第1讲　反应热　热化学方程式

第1讲反应热热化学方程式复习目标1.知道常见的吸热反应和放热反应,理解反应热、焓变及相关概念。2.了解中和反应反应热的测定方法。3.能正确书写热化学方程式。4.会分析化学反应过程中能量变化图像。5.了解燃烧热的含义和能源及其利用的意义。考点一反应热焓变1.反应热和焓变及相关概念小题过基础在一定温度和压强下的2L密闭容器中,1molA2和1molB2进行如图所示的化学反应,则(1)该反应的环境是:,

体系是。

(2)反应物的总内能(U)是kJ,生成物的总内能(U)是kJ。

(3)反应物的总焓(H)是kJ,生成物的总焓是kJ。该反应的焓变(ΔH)是(a-b)是(吸热或放热)反应。

(4)断裂1molA2和1molB2共价键吸收的能量是kJ。形成1molAB共价键释放的能量是kJ。

(5)该正反应的活化能是kJ·mol-1,逆反应的活化能是kJ·mol-1。

(6)该反应的反应热为kJ·mol-1。

答案(1)一定温度、压强、2L密闭容器等A2、B2、AB进行的反应等(2)EE+(a-b)(3)EE+(a-b)kJ·mol-1吸热(4)ab(5)ab(6)(a-b)名师点核心(1)环境、体系和反应热(2)与反应热相关的概念2.吸热反应和放热反应小题过基础下列变化中属于吸热反应的是,属于放热反应的是。

①液态氦汽化②氢氧化钠固体溶于水③氢氧化钠溶液与盐酸反应④KMnO4分解制O2⑤Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑥氢气在氧气中燃烧⑦CO2+C2CO⑧生石灰跟水反应生成熟石灰⑨钠块投入到水中⑩锌与盐酸答案④⑤⑦③⑥⑧⑨⑩名师点核心常见的放热反应和吸热反应放热反应①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等吸热反应①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④盐酸与碳酸氢钠的反应;⑤碳和水蒸气、C和CO2的反应等3.反应过程中能量变化的原因(1)从化学键变化分析(2)从反应过程能量变化分析放热反应(ΔH<0)吸热反应(ΔH>0)图示1.(2024·宁波中学模拟)科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图。回答下列问题:(1)从状态Ⅰ到状态Ⅲ为(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)从状态Ⅰ到状态Ⅱ需要(填“吸收”或“释放”)能量,CO分子(填“是”或“否”)需要断键形成C和O。

(3)从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成的化学键是。

(4)将相同物质的量的CO转化为CO2,CO与O比CO与O2反应放出的热量(填“多”或“少”),可能的原因是。

(5)由该反应过程可知,在化学反应中,旧化学键(填“一定”或“不一定”)完全断裂,但一定有新化学键的。

答案(1)放热(2)吸收否(3)碳氧双键(或C==O)(4)多CO与O2反应生成CO2需要先吸收能量断裂O2分子中的共价键(5)不一定形成2.CH3—CH3(g)===CH2==CH2(g)+H2(g)ΔH,有关化学键的键能如下表:化学键C—HC==CC—CH—H键能/(kJ·mol-1)414615347436则该反应的反应热为。

答案+124kJ·mol-1解析ΔH=E(C—C)+6E(C—H)-E(C==C)-4E(C—H)-E(H—H)=(347+6×414-615-4×414-436)kJ·mol-1=+124kJ·mol-1。3.有关键能数据如表,SiO2晶体部分微观结构如图,晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式:Si(s)+O2(g)===SiO2(s)ΔH=-989.2kJ·mol-1,则表中的x值为。

化学键Si—OO==OSi—Si键能/(kJ·mol-1)x498.8176答案460解析已知Si(s)+O2(g)===SiO2(s)ΔH=-989.2kJ·mol-1,由图可知,1molSiO2晶体中含有4molSi—O,1molO2中含有1molO==O,1mol晶体硅中有2molSi—Si,则根据反应热与键能关系可得:ΔH=2×176kJ·mol-1+498.8kJ·mol-1-4xkJ·mol-1=-989.2kJ·mol-1,解得x=460。常见1mol下列物质中化学键的数目物质金刚石SiO2P4CO2CH4化学键C—CSi—OP—PC==OC—H化学键数目2NA4NA6NA2NA4NA考点二中和反应反应热的测定小题过基础某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热,实验采用50mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应。下列说法正确的是。

