2023屆高考化學魯科版一輪復習學案-第六章第1課時　化學反應的熱效應

第1課時化學反應的熱效應1.能辨識化學反應中的能量轉化形式,能解釋化學反應中能量變化的本質。2.能進行反應焓變的簡單計算,能用熱化學方程式表示反應中的能量變化,能運用反應焓變合理選擇和利用化學反應。3.能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作用,能分析能源的利用對自然環(huán)境和社會發(fā)展的影響。4.能綜合考慮化學變化中的物質變化和能量變化來分析、解決實際問題,如煤炭的綜合利用等。反應熱與熱化學方程式1.化學反應的實質與特征2.焓與焓變⊿3.反應熱(1)概念:在等溫條件下,化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量。(2)反應熱和焓變的關系:等壓條件下進行的化學反應的焓變等于反應熱,因此常用ΔH表示反應熱。4.焓變的計算(1)根據(jù)物質具有的能量計算ΔH=E(總生成物)-E(總反應物)。(2)根據(jù)化學鍵的斷裂與形成計算ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。(3)根據(jù)化學反應過程中的能量變化計算圖示意義a表示正反應的活化能;b表示逆反應的活化能;c表示該反應的反應熱ΔH圖1:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-ckJ·mol-1,表示放熱反應圖2:ΔH=(a-b)kJ·mol-1=ckJ·mol-1,表示吸熱反應(1)利用鍵能計算反應熱的關鍵,是確定物質中化學鍵的數(shù)目。掌握中學階段常見單質、化合物中所含共價鍵的種類和數(shù)目,如:1mol物質CO2(CO)CH4(C—H)P4(P—P)S8(S—S)化學鍵數(shù)目2NA4NA6NA8NA1mol物質石墨(C—C)金剛石(C—C)Si(Si—Si)SiO2(Si—O)化學鍵數(shù)目1.5NA2NA2NA4NA(2)使用催化劑降低活化能,不影響反應的焓變。5.放熱反應和吸熱反應(1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析(2)從反應熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析(3)識記:常見的吸熱反應、放熱反應常見的放熱反應:①可燃物的燃燒;②酸堿中和反應;③大多數(shù)化合反應;④金屬跟酸(或水)的置換反應;⑤物質的緩慢氧化;⑥鋁熱反應等。常見的吸熱反應:①大多數(shù)分解反應;②鹽類的水解;③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應;④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等。過程(包括物理過程、化學過程)與化學反應的區(qū)別,有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應。如水結成冰放熱,但不屬于放熱反應。6.熱化學方程式(1)概念:表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。(2)意義:表明了化學反應中的物質變化和能量變化。如2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1表示:在25℃、101kPa條件下,2mol氣態(tài)H2和1mol氣態(tài)O2反應生成2mol液態(tài)H2O時放出571.6kJ的熱量。(3)熱化學方程式的書寫要求及步驟[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)物質發(fā)生化學變化一定伴有能量的變化。()(2)同溫同壓下,反應H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同。()(3)活化能越大,表明反應斷裂舊化學鍵需要克服的能量越高。()(4)石墨轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?則金剛石比石墨更穩(wěn)定。()解析:(2)焓變與反應條件無關。(4)物質能量越高,越不穩(wěn)定。答案:(1)√(2)×(3)√(4)×2.想一想(1)需要加熱的反應一定是吸熱反應嗎?提示:化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O在常溫常壓下即可發(fā)生吸熱反應。(2)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,若向一定體積的密閉容器中加入1molN2和3molH2,充分反應后,放出熱量是92.4kJ嗎?說明判斷的理由。提示:不是,應小于92.4kJ。因為題述反應為可逆反應,1molN2和3molH2不可能完全反應,因而放出的熱量小于92.4kJ。3.做一做(1)101kPa時,1molCH4完全燃燒生成液態(tài)H2O和氣態(tài)CO2,放出890.3kJ的熱量,反應的熱化學方程式為

。

(2)在25℃、101kPa下,一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,則乙醇燃燒的熱化學方程式為

