化学反应与能量 答案

第一章 化学反应与能量第1课 序言 反应热 焓变【问题1】有关系，丨反应物总能量生成物总能量丨丨反应中的能量变化丨【问题2】（1）说明只有一部分的碰撞是有效碰撞（2）增加了分子的能量，增加了活化分子数量（3）可能是改变了反应的活化能。因为铂丝既没有增加分子的总数目，也没有提供能量增加活化分子数目。物质、能量、质量、能量、守恒、能量、物质、物质、能量、质量。【问题3】有热能、电能、光能等形式。化学反应过程中所释放和吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，这就是反应热，又称为焓变，符号用H表示，单位KJ/mol（或KJmol-1）。判断：（1）从宏观角度分析可以比较反应物总能量与生成物总能量的相对大小。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。 （2）从化学键的角度分析：断裂旧键所吸收的能量大于形成新键所放出的能量时为吸热反应；反之，为放热反应。例题1反应前后物质能量高低决定了反应是放热还是吸热，产物能量高于反应物是吸热。A项符合。点评理论性题目应心中有“理”再看图分析。图的形式可以多样，但实质不能多样。 例题2本题主要考查化学反应中的能量变化。化学反应的能量变化主要表现为放热还是吸热，主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，而与反应条件无关。放热反应和吸热反应在一定条件下均能发生。放热反应也可能需要加热，如煤的燃烧等。答案：A、C点评：一个化学反应是放热还是吸热决定于反应物与生成物总能量的相对大小有关，与反应条件没有必然的关系。看问题要抓住实质，不能只看现象。例题3因为是放热反应，所以反应物的总能量一定高于产物的总能量，已知产物的总能量为70 KJ，则反应物的总能量一定大于70 KJ，所以只有D答案正确。点评解答此题的关键是“放热反应”，由此可知反应物的总能量大于产物的总能量。例题4根据N23H22NH3，1molN2与3molH2反应需要拆开1molNN和3molHH键，共吸收能量为946KJ3mol x 436KJ/mol2254KJ，而生成2molNH3时形成6molNH键，放出的能量为6mol x 391KJ/mol2346KJ2254KJ，所以该反应将放出能量2346KJ2254KJ92KJ，即1molN2生成NH3的焓变H92KJ/mol。点评掌握化学键的断开和形成与能量变化的关系是解答本题的关键。基础知识巩固1.AB 2.B 3.D 4.C 5.C 6CD 7.C 8.D 9. （1）由于是固相反应，搅拌可使混合物充分接触并起反应。（2）Ba(OH)28H2O+2NH4C1 = BaC12+2NH3+10H2O复分解（3）玻璃片上结冰而与小烧杯粘结在一起 有少许刺激性气味 反应发生时有水生成 （4）结冰（粘结）； 吸 ；小于10. （1）镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体（2）与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体。（3）Mg +2H+ = Mg2+ +H2（4）小于思维能力提高 11.BD 12.D 13.A 14. （1）放热，大于，热 （2）吸热，内，电，内15. 解析：有题意知，断开1molHH键和1molHCl键吸收的总能量为： 436KJ243KJ679 KJ；形成2molHCl键放出能量为431KJ2=862 KJ,由于862 KJ679 KJ，所以该反应为放热反应。放出热量为： 862 KJ679 KJ183 KJ。16.（1） （2）如图 （3）+236第2课 热化学方程式【问题1】1mol氢气和0.5mol氧气反应生成1mol水时，放出的热量为285.8KJ。 参加反应的物质的量和反应热【问题2】2CO(g)O2(g) 2CO2(g)； H566 kJmol1或：CO(g)O2(g) CO2(g)； H283 kJmol1例题1：解析此题主要考查热化学方程式表示的意义。H2和O2反应无论生成气态水还是液态水，都要放出热量，因此，题中给出的3个反应都是放热反应。A项错误。放热反应的H应为负值，所以B项也不对。化学反应中放出的热量多少，与反应物和生成物的聚集状态有关。1mol气态H2与mol气态O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量；同样是1mol气态H2与mol气态O2反应，生成1mol液态水则放出285.8kJ的热量。显然，该题中的a不等于b，C项错误。热化学方程式的H与化学方程式中各物质前的化学计量数是相对应的。当热化学方程式中各物质前的化学计量数同时扩大或缩小若干倍时，相应的H也应扩大或缩小同样的倍数。