高中化学 第3节 化学反应中的能量变化解析 人教版

第1章，第3节，第3节化学反应中的能量变化(本专栏的内容以活页形式单独装订在学生书籍中！)一、选择题1.(广东，2020)以下关于能量转换的陈述是正确的()A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程燃烧化石燃料和植物燃料释放的能量来自太阳能。葡萄糖在动物体内氧化成二氧化碳是一个热能转化为化学能的过程D.植物通过光合作用将二氧化碳转化为葡萄糖是太阳能转化为热能的过程本主题研究自然界中能量的转化。动物体内葡萄糖的氧化是化学能转化为其他形式的能量，误差；光合作用是一个将太阳能转化为化学能的过程。AB2.(北京李宗，2020)工业制备纯硅的热化学方程式如下：四氯化硅(g)+2氢(g)硅(s)+4氯化氢(g)；H=+QkJ/mol(Q0)在一定的温度和压力下，将一定量的反应物引入用于上述反应(在此条件下的可逆反应)的封闭容器中。以下陈述是正确的()A.在反应过程中，如果增加压力，可以提高四氯化硅的转化率如果四氯化硅在反应开始时为1摩尔，当达到平衡时，吸收的热量为千焦。当反应持续4分钟时，如果盐酸浓度为0.12摩尔/升，H2的反应速率为0.03摩尔/(升)D.当反应吸收热为0.025千焦时，将生成的氯化氢引入100毫升1摩尔/升的氢氧化钠溶液中，刚好反应。分析本课题通过工业上制备硅的反应来考察化学平衡、化学平衡计算和反应热的知识点。该反应的正负反应应该是体积增大、压力平衡增大、向左移动、四氯化硅转化率降低和错误反应；该反应是可逆的，不能实现完全转化。平衡过程中吸收的热量必须小于千焦和百分误差。当反应持续4分钟时，盐酸的浓度为0.12摩尔/升，这表明反应速率为：盐酸=0.03摩尔/(升分)，换算成H2=0.015摩尔/(升分)，误差为0.015摩尔/(升分)；当反应吸收0.025千焦的热量时，表明参与反应的四氯化硅为0.025摩尔，生成的盐酸为0.1摩尔，恰好与100毫升1摩尔/升的氢氧化钠反应，并且D是正确的。回答 d3.(上海化学2020)已知：H2 (G) F2 (G)- 2HF (G) 270 kJ，以下陈述是正确的()A.2升氟化氢气体被分解成1升氢气和1升氟气，以吸收270千焦的热量。B.1摩尔氢与1摩尔氟气反应生成2摩尔液态氟化氢，释放的热量小于270千焦在相同条件下，1摩尔氢气和1摩尔氟气的能量之和大于2摩尔氟化氢气体的能量D.一个氢分子与一个氟气分子反应，产生两个氟化氢气体分子，释放270千焦的热量分辨率项中热化学方程的化学计量数仅代表物质的量；在第二项中，当气态氟化氢变成液态氟化氢时，会释放出热量，因此应该超过270千焦；在第三项中，只有当高能反应物产生低能产物时，才会释放热量；在项D中，1摩尔H2和1摩尔F2反应生成2摩尔氟化氢所释放的热量为270千焦。回答 c4.(海南化学2020)白磷和氧可以如下反应：P4 5O2=P4O10。众所周知，破坏下列化学键所吸收的能量分别是：p-p a kjmol-1，p-o b kjmol-1，p p c kjmol-1 c kjmol-1，oodkj mol-1 kj mol-1。根据上图的分子结构和相关数据，估算出反应的H，其中正确的是()A.(6a+5d-4c-12b)kJmol-1B.(4c+12b-6a-5d)kJmol-1C.(4c+12b-4a-5d)kJmol-1D.(4a+5d-4c-12b)kJmol-1分辨率化学键断裂吸收的能量为(6a5d)kJ，化学键生成释放的能量为(12b4c)kJ。回答一5.(2020年重庆李宗)化学反应N2(g)3 H2(g)=2NH3(g)的能量变化如下图所示。反应的热化学方程式是()A.N2(g)+3H 2(g)=2NH3(l)；H=2(a-b-c)千焦摩尔-1B.N2(g)+3 H2(g)=2NH3(g)；H=2(b-a)千焦摩尔-1C.N2(g)+H2(g)=NH3(l)；H=2(b+c-a)千焦摩尔-1D.N2(g)+H2(g)=NH3(g)；H=(a+b)千焦摩尔-1本主题探讨热化学方程式的写作。