01第26讲化学反应的热效应【答案】听课手册

第七单元化学反应与能量第26讲化学反应的热效应考点一●夯实必备知识1.断裂形成物质能量热量2.(1)反应物反应空气(2)HΔHkJ/molkJ·mol-1释放吸收焓变3.(2)吸收放出>><<【对点自测】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×[解析](6)任何化学反应都伴随着能量的变化,但物质的状态变化也伴随能量变化,而物质的状态变化属于物理变化。●提升关键能力题组一1.C[解析]反应3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g)中ΔS>0,因在常温下不能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS>0,ΔH必大于0,A错误;使用合适的催化剂可以改变反应历程,但不改变反应的焓变,B错误;反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(436+243-862)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1<0,故H2和Cl2反应释放能量,C正确;石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,故石墨比金刚石稳定,D错误。2.A[解析]由题干信息可知,1molH2(g)和1molCl2(g)生成2molHCl(g)的反应热为ΔH=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,A错误;断开1molH—H需要吸收436kJ的能量,故2mol气态氢原子结合生成H2(g)时,能放出436kJ能量,B正确;断裂1molHCl(g)分子中的化学键,需要吸收431kJ能量,C正确;由A项分析可知,该反应为放热反应,故该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,D正确。题组二3.B[解析]图像中反应物能量总和大于生成物能量总和,故该反应为放热反应,A错误;该反应热化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH=-(180-104)kJ·mol-1=-76kJ·mol-1,每生成2molNOCl(g)放出热量76kJ,B正确;反应的能量变化与反应条件无关,C错误;图中E1、E2不表示形成化学键释放出的能量,D错误。4.(1)Bi2O3使用Bi2O3催化剂时,相对能量减小得多,趋于更稳定状态(2)<(3)0.38eV0.32eV(4)*CO2-+HCO3-+e-CO3[解析](3)使用Bi催化剂时,*CO2→*CO2-过程中的活化能为-0.51eV-(-0.89eV)=0.38eV,使用Bi2O3催化剂时,*CO2-→*CO32-+*HCOO-过程的活化能为-2.54eV-(-2.86考点二●夯实必备知识1.物质的量反应热物质能量【对点自测】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√[解析](1)反应热的单位应该是kJ·mol-1。(2)水未注明聚集状态,且酸碱中和反应的ΔH<0。(3)燃烧反应是放热反应,ΔH<0。(6)能量越低,物质越稳定。●提升关键能力题组1.(1)2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)ΔH=-510.9kJ·mol-1(2)SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1(3)①83②EO(g)AA(g)ΔH=-102kJ·mol-1[解析](3)①过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(-93kJ·mol-1)-(-176kJ·mol-1)=83kJ·mol-1。②环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)互为同分异构体,由图可知,EO(g)生成1molAA(g)放出热量为(-117kJ)-(-219kJ)=102kJ,放热反应的焓变为负值,故热化学方程式为EO(g)AA(g)ΔH=-102kJ·mol-1。2.(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ·mol-1(2)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔH=-45.5kJ·mol-1(3)H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=+286kJ·mol-1H2S(g)H2(g)+S(s)ΔH=+20kJ·mol-1[解析](1)根据图像,可得反应Ⅱ的化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s),根据盖斯定律,反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ),则反应Ⅱ的ΔH=-551kJ·mol-1+297kJ·mol-1=-254kJ·mol-1。(2)沸腾炉中的反应为TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g),根据盖斯定律,已知两式相加即可。(3)系统(Ⅰ)中最终是水分解制取氢气,系统(Ⅱ)最终是H2S分解为硫和氢气。利用盖斯定律,依据反应①H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)ΔH1=+327kJ·mol-1、②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH2=-151kJ·mol-1、③2HI(aq)H2(g)+I2(s)ΔH3=+110kJ·mol-1、④H2S(g)+H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l)ΔH4=+61kJ·mol-1,将上述反应进行如下变形:①+②+③,整理可得系统(Ⅰ)的热化学方程式为H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=+286kJ·mol-1;②+③+④,整理可得系统(Ⅱ)的热化学方程式为H2S(g)H2(g)+S(s)ΔH=+20kJ·mol-1。考点三●夯实必备知识1.1mol指定产物1molC(s)CO2(g)3.(1)煤石油天然气【对点自测】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√[解析](1)氢气的燃烧热是指101kPa时1molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量。(2)1molS完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量为硫的燃烧热。(3)1molN2H4完全燃烧生成N2(g)和液态水时所放出的热量是肼的燃烧热。(4)热化学方程式中H2的化学计量数为2,燃烧热对应1mol可燃物,因此氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1。(5)醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,生成1molH2O(l)时放出的热量小于57.3kJ。(6)地球上矿物燃料都由太阳能转化而来。●提升关键能力题组一1.B[解析]ΔH>0为吸热反应,故三个反应中,只有①为吸热反应,A项正确;H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,H2的燃烧热应该是1molH2(g)完全燃烧生成指定产物即H2O(l)所放出的热量,故H2的燃烧热不是241.8kJ·mol-1,B项错误;根据盖斯定律,由③-②得反应CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1-(-110.5kJ·mol-1)=-283kJ·mol-1,故CO的燃烧热为283kJ·mol-1,C项正确;根据盖斯定律,由①+②得反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1,D项正确。