第一章　第一节　第1课时　反应热　焓变

第一章化学反应的热效应第一节反应热第1课时反应热焓变课后·训练提升基础巩固1.下列对化学反应的认识错误的是()。A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质C.必然引起物质状态的变化D.必然伴随着能量变化答案:C解析:化学变化的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化,但物质状态不一定发生变化,如H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),反应物和生成物均为气体。2.下列反应中,属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是()。A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应B.铝与稀盐酸反应C.灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应D.煤与O2的燃烧反应答案:C解析:A为非氧化还原反应,B、C、D为氧化还原反应,其中C为吸热反应,B和D为放热反应。3.化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是()。A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成答案:D解析:由图中可知,每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨气分子之前是氢原子和氮原子,A项正确;催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率增大,意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新的化学键形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。4.下列说法中不正确的是()。A.化学变化过程是原子的重新组合过程B.根据化学反应中的能量变化情况,化学反应可分为吸热反应和放热反应C.化学反应中的能量变化多少与其反应物用量有关D.化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的答案:D解析:化学反应中的能量变化通常以热能形式表现出来,有的以光能、电能等形式表现出来,D项不正确。5.下列说法中正确的是()。A.焓变的单位是kJ·mol-1,是指1mol物质参加反应时的能量变化B.反应吸热时ΔH<0C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”D.一个化学反应中,当生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”答案:C解析:焓变单位中的kJ·mol-1是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质,A项错误;吸热反应的ΔH>0,B项错误;反应中物质所具有的总能量减少,反应就放出热量,反之就吸收热量,C项正确;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放能量,所以D项错误。6.在氢气与氧气的反应中,1molH2(g)中的化学键断裂时需要吸收akJ的能量,1molO2(g)中的化学键断裂时需要吸收bkJ的能量,1molH2O(g)中的化学键形成时要释放ckJ的能量。则下列关系式正确的是()。A.a+b>c B.a+b<cC.2a+b<2c D.2a+b=2c答案:C解析:氢气与氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O,该反应为放热反应,ΔH=(2a+b-2c)kJ·mol-1<0,所以2a+b<2c,C项正确。7.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g),2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应,据此判断,下列说法中正确的是(其他条件相同)()。A.28gCO所具有的能量一定高于44gCO2所具有的能量B.56gCO和32gO2所具有的总能量高于88gCO2所具有的总能量C.32gO2所具有的总能量高于44gCO2所具有的总能量D.将一定质量的C燃烧,生成CO2与生成CO时放出的热量一样多答案:B解析:放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量。8.对于放热反应H2+Cl22HCl,下列说法正确的是()。A.该反应涉及离子键和共价键的断裂与形成B.该反应中,化学能只转变为热能C.断开1molH—H和1molCl—Cl所吸收的总能量小于形成1molH—Cl所放出的能量D.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量答案:D解析:A项,H2与Cl2含有的化学键为共价键,该反应只涉及共价键的断裂与形成,错误;B项,该反应的化学能可以转化为热能,也可以转化为光能、电能等其他形式的能量,错误;C项,该反应为放热反应,所以断开1molH—H和1molCl—Cl所吸收的总能量小于形成2molH—Cl所放出的能量,错误;D项,因为反应为放热反应,所以反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,正确。9.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似。已知断裂1molN—N吸收193kJ热量,断裂1molN≡N吸收941kJ热量,则()。A.N4的熔点比P4高B.1molN4气体转化为N2时要吸收724kJ能量C.N4是N2的同系物D.1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量答案:D解析:N4与白磷(P4)结构相似,由于N4相对分子质量小于P4,故其分子间作用力弱于P4,其熔点低于P4,A项错误;N4与N2互为同素异形体,而不是同系物,C项错误;从结构图中可看出,1个N4分子中含有6个N—N,根据N4(g)2N2(g),有ΔH=6×193kJ·mol-1-2×941kJ·mol-1=-724kJ·mol-1,故B项错误,D项正确。10.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量243193151432366298436根据上述数据回答下列问题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是。