因此，c2b，所以答案为D点评理解热化学方程式的含义是准确解答该题的关键。例题2：解析热化学方程式的书写要求有三：标明各物质的聚集状态：B项水为液态，排除；化学计量数可以使整数或分数，且与热量成正比；用H表示时，吸热，其值为正；放热，其值为负。H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，H应为负值，排除C、D。故选A.点评牢记热化学方程式的特点，例题3：解析氢气跟氧气化合反应是放热反应，再根据反应物中的物质的量关系进行比较可以得出a、b、c、d之间的大小关系。所以答案为C。点评比较H的大小，即要考虑化学计量数还要注意其“”、“”勤归纳：1（1）需注明反应的温度和压强。如果是在25和101Kpa下进行的反应，可不注明温度和压强。 （2）要注明反应物和生成物的状态 （3）热化学方程式中各物质的化学计量数不表示分子个数，而是表示其物质的量。化学计量数可以是整数，也可以是分数，当化学计量数不同时，其反应热数值也不同。【巩固与应用】基础知识巩固1.D 2.CD 3.C 4.B 5.B 6.C 7.D8.（1）放 “储存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来的过程。（2）吸 吸收能量 热能转化为物质内部的能量而被“储存”起来的过程。9. S（s）+O2（g）=SO2（g） H =-296kJ思维能力提高10.C 11.B 12.B 13.C 14.BD15. 该热化学方程式“量”的含义是“每生成2 mol NH3(气)，放出92.4 kJ的热量”。而该反应是可逆反应，在密闭容器中进行的可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出热量总是小于92.4 kJ。第3课 燃烧热 能源一、燃烧热、中和热、溶解热。25、101kPa，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量。KJ/mol，实验。二、提供能量， 化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐、柴草。化石燃料，有限，不能再生，开源节流，【问题1】物质完全燃烧是指燃烧后的产物不能进一步再燃烧了，如物质中碳元素全部转化为CO2，氢元素全部转化为H2O等；稳定化合物是指如CO2、H2O等化合物，特别指出这里的水必须是液态水。【问题2】1.加强科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率，是节约能源的重要措施。【问题3】必须具备两个条件：（1）要有足够的空气（2）燃料与空气要有足够大的接触面。例题1因1mol CH4的质量为16.0g ，又因1.00g CH4燃烧放出55.6kJ的热量。所以1molCH4燃烧放出的热量为：16.0g1.00g55.6kJ= 889.6kJ。答案：CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) H = 889.6kJ/mol例题22H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) H=-483.6kJ/mol ；H2(g)+O2(g) = H2O(1) H =-285.8 kJ/mol点评反应热的多少与物质的稳定状态和物质的量有关，而燃烧热必须是1mol物质完全燃烧的反应热，请对比在本题中这两个方程式的叙述方式和表达方式，对比它们的反应热，道理自在其中。【例题3】（1）煤 人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高（2）ABCD（3）H2 （4）不产生CO2 ，不会因温室效应而影响大气，H2来源丰富 ，燃烧产物对环境无污染【例题4】（1）1molH2SO4与2molNaOH溶液反应放出114.6KJ的热量，所以热化学方程式为：H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2SO4(aq) + 2H2O(l)； H = 114.6kJ/mol （2）中和热对应的是生成1mol水时所放出的热量，所以中和热为57.3kJ/mol。（3）1moHF在水溶液中完全电离时吸收10.4KJ的热量，故1molHF跟1molNaOH反应时放出的热量为中和热减去电离所需的热量等于46.9kJ，所以热化学方程式为：HF(aq) + NaOH(aq) = NaF(aq) + H2O(l)； H = 46.9kJ/mol 基础知识巩固1.D 2.C 3.D 4.B 5.C 6.A 7.A 8.D9. （1）H = 216 kJmol1 S(s) + O2(g) = SO2(g) H = 216 kJmol1（2）H = 285.8 kJmol1 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) H = 285.8 kJmol1思维能力训练 10.D 11.A 12.CD 13.B 14.D 15. 