。

解析:(1)1molCH4完全燃燒需要2molO2,生成1mol氣態(tài)CO2和2mol液態(tài)H2O,故熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1。(2)由題意可知生成的n(CO2)=n(CaCO3)=100g100g·mol-1=1mol,則由原子守恒可知,需要乙醇的物質的量為12mol,故熱化學方程式為C2H5OH(l)+3O2答案:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1。(2)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2QkJ·mol-1。反應歷程與熱效應圖像分析1.(2021·山東泰安模擬)環(huán)氧乙烷是口罩制作過程中的消毒劑。通過氧氣與乙烯在石墨烯界面反應可制得環(huán)氧乙烷,其原理為石墨烯活化氧分子生成活化氧,活化氧再與乙烯反應生成環(huán)氧乙烷。氧氣與乙烯在石墨烯界面反應的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A.石墨烯不能改變氧氣與乙烯反應的焓變B.反應歷程的各步能量變化中的最小值為0.51eVC.活化氧分子的過程中生成了C—O鍵D.氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應需要釋放能量解析:石墨烯是該反應的催化劑,催化劑不影響反應物和生成物的總能量大小,不改變反應的焓變,故A正確;由能量變化圖可知各步能量變化值分別為0.75eV,0.51eV,0.49eV,1.02eV,0.73eV,1.04eV,能量變化的最小值為0.49eV,故B錯誤;由圖可知,活化氧分子過程中氧氣中的雙鍵斷開與石墨烯中的碳原子形成C—O鍵,故C正確;氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應中相對能量降低,反應釋放了能量,故D正確。2.(2021·山東濰坊模擬)二氟卡賓(CF2)作為一種活性中間體,一直受到有機氟化學研究工作者的高度關注。硫單質與二氟卡賓可以形成SCF2,反應歷程如圖所示:下列敘述錯誤的是(B)A.S8和··CF2生成SCF2反應的ΔH=-207.13kJ·molB.由生成的活化能為34.21kJ·mol-1C.上述反應歷程中存在S—S鍵的斷裂和生成D.決定反應速率的基元反應的活化能為66.09kJ·mol-1解析:由圖像可知1mol反應物(S8+··CF2)所具有的能量為0,1mol生成物(S7+SCF2)所具有的能量為-207.13kJ,所以S8和··CF2生成SCF2反應的ΔH=-207.13kJ·mol-1,故不選A;所具有的能量高于所具有的能量,所以生成所吸收的能量為34.21kJ·mol-1,即活化能為34.21kJ·mol-1,故選B;由生成既有S—S鍵的斷裂又有S—S鍵的生成,故不選C;所具有的能量為37.29kJ·mol-1,所具有的能量為-28.80kJ·mol-1,則37.29kJ·mol-1-(-28.80)kJ·mol-1=66.09kJ·mol-1,所以決定反應速率的基元反應的活化能為66.09kJ·mol-1,故不選D。從宏觀和微觀角度計算及應用反應熱4.已知Cl2(g)+NH3(g)NH2Cl(g)+HCl(g)ΔH=+12kJ·mol-1,相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表:化學鍵N—HN—ClH—ClH—H鍵能/(kJ·mol-1)391191431436則H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的ΔH為(A)A.-183kJ·mol-1 B.248kJ·mol-1C.-431kJ·mol-1 D.-207kJ·mol-1解析:根據(jù)ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,由反應Cl2(g)+NH3(g)NH2Cl(g)+HCl(g)ΔH=+12kJ·mol-1知,[E(Cl—Cl)+3×E(N—H)]-[2×E(N—H)+E(N—Cl)+E(H—Cl)]=ΔH,E(Cl—Cl)+3×391kJ·mol-1-2×391kJ·mol-1-191kJ·mol-1-431kJ·mol-1=+12kJ·mol-1,E(Cl—Cl)=243kJ·mol-1,反應H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的ΔH=E(H—H)+E(Cl—Cl)-2×E(H—Cl)=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,故選A。5.(2022·湖南汨羅檢測)如圖是金屬鎂和鹵素單質(X2)反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是(D)A.熱穩(wěn)定性:MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2B.22.4LF2(g)與足量的Mg充分反應,放熱1124kJC.工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬Mg,該過程需要吸收熱量D.由圖可知:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)ΔH<-117kJ/mol解析:物質的能量越低,其穩(wěn)定性越強,根據(jù)圖示可知,物質的穩(wěn)定性MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2,A錯誤;未指明氣體所處的狀況,無法計算F2的物質的量,因此不能計算反應放出的熱量,B錯誤;工業(yè)上可由電解熔融MgCl2冶煉金屬Mg,該過程需要吸收熱量,C錯誤;根據(jù)圖示可知①MgCl2(s)Mg(s)+Cl2(g)ΔH=+641kJ/mol,②MgBr2(s)Mg(s)+Br2(g)ΔH=+524kJ/mol,②-①,整理可得MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)ΔH=-117kJ/mol,物質由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),會放出熱量,所以MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)ΔH<-117kJ/mol,D正確。熱化學方程式的書寫與判斷6.(2021·浙江杭州檢測)下列有關熱化學方程式的評價不合理的是(B)選項實驗事實熱化學方程式評價A160gSO3(g)與足量水完全反應生成H2SO4,放出熱量260.6kJSO3(g)+H2O(l)H2SO4(aq)ΔH=-130.3kJ·mol-1正確BH2熱值為143kJ·g-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-572kJ·mol-1正確C已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,將稀硫酸與稀氫氧化鋇溶液混合H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1不正確;因為同時還生成了硫酸鋇沉淀D已知25℃、101kPa下,120g石墨完全燃燒放出熱量3935.1kJC(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.51kJ·mol-1不正確;明確的同素異形體要注名稱:C(s,石墨)解析:160gSO3的物質的量為160g80g·mol-1=2mol,2molSO3(g)與足量水完全反應生成H2SO4,放出熱量260.6kJ,則1molSO3(g)與足量水完全反應生成H2SO4,放出熱量130.3kJ,故A合理;氫氣的熱值是指1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)H2O時放出的熱量,1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)H2O放出的熱量為143kJ,可求得2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)H2O放出的熱量為143kJ×4=572kJ,題中生成的是氣態(tài)H7.(1)熱化學方程式中的ΔH實際上是熱力學中的一個物理量,叫做焓變,其數(shù)值和符號與反應物和生成物的總能量有關,也與反應物和生成物的鍵能有關。①圖甲表示的是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式:。②圖乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol氣態(tài)氫化物時的焓變數(shù)據(jù),根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素,試寫出硒化氫在熱力學標準態(tài)下,發(fā)生分解反應的熱化學方程式:。(2)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下,已知該反應每消耗1molCuCl(s),放熱44.4kJ,該反應的熱化學方程式是。