A.采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和B.仪器a的作用是搅拌,减小测量误差C.NaOH溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量温度E.为测定反应H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)的ΔH,也可以选用0.1mol·L-1NaHSO4溶液和0.1mol·L-1NaOH溶液进行实验F.实验时可用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器答案ABCE名师点核心中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)(1)测定原理通过量热计测得体系在反应前后的温度变化,再利用有关物质的比热容计算反应热。(2)实验步骤及装置实验装置实验步骤①测量反应物的温度②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)③重复步骤①、②两次④数据处理:取三次测量所得温度进行计算,测得的数值取平均值,生成1molH2O时放出的热量为(m大量实验测得:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量(3)注意问题:①为保证酸(或碱)完全中和,采取的措施是碱(或酸)稍过量。②因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。某化学兴趣小组用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。试回答下列问题:(1)实验时玻璃搅拌器的使用方法是

;

不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是。

(2)某同学记录的实验数据如表所示。(已知:实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g·cm-3,中和反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1)实验序号起始温度T1/℃终止温度T2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.223.3220.220.423.4320.420.623.8依据该同学的实验数据计算,该实验测得反应放出的热量为J。

(3)下列操作会导致实验结果出现偏差的是(填字母)。

a.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中c.将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1氢氧化钾溶液d.做本实验的当天室温较高(4)如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,那么实验中测得的中和反应反应热(ΔH)(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(5)如果用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验,与上述实验相比,二者所放出的热量(填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应反应热(ΔH)。

答案(1)上下匀速搅动Cu是热的良导体,传热快,热量损失大(2)1337.6(3)ab(4)偏小(5)不相等相等解析(1)中和反应反应热的测定实验,玻璃搅拌器的使用方法是上下匀速搅动;该实验成败的关键是防止热量损失,Cu是热的良导体,传热快,热量损失大,所以不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器。(2)三次温度差分别为3.2℃、3.1℃、3.3℃,温度的平均值为3.2℃,溶液的总质量为100g,该实验测得反应放出的热量为Q=100g×4.18J·g-1·℃-1×3.2℃=1337.6J。(3)a.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数,量取盐酸体积偏大,生成的水偏多,放出的热量偏多,选a;b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中,热量损失较多,选b;c.将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1氢氧化钾溶液,生成水的量不变,放出的热量不变,故不选c;d.做本实验的当天室温较高,空气温度与放出的热量无关,不影响温度的变化,故不选d;(4)NaOH固体溶解放热,如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,那么实验中放热偏多,测得的中和反应反应热(ΔH)偏小。(5)如果用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验,由于试剂的量不同,所放出的热量与上述实验不相等,但中和反应反应热是换算成生成1molH2O(l)时放出的热量,所求的中和反应反应热(ΔH)与上述反应相等。考点三热化学方程式燃烧热1.热化学方程式小题过基础(1)判断下列热化学方程式的正误,错误的指明原因。①2NO2===O2+2NOΔH=+116.2kJ·mol-1()。

②3.2gCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ()。

③已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1,则NH3(g)12N2(g)+32H2(g)ΔH=+46kJ·mol-1()。

答案①×物质未标明聚集状态②×ΔH单位为kJ·mol-1③√(2)下列关于热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1的叙述正确的有。

a.既表示了物质的变化,又表示了能量变化b.表示2分子H2和1分子O2反应,放出热量571.6kJc.2molH2和1molO2完全反应生成2mol水,放出热量为571.6kJd.在25℃、101kPa时,2mol气态H2和1mol气态O2完全反应生成2mol液态H2O,放出热量为571.6kJe.还可表示在25℃,101kPa时,1mol液态水分解成1mol气态H2和12mol气态O2时吸收热量答案ade名师点核心(1)热化学方程式的意义既表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明,即表示在25℃和101kPa下测定。(3)热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数,也可以是分数。当化学计量数改变时,其ΔH也同等倍数的改变。2.燃烧热小题过基础下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是。