常规；新；新 16.（1）O2、H2（2）2H2（g）O2（g）=2H2O（l） ；H =-571.6kJmol1（3）燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染（4）答：不现实。现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高，另外是氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难。（注意：如果答的是“现实”，只要理由合情合理可以。）第4课 化学反应热的计算盖斯定律【问题】盖斯定律的内容是：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。对那些进行很慢和难以测量的反应，可通过盖斯定律计算出该反应的反应热。HH1H2 或H1HH2或H2HH1例题1据盖斯的观点，将两个反应方程式作如下处理： 4，得：P4（固体、白磷）4P（固体、红磷）=29.2kJmol-1答案：红磷 P4（固体、白磷）=4P（固体、红磷）；H=29.2kJmol-1点评同种元素可形成的各种同素异形体具有不同的能量，因此涉及书写该类单质的热化学方程式不仅要注明单质聚集的状态，还要注明同素异形体的名称。例题2根据盖斯定律：HH1H2所以： H1HH2 285.8kJ/mol(44.0kJ/mol)241.8kJ/mol点评根据盖斯定律，一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应焓变是一样的。因此，利用已知焓变求未知焓变的方法为：若一个化学方程式可由另外几个方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个变化焓变的代数和。 对热化学方程式之间进行数学方法处理是盖斯定律的必然结果，这就是数学在化学中的应用，自然科学是相通的。基础知识巩固1.AC 2.B 3.D 4.D 5.D6. B2H6(g) + 3O2(g) = B2O3(s) + 3H2O(l) H = 2165 kJmol1 1016.5 7. C(s、金刚石) C(s、石墨) H1.4 kJmol1 （2）石墨 8.890kJ 9.分析各热化学方程式的关系，可知道将（1）式反写，（2）式乘以2，将两者相加，即可写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式并可求出其反应热。 2 N2H4(g) + 2O2(g) = N2(g) + 4H2O(g) H = 1068 kJ/mol+）2NO2(g) = N2(g) + 2O2(g) H = 67.7 kJ/mol 2 N2H4(g) + 2NO2(g) = 3 N2(g) + 2H2O(g) H = 1135.7 kJ/mol 10.（1）煤的利用率高，减少了环境污染，便于输送。 （2） (3) C (4) E1E2E3E4思维能力训练11.C 12.D 13.B 14.依据盖斯定律；化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热量是相同的。我们可从题目中所给的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可以看出有我们需要的有关物质。但方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合在一起。将方程式（3）2+方程式（2）；可表示为（3）2+（2）得：2Fe2O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)= 6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g)H = +19 kJ/mol2+(-47 kJ/mol)整理得（4）：Fe2O3(s)+CO(g) = 2FeO(s)+CO2(g) H = -3 kJ/mol将（1）（4）得 ：2CO（g） = 2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g) H = -25 kJ/mol-(-3 kJ/mol)22kJ/mol整理得：FeO(s)+CO(g) = Fe(s)+CO2(g) H = -11 kJ/mol15. 16.3 kJ/mol第5课 计算反应热【问题1】在相同条件下，对于同一化学反应，影响其反应热大小的因素主要有：实际发生反应的物质的物质的量的多少、反应物和生成物的聚集状态等。