A.H2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下列氢化物中,最稳定的是。

A.HCl B.HBr C.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是。

(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?。你的根据是

。

答案:(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2(5)能生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定解析:键能越大,分子越稳定,物质所具有的能量越低。11.用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算该中和反应的反应热。回答下列问题。(1)装置中杯盖缺失,求得的反应热ΔH(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(2)如果用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等”或“不相等”),所求反应热(填“相等”或“不相等”)。

(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的反应热ΔH(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

答案:(1)偏大(2)不相等相等(3)偏大解析:(1)杯盖缺失,热量损失,根据温度变化求得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。(2)酸与碱的用量不同,反应放出的热量不相等,但求得的反应热相等。(3)由于NH3·H2O电离时吸热,所以测得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。能力提升1.H2与O2发生反应的过程用模型表示如下(“—”表示化学键):下列说法不正确的是()。A.过程Ⅰ是吸热过程B.过程Ⅲ一定是放热过程C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键D.该反应的能量转化只能以热能的形式进行答案:D解析:过程Ⅰ分子中的化学键断裂,形成原子,属于吸热过程,A项正确;过程Ⅲ为新化学键形成的过程,属于放热过程,B项正确;过程Ⅰ中所有的旧化学键都断裂,过程Ⅲ为新化学键形成的过程,C项正确;该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化,D项错误。2.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O时的反应热ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列说法中错误的是()。A.将含1molNaOH的稀溶液与50g98%的硫酸混合后放出的热量为57.3kJB.将含1molNaOH的稀溶液与含1molCH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3kJC.用0.50mol·L-1盐酸和氢氧化钠固体进行实验,测出生成1molH2O时的反应热数值偏大D.用稀硫酸和稀硝酸分别与Ba(OH)2稀溶液进行反应测定生成1molH2O时的反应热,其数值不同答案:A解析:选项A中98%的硫酸属于浓硫酸,与水混合时放出热量,使放出的热量增多,A项错误;选项B中CH3COOH是弱酸,电离时吸热,使反应中放出的热量减少,B项正确;选项C中氢氧化钠固体溶于水放热,使放出的热量增多,C项正确;D项中H2SO4与Ba(OH)2反应还生成BaSO4沉淀,放出的热量增多,D项正确。3.下列关于化学反应的说法中正确的是()。A.有化学键断裂的过程一定发生了化学变化B.化学反应中有物质变化也有能量变化C.如图所示的反应为放热反应D.需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应答案:B解析:NaCl溶于水时离子键断裂,但该过程只发生了物理变化,A错误;由题图可知生成物的总能量大于反应物的总能量,故该反应为吸热反应,C项错误;有些放热反应也需要加热,如Fe与S的反应,D项错误。4.已知1molH2(g)中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量,1molNH3(g)中的化学键形成时要释放1173kJ的能量。1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时,放出92.4kJ的热量。则1molN2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量是()。A.431.2kJ B.945.6kJC.648.9kJ D.869.6kJ答案:B解析:根据化学方程式N2+3H22NH3,设1molN2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为x,有x+3×436kJ-2×1173kJ=-92.4kJ,x=945.6kJ。5.已知:在25℃和101kPa下,反应H2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=-270kJ·mol-1,下列说法正确的是()。A.在相同条件下,1molH2(g)与1molF2(g)的总焓大于2molHF(g)的总焓B.1molH2(g)与1molF2(g)反应生成2molHF(l),放出的热量小于270kJC.该反应的逆反应是放热反应D.该反应过程中焓的变化可用下图来表示答案:A解析:该反应是放热反应,反应物1molH2(g)与1molF2(g)的总焓大于生成物2molHF(g)的总焓,A项正确,D项错误;该反应的逆反应是吸热反应,C项错误;HF(g)变为HF(l)放出热量,因此生成2molHF(l)放出的热量大于270kJ,B项错误。6.某化学社团的同学通过实验测定中和反应的反应热。(1)实验用品有:量热计、胶头滴管、玻璃搅拌器、0.5mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液,实验还缺少的玻璃仪器是。