解析:(1)①根據(jù)圖甲可知,此反應是放熱反應,熱化學方程式為NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=(134-368)kJ·mol-1=-234kJ·mol-1。②同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱,其氣態(tài)氫氣物的穩(wěn)定性降低、能量增大,則可確定a、b、c、d分別代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素,生成1molH2Se(g)的ΔH=+81kJ·mol-1,則分解反應的熱化學方程式為H2Se(g)Se(s)+H2(g)ΔH=-81kJ·mol-1。(2)首先配平化學方程式4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s),根據(jù)能量關系計算出反應熱。答案:(1)①NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)ΔH=-234kJ·mol-1②H2Se(g)Se(s)+H2(g)ΔH=-81kJ·mol-1(2)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s)ΔH=-177.6kJ·mol-1判斷熱化學方程式正誤的“五審”燃燒熱、中和熱、能源1.燃燒熱常溫時穩(wěn)定氧化物示例:H→H2O(l),C→CO2(g),S→SO2(g)。2.能源(1)能源分類(2)解決能源問題的措施①提高能源的利用效率:a.改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié);b.科學控制燃燒反應,使燃料充分燃燒。②開發(fā)新能源:開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。3.中和反應反應熱及測定(1)測定原理ΔH=-(c=4.18J·g-1·℃-1=4.18×10-3kJ·g-1·℃-1;n為生成H2O的物質的量,稀溶液的密度用1g·mL-1進行計算。(2)裝置如圖(3)實驗步驟(4)注意事項①玻璃攪拌器的作用是使反應物充分接觸。②隔熱層的作用是減少熱量的損失。③為保證酸、堿完全中和,常采用堿稍過量(0.5mol·L-1HCl、0.55mol·L-1NaOH溶液等體積混合)。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)開發(fā)利用各種新能源,減少對化石燃料的依賴,可以降低空氣中PM2.5的含量。()(2)根據(jù)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571kJ·mol-1可知,氫氣的燃燒熱為571kJ·mol-1。()(3)燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ·mol-1。()(4)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱量。()解析:(2)燃燒熱是以1mol可燃物為標準。(3)燃燒熱對應生成穩(wěn)定的氧化物的熱效應,所以1molCH3OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)的熱效應才是燃燒熱。(4)醋酸電離要吸收熱量,此時放出的熱量小于57.3kJ。答案:(1)√(2)×(3)×(4)×2.想一想(1)表示燃燒熱時,要完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物,其含義是什么?提示:物質中對應元素完全轉變成對應的穩(wěn)定氧化物,如C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)等。(2)中和反應的反應熱測定實驗中,為使酸、堿混合均勻,應用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液,如何操作?能不能用金屬(如鐵、銅等)攪拌棒代替?提示:上下攪拌,使溶液混合均勻;金屬導熱性能好,會導致熱量的散失,所以不能用金屬攪拌棒代替。3.做一做(1)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+2×283.0kJ·mol-1,則CO(g)的燃燒熱ΔH=。(2)已知中和反應的中和熱為57.3kJ·mol-1。則Ba(OH)2和鹽酸反應,表示中和熱的熱化學方程式為

