第一章化学反应与能量变化(三)

1、第一章 化学反应与能量（三）考点五能源1概念: 能提供能量的自然资源。2发展阶段: 柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3分类 (1)化石燃料种类：煤、石油、天然气。 特点：蕴藏量有限，且不能再生。(2)新能源种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。5解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓

2、入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。深度思考12009年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的最后一次机会”的联合国气候变化大会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是()回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使用使用填埋法处理未经分类的生活垃圾推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染A B C D答案A解析未经分类的生活垃圾使

3、用填埋法处理的措施不仅污染环境，还造成资源浪费，不正确。2能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气 B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能 D地热能、海洋能、核能答案C1判断正误，正确的划“”，错误的划“×”(1)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用(×)(2009·浙江理综，7C)解析太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。(2)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料(×)(2009·浙江理综，7D)解析植物油不属于化石燃料。(3)开发核能、太阳能等新

4、能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放(×)(2010·浙江理综，7B)解析无磷洗涤剂与碳的排放不相关。(4)甲烷的标准燃烧热为890.3kJ·mol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1(×)(2010·浙江理综，12A)解析水的状态错误。(5)500 、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH2(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6kJ&

5、#183;mol1(×)(2010·浙江理综，12B)解析合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。(6)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律()(2011·浙江理综，7A)解析化学变化遵循能量和质量守恒。(7)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ·mol1、3 747 kJ·mol1和3 265 kJ·mol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键()(2011·浙江理综，12C)解析由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 mol环己烷失去2 mol H即1

6、mol H2燃烧的反应热之和为3 916 kJ·mol13 747 kJ·mol1169 kJ·mol1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 mol环己烷失去6 mol H即3 mol H2燃烧的反应热之和为3 916 kJ·mol13 265 kJ·mol1651 kJ·mol1，若苯分子中存在独立的碳碳双键，则两处的反应热之比为13；而显然二者的反应热之比不为13，说明苯分子中不存在独立的碳碳双键。(8)已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g) H489.0 kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g)

7、 H283.0 kJ·mol1C(石墨)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ·mol1则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H1 641.0 kJ·mol1()(2011·浙江理综，12D)解析运用盖斯定律，将第三个反应×6第一个反应×2第二个反应×6，可得目标反应，则H393.5 kJ·mol1×6489.0 kJ·mol1×2(283.0 kJ·mol1)×61 641.0 kJ·mol1。(9)利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把

8、光能转化为化学能的绿色化学方法()(2012·浙江理综，7A)解析利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。2(2012·重庆理综，12)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、O=O为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A194 B391 C516 D658答案B解析由题图可知H3(H2H1)2 752 kJ·mol1(534 kJ·mol1)2 218 kJ·mol1，断裂1 mol NH键所需能量(2 21

9、8 kJ500 kJ154 kJ)×391 kJ。3(2012·大纲全国卷，9)反应 ABC(H0)分两步进行：ABX (H 0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案D解析根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应的H>0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应的H<0，为放热反应，B项错误，故选D。4(2010·课标全国卷，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H

10、12.1 kJ·mol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJ·mol1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A67.7 kJ·mol1 B43.5 kJ·mol1C43.5 kJ·mol1 D67.7 kJ·mol1答案C解析根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)OH(aq)=CN(aq)H2O(l)H12.1 kJ·mol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H55.6 kJ·mol1，依据盖斯定律得到：HCN(aq)=H(aq)CN(aq)H(12.1 kJ·mol1)(55

11、.6 kJ·mol1)43.5 kJ·mol1。52012·北京理综，26(1)已知反应A：4HClO22Cl22H2O.反应A中， 4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。. H2O的电子式是_。反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为_kJ，H2O中HO 键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)_。答案HH4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJ·mol1 32强解析H2O为共价化合物，其电子式为HH。根据4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的

