液态水，A错误；反应放热，C错误；1 g C8H18放出48.40 kJ热量，1 mol C8H18放出5 518 kJ热量，B正确答案：B3在同温同压下，下列各组热化学方程式中H1H2的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；H12H2(g)O2(