2.-285.8[解析]表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH,已知①2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=-57.2kJ·mol-1,②H2O(l)H2O(g)ΔH2=+44.0kJ·mol-1,③H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH3=-184.6kJ·mol-1,则④=①+③-②,因此氢气的燃烧热ΔH=-57.2kJ·mol-1-184.6kJ·mol-1-44kJ·mol-1=-285.8kJ·mol-1。题组二3.B[解析]浓硫酸稀释时放出大量的热,选用NaOH溶液和浓硫酸进行实验,反应放出的热量偏高,A正确;盐酸、硝酸都是强酸,相同条件下,与NaOH溶液反应的实质都是OH-(aq)+H+(aq)H2O(l),故反应热相同,B错误;实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度,根据Q=cmΔt计算反应热,C正确;玻璃搅拌器上下搅拌,使溶液充分混合,有助于反应充分,隔热层起保温、隔热作用,防止热量散失,D正确。4.(1)确保盐酸完全被中和(2)一次性迅速倒入(3)D(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3(5)-51.8kJ·mol-1[解析](4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离,它们的中和反应反应热相同,稀氨水中的溶质是弱电解质,它与盐酸的反应中,一水合氨的电离要吸收热量,故反应放热要少一些。题组三5.C[解析]煤、石油等化石燃料是不可再生能源,且使用时会产生环境污染,所以开发太阳能、水能、风能等新能源,有利于保护自然资源,保护人类生存环境,A正确;实现能源的清洁利用,开发新能源,有利于节约自然资源,保护环境,B正确;更新采煤、采油技术,提高产量,会造成自然资源的过量开采、过量使用,不利于保护自然资源和环境,C错误;减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生,有利于节约资源,提高资源的利用率,D正确。6.C[解析]木材的主要成分为纤维素,纤维素中含碳、氢、氧三种元素,煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,A正确;石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,汽油的相对分子质量较小,可以通过石油裂化的方式得到,B正确;燃料电池是将燃料的化学能转化成电能的装置,不是将热能转化为电能,C错误;在催化剂作用下,利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气,D正确。考点四●夯实必备知识1.始态和终态反应的途径ΔH=ΔH1+ΔH23.(1)aΔH2-ΔH2ΔH1+ΔH2-283kJ·mol-1【对点自测】(1)×(2)×(3)√(4)√[解析](1)一个反应的ΔH大小只与反应体系的始态和终态有关,与途径无关。(2)1gH2完全燃烧生成0.5molH2O(g),放出热量为0.5akJ。(4),ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又因ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。●提升关键能力题组一1.C[解析]由图可知,①NH4Cl(s)NH4+(g)+Cl-(g)ΔH1=+698kJ·mol-1②NH4Cl(s)NH4+(aq)+Cl-(aq)ΔH2=+15kJ·mol-1;③Cl-(g)Cl-(aq)ΔH3=-378kJ·mol-1;④12(NH4)2SO4(s)NH4+(g)+12SO42-(g⑤12(NH4)2SO4(s)NH4+(aq)+12SO4ΔH5=+3kJ·mol-1;⑥12SO42-(g)12SO42-(aq)ΔH根据盖斯定律,①+③+⑤-②-⑥=④,得到ΔH4=+838kJ·mol-1,C正确。2.(1)+247kJ·mol-1(2)-867.35kJ·mol-1[解析](1)根据盖斯定律,①+12×(②-③)可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),则ΔH=+206kJ·mol-1+12×(-484kJ·mol-1+566kJ·mol-1)=+247kJ·mol-1。(2)根据热化学方程式①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574.1kJ·mol-1、②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160.6kJ·mol-1,可知CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)是由①+②2得到,对应的反应焓变ΔH=ΔH1+ΔH22=题组二3.C[解析]环己烷比环己烯、环己二烯稳定,则环己烷能量低,ΔH1<0,ΔH2<0,A项错误;根据反应方程式,结合盖斯定律,ΔH3=ΔH2+ΔH4,B项错误;将反应2减去反应1,得(g)+H2(g)(g)ΔH=ΔH2-ΔH1,由于环己烯比环己二烯稳定,则ΔH2-ΔH1<0,即ΔH2<ΔH1,同理,将反应3减去反应2,得反应4:(g)+H2(g)(g)ΔH4=ΔH3-ΔH2,比稳定,则ΔH3-ΔH2>0,即ΔH3>ΔH2,C项正确;根据盖斯定律,ΔH2=ΔH3-ΔH4,D项错误。4.A[解析]将A项中的热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律,由①-②可得2S(s)+2O2(g)2SO2(g)ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,A错误;等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1molBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1molBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,B正确;将C项中的两个反应依次编号为①②,根据盖斯定律,由①-②得4Al(s)+2Fe2O3(s)2Al2O3(s)+4Fe(s),则有ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,C正确;Cl2与H2的反应比Br2与H2的反应剧烈,放热更多,故ΔH1<ΔH2,D正确。经典真题·明考向1.D[解析]由反应历程及能量变化图可知,两种路径生成的产物的总能量均低于反应物,故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应,A项正确;与Br原子直接相连的C原子为α-C,由反应历程及能量变化图可知,过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α-C,形成碳碳键,B项正确;由反应历程及能量变化图可知,后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物,分别断开的是N┄Ag和C┄Ag且均形成AgBr,Ⅱ转化为产物吸收更多的能量,故Ⅰ中“N┄Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C┄Ag”之间的作用力弱,C项正确;由于生成CH3CH2CN所需要的活化能高(TS1),反应速率慢,故低温时,CH3CH2NC为主要产物,D项错误。2.(1)(E正+67.59)(2)-566(3)ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4[解析](1)根据ΔH=正反应活化能-逆反应活化能可知,该反应的E逆=E正kJ·mol-1-ΔH=(E正+67.59)kJ·mol-1。(2)将两个反应依次