。答案:(1)-283.0kJ·mol-1(2)OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1能源及分類1.未來可再生能源和清潔能源將成為人類利用新能源的主力軍。下列關于能源的敘述正確的是(B)A.化石燃料是可再生能源B.風能、太陽能是清潔能源C.化石燃料都是清潔能源D.氫能是不可再生的清潔能源解析:化石燃料屬于不可再生能源,故A錯誤;風能、太陽能對環(huán)境無影響,是清潔能源,故B正確;化石燃料燃燒時會產(chǎn)生二氧化硫等污染物,不是清潔能源,故C錯誤;氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,電解水可以獲得氫氣,因此氫能是可再生的清潔能源,故D錯誤。2.能源可劃分為一次能源和二次能源,直接從自然界取得的能源稱為一次能源,一次能源經(jīng)過加工、轉換得到的能源稱為二次能源。下列能源中屬于一次能源的是(C)A.氫能 B.電能C.核能 D.水煤氣解析:氫能是通過加工轉換得到的,為二次能源,A項錯誤;電能是二次能源,B項錯誤;核能又叫原子能,它可分為核聚變能和核裂變能兩類,核燃料,如氘、氚,它們均可從自然界中直接取得,屬于一次能源,C項正確;水煤氣是通過煤和水蒸氣制取的,是一氧化碳和氫氣的混合氣體,是二次能源,D項錯誤。辨析兩大反應熱3.(2021·山東濟南模擬)已知25℃、101kPa下,1mol液態(tài)水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.0kJ;①H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH1=-57.3kJ·mol-1;②2CH3OH(l)+3O2(g)4H2O(g)+2CO2(g)ΔH2=-1277.0kJ·mol-1。下列有關說法錯誤的是(A)A.若反應②中CH3OH變?yōu)闅鈶B(tài),則該反應的反應熱ΔH>ΔH2B.CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=-726.5kJ·mol-1C.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH>-57.3kJ·mol-1D.液態(tài)水變?yōu)樗魵膺^程中需要克服分子間作用力解析:液態(tài)轉化為氣態(tài)的過程吸熱,焓變?yōu)檎?若反應②中CH3OH變?yōu)闅鈶B(tài),則同樣條件下燃燒,氣態(tài)CH3OH放出熱量多,即反應熱ΔH<ΔH2,故A錯誤;1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.0kJ,可得③H2O(l)H2O(g)ΔH=44kJ·mol-1,由蓋斯定律,②-4×③可得2CH3OH(l)+3O2(g)4H2O(l)+2CO2(g)ΔH2=-1453.0kJ·mol-1,則甲醇燃燒熱ΔH=-726.5kJ·mo-1,故B正確;醋酸是弱電解質,電離吸熱,故1molNaOH與1mol醋酸反應放熱小于57.3kJ,故CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH>-57.3kJ·mol-1,故C正確;液態(tài)水變?yōu)樗魵膺^程中分子間距發(fā)生變化,需要克服分子間作用力,故D正確。4.50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行中和反應,通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱,下列說法正確的是(B)A.在測定中和熱的實驗中,至少需要測定并記錄的溫度是3次B.大燒杯上如不蓋硬紙板,測得的中和熱ΔH會偏大C.用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗,測得中和熱ΔH會偏小D.測定中和熱的實驗中,環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替,則測量出的中和熱ΔH<-57.3kJ/mol解析:在測定中和熱的實驗中,每一組要記錄3次溫度,而我們實驗時至少要做3組,所以至少要記錄9次溫度,故A錯誤;大燒杯上如不蓋硬紙板,會使一部分熱量散失,求得放熱數(shù)值將會減小,中和反應為放熱反應,ΔH會偏大,故B正確;一水合氨為弱堿,電離過程為吸熱過程,所以用氨水代替NaOH溶液反應,反應放出的熱量偏小,中和反應為放熱反應,測得中和熱ΔH會偏大,故C錯誤;測定中和熱的實驗中,環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替,銅導熱性較強,導致熱量散失較多,則測量出的中和熱數(shù)值偏小,中和反應為放熱反應,則ΔH>-57.3kJ/mol,故D錯誤。(1)有關燃燒熱的判斷,一看是否以1mol可燃物為標準,二看是否生成穩(wěn)定氧化物。(2)中和反應的實質是H+和OH-反應生成H2O。若反應過程中有其他物質生成(如生成不溶性物質、難電離物質等),這部分反應熱不在中和反應的反應熱之內(nèi)。(3)對于中和反應的反應熱、燃燒熱,由于它們的反應放熱是確定的,所以描述中不帶“-”,但焓變?yōu)樨撝怠Ｉw斯定律及應用1.蓋斯定律(1)蓋斯定律的內(nèi)容不管化學反應是一步完成還是分幾步完成,其反應熱相同,即化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,而與反應的途徑無關。例如:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH3根據(jù)蓋斯定律有ΔH1=ΔH2+ΔH3。(2)蓋斯定律的應用①應用蓋斯定律比較反應熱的大小②應用蓋斯定律計算反應熱。2.反應熱大小的比較(1)根據(jù)反應物的量比較反應焓變的大小①H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH2反應②中H2的量較多,因此放熱較多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。(2)根據(jù)反應進行的程度比較反應焓變的大?、跜(s)+12O2(g)CO(g)ΔH3④C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH4反應④中,C完全燃燒,放熱更多,|ΔH3|<|ΔH4|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH3>ΔH4。(3)根據(jù)反應物或生成物的狀態(tài)比較反應焓變的大小⑤S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH5⑥S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH6由⑤-⑥可得S(g)S(s)ΔH=ΔH5-ΔH6<0,故ΔH5<ΔH6。[理解辨析]1.想一想由圖像判斷ΔH1與ΔH2的大小。提示:由圖像可知,|ΔH2|>|ΔH1|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。2.做一做近年來,研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如圖:反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應Ⅱ的熱化學方程式:

。解析:由題圖可知,反應Ⅱ的化學方程式為3SO2+2H2O2H2SO4+S↓,根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅱ=-(反應Ⅰ+反應Ⅲ)可得3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1。答案:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1反應熱關系判斷1.(2020·浙江7月選考,22)關于下列ΔH的判斷正確的是(B)CO32-(aq)+H+(aq)HCOCO32-(aq)+H2O(l)HCO3-OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)ΔH3OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l)ΔH4A.ΔH1<0ΔH2<0B.ΔH1<ΔH2C.ΔH3<0ΔH4>0D.ΔH3>ΔH4解析:形成化學鍵要放出熱量,ΔH1<0,第二個反應是鹽類的水解反應,是吸熱反應,ΔH2>0,A項錯誤;ΔH1是負值,ΔH2是正值,ΔH1<ΔH2,B項正確;酸堿中和反應是放熱反應,ΔH3<0,ΔH4<0,C項錯誤;第四個反應(醋酸是弱酸,電離吸熱)放出的熱量小于第三個反應,但ΔH3和ΔH4都是負值,則ΔH3<ΔH4,D項錯誤。2.電解飽和食鹽水的能量關系如圖所示(所有數(shù)據(jù)均在室溫下測得):下列說法不正確的是(A)A.ΔH2<ΔH6B.ΔH3>0,ΔH4<0C.2H+(aq)+2Cl-(aq)H2(g)+Cl2(g)的ΔH=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH6+ΔH7D.中和熱可表示為-0.5ΔH5解析:由題給示意圖可知,過程2為溶液中氯離子失去電子轉化為氯原子的吸熱過程,ΔH2>0,過程6為溶液中氫離子得到電子生成氫原子的放熱過程,ΔH6<0,則ΔH2>ΔH6,故A錯誤;由題給示意圖可知,過程3為溶液中氯原子轉化為氣態(tài)氯原子的吸熱過程,ΔH3>0,過程4為氯原子形成氯氣分子的放熱過程,ΔH4<0,故B正確;由蓋斯定律可知,過程2+過程3+過程4+過程6+過程7得反應2H+(aq)+2Cl-(aq)H2(g)+Cl2(g),則反應的焓變ΔH=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH6+ΔH7,故C正確;中和熱為稀酸和稀堿發(fā)生中和反應生成1mol水釋放的能量,由題給示意圖可知,過程5為2mol液態(tài)水轉化為氫離子和氫氧根離子吸收熱量的過程,則酸與堿發(fā)生中和反應的中和熱可表示為-0.5ΔH5,故D正確。利用蓋斯定律書寫熱化學方程式,計算反應熱3.(2021·河北衡水開學考)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出廢舊印刷電路板上的銅。已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)ΔH1=+64.39kJ·mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)ΔH2=-196.46kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH3=-285.84kJ·mol-1在H2SO4溶液中,1molCu與1molH2O2完全反應生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反應熱ΔH等于(B)A.-417.91kJ·mol-1 B.-319.68kJ·mol-1C.+546.69kJ·mol-1 D.-448.46kJ·mol-1解析:由蓋斯定律可知該反應的反應熱ΔH=ΔH1+ΔH2×12+ΔH364.39kJ·mol-1+(-196.46kJ·mol-1)×12+(-285.84kJ·mol-1-319.68kJ·mol-1,即Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1,故選B。4.(2021·重慶聯(lián)合診斷)為了節(jié)能減排,提高資源的利用率,可以用CO和CO2與H2反應合成乙醇。已知:①2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(g)ΔH1=-296.6kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.2kJ·mol-1③1mol液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水的焓變?yōu)棣=+44kJ·mol-1則由CO2(g)和H2(g)反應生成1molCH3CH2OH(l)和3molH2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)為(A)A.-346.2 B.-390.2C.-434.2 D.-692.4解析:①-②×2得④2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(l)+3H2O(g)ΔH=[-296.6-(-41.2)×2]kJ·mol-1=-214.2kJ·mol-1;④-③×3得2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(l)+3H2O(l)ΔH=(-214.2-44×3)kJ·mol-1=-346.2kJ·mol-1。5.(1)近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行:Ⅰ.CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1Ⅱ.CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)ΔH2=-20kJ·molⅢ.CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1

(2)已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=-4.4kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-55.3kJ·mol-1則反應N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(3)CH4超干重整CO2的催化轉化如圖1所示:①已知相關反應的能量變化如圖2所示,過程Ⅰ的熱化學方程式為