A.CH4(g)+32O2(g)===2H2O(l)+CO(g)ΔHB.S(s)+32O2(g)===SO3(s)ΔHC.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH3D.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH4E.H2S(g)+32O2(g)===SO2(g)+H2O(l)ΔHF.4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(l)ΔH6答案CE名师点核心燃烧热和中和反应反应热的比较燃烧热中和反应反应热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH<0,单位均为kJ·mol-1不同点反应物的量1mol不一定为1mol生成物的量不确定生成物水为1mol反应热含义101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量表示方法燃烧热为ΔH=-akJ·mol-1(a>0)强酸与强碱在稀溶液中反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol-1或ΔH=-57.3kJ·mol-1注意燃烧热中元素所对应的指定产物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)等。1.实验测得25℃、101kPa时,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,NaOH稀溶液与硫酸稀溶液反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol-1,下列热化学方程式的书写正确的是()A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-571.6kJ·mol-1C.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1D.NaOH(aq)+12H2SO4(aq)===12Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH答案D解析25℃、101kPa时,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,即1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为285.8kJ,则2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1;NaOH稀溶液与硫酸稀溶液发生的中和反应反应热为57.3kJ·mol-1,即氢氧化钠和硫酸反应生成1mol水放出的热量是57.3kJ,热化学方程式为NaOH(aq)+12H2SO4(aq)===12Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol2.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量

。

(2)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94kJ热量

。

(3)23g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27g液态水和22.4L(标准状况)CO2并放出683.5kJ的热量。

答案(1)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1(2)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1(3)C2H6O(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367kJ·mol-1解析(1)1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ热量,即N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1。(2)12g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94kJ×12=131.28kJ热量,即C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1。(3)燃烧生成1.5molH2O(l)和1molCO2,23g有机物中O的质量为:23-3-12=8g,该液态有机物中C、H、O原子个数比为1∶3∶0.5,化学式为C2H6O,热化学方程式为C2H6O(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367kJ·mol-1。3.(1)下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化的示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。

(2)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:。

从能量角度分析,铁触媒的作用是。

(3)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式

。

(4)为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的一种合成氨方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。氨气的脱附是(填“吸热”或“放热”)过程,合成氨的热化学方程式为。

(5)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途,如图是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。根据图示写出该反应的热化学方程式。

答案(1)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ·mol-1(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-(a-b)kJ·mol-1降低反应的活化能(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(l)ΔH=-2(c+b-a)kJ·mol-1(4)吸热N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1(5)H2(g)+CO2(g)===HCOOH(l)ΔH=-31.2kJ·mol-1解析(1)由图可知其热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)ΔH=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1。(4)由势能面图可知,氨气从催化剂上脱离时势能面在升高,为吸热过程,由题图可知,0.5mol氮气和1.5mol氢气转变成1mol氨气的反应热为21kJ·mol-1-17kJ·mol-1-50kJ·mol-1=-46kJ·mol-1,则合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。(5)根据整个流程可知,CO2和H2为反应物,产物为HCOOH,92gHCOOH的物质的量为92g46g·mol-1=2mol,所以生成1mol液态HCOOH放出31.2kJ能量,热化学方程式为H2(g)+CO2(g)===HCOOH(l)ΔH=-31.2kJ本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2023·浙江1月选考)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是()A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)===O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1答案C解析对比两个历程可知,历程Ⅱ中增加了催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率。A项,催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此E6-E3=E5-E2,A正确;B项,已知Cl2(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ·mol-1,则Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1,B正确;C项,催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;D项,活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)===O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1,D正确;故选C。2.(2022·浙江6月选考)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol-1)249218391000-136-242可根据HO(g)+HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1。下列说法不正确的是()A.H2的键能为436kJ·mol-1B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)===H2O2(g)ΔH=-143kJ·mol-1答案C解析根据表格中的数据可知,H2的键能为218kJ·mol-1×2=436kJ·mol-1,A正确;由表格中的数据可知O2的键能为249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表格中的数据可知HOO===HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为(249+39-10)kJ·mol-1=278kJ·mol-1,H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,C错误;由表中的数据可知H2O(g)+O(g)===H2O2(g)的ΔH=[-136-(-242)-249]kJ·mol-1=-143kJ·mol-1,D正确。3.(2022·浙江1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:下列推理不正确的是()A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性答案A解析也含有两个碳碳双键,而2ΔH1<ΔH3,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目不一定成正比,A项错误;与加氢分别生成时,ΔH2<ΔH3,说明稳定性较强,对比二者结构知,单双键交替的两个碳碳双键之间存在有利于物质稳定的相互作用,B项正确;3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C项正确;ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子较单双键交替的结构稳定,具有特殊的稳定性,D项正确。4.(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A.E2=1.41eVB.步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eVC.步骤1的反应比步骤2快D.该过程实现了甲烷的氧化答案C解析由能量变化图可知,E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV,A项正确;由ΔH=生成物总能量-反应物总能量知,步骤2逆向反应的ΔH=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV,B项正确;由能量变化图可知,步骤1的活化能(E1)大于步骤2的活化能(E3),则步骤1的反应比步骤2慢,C项错误;该过程中甲烷转化为甲醇,实现了甲烷的氧化,D项正确。高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是()A.木材与煤均含有碳元素B.石油裂化可生产汽油C.燃料电池将热能转化为电能D.太阳能光解水可制氢答案C解析燃料电池将化学能转化为电能,C错误。2.(2024·舟山高三月考)研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.HNC比HCN更稳定B.HCN转化为HNC,反应条件一定要加热C.HNC(g)HCN(g)ΔH=-59.3kJ·mol-1D.加入催化剂,可以减小反应的热效应答案C解析能量越低越稳定,根据图示,等物质的量的HNC比HCN的能量高,HCN比HNC更稳定,A错误;HCN转化为HNC是吸热反应,吸热反应的发生不一定需要加热,B错误;加入催化剂,能降低反应的活化能,反应的热效应不变,D错误。3.某反应2A===3B,它的反应能量变化曲线如图所示,下列有关叙述正确的是()A.该反应为吸热反应B.A比B更稳定C.加入催化剂会改变反应的焓变D.整个反应的ΔH=E1-E2答案D解析由图像可知物质A、B的能量相对大小,A比B能量高,B更稳定,所以A→B释放能量,是放热反应,A、B错误;催化剂能改变反应途径和活化能大小,但不能改变焓变,C错误。4.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是()A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则测定结果数值偏高答案D解析A项,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,错误;B项,铝片更换为等质量的铝粉,没有改变反应物的本质,放出的热量不变,错误;C项,铁质搅拌器导热性好,热量损失较大,错误;D项,NaOH固体溶于水时放热,使测定结果数值偏高,正确。5.(2024·浙江嘉兴模拟)庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一,已知庚烷在汽缸中会发生反应:C7H16(g)+11O2(g)7CO2(g)+8H2O(g)。试从化学键的角度计算1mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气的能量变化正确的是()A.吸收3820.4kJ B.释放3820.4kJC.吸收8697.6kJ D.释放17908kJ答案B解析根据题给信息可知,从化学键的角度计算1mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气时,需要放出的能量为17908kJ-8697.6kJ-5390kJ=3820.4kJ。6.H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为:①H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-565.2kJ·mol-1③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1下列说法正确的是()A.热值指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热量,H2、CO、CH4中热值最大的是CH4B.反应①的反应过程可用图表示C.由反应②可推出:CO2(g)===CO(g)+12O2(g)ΔH=-282.6kJ·molD.反应③表示1molCH4(g)和足量O2(g)完全反应生成二氧化碳和气态水放热890.3kJ答案B解析A.热值指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热量,结合题中给出的H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式,假设三者质量为m,可将三者的热值分别表示为m2×285.8=142.9m、m28×565.22=10.1m、m16×890.3=55.6m,所以热值的大小关系为H2>CH4>CO,A错误;B.反应①为ΔH<0的反应,是放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①的反应过程可用图表示,B正确;C.反应②为ΔH<0的反应,是放热反应,则反应②的逆过程为吸热反应,所以由反应②推出的反应的正确热化学方程式为CO2(g)===CO(g)+12O2(g)ΔH=+282.6kJ·mol-1,C错误;D.反应③表示1molCH4(7.丙烷与溴原子能发生以下两种反应:①CH3CH2CH3(g)+Br·(g)CH3CH2CH2·(g)+HBr(g)。②CH3CH2CH3(g)+Br·(g)CH3CH·CH3(g)+HBr(g)。反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.反应①是放热反应B.反应②使用了催化剂C.产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3CH·CH3(g)低D.CH3CH2CH2·(g)转变为CH3CH·CH3(g)时需要吸热答案C解析由反应过程的能量变化图可知,反应①和②生成物的能量都高于反应物的能量,属于吸热反应,故A错误;无法判断反应②是否使用了催化剂,故B错误;反应①的活化能比反应②活化能高,因此反应②更容易进行,反应②产物CH3CH·CH3(g)含量高,故C正确;由反应过程的能量变化图可知,CH3CH·CH3(g)能量低,CH3CH2CH2·(g)能量高,CH3CH2CH2·(g)转变为CH3CH·CH3(g)时需要放热,故D错误。8.(2024·浙江义乌中学高三适应性考试)标准状态下,气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A+B→产物”的活化分子]的相对能量如表所示:物质NO(g)NO2(g)SO2(g)SO3(g)相对能量/kJ·mol-191.333.2-296.8-395.7物质O2(g)O3(g)NO(O3)SO2(O3)相对能量/kJ·mol-10142.7237.2-96.1下列说法不正确的是()A.NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)ΔH=-40.8kJ·mol-1B.3O2(g)2O3(g)反应不能自发进行C.相同条件下,SO2(g)+O3(g)O2(g)+SO3(g)比NO(g)+O3(g)O2(g)+NO2(g)速率快D.1molNO2(g)的总键能大于1molNO(g)总键能答案C解析A项,NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=91.3kJ·mol-1+(-395.7kJ·mol-1)-[33.2kJ·mol-1+(-296.8kJ·mol-1)]=-40.8kJ·mol-1,故A正确;B项,3O2(g)2O3(g)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=+285.4kJ·mol-1>0,且ΔS<0,则任何温度下ΔH-TΔS>0,即反应3O2(g)2O3(g)不能自发进行,故B正确;C项,反应SO2(g)+O3(g)O2(g)+SO3(g)的活化能=活化分子能量-反应物总能量=-96.1kJ·mol-1-(-296.8kJ·mol-1+142.7kJ·mol-1)=58kJ·mol-1,反应NO(g)+O3(g)O2(g)+NO2(g)的活化能为237.2kJ·mol-1-(91.3kJ·mol-1+142.7kJ·mol-1)=3.2kJ·mol-1<58kJ·mol-1,反应的活化能越高,反应速率越慢,则相同条件下,SO2(g)+O3(g)O2(g)+SO3(g)比NO(g)+O3(g)O2(g)+NO2(g)速率慢,故C错误;D项,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=2×33.2kJ·mol-1-2×91.3kJ·mol-1-0kJ·mol-1=-116.2kJ·mol-1,为放热反应,焓变ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则该反应反应物总键能<生成物总键能,即1molNO(g)和0.5molO2总键能<1molNO2(g)的总键能,所以1molNO2(g)的总键能大于1molNO(g)总键能,故D正确。9.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。CO2CO2-HCOO-HCOOH(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂,哪个更有利于CO2的吸附?。简述判断依据:。

