1、课时规范练课时规范练 19化学反应的热效应化学反应的热效应 基础巩固基础巩固 1.已知 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是() A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生 B.相同条件下,2 mol H2(g)的能量或 1 mol CO(g)的能量一定高于 1 mol CH3OH(g)的能量 C.相同条件下,反应物 2 mol H2(g)和 1 mol CO(g)的总能量一定高于生成物 1 mol CH3OH(g)的总能量 D.达到平衡时,CO 的浓度与 CH3OH 的浓度一定相等 2. 某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是() A.改变催化剂
2、,可改变该反应的活化能 B.该反应为吸热反应,热效应等于H C.反应过程 a一定有催化剂参与 D.b 中反应的活化能等于 E1+E2 3.“钙基固硫”是将煤中的硫元素以 CaSO4的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会发生反 应和反应,导致脱硫效率降低。某温度下,反应的速率(v1)大于反应的速率(v2),则下列反应过 程能量变化示意图正确的是() 反应:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=+218.4 kJmol-1 反应:CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) H2=-175.6 kJmol-1 4.(2020 河北邯郸教
3、学质量检测)工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理为 CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)H。已知几种共价键的键能如下表所示: 化学键CHC C HOCCCO 键能 /(kJmol-1) 413615 463348351 下列说法中错误的是() A.上述合成乙醇的反应是加成反应 B.相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等 C.碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2 倍 D.上述反应式中,H=-96 kJmol-1 5.(2020 河南开封模拟)已知室温下,将 CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将 CuSO4(s)溶于水会 使溶液温度升
4、高,则下列能量转化关系的判断不正确的是() A.H10B.H2H3 C.H3H1D.H2=H1+H3 6.(2020 广西桂林质检)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是() A.已知 HF 气体溶于水放热,则 HF 的H10 B.相同条件下,HCl 的H2比 HBr 的小 C.相同条件下,HCl 的H3+H4比 HI 的大 D.一定条件下,气态原子生成 1 mol HX 键放出 a kJ 能量,则该条件下H2=-a kJmol-1 7.(2020 四川成都模拟)(1)已知 C(s,石墨)C(s,金刚石)H0,则稳定性:金刚石(填“” 或“”或“”)H2。 (3)火箭的第一、二级发动机中,
5、所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼 (N2H4)作为燃料,四氧化二氮作为氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知: N2(g)+2O2(g)N2O4(g)H=+10.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-543 kJmol-1 写出气态肼和 N2O4反应的热化学方程式:。 (4)25 、101 kPa 时,14 g CO 在足量的 O2中充分燃烧,放出 141.3 kJ 的热量,则 CO 的燃烧热为 H=。 (5)0.50 L 2.00 molL-1H2SO4溶液与 2.10 L 1.00 molL-1KOH 溶液完全反应,放出
6、114.6 kJ 热量,该反应 的中和热H=。 (6)已知拆开 1 mol HH 键、1 mol NH 键、1 mol NN 键分别需要的能量是 436 kJ、391 kJ、946 kJ,则 N2与 H2反应生成 NH3的热化学方程式是。 能力提升能力提升 8.(2020 湖南衡阳摸底)中国学者在水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H中攻克了低温 下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能(能吸附不同粒子)催化剂催化实现的。 反应过程示意图如下: 下列说法正确的是() A.过程、过程均为放热过程 B.过程生成了具有极性共价键的 H2、CO2 C.使用催化剂降
7、低了水煤气变换反应的H D.图示过程中的 H2O 均参与了反应过程 9.(2020 山东模拟)热催化合成氨面临的问题是釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH3 产率降低。我国科研人员研制了 Ti-H-Fe 双温区催化剂(Ti-H 区域和 Fe 区域的温度差可超过 100 )。Ti-H-Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 下列说法正确的是() A.为 NN 的断裂过程 B.在低温区发生,在高温区发生 C.为 N原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域的传递过程 D.使用 Ti-H-Fe 双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应 10.已知:2H2
8、(g)+O2(g)2H2O(g)H1 3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)H2 2Fe(s)+3 2O2(g) Fe2O3(s)H3 2Al(s)+3 2O2(g) Al2O3(s)H4 2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是() A.H10 B.H50,H40,正确;B 项,根据题 意可知,H20,H3H3,正确;C 项,H30,则H30,A项正 确;由于 HCl 比 HBr 稳定,所以相同条件下 HCl的H2比 HBr 的大,B 项错误;H3+H4代 表 H(g)H+(aq)的焓变,与是 HCl 还是 HI
9、无关,C 项错误;一定条件下,气态原子生成 1 mol HX 键放出 a kJ 能量,则断开 1 mol HX键形成气态原子吸收 a kJ 的能量,即为 H2=+a kJmol-1,D项错误。 7.答案 (1)(2)0,说明该反应是吸热反应,因此石墨的总能 量低于金刚石的总能量,而能量越低,物质越稳定,故稳定性:金刚石石墨。 (2)H1表示碳完全燃烧的反应热,H2表示碳不完全燃烧的反应热,碳完全燃烧放热 多,且放热越多H越小。因此H1H2。 (3)根据盖斯定律,由 2-得: 2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) H=2(-543 kJmol-1)-(+10.7 kJmo
10、l-1)=-1 096.7 kJmol-1。 (4)25 、101 kPa时,14 g CO在足量的 O2中充分燃烧,放出 141.3 kJ 的热量,则 1 mol CO(即 28 g CO)完全燃烧放出的热量是 141.3 kJ2=282.6 kJ,即 CO 的燃烧热H=- 282.6 kJmol-1。 (5)0.50 L 2.00 molL-1H2SO4溶液与 2.10 L 1.00 molL-1KOH 溶液完全反应的中和 热的热化学方程式为1 2H2SO4(aq)+KOH(aq) 1 2K2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJmol-1。 (6)N2与 H2反应生成 NH3
11、的热化学方程式可表示为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=E(NN)+3E(HH)-23E(NH)=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。 8.D根据反应过程示意图,过程是水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,A项错 误;过程中 CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2中的化学键为非 极性键,B 项错误;催化剂不能改变反应的H,C项错误;根据反应过程示意图可知,过程 中水分子中的化学键断裂,过程也是水分子中的化学键断裂的过程,过程中形成了水 分子,因此 H2O 均参与了反应过程,D项正确。 9.C从图中反应
12、历程看,为*N2被吸附,N2中化学键没有断开,A项错误;合成氨反应是 放热反应,反应历程的最后是指形成 NH键,即合成 NH3,故需要在低温下,才能获得更 多的 NH3,即是将 N2吸附并断键的过程,是形成 NH键的过程,是低温 区,由题中信息知,两个区域相差一定的温度,则为高温区,B 项错误;处的变化为 Ti-H-Fe *N转变成 Ti-H*N-Fe,即 N 原子由 Fe 区域向 Ti-H区域传递,C 项正确;合成 氨反应为放热反应,催化剂不会改变反应的吸、放热情况,D项错误。 10.BH2和 O2反应生成 H2O的反应放热,铁和氧气的反应也放热,故 A错误;铝热反应 为放热反应,故H50,
13、设 2Fe(s)+3 2O2(g) Fe2O3(s)H3,2Al(s)+3 2O2(g) Al2O3(s) H4,由-可得:2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)H5=H4-H30,可得H4H3、 H3=H4-H5,故 B正确、D 错误;已知:3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)H2 ,2Fe(s)+3 2O2(g) Fe2O3(s)H3,将(+)2 3可得:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H1=2 3(H2+H3),故 C错误。 11.答案 (1)2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)H=-702 kJmol-1 (2)4
14、NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1 (3)NH4 +(aq)+2O2(g) NO3 -(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-346 kJmol-1 解析:(1)根据已知的三个热化学方程式可得,2LiH(s)2Li(s)+H2(g)H=+182 kJmol-1, 2Li(s)+1 2O2(g) Li2O(s)H=-598 kJmol-1, H2(g)+1 2O2(g) H2O(l)H=-286 kJmol-1, 将上述三式相加可得:2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) H=-702 kJmol-1。 (2)将已知的
15、两个热化学方程式依次标记为和,根据盖斯定律,由5-4 得:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1。 (3)写出两步反应的热化学方程式并依次标为和,根据盖斯定律,由+ 得:NH4 +(aq)+2O2(g) NO3 -(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-346 kJmol-1。 12.答案 (1)-149.73 kJmol-1 (2)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-744 kJmol-1 A CHO*+3H*CO*+4H* 解析:(1)根据盖斯定律,-2H1+2H2=H3,则有H2=?3+2?1 2 =-14
16、9.73 kJmol-1。 (2)汽车尾气中含有 NO 和 CO,可转化为无毒的 N2和 CO2,化学方程式为 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。根据盖斯定律,由已知的两个热化学方程式可 得,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-744 kJmol-1。 一般来说,活化能越低化学反应速率越快,在相同的时间内可以得到更多的产物, 因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为 A。 反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多时生成物的能量与反应物的能量 差值最大。根据图示,过渡态两端的物质能量差值最大,放热最多,该步反应的方程式 为 CHO*+3H*CO*+4H*。