。

②下列關于上述過程Ⅱ的說法不正確的是(填字母)。a.實現(xiàn)了含碳物質與含氫物質的分離b.可表示為CO2+H2H2O(g)+COc.CO未參與反應d.Fe3O4、CaO為催化劑,降低了反應的ΔH解析:(1)根據(jù)蓋斯定律知,(反應Ⅰ+反應Ⅱ+反應Ⅲ)×2得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=(ΔH1+ΔH2+ΔH3)×2=-116kJ·mol-1。(2)將已知熱化學方程式依次編號為①、②,根據(jù)蓋斯定律,由12×①-②得N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)ΔH=Δ-4.4+55.3×22kJ·mol(3)①據(jù)CH4超干重整CO2的催化轉化圖,過程Ⅰ的化學方程式為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),由能量—反應進程曲線得熱化學方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol-1(i)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ·mol-1(ii)(i)×2+(ii)得過程Ⅰ的熱化學方程式為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ·mol-1。②過程Ⅱ物質變化為左上(CO、H2、CO2)+右下(惰性氣體)左下(H2O)+右上(CO、惰性氣體),總反應為H2+CO2H2O(g)+CO,Fe3O4、CaO為總反應的催化劑,能降低反應的活化能,但不能改變反應的ΔH,故a、b正確,c、d錯誤。答案:(1)-116(2)+53.1(3)①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ·mol-1②cd1.(2021·山東卷,14)18O標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應歷程可表示為:+OH-+CH3O-,能量變化如圖所示。已知為快速平衡,下列說法正確的是(B)A.反應Ⅱ、Ⅲ為決速步B.反應結束后,溶液中存在18OH-C.反應結束后,溶液中存在CH3D.反應Ⅰ與反應Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應的焓變解析:一般來說,反應的活化能越高,反應速率越慢,由圖可知,反應Ⅰ和反應Ⅳ的活化能較高,因此反應的決速步為反應Ⅰ、Ⅳ,故A錯誤;反應Ⅰ為加成反應,而與為快速平衡,反應Ⅱ的成鍵和斷鍵方式為或,后者能生成18OH-,因此反應結束后,溶液中存在18OH-,故B正確;反應Ⅲ的成鍵和斷鍵方式為或,因此反應結束后溶液中不會存在CH318OH,故C錯誤;該總反應對應反應物的總能量高于生成物的總能量,總反應為放熱反應,因此和CH3O-的總能量與和OH-的總能量之差等于圖示總反應的焓變,故D錯誤。2.(2021·重慶新高考適應性考試,11)已知△(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)ΔH=-157kJ/mol。已知環(huán)丙烷(g)的燃燒熱ΔH=-2092kJ/mol,丙烷(g)的燃燒熱ΔH=-2220kJ/mol,1mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變?yōu)棣=+44kJ/mol。則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的ΔH(kJ/mol)為(B)A.-658 B.-482C.-329 D.-285解析:已知反應①為△(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)ΔH1=-157kJ/mol。反應②△(g)+4.5O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)ΔH2=-2092kJ·mol-1,反應③CH3CH2CH3(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)ΔH3=-2220kJ/mol,變化④H2O(l)H2O(g)ΔH4=+44kJ/mol,則按蓋斯定律,反應①-反應②+反應③+變化④得到反應H2(g)+0.5O2(g)H2O(g)ΔH,ΔH=ΔH1-ΔH2+ΔH3+ΔH4=-241kJ/mol,則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-482kJ/mol,B正確。3.(2021·湖南新高考適應性考試,9)活潑自由基與氧氣的反應一直是關注的熱點,HNO自由基與O2反應過程的能量變化如圖所示:下列說法正確的是(C)A.該反應為吸熱反應B.產(chǎn)物的穩(wěn)定性:P1>P2C.該歷程中最大正反應的活化能E正=186.19kJ·mol-1D.相同條件下,由中間產(chǎn)物Z轉化為產(chǎn)物的速率:v(P1)<v(P2)解析:由圖示可知,反應物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即該反應為放熱反應,故A錯誤;產(chǎn)物P2所具有的能量比產(chǎn)物P1所具有的能量低,所以產(chǎn)物P2比產(chǎn)物P1要穩(wěn)定,故B錯誤;由圖示可知中間產(chǎn)物Z到過渡態(tài)Ⅳ所需的活化能最大,則E正=186.19kJ·mol-1,故C正確;由圖示可知,由Z到產(chǎn)物P1所需的活化能低于由Z到產(chǎn)物P2所需的活化能,則由中間產(chǎn)物Z轉化為產(chǎn)物的速率v(P1)>v(P2),故D錯誤。4.(1)(2020·山東卷,18)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下列問題:ΔH3=kJ·mol-1。

(2)(2021·廣東卷,19)我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應:a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)+C(s)ΔH4e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)ΔH5根據(jù)蓋斯定律,反應a的ΔH1=

(寫出一個代數(shù)式即可)。(3)(2021·河北卷,16)當今,世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術,降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時,相關物質的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:物質H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1)-285.8-393.5-3267.5則25℃時H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為

。

解析:(1)根據(jù)反應Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,則ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5kJ·mol-1-(-90.4kJ·mol-1)=+40.9kJ·mol-1。(2)根據(jù)題目所給出的反應方程式關系可知,a=b+c-e=c-d,根據(jù)蓋斯定律有ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5=ΔH3-ΔH4。(3)根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知,存在反應①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1,③C6H6(l)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-3267.5kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,(①×12+②×6)×123H2(g)C6H6(l)ΔH=[(-393.5kJ·mol-1)×12+(-285.8kJ·mol-1)×6]×12-(-3267.5kJ·mol-1)=49.1kJ·mol-1答案:(1)+40.9(2)ΔH2+ΔH3-ΔH5(或ΔH3-ΔH4)(3)6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)ΔH=49.1kJ·mol-1題號知識易中難反應熱與焓變(包括圖像)2,69燃燒熱、中和熱、能源概念理解13熱化學方程式47蓋斯定律的理解與應用5,810一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1.“2021國際太陽能光伏與智慧能源(上海)展覽會”于2021年在中國上海隆重舉行,旨在交流和探討太陽能光催化分解水制氫、太陽能光催化二氧化碳轉化為燃料等問題。下列說法錯誤的是(A)A.太陽能燃料屬于一次能源B.直接電催化CO2制取燃料時,燃料是陰極產(chǎn)物C.用光催化分解水產(chǎn)生的H2是理想的綠色能源D.研發(fā)和利用太陽能燃料,有利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展解析:太陽能燃料屬于二次能源,故A錯誤;直接電催化CO2制取燃料時,化合價降低,在陰極反應,因此燃料是陰極產(chǎn)物,故B正確;用光催化分解水產(chǎn)生H2,氫氣燃燒放出熱量多,無污染,是理想的綠色能源,故C正確;研發(fā)和利用太陽能燃料,消耗能量較低,有利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,故D正確。2.根據(jù)如圖所示的示意圖,下列說法不正確的是(C)A.反應的熱化學方程式可表示為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+(b-a)kJ·mol-1B.該反應過程中反應物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量C.nmolC和nmolH2O反應生成nmolCO和nmolH2吸收的熱量一定為131.3nkJD.1molC(g)、2molH(g)、1molO(g)轉變成1molCO(g)和1molH2(g)放出的熱量為akJ解析:1molC(s)、1molH2O(g)變成1molC(g)、2molH(g)和1molO(g)吸收bkJ熱量,1molC(g)、2molH(g)和1molO(g)變成1molCO(g)和1molH2(g)放出akJ熱量,則有C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+(b-a)kJ·mol-1,A正確;該反應生成物的總能量大于反應物的總能量,是吸熱反應,則反應物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量,B正確;nmolC(s)和nmolH2O(g)反應生成nmolCO(g)和nmolH2(g)吸收的熱量為131.3nkJ,若反應物和生成物的狀態(tài)改變,則吸收熱量的數(shù)值不同,C錯誤;由題圖可知,1molC(g)、2molH(g)、1molO(g)轉變成1molCO(g)和1molH2(g)放出的熱量為akJ,D正確。3.已知碳、一氧化碳、晶體硅的燃燒熱分別是ΔH1、ΔH2、ΔH3,工業(yè)冶煉晶體硅反應為2C(s)+SiO2(s)Si(s)+2CO(g)ΔH4。則下列判斷正確的是(B)A.ΔH1>ΔH2B.2ΔH1-2ΔH2-ΔH3=ΔH4C.C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1D.Si+O2SiO2ΔH3解析:1molC完全燃燒放出的熱量大于1molCO完全燃燒放出的熱量,ΔH1<ΔH2,A錯誤;根據(jù)題給信息,可分別得到熱化學方程式①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1,②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2,③Si(s)+O2(g)SiO2(s)ΔH3,由蓋斯定律,①×2-②×2-③得2C(s)+SiO2(s)Si(s)+2CO(g)ΔH4=2ΔH1-2ΔH2-ΔH3,B正確,C、D錯誤。4.下列熱化學方程式正確的是(D)選項已知條件熱化學方程式AH2的燃燒熱為akJ·mol-1H2+Cl22HClΔH=-akJ·mol-1B1molSO2、0.5molO2完全反應,放出熱量98.3kJ2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1CH+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D31g白磷比31g紅磷能量多bkJP4(白磷,s)4P(紅磷,s)ΔH=-4bkJ·mol-1解析:燃燒熱是指在101kPa下,1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量,H2完全燃燒后生成的穩(wěn)定的氧化物是H2O(l)而不是HCl,A項錯誤;ΔH數(shù)值應與方程式中各物質的化學計量數(shù)相對應,故2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=(-98.3kJ·mol-1)×2=-196.6kJ·mol-1,B項錯誤;H2SO4與Ba(OH)2反應生成了BaSO4沉淀,也放出了熱量,故反應中放出的熱量應大于114.6kJ·mol-1,C項錯誤;31g白磷的物質的量為0.25mol,ΔH數(shù)值應與方程式中各物質的化學計量數(shù)相對應,故1mol白磷轉化為紅磷,放出的熱量為4bkJ·mol-1,D項正確。5.(2020·北京卷,12)依據(jù)圖示關系,下列說法不正確的是(C)A.石墨燃燒是放熱反應B.1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉化為CO2,前者放熱多C.C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D.