从能量图可知，摩尔N2(g)和摩尔H2(g)需要吸收1千焦的热量才能分解成1摩尔氮和3摩尔氢，而1摩尔氮和3摩尔氢释放出1千焦的热量来生成1摩尔NH3 (g)，1摩尔NH3 (g)释放出1千焦的热量来液化，因此由摩尔N2(g)和摩尔H2(g)生成1摩尔NH3(l)的反应热为(a-b-c)千焦。所以选择一个。回答一6.甲醇质子交换膜燃料电池中甲醇蒸汽转化为氢气的两个反应原理是CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H 2(g)；H=+49.0千焦摩尔-1CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+H2(g)；H=-192.9 kJmol-1以下陈述是正确的()A.甲醇的燃烧热为192.9千焦摩尔-1B.反应的能量变化如图所示C.在甲醇转化为H2的过程中，能量必须被吸收D.根据推导出反应ch3oh(1)O2(g)=CO2(g)2h 2(g)的h-192.9 kj mol-1决议第一项，燃烧热是指1摩尔物质在101千帕下完全燃烧产生稳定氧化物时释放的热量。第二项，反应是吸热反应，而图中显示的是放热反应。从问题的含义可知，c项也能释放热量。D项可以从燃烧热和反应的定义中推导出来答案 D7.已知：(1)当1摩尔H2分子中的化学键断裂时，需要吸收436千焦的能量(2)当1 mol Cl2分子中的化学键断裂时，需要吸收243 kJ的能量(3)当氢原子和氯原子形成1摩尔氯化氢分子时，释放出431千焦的能量以下陈述是正确的()A.氢和氯反应生成氯化氢气体的热化学方程为H2(g)+Cl2(g)=2 HCl(g)(b)氢与氯反应生成2摩尔氯化氢气体H=+183千焦摩尔-1(c)氢与氯反应生成2摩尔氯化氢气体H=-183千焦摩尔-1(d)氢与氯反应生成1摩尔氯化氢气体；和H=-183千焦摩尔-1本主题主要研究化学反应中的能量变化。当写热化学反应方程式时，除了指示反应物和产物的聚集状态外，还必须指示对应于化学计量数的热变化值。a不正确；从已知条件可知，当生成2摩尔氯化氢气体时，反应物的总键能为436千焦243千焦=679千焦，而2摩尔氯化氢的键能为2431千焦=862千焦，因此生成2摩尔氯化氢的反应过程中释放的热量为h=679千焦摩尔-1-862千焦摩尔-1=-183千焦摩尔-1。回答 c8.氯原子对O3分解有催化作用：O3C1=ClOO2H1，ClOO=C1O2H2。大气臭氧层的分解反应为O3O=2O 2H，该反应的能量变化图如图所示。以下陈述是正确的。()A.反应O3的O3 o=2o2B.反应O3的O3 o=2o2C O3 o=2o2是一种吸热反应d .H=H1+H2分辨率O3 o的总能量高于2O2。反应O3 o=2o2是放热的，H0，h=E3-E2，所以a是错的，b是错的，c是错的。根据gus定律，h=h1H2，可以得到d对。回答 d9.灰色锡(粉末形式)和白色锡是锡的两种同素异形体。已知：(1) sn (s，白色)2 HCl(AQ)=SNC L2(AQ)H2(g)；H1(2) sn (s，ash)2 HCl(AQ)=SNC L2(AQ)H2(g)；H2锡(硫，灰)锡(硫，白)；H3=+2.1千焦摩尔-1以下陈述是正确的()H1H2B.锡在常温下以灰色锡的形式存在C.灰锡与白锡的反应是放热的D.如果长时间保存在13.2摄氏度以下的环境中，锡器皿会自行损坏。分析锡(硫，灰色)锡(硫，白色)是根据古斯定律得到的，-；H3=H2-H1=2.1 kJmol-1，因此很容易判断出A、B和C是错的。从(3)中可以看出，在低于13.2的环境中，白色锡很容易变成粉末状的灰色锡，并会自行销毁。回答 d10.已知：CH3CH 2CH2CH 3(g)+6.5O 2(g)4CO 2(g)+5H2O(l)+2 878 kJ(CH3)2CH 3(g)+6.5O 2(g)4CO 2(g)+5H2O(l)+2 869 kJ以下陈述是正确的()A.