双休伴学14　化学能与热能

6/6双休伴学14化学能与热能1.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解析：DA项，Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，将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。2.已知NaOH（aq）＋HCl（aq）NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，下列说法正确的是（A.H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1B.98％的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1mol液态水时，反应热ΔH＜－57.3kJ·mol－1C.含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3kJ的热量D.中和反应反应热的测定实验中，为了保证盐酸完全被中和，需采用环形金属搅拌器搅拌解析：BA项，中和反应反应热为稀的强酸溶液和稀的强碱溶液反应生成1mol液态水时的ΔH，H2SO4和Ba（OH）2反应还生成硫酸钡沉淀，放出更多热量，错误；C项，醋酸是弱电解质，电离吸热，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3kJ，错误；D项，金属搅拌器会使热量散失较多，误差大，中和反应反应热的测定实验中应用环形玻璃搅拌器，错误。3.已知：①C（s）＋12O2（g）CO（g）ΔH②C（s）＋O2（g）CO2（g）ΔH2③2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）ΔH3④2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）ΔH4下列叙述正确的是（）A.ΔH4＞ΔH3B.ΔH1＜ΔH2C.2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）ΔH＝2（ΔH2－ΔH1D.ΔH4代表H2的燃烧热解析：CA项，一定量的氢气生成等量液态水放出的热量比生成等量气态水放出的热量多，即ΔH4＜ΔH3，错误；B项，等物质的量的C（s）生成CO时放出的热量比生成CO2时少，即ΔH1＞ΔH2，错误；C项，根据盖斯定律，选项中的方程式可由（反应②－反应①）×2得到，ΔH＝2（ΔH2－ΔH1），正确；D项，表示氢气的燃烧热的热化学方程式中，氢气前系数为1，表示1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时放出的热量，错误。4.（2025·云南昆明一中开学考）我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF[（CH3）2NCHO]转化为三甲胺[N（CH3）3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是（）A.由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于放热反应B.N（CH3）3＋OH*＋H*N（CH3）3（g）＋H2O（g）是该反应历程的决速步C.使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变D.该历程中最大能垒（活化能）E正＝1.19eV解析：C根据图示，（CH3）2NCHO（g）＋2H2（g）的能量大于N（CH3）3（g）＋H2O（g）的能量，所以DMF转化为三甲胺的反应是放热反应，A正确；化学反应速率与反应的活化能密切相关，活化能越低反应速率越快，由题图可知，N（CH3）3＋OH*＋H*N（CH3）3（g）＋H2O（g）对应的活化能[E正＝（－1.02eV）－（－2.21eV）＝1.19eV]最大，是该反应历程的决速步骤，B正确；催化剂加快反应速率的机理就是改变反应的历程，降低反应所需的活化能，但由于不能改变反应物、生成物的能量，因此不改变反应的焓变，C错误；该历程中最大能垒（活化能）E正为1.19eV，D5.（2025·浙江杭州模拟）下列关于如图所示转化关系（X代表卤素）的说法中正确的是（）A.ΔH1越小，HX（g）就越稳定B.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0C.按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次增大D.过程Ⅲ能量变化形式与高温煅烧石灰石的能量变化形式相同解析：AΔH1越小，放热越多，HX（g）能量越低，HX（g）就越稳定，A正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B错误；原子半径越小，键能越大，按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次减小，C错误；过程Ⅲ形成化学键放热，高温煅烧石灰石吸热，能量变化形式不相同，D错误。6.为探究稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中溶液的pH及温度随时间变化关系，小龙同学按图甲连接好实验装置，往盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液，同时用玻璃棒搅拌。图乙是数据采集器和计算机实时显示数据。下列说法错误的是（）A.胶头滴管中的试剂是稀盐酸 B.60s时烧杯中的溶质是NaCl和NaOHC.盐酸与氢氧化钠反应放出热量 D.恰好完全反应时，溶液温度升到最高解析：B根据题图分析可知，随着溶液的滴加，溶液的pH减小，则该pH曲线表示向碱溶液中加入酸，则胶头滴管中的试剂为稀盐酸，A正确；根据题图可知，60s左右，溶液pH＜7，则盐酸过量，溶液中溶质成分为NaCl、HCl，B错误；随着反应进行，温度升高，该反应为放热反应，C正确；恰好完全反应，放出热量最多，溶液温度升到最高，D正确。7.（2025·云南昆明模拟）根据伯恩哈勃循环图，部分反应的ΔH如表所示，K的第一电离能是（）ΔHΔH1ΔH2ΔH3ΔH4ΔH5数值/（kJ·mol－1）＋89＋121.5－349－717－436.5A.－419kJ·mol－1 B.＋419kJ·mol－1C.＋279kJ·mol－1 D.－279kJ·mol－1解析：B根据盖斯定律：ΔH1＋I1（K）＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝ΔH5，解得I1（K）＝＋419kJ·mol－1。8.（2025·河北期中）下列关于热化学方程式说法正确的是（）A.若H2的燃烧热为akJ·mol－1，则H2（g）＋12O2（g）H2O（g）ΔH＝－akJ·molB.若S（s）＋O2（g）SO2（g）ΔH＝－Q1kJ·mol－1，S（g）＋O2（g）SO2（g）ΔH＝－Q2kJ·mol－1，则Q1＜C.若H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）CH3COONa（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·molD.若1molSO2、0.5molO2混合反应后，放出热量akJ，则2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝－2akJ·mol－1解析：B燃烧热指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，氢元素的指定产物为H2O（l），不是H2O（g），A错误；S（g）的能量比S（s）的能量高，故S（g）与O2（g）反应生成SO2（g）放出热量多，则Q1＜Q2，B正确；CH3COOH是弱酸，其电离过程会吸收热量，导致发生酸碱中和反应时放出的热量比强酸与强碱反应放出的热量少，则CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）CH3COONa（aq）＋H2O（l）ΔH＞－57.3kJ·mol－1，C错误；SO2与O2的反应为可逆反应，1molSO2、0.5molO2混合反应，消耗的SO2的物质的量小于1mol，则2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO2（g）ΔH＜－2akJ·mol－1，D9.（2025·陕西西安期中）已知：①4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）ΔH1＝－112.9kJ·mol－1；②H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）ΔH2；③H—H、Cl—Cl、H—Cl的键能分别为436kJ·mol－1、243kJ·mol－1、431kJ·mol－1。下列叙述正确的是（A.H（g）＋Cl（g）HCl（g）ΔH＝＋431kJ·mol－B.键能差4E（H—O）－E（OO）＝1350.9kJ·mol－C.2HCl（g）H2（g）＋Cl2（g）ΔH＝－183kJ·mol－D.H2（g）＋12O2（g）H2O（l）ΔH＝－239.45kJ·mol解析：B形成共价键时放出热量，H（g）＋Cl（g）HCl（g）ΔH＝－431kJ·mol－1，A错误；反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差，根据反应①可知，431kJ·mol－1×4＋E（OO）－243kJ·mol－1×2－4E（H—O）＝－112.9kJ·mol－1，整理得4E（H—O）－E（OO）＝1350.9kJ·mol－1，B正确；反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差，2HCl（g）H2（g）＋Cl2（g）ΔH＝2×431kJ·mol－1－436kJ·mol－1－243kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1，C错误；反应②H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）ΔH2＝E（H—H）＋E（Cl—Cl）－2E（H—Cl）＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1，由盖斯定律，②＋12×①得出H2（g）＋12O2（g）H2O（g）ΔH＝－239.45kJ·10.（2025·广东潮州模拟）酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液反应的离子方程式为NO2－（aq）＋NH4＋（aq）N2（g）＋2H2O已知：则NO2－（aq）＋NH4＋（aq）N2（g）＋2H2O（l）的A.ΔH1＋ΔH4－ΔH2－ΔH3B.ΔH2＋ΔH3－ΔH1－ΔH4C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4D.ΔH1－ΔH2－ΔH3－ΔH4解析：A假设NaNO2（s）＋NH4Cl（s）N2（g）＋NaCl（s）＋2H2O（l）为①，NaNO2（s）Na＋（aq）＋NO2－（aq）为②，NH4Cl（s）NH4＋（aq）＋Cl－（aq）为③，NaCl（s）Na＋（aq）＋Cl－（aq）为④，根据盖斯定律，NO2－（aq）＋NH4＋（aq）N2（g）＋2H2O（l）由①－②－③＋④得到，所以ΔH＝ΔH111.（1）（2025·福建模拟节选）工业上以合成气（CO和H2，少量CO2、N2和稀有气体）为原料制二甲醚（DME），主要发生下列反应：ⅰ：CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH1＜0ⅱ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH2ⅲ：CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g）ΔH3＜0ⅳ：……在标准状态下，由最稳定的单质生成1mol纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓（ΔfHmθ）。物质CH3OCH3（g）H2O（g）CH3OH（g）ΔfHm（kJ·mol－1）－184.1－241.8－200.7由表中数据推测，ΔH2＝kJ·mol－1。（2）（2025·广西名校模拟节选）为实现“碳中和”和“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。甲烷干重整反应（DRM）可以将两种温室气体（CH4和CO2）直接转化为合成气（主要成分为CO和H2），反应方程式为CH4（g）＋CO2（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）。几种物质的燃烧热如下表：物质CH4（g）CO（g）H2（g）燃烧热/（kJ·mol－1）893283285.8请计算甲烷干重整反应CH4（g）＋CO2（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）的ΔH＝kJ·mol－1。（3）（2025·湖北十一校模拟节选）某学习小组研究含氮化合物时做了如下探究。由于N2性质很不活泼，直到1909年德国化学家Habar经过反复实验研究后发现在500～600℃，17.5MPa～20.0MPa和锇为催化剂的条件下，合成氨具有了工业化生产的可能。已知H2、NH3的燃烧热分别为akJ·mol－1、bkJ·mol－1，写出合成氨的热化学反应方程式：。（4）（2024·湖南选择考节选）丙烯腈（CH2CHCN）是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2CHCN已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定；②反应釜Ⅰ中发生的反应：ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5（g）CH2CHCOOC2H5（g）＋H2O（g）Δ③反应釜Ⅱ中发生的反应：ⅱ：CH2CHCOOC2H5（g）＋NH3（g）CH2CHCONH2（g）＋C2H5OH（g）ⅲ：CH2CHCONH2（g）CH2CHCN（g）＋H2O（g）④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解总反应HOCH2CH2COOC2H5（g）＋NH3（g）CH2CHCN（g）＋C2H5OH（g）＋2H2O（ΔH＝（用含ΔH1、ΔH2和ΔH3的代数式表示）。答案：（1）－24.5（2）＋244.6（3）N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝－（3a－2b）kJ·mol－1（4）ΔH1＋ΔH2＋ΔH3解析：（1）由标准摩尔生成焓（ΔfHmθ）及表中数据可知，①2C（s）＋3H2（g）＋12O2（g）CH3OCH3（g）ΔfHmθ＝－184.1kJ·