(2)实验中能否用环形铜制搅拌器代替玻璃搅拌器?(填“能”或“否”),原因是

。

(3)他们记录的实验数据如下:实验用品溶液温度反应热t1t2a50mL0.55mol·L-1NaOH溶液50mL0.5mol·L-1HCl溶液20℃23.3℃ΔHb50mL0.55mol·L-1NaOH溶液50mL0.5mol·L-1HCl溶液20℃23.5℃已知:Q=cmΔt,反应后溶液的比热容c为4.18J/(g·℃),各物质的密度均为1g·cm-3①计算上表中ΔH=。

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:

。

(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果(填“有”或“无”)影响。

答案:(1)量筒、温度计(2)否金属易导热,热量散失多,导致误差偏大(3)①-56.8kJ·mol-1②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ·mol-1(4)无有解析:(1)中和反应反应热测定的关键是减少实验过程中的热量损失,需要的仪器除题目中的仪器外,还要用量筒量取液体体积,用温度计测量液体的温度。(2)不可以,铜丝易导热,会增大热量散失。(3)①由题意知:a中t2-t1=23.3℃-20℃=3.3℃。b中t2-t1=23.5℃-20℃=3.5℃故Δt=3.3由Q=cmΔt=4.18J/(g·℃)×100g×3.4℃≈1.42kJ,则ΔH=-Q0.025mol=-1.42kJ0②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ·mol-1。(4)KOH、NaOH都是强碱,对结果无影响。而用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。7.(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,其结构如图所示:若已知硫氧键的键能为dkJ·mol-1,氧氧键的键能为ekJ·mol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)的ΔH=-akJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为。

(2)下表是部分化学键的键能数据:化学键P—PP—OOOPO键能/(kJ·mol-1)198360498x①白磷(P4)、P4O6、P4O10的分子结构如下图所示,已知P4(s)+5O2(g)P4O10(s)的ΔH=-2982kJ·mol-1,则上表中x=。

②0.5mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为kJ。

答案:(1)2d-a-e(2)①585②819解析:(1)设硫硫键的键能为xkJ·mol-1,则:-akJ·mol-1=18×8×xkJ·mol-1ekJ·mol-1-2dkJ·mol-1,x=2d-a-e。(2)①根据图示知,1molP4含有6molP—P,1molP4O10含12molP—O和4molPO,根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差,断裂1mol共价键吸收的能量与生成1mol该共价键放出的能量数值相等,则198kJ·mol-1×6+498kJ·mol-1×5-360kJ·mol-1×12-4xkJ·mol-1=-2982kJ·mol-1,x=585。②P4+3O2P4O6,1molP4O6含有12molP—O,反应热为ΔH=198kJ·mol-1×6+498kJ·mol-1×3-360kJ·mol-1×12=-1638kJ·mol-1,则0.5mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1638kJ·mol-1×0.5mol=819kJ。过关检测一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法中正确的是()。A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D.氢气在氧气中燃烧生成H2O(g)的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ答案:C解析:热化学方程式需写出物质的聚集状态,A项错误;放热反应也可能在加热或点燃条件下进行,B项错误;D项ΔH的单位错误,应为kJ·mol-1。2.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是()。A.放热反应的发生无需任何条件B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关C.化学反应过程都伴随着能量的变化D.硫酸与NaOH的反应是吸热反应答案:C解析:放热反应的发生可能需要条件,例如加热、点燃等,A项错误;化学键的断裂和形成过程中吸收的能量与放出的能量不同,才有化学反应的放热和吸热,B项错误;化学反应过程都伴随着能量的变化,C项正确;酸碱中和反应都是放热反应,D项错误。3.下列关于ΔH的说法正确的是()。A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”答案:D解析:ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,A项错误;ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,B项错误;反应放出的热量越多,ΔH越小,反应吸收的热量越多,ΔH越大,C项错误;由于反应物的总焓大于生成物的总焓,故由反应物转化为生成物时,该反应为放热反应,ΔH为“-”,D项正确。4.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应,生成1molH2O时的热效应ΔH=-57.3kJ·mol-1。向1L0.5mol·L-1NaOH溶液中分别加入:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,其关系正确的是()。A.ΔH1>ΔH3>ΔH2 B.ΔH1=ΔH2=ΔH3C.ΔH1<ΔH3<ΔH2 D.ΔH1=ΔH3<ΔH2答案:A解析:相同浓度、相同体积的NaOH溶液与稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸恰好完全反应,若不考虑弱酸电离吸热和浓硫酸溶于水放热,应放出相同的热量。但实际反应中,浓硫酸溶于水放热;CH3COOH是弱酸,电离过程吸热。比较ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小时,要注意其均为负值。5.下列对H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-184.6kJ·mol-1的叙述正确的是()。A.1分子H2和1分子Cl2反应,放出热量184.6kJB.1molH2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJC.在25℃和101kPa的条件下,1molH2(g)与1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJD.在25℃和101kPa的条件下,1molH2(g)与1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),吸收的热量为184.6kJ答案:C解析:热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在反应中各物质前的化学计量数不再表示粒子数目,只表示物质的“物质的量”,所以A项中分子个数的说法是错误的;在描述反应时应说明外界条件,而B项中没有温度和压强,该说法也是错误的;ΔH<0,反应放热而非吸热,D项错误。6.下列热化学方程式书写正确的是()。A.C2H5OH+3O22CO2+3H2OΔH=-1367.0kJ·mol-1B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ·mol-1C.S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH=-269.8kJ·mol-1D.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-116.2kJ答案:C解析:热化学反应方程式要标出物质的聚集状态,A项错误;酸碱中和反应放热,ΔH应小于0,B项错误;反应热ΔH的单位是kJ·mol-1,D项错误。7.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()。A.2953kJ B.3236kJC.2588kJ D.1739kJ答案:A解析:根据热化学方程式可知,1molCO完全燃烧放出的热量是283kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量是890kJ×3=2670kJ,释放的总热量为283kJ+2670kJ=2953kJ。8.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列说法中错误的是()。A.①式表示25℃和101kPa时,2molH2(g)和1molO2(g)完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJB.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)中ΔH>-571.6kJ·mol-1C.将含1molNaOH的水溶液与50g98%的浓硫酸混合后放出的热量为57.3kJD.将含1molNaOH的稀溶液与含1molCH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3kJ答案:C解析:C项过程还伴随着浓硫酸稀释所放出的热量,故放出的热量大于57.3kJ。9.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:①4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH1②4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s)ΔH2③3O2(g)2O3(g)ΔH3下列关系式正确的是()。A.ΔH1-ΔH2=ΔH3 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3C.ΔH2-ΔH1=ΔH3 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0答案:A解析:根据盖斯定律可知:反应式①-②得③,所以ΔH3=ΔH1-ΔH2。10.已知反应X+YM+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是()。A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应答案:C解析:该反应为放热反应,所以反应物的总能量大于生成物的总能量,即X和Y的总能量一定高于M和N的总能量,A、B两项错误,C项正确;反应的放热、吸热与反应条件(如加热)无关,某些放热反应也需要加热才能反应,如氢气和氧气的反应,D项错误。11.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()。①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol-1②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1A.反应①中电能转化为化学能B.反应②为放热反应C.反应③使用不同的催化剂,ΔH3不同D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol-1答案:D解析:太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,A项错误;反应②的ΔH2>0,故该反应为吸热反应,B项错误;ΔH3只与反应的始态和终态有关,使用不同的催化剂,ΔH3相同,C项错误;根据盖斯定律,目标反应CH4(g)C(g)+2H2(g)相当于③-②,故ΔH=ΔH3-ΔH2,ΔH=206.1kJ·mol-1-131.3kJ·mol-1=74.8kJ·mol-1,D项正确。12.将1gH2与4gO2在点燃条件下充分反应,放出71.45kJ热量。在相同条件下,1molH2在足量O2中完全燃烧放出的热量是()。A.71.45kJ B.142.9kJC.571.6kJ D.285.8kJ答案:D解析:1gH2与4gO2反应时,H2剩余,实际参加反应的H2为0.5g,1molH2的质量为2g,因此1molH2在O2中完全燃烧放出的热量为71.45kJ×4=285.8kJ。13.已知热化学方程式:①C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l)ΔH1=-1301.0kJ·mol-1②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1则反应④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为()。A.+228.2kJ·mol-1 B.-228.2kJ·mol-1C.+1301.0kJ·mol-1 D.+621.7kJ·mol-1答案:A解析:热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:2×②+③-①=④。所以2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5kJ·mol-1-285.8kJ·mol-1+1301.0kJ·mol-1=+228.2kJ·mol-1。14.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1molN—H所需的能量(kJ)是()。A.194B.391C.516D.658答案:B解析:利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1molN2H4和1molO2断键变为原子时要断裂1molN—N、4molN—H、1molOO,设断裂1molN—H所需的能量为x,所以1×154kJ+4x+1×500kJ=2218kJ,解得x=391kJ。15.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,例如:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1下列说法不正确的是(设NA表示阿伏加德罗常数的值)()。A.由反应①可推知CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH>-574kJ·mol-1B.反应①②转移的电子数相同C.若用标准状况下4.48LCH4将NO2还原为N2,同时生成气态水,放出的热量为173.4kJD.若用标准状况下4.48LCH4将NO2还原为N2,整个过程中转移电子总数为1.6NA答案:A解析:水蒸气冷凝为液态水需要释放热量,所以CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH<-574kJ·mol-1,A项错误;两个反应中,碳元素的化合价均由-4价升高到+4价,则等物质的量的CH4分别参加反应①②,转移的电子数相同,B项正确;由题给热化学方程式,根据盖斯定律,由(①+②)×12可以得出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1,标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol,则0.2molCH4反应放出的热量为867kJ·mol-1×0.2mol=173.4kJ;在此过程中CH4中C元素的化合价由-4价升高到+4价,转化为CO2,失去电子的总物质的量为0.2mol×8=1.6mol,故转移电子总数为1.6NA,C项正确,D项正确。二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(8分)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为:a.①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=E1b.②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=E2③H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=E3④CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=E4试回答下列问题。(1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即。