12、热量又结合反应条件为400 ，故其热化学方程式为4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJ·mol1。根据的热化学反应方程式和O2、Cl2的键能可知，断裂4 mol HCl键与1 mol O=O键需吸收的能量比生成2 mol ClCl键和4 mol HO键放出的能量少115.6 kJ，故4 mol HO键的键能比4 mol HCl键的键能大：115.6 kJ498 kJ2×243 kJ127.6 kJ，故断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约为127.6 kJ÷432 kJ；根据HO键键能大于HCl键键能可知，H

13、O键比HCl键强。62011·四川理综，29(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为_。答案4FeS2(s)11O2(g)=8SO2(g)2Fe2O3(s)H3 408 kJ·mol1解析根据1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ的热量，可求得1 mol FeS2完全燃烧放出的热量为852 kJ，则该反应的热化学方程式为4FeS2(s)11O2(g)=8SO2(g)2Fe2O3(s)H3 408 kJ·mol1。72012·广东理综，31(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为2Li(s

14、)I2(s)=2LiI(s)H已知：4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H14LiI(s)O2(g)=2I2(s)2Li2O(s)H2则电池反应的H_；碘电极作为该电池的_极。答案(H1H2)正解析已知：4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H14LiI(s)O2(g)=2I2(s)2Li2O(s)H2据盖斯定律，由()可得：2Li(s)I2(s)=2LiI(s) H(H1H2)。由电池反应可知，I2得电子被还原，则碘电极作为该电池的正极。82011·山东理综，28(2)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJ·mol12NO(g)O2(g)2N

15、O2(g)H113.0 kJ·mol1则反应NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的H_kJ·mol1。答案41.8解析设所给的两个反应方程式分别标注为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1196.6 kJ·mol1、2NO(g)O2(g)2NO2(g)H2113.0 kJ·mol1，所求总反应方程式的H为H3，H341.8 kJ·mol1。1下列有关焓变与反应热的说法，正确的是()A反应热和焓变的单位都是kJB如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等C如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等D任何化

16、学反应的反应热均可通过实验直接测定答案B解析反应热和焓变的单位都是kJ·mol1，A错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，B正确，C错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C不完全燃烧生成CO，故D错误。2对热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ·mol1最准确的理解是A碳和水反应吸收131.3 kJ热量B1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出131.3 kJ热量C1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时吸收131.3 kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 k

17、J答案C 解析热化学方程式的系数表示物质的量，故A、D错误；B的说法不准确，未强调“水蒸气”，且应为吸收热量。3已知下列各反应均为放热反应，同温同压下，下列各热化学方程式中的H最小的是A2A(l)B(l)=2C(g)H1 B2A(g)B(g)=2C(g)H2C2A(g)B(g)=2C(l)H3 D2A(l)B(l)=2C(l)H4答案C 解析等物质的量的反应物，气态时所具有的能量高于液态时所具有的能量。根据H生成物的总能量反应物的总能量，可知选项C的H数值最小。4已知热化学方程式(Q1、Q2均为正值)：C(s)O2(g)=CO(g)HQ1 kJ·mol1，C(s)O2(g)=CO2(

18、g)HQ2 kJ·mol1，有关上述反应的叙述错误的是()AQ1<Q2 B生成物总能量均高于反应物总能量C由1 mol C反应生成1 mol CO气体时放出Q1 kJ热量D1 mol CO2气体具有的能量大于1 mol干冰具有的能量答案B 解析1 mol碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于1 mol碳不完全燃烧生成CO放出的热量，Q1、Q2均为正值，故Q2>Q1，A项正确；两反应均为放热反应，故生成物总能量均低于反应物总能量，B项错误；生成1 mol CO气体时放出Q1 kJ热量，C项正确；等物质的量的同种物质，气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量，D项正确。5下列说法

19、正确的是()A已知a g乙烯气体充分燃烧时生成1 mol CO2和液态水，放出b kJ的热量，则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为2C2H4(g)6O2(g)=4CO2(g)4H2O(l)H4b kJ·mol1B已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJ·mol1，则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol

20、1D已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJ·mol1，则C(s，金刚石)=C(s，石墨)H1.5 kJ·mol1答案D解析表示乙烯燃烧热的热化学方程式中C2H4(g)的化学计量数应为1，A错；气体变为液体时要放出热量，所以1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量大于270 kJ，B错；此反应为可逆反应，投入0.5 mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol，因此热化学方程式中H应小于38.6 kJ·mol1，选项C不正确；

21、D中由可知正确。6已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1180 kJ·mol1N2(g)3H2(g)2NH3(g)H292.4 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3483.6 kJ·mol1下列说法正确的是A反应中的能量变化如图所示，则H2E1E3BH2的燃烧热为241.8 kJ·mol1C由反应知在温度一定的条件下，在一恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184.8>Q2>2Q1D氨的催化氧化反应

22、为4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H906 kJ·mol1答案C7氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H14Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s)H23O2(g)=2O3(g)H3 则()AH1H2H3 BH1H2H3 CH2H1H3 DH1H2H30答案A 解析根据盖斯定律可知，所以H1H2H3。8已知：常温下，0.01 mol·L1 MOH溶液的pH为10，MOH(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的H24.2 kJ·mol1，强酸与强碱的稀溶

23、液的中和热为H57.3 kJ·mol1。则MOH在水溶液中电离的H为()A69.4 kJ·mol1 B45.2 kJ·mol1 C69.4 kJ·mol1 D45.2 kJ·mol1答案D解析依题意，MOH是弱碱：MOH(aq)H(aq)=M(aq)H2O(l)H112.1 kJ·mol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H257.3 kJ·mol1，根据盖斯定律，由得：MOH(aq)M(aq)OH(aq)H(12.157.3) kJ·mol145.2 kJ·mol1。9甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇

24、蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H149.0 kJ·mol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g) H2192.9 kJ·mol1根据上述反应，下列说法正确的是A反应中的能量变化如图所示BCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量C1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJD可推知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.8 kJ·mol1答案D 解析A项，反应为吸热反应，图示能量变化关系错误；B项，从题中反应来看，CH3OH转变成H2可能吸热，也可能放热；反应中生成物H2可以

25、继续燃烧，即1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量要大于192.9 kJ；根据盖斯定律可判断D项正确。10碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：H88.6 kJ·mol1则M、N相比，较稳定的是_。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol1，CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)Ha kJ·mol1，则a_238.6(填“>”、“<”或“”)。(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1

26、 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176 kJ·mol1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_。答案(1)M(2)< (3)2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJ·mol1 (4)98 kJ解析(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(

27、g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6。(4)所给反应中转移12个电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷1298 kJ。11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经过一个高能量的过渡态。如图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_kJ·mol1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为_，该反应的活化能为_kJ·mol1。(3)图2是某学生

28、模仿图1画出的NO(g)CO2(g)=NO2(g)CO(g)的能量变化示意图。则图中E3_kJ·mol1，E4_kJ·mol1。答案(1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g) H234 kJ·mol1134(2)NO(g)CO2(g)=NO2(g)CO(g) H234 kJ·mol1368(3)368234解析(1)图中E1是活化能，即该反应的活化能为134 kJ·mol1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。(3)E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之

29、差。12断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：化学键HHClClO=OCClCHOHHClE/kJ·mol1436247x330413463431请回答下列问题：(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为_(填“吸热”或“放热”)反应，其中H_(用含有a、b的关系式表示)。(2) 若图示中表示反应H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1，则b_kJ·mol1，x_。(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 利用

30、空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为_。答案(1)放热(ab) kJ·mol1(2)926496.4(3)O24HCl2Cl22H2O放出能量31.4 kJ解析(1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差，即H(ab)kJ·mol1。(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化，其数值为463×2926；436x926241.8，则x496.4。(3)根据题意易写出方程式。反应的H(496.4431×4247×2463×4) kJ·mol1125.6 kJ·mol1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。13(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：在一定温度下，测得