(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH(填“>”或“<”)0。

(3)使用Bi催化剂时,最大能垒是,使用Bi2O3催化剂时,最大能垒是。

(4)由*CO2-生成*HCOO-的反应为答案(1)Bi2O3由图可知,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-解析(3)使用Bi催化剂时,*CO2CO2-过程中的活化能最大,为-0.51eV-(-0.89eV)=0.38eV,使用Bi2O3催化剂时,*CO2-CO32-+*HCOO-过程的活化能最大,为-2.54eV-(-2.86能力提升10.(2024·浙江竞赛)已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B===C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中,恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa,且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为 ()A.2A(g)+B(g)===C(g)+3D(g)+4E(g)ΔH=-MmQkJ·molB.2A(g)+B(g)===C(l)+3D(g)+4E(g)ΔH=-2MmQC.2A(g)+B(g)===C(g)+3D(g)+4E(l)ΔH=-MmQkJ·molD.2A(g)+B(g)===C(g)+3D(l)+4E(g)ΔH=-2MmQ答案D解析该反应放热,所以ΔH<0;在密闭容器中气体的压强与其物质的量成正比,即压强之比等于物质的量之比,反应前后压强之比=6.06×106Pa∶1.01×107Pa=3∶5,所以反应前后气体的物质的量之比为3∶5,物质的量之比等于计量数之比,所以,反应前气体的计量数之和是3,反应后气体的计量数之和是5;mgA放出QkJ热量,即mMmolA完全反应放出QkJ的热量,则2molA放出热量为2MmQkJ,由此可知11.(2024·河南信阳高二月考)环己烷有多种不同构象,其中椅式、半椅式、船式、扭船式构象较为典型。各构象的相对能量如图所示。下列说法正确的是()A.相同条件下船式构象最稳定B.一定条件下,扭船式构象可转化成椅式构象C.C6H12(半椅式)===C6H12(船式)ΔH=+39.3kJ·mol-1D.C6H12(椅式)的燃烧热ΔH小于C6H12(船式)答案B解析物质的能量越低,物质越稳定。由题图可知椅式最稳定,A错误;椅式、扭船式为环己烷的不同构象,彼此之间可相互转化,故在一定条件下,扭船式构象可转化成椅式构象,B正确;由题图可知,C6H12(半椅式)===C6H12(船式)ΔH=(46-23-6.7)kJ·mol-1=-16.3kJ·mol-1,C错误;由题图可知,四种构象中,椅式构象的环己烷能量最低,故椅式环己烷充分燃烧释放的热量最少,燃烧热ΔH<0,故C6H12(椅式)的燃烧热ΔH大于C6H12(船式),D错误。12.下表为某些化学键的键能:化学键N—NO==ON≡NN—H键能(kJ·mol-1)154500942a已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化为:且N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1,则下列说法正确的是()A.表中的a=391B.相同条件下O2比N2稳定C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)ΔH>-534kJ·mol-1D.图中的ΔH3=-2218kJ·mol-1答案A解析A.根据能量变化可知,ΔH3=(-ΔH2)-(-ΔH1)=(2752-534)kJ·mol-1=2218kJ·mol-1;结合肼与氧气反应断键可知,ΔH3=(154+4a+500)kJ·mol-1=2218kJ·mol-1,则a=391,A正确;B.根据表中数据,O==O键的键能小于N≡N键的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,则相同条件下N2比O2稳定,B错误;C.反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的焓变,相当于反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)和反应2H2O(g)===2H2O(l)的焓变相加,由于水液化放热,所以反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的焓变ΔH<-534kJ·mol-1,C错误;D.根据A中分析,图中的ΔH3=2218kJ·mol-1,D错误。13.随着科学技术的发展,实验仪器也在不断地变革。某化学兴趣小组利用如图所示的仪器来进行中和热测定实验。实验原理:K=IUt/ΔT(K的物理意义是热量计升高1K时所需的热量),ΔH=-KΔT/n(n为生成水的物质的量)。实验步骤:Ⅰ.热量计总热容常数K的测定:反应瓶中放入500.00mL蒸馏水打开磁力搅拌器,搅拌。开启精密直流稳压电流,调节输出电压(电压为5V)和电流。采集数据,并求出K=2184.6J·K-1。Ⅱ.中和热的测定:①将反应瓶中的水倒掉,用干布擦干,重新量取VmL蒸馏水注入其中,然后加入50.00mL1.0mol·L-1HCl溶液,再取50.00mL1.1mol·L-1NaOH溶液注入储液管中。②打开磁力搅拌器,搅拌。每分钟记录一次温差,记录到一分钟时,将玻璃棒提起,使储液管中碱与酸混合反应。继续每分钟记录一次温差,测定10分钟。采集数据(如图所示)。(1)现行教材中和热测定实验中不会用到的实验仪器是(填字母),装置中碎泡沫塑料的作用是。

A.温度计