(2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有。

(3)等质量的煤分别通过以上两个不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是。

A.a比b多 B.a比b少C.a与b在理论上相同 D.两者无法比较(4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为。

答案:(1)煤的利用率高;变成气体燃料后,使燃料充分燃烧(2)②(3)C(4)E1=E2+E3+E4解析:(2)题给四个反应中①③④为放热反应,ΔH<0;②为吸热反应,ΔH>0。(3)根据盖斯定律,等质量的煤分别通过不同的途径产生的可利用的总能量在理论上相同。(4)根据盖斯定律可知:E1=E2+E3+E4。17.(12分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。

(2)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为

。

(3)Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔点、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式:。

(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是。

答案:(1)299(2)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1(3)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1(4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0kJ·mol-1解析:(1)设1molHI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436kJ-151kJ=11kJ,解得x=299kJ。(2)根据反应物中元素的种类,可判断还原性气体为CO;另一种物质肯定含有Cl、Ti元素,由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2·xH2O可知,Ti的化合价始终为+4价,即另一种生成物的分子式为TiCl4,由此写出该反应的化学方程式:2Cl2+TiO2+2C2CO+TiCl4,0.1molCl2完全反应放热4.28kJ,则2mol氯气完全反应可放出85.6kJ热量,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1。(3)Si与Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。(4)根据题中“每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ”可得出此反应的热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0kJ·mol-1。18.(11分)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中的主要能源物质。(1)使Cl2与H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:。

(2)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO2反应生成甲醇。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1和726.5kJ·mol-1。则:①利用太阳能分解10mol水消耗的能量是kJ。

②甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为。

答案:(1)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290.0kJ·mol-1(2)①2858②CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1解析:(1)根据题意写出反应的化学方程式2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2,1molCl2参加反应时释放出145kJ热量,则2molCl2参加反应放出145kJ×2=290kJ热量,反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290.0kJ·mol-1。(2)①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,所以H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1,利用太阳能分解10mol水消耗的能量=285.8kJ·mol-1×10mol=2858kJ。②由题意可知:a.CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1,b.CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-726.5kJ·mol-1,根据盖斯定律,由b-a可得:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)