正丁烷分子比异丁烷分子储存更多的能量B.正丁烷比异丁烷更稳定。异丁烷转化为正丁烷是一个放热过程。异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷中的多决议这个题目是检验物质的稳定性和能量的变化。1摩尔正丁烷放出2878千焦的热量，1摩尔异丁烷放出2869千焦的热量，正丁烷比异丁烷放出更多的热量，所以A是正确的。丁烷能量大，稳定性差，所以B是错的。减去两个公式得到ch3ch 2ch 3(g)-(CH3)2ch chh 3(g)9kj。异丁烷转化为正丁烷是一个吸热过程。正丁烷和异丁烷是具有相同碳氢键的异构体，都含有10个碳氢键。回答一第二，非选择题11.(江苏优科2020)废旧印刷电路板的回收利用可以实现资源再生，减少污染。废弃的印刷电路板可以被粉碎和分离，以获得非金属粉末和金属粉末。(1)在下列印刷电路板非金属粉末的加工方法中，不符合环保理念的是_ _ _ _ _(用字母填写)。A.热裂解形成燃料油B.露天焚烧C.有机复合建筑材料的原材料d .直接填埋(H2O2和H2SO4的混合溶液可以溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知：铜+2H+(AQ)=Cu2+(AQ)+H2(g)；H=+64.39千焦摩尔-12H2O 2(l)=2H2O(l)+O2(g)；H=-196.46千焦摩尔-1H2(g)+O2(g)=H2O(l)；H=-285.84 kJmol-1在H2SO4溶液中，铜与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)其他条件控制相同。用10%H2O2和3.0摩尔-1硫酸的混合溶液处理印刷电路板的金属粉末，并测量不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。温度()20304050607080铜的平均溶解速率(10-3 molL-1min-1)7.348.019.257.987.246.735.76当温度高于40时，铜的平均溶解速率随反应温度的升高而降低，主要原因是。(4)向纯化后的硫酸铜溶液中加入一定量的Na2SO3和氯化钠溶液，加热生成氯化亚铜沉淀，其中制备氯化亚铜的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(1)乙会造成空气污染；会造成土壤和水中的重金属污染。(2)总方程为Cu2H2O 22H=Cu22H2O，可从标题中提供的三个方程获得，因此H=64.39(-196.46)(-285.84)=-319.68 kJmol-1因此，铜(硫)过氧化氢(升)2H(AQ)=Cu2(AQ)2H2O(升)；H=-319.68千焦摩尔-1 .回答(1)BD(2)Cu(S)H2O 2(L)2H(AQ)=Cu2(AQ)2H2O(L)；H=-319.68千焦摩尔-1(3)H2O2的分解速度加快(4)2Cu 2 + SO2+2Cl-+H2O 2氯化钙+ SO2+2H+12.(江苏苏北模拟2020)纳米技术制备的纳米金属燃料已应用于社会生活和高科技领域。一些金属、非金属和原子序数较小的普通燃料的单位质量燃烧热的比较如下图所示：肼(N2H4)和硼烷(B5H9)是传统的火箭燃料。请回答以下问题：(1)在每单位质量燃烧热高于汽油和氢气的物质中，最有发展潜力的两种物质是地壳中组合元素的含量。新燃料可以是_ _ _ _ _ _ _ _(填写元素符号)。这些物质用作燃料，除了具有高燃烧热值之外，它们还有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填写一项)的优点。(2)低温燃烧金属的关键技术之一是将金属制成纳米和微米大小的颗粒。这样，它不仅降低了金属燃料的燃点， 但也使燃烧更容易和更充分，原因如下：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _