高考化学总复习 考点突破精讲 6.1-化学反应中的热效应(含答案)
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化学反应中的热效应题组训练1.(2014·太原质检)沼气是一种清洁能源,它的主要成分是CH 4,已知0.5 mol CH 4完全燃烧生成CO 2气体和液态H 2O 时,放出445 kJ 热量,则下列热化学方程式中正确的是( )A .2CH 4(g)+4O 2(g)===2CO 2(g)+4H 2O(l)ΔH =+890 kJ·mol -1B .CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l)ΔH =+890 kJ·mol -1C .CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l)ΔH =-890 kJ ·mol -1D .CH 4(g)+O 2(g)===CO 2(g)+H 2O(l)ΔH =-890 kJ·mol -1解析 0.5 mol CH 4完全燃烧生成CO 2气体和液态H 2O 时,放出445 kJ 热量,即1 mol CH 4完全燃烧生成CO 2气体和液态H 2O 时,放出890 kJ 热量。
根据书写热化学方程式的规定,要注明物质的聚集状态,标出反应的热效应,只有C 项正确。
答案 C2.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的绝对值均正确)( )A .C 2H 5OH(l)+3O 2(g)===2CO 2(g)+3H 2O(g)ΔH =-1 367.0 kJ/mol(燃烧热)B .NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H 2O(l)ΔH =+57.3 kJ/mol(中和热)C .S(s)+O 2(g)===SO 2(g)ΔH =-296.8 kJ/mol(反应热)D .2NO 2===O 2+2NOΔH =+116.2 kJ/mol(反应热)解析 此题考查热化学方程式的书写。
A 项,考查燃烧热,生成物水的状态不是稳定状态;B 项,因中和反应为放热反应,故ΔH<0;D 项,未注明各物质的聚集状态。
答案 C3.25 ℃、101 kPa 下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH =-393.5 kJ/mol 、ΔH =-285.8 kJ/mol 、ΔH =-890.3 kJ/mol 、ΔH =-2 800 kJ/mol ,则下列热化学方程式正确的是( )A .C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH =-393.5 kJ/molB .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l)ΔH =-571.6 kJ/molC .CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(g)ΔH =-890.3 kJ/molD.12C 6H 12O 6(s)+3O 2(g)===3CO 2(g)+3H 2O(g) ΔH =-1 400 kJ/mol解析 在101 kPa 时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热。
A 项中C 的稳定氧化物为CO 2,C 项和D 项中H 2O 应为液态。
答案 B4.(2014·东北三省四市联考)(1)25 ℃、101 kPa 时,1 g 甲醇完全燃烧生成CO 2和液态水,放出22.68 kJ 热量,则该反应的热化学方程式为__________________。
(2)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H 6)在O 2中燃烧,生成固态B 2O 3和液态水,放出649.5 kJ 热量,则该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
(3)肼(N 2H 4)是一种高效清洁的火箭燃料。
0.25 mol N 2H 4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ 热量,则肼燃烧的热化学方程式为_____________________________________。
解析 (3)先写出肼燃烧的化学方程式:N 2H 4+O 2===N 2+2H 2O ,据0.25 mol N 2H 4(g)完全燃烧生成N 2和H 2O(g),放出热量133.5 kJ ,则1 mol N 2H 4完全燃烧放出的热量为534 kJ 。
答案 (1)CH 3OH(l)+32O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-725.76 kJ·mol -1 (2)B 2H 6(g)+3O 2(g)===B 2O 3(s)+3H 2O(l)ΔH =-2 165 kJ·mol -1(3)N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g)ΔH =-534 kJ ·mol -1 盖斯定律及反应热的计1.盖斯定律的实质是如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
即:则有:ΔH=ΔH1+ΔH2,ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
2.反应热的计算(1)依据反应物与生成物的能量计算:ΔH=E生成物-E反应物。
(2)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算:ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量。
(3)利用热化学方程式进行计算:先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接计算反应热。
(4)依据标准燃烧热数据,利用公式直接计算反应热:ΔH=标准燃烧热×n(可燃物的物质的量)。
(5)利用盖斯定律计算反应热:①设计合理的反应途径。
②对已知的热化学方程式进行简单运算,得出待求的热化学方程式,反应热也要进行相应的运算,从而得出待求热化学方程式的反应热。
③在进行反应热的计算时,要注意反应热的符号以及反应热与热化学方程式中化学计量数间的比例关系。
3.用盖斯定律求反应热的注意事项(1)当反应方程式乘以或除以某数时,ΔH也对应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,物质状态依次由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
(5)当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
题组训练5.(2014·海淀期末)下列说法正确的是( )A.如图可表示水分解过程中的能量变化B .若2C(s)+O 2(g)===2CO(g) ΔH =-221.0 kJ/mol ,则碳的燃烧热为110.5 kJ/molC .需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应D .已知Ⅰ:反应H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g)ΔH =-a kJ/mol ,Ⅱ:――→b kJ/mol ――→c kJ/mol且a 、b 、c 均大于零,则断开1 mol H —Cl 键所需的能量为(-a -b -c)kJ/mol解析 本题考查了化学反应过程中的能量变化,意在考查考生对化学反应中能量变化的有关概念的理解以及对图象的分析能力。
A 项,水的分解为吸热反应,生成物的总能量大于反应物的总能量,且催化剂可有效降低活化能,正确;B 项,燃烧热概念中强调完全反应且生成稳定的氧化物,而该项反应中生成物为CO ,错误;C 项,常温下能发生的反应不一定是放热反应,如在常温下Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应为吸热反应,需要加热的反应也不一定是吸热反应;D 项,根据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键生成的过程,且断裂化学键吸收能量,生成化学键放出能量,可知断开 1 mol H —Cl 键所需的能量为12(a +b +c)kJ/mol 。
答案 A6.(2013·新课标全国Ⅱ)在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应H 2S(g)+32O 2(g)===SO 2(g)+H 2O(g) ΔH 1 2H 2S(g)+SO 2(g)===32S 2(g)+2H 2O(g) ΔH 2 H 2S(g)+12O 2(g)===S(g)+H 2O(g) ΔH 3 2S(g)===S 2(g) ΔH 4则ΔH 4的正确表达式为( )A .ΔH 4=23(ΔH 1+ΔH 2-3ΔH 3) B .ΔH 4=23(3ΔH 3-ΔH 1-ΔH 2) C .ΔH 4=32(ΔH 1+ΔH 2-3ΔH 3) D .ΔH 4=32(ΔH 1-ΔH 2-3ΔH 3) 解析 根据盖斯定律,由第一个反应×23+第二个反应×23-第三个反应×2可得第四个反应,则ΔH 4=ΔH 1×23+ΔH 2×23-ΔH 3×2=23(ΔH 1+ΔH 2-3ΔH 3)。
答案 A7.(2012·重庆)肼(H 2NNH 2)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1 mol 化学键所需的能量(kJ):N≡N 为942、OO 为500、N —N 为154,则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是( )A .194B .391C .516D .658解析 根据图示,可得如下热化学反应方程式:N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g) ΔH 1=-534 kJ/mol①;2N(g)+4H(g)+2O(g)===N 2(g)+2H 2O(g) ΔH 2=-2 752 kJ/mol②。
根据盖斯定律,①-②有:N 2H 4(g)+O 2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH 3=+2 218 kJ/mol ,设断裂1 mol N —H 键所需的能量为x kJ ,则有4x kJ +154 kJ +500 kJ =2 218 kJ ,解得x =391,故断裂1 mol N —H 键所需的能量为391 kJ 。
答案 B8.(2014·湖南联考)盖斯定律认为能量总是守恒的,不管化学反应过程是一步完成或分几步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①H2O(g)===H2O(l)ΔH1=-Q1kJ·mol-1②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH2=-Q2kJ·mol-1③C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3kJ·mol-1若使23 g液态无水酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)( ) A.Q1+Q2+Q3B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3D.0.5(Q1+Q2+Q3)解析根据盖斯定律,1 mol液态无水酒精完全燃烧的ΔH=ΔH1×3-ΔH2+ΔH3=(-3Q1+Q2-Q3)kJ·mo l-1。