注意燃烧热必须是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。【问题2】热化学方程式、盖斯定律和燃烧热例题1 H2(g)Cl2(g)2HCl(g) H184.6kJ/mol的逆反应H与该反应H数值相等，符号相反,即：2HCl(g)H2(g)Cl2(g) H184.6kJ/mol。如果化学计量数减半，则H也要减半，所以HCl(g)1/2H2(g)1/2Cl2(g) 的H92.3kJ/mol。点评在一定条件下的化学反应中，其H的大小与反应物和生成物的状态以及化学计量数有关，而其符号则要看该反应是放热的还是吸热的。例题2标准状况下的混合气体11.2L，其物质的量是0.5mol。其中甲烷0.4mol，氢气0.1mol。又知：在常温下，水是液态。所以0.4mol甲烷完全燃烧放出热量：0.4molQ 1kJ/mol = 0.4Q 1kJ；0.1mol氢气完全燃烧放出热量：0.1mol1/2Q 3 kJ/mol = 0.05Q 3kJ所以标准状况下11.2L混合气体燃烧共放出热量：（0.4Q 1 + 0.05Q 3）kJ 答案：A点评混合气体燃烧时，放出的热量等于各成分分别燃烧放出热量之和，但要注意在给定条件下生成物的状态。例题3此题实质上还是关于反应热的计算。碳酸钙分解所需要的能量由炭的燃烧提供。首先求出1t碳酸钙分解需要吸收的热量x，然后计算多少炭燃烧放出的热量为x。解：设煅烧1t CaCO3需热量为x。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2 (g) H=+178.2kJmol-1100g 178.2kJ1106g x 解得：x=178.2104kJ设要燃烧放出178.2104kJ的能量，需焦炭的质量为mC(s)+O2(g)=CO2 (g) H= 393.3kJ12g 393.3kJm=54.4103g 178.2104kJ故需焦炭54.4kg点评在进行有关反应热的计算时，不仅要注意反应热与化学计量数的关系，还要注意各个量的单位。例题4反应热与参加反应的物质的物质的量成正比，因而可以采用平均值法和十字交差法来计算。 平均每摩尔气体燃烧放热769.5kJ H2 : 285.8 1450.5 769.5 n(H2 )：n(C3H8) = 1450.5：483.73：1 C3H8: 2220 483.7点评要注意一些常见题型的特殊解题方法，从理论上去理解、从审题上着手、方法上熟练。 基础知识巩固 1.C 2.D 3.C 4.A 5.BD 6.A 7. C2H4(g) + H2(g) C2H6(g) H = 137.3 kJmol18.该同学的结论不正确 。因为他忽略了C 和H2O 反应生成 CO和H2 是吸热反应。根据盖斯定律，在一定条件下，一定量的炭完全燃烧与把炭转化为CO和H2 再完全燃烧放出的热量是相等的。思维能力训练9.C 10.CD 11.C 12 A13.(1)减少实验过程中的热量损失。(2)因为热量损失，所得中和热数值偏低。(3)所放热量不等。因为60mL1.0mol/LHCl溶液跟50mL1.1mol/LNaOH溶液能生成0.055mol的H2O，而50mL1.0mol/LHCl跟50mL1.1mol/LNaOH溶液只能生成0.050mol的H2O。中和热数值相等，因为“中和热”是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关。14. （1）2H2(g)O2(g) 2H2O(l) H 572kJmol1（2）； （3） 31 32（4）燃烧产生的热量高；CO2排放量少，有利于保护环境 全章整合例题1热量来自于物质的种类及状态，取决于物质的多少，而与怎样表达它无关。所以，本题答案是D点评本题有一定的迷惑性，因为单位不同热值肯定不同。要注意分析概念的本质和内涵，一是产生反应热的根本原因，再是热值的问题不同单位不同数值但其意义相同。所以看问题要看本质，要从根本上分析问题。例题2此类题没有直接的反应式，只能用盖斯定律分析。两式相加等于第三式，答案是D 。点评化学反应中原子组合如同拼积木，反应方程式的组合也同拼积木，反应热也是在拼积木。例题3混合物的计算求平均值是一种基本方法。反应热与反应物的物质的量成正比，因而可用多种方法求。十字交差法是常用的一种方法：混合物中各成分的含量与其跟平均值的差成反比。答案是C。点评用数学方法分析化学问题是化学计算的基本思想。十年高考1A 2 D 3C 4A 5A 6A 7 B 8C 9 C 10 D11 H2(g)+O2(g)H2O(g) H=-241.8kJmol-1 , -285.812（1）14 （2）CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(1)；H891kJ/mol（3）0.33 b5a/413（1）P