化學反應的ΔH,只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,與反應途徑無關解析:所有的燃燒都是放熱反應,根據(jù)圖示,C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH1<0,則石墨燃燒是放熱反應,故A正確;根據(jù)圖示,C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1,根據(jù)反應可知都是放熱反應,1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉化為CO2,1molC(石墨)放熱多,故B正確;根據(jù)B項分析,①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,①-②×2可得C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g)ΔH=ΔH1-2ΔH2,故C錯誤;根據(jù)蓋斯定律可知,化學反應的焓變只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,與反應途徑無關,故D正確。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)6.北京化工大學研究了過渡金屬Pd8簇催化乙炔氫化的反應機理,Pd8簇上的反應中間體亞乙烯基吸附物R,多步連續(xù)加氫反應路徑的能量變化示意圖如圖(TS為過渡態(tài),IM為中間體)。下列說法錯誤的是(B)A.乙炔與氫氣加成生成乙烷的反應為放熱反應B.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級顆?？商岣咭胰驳钠胶廪D化率C.圖示反應歷程中,最大能壘的反應過程為IM1到TS2D.乙炔氫化歷程中涉及非極性鍵的斷裂解析:圖中Pd8簇上的反應中間體亞乙烯基吸附物R,經(jīng)過多步連續(xù)加氫生成乙烷的反應只是乙炔與氫氣加成生成乙烷的部分反應,不能據(jù)此判斷整個反應的反應熱,其實乙炔與氫氣加成生成乙烷的反應為放熱反應,故A正確;催化劑能降低反應的活化能,加快反應速率,但不能改變反應的始態(tài)和終態(tài),不能改變化學平衡狀態(tài),不能改變反應物的轉化率,故B錯誤;由圖可知,反應歷程中的能壘分別為(-153+310)kJ、(-24+239)kJ、(-80+115)kJ,則最大能壘的反應過程為IM1到TS2,故C正確;氫氣分子中含有非極性鍵,乙炔氫化歷程中氫氣分子斷裂H—H鍵形成H原子,H原子與亞乙烯基吸附物R經(jīng)過多步反應形成C—H鍵生成乙烷,所以乙炔氫化歷程中涉及非極性鍵的斷裂,故D正確。7.(2022·湖南長沙月考)下列熱化學方程式中,正確的是(D)A.甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3kJ/molB.500℃、30MPa下,將0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密閉容器中充分反應生成NH3(g)放熱19.3kJ,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ/molC.稀HCl和NaOH溶液反應的中和熱ΔH=-57.3kJ/mol,則稀H2SO4和NaOH溶液反應的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ/molD.在101kPa時,2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol解析:根據(jù)甲烷的燃燒熱,可寫出表示其燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ/mol,A錯誤;合成氨的反應為可逆反應,根據(jù)信息可知,1molN2完全反應放熱大于38.6kJ,即N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<-38.6kJ/mol,B錯誤;中和熱是生成1mol液態(tài)H2O時所放出的熱量,與生成H2O的多少無關,C錯誤;2gH2為1mol,根據(jù)完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,其熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol,D正確。8.已知:①S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)ΔH3④2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)ΔH4⑤SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)ΔH5下列關于上述反應焓變的判斷不正確的是(BC)A.ΔH1<ΔH2B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5=ΔH3+ΔH2D.2ΔH5=3ΔH3-ΔH4解析:本題考查反應熱的比較、蓋斯定律的應用。等量的S具有的能量S(g)>S(s),則等量的S(g)完全燃燒生成SO2(g)放出的熱量多,故有ΔH1<ΔH2,A正確;等量H2S(g)完全燃燒生成SO2(g)放出的熱量比不完全燃燒生成S(s)放出的熱量多,則有ΔH3>ΔH4,B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由③-②可得⑤,則有ΔH5=ΔH3-ΔH2,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由③×3-⑤×2可得④,則有2ΔH5=3ΔH3-ΔH4,D正確。三、非選擇題9.(1)100mL0.200mol·L-1CuSO4溶液與1.95g鋅粉在量熱計中充分反應。測得反應前溫度為20.1℃,反應后最高溫度為30.1℃。已知:反應前后,溶液的比熱容均近似為4.18J·g-1·℃-1,溶液的密度均近似為1.00g·cm-3,忽略溶液體積、質量變化和金屬吸收的熱量。請計算:①反應放出的熱量Q=J。

②反應Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH=kJ·mol-1(列式計算)。

(2)研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應有:Ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=136kJ·mol-1Ⅱ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2=177kJ·mol-1Ⅲ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH3Ⅳ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH4=41kJ·mol-1已知:298K時,相關物質的相對能量(如圖1)?？筛鶕?jù)相關物質的相對能量計算反應或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如:H2O(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。請回答:①根據(jù)相關物質的相對能量計算ΔH3=kJ·mol-1。

②有研究表明,在催化劑存在下,反應Ⅱ分兩步進行,過程如下:C2H6(g)+CO2(g)→C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)→C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),且第二步速率較慢(反應活化能為210kJ·mol-1)。根據(jù)相關物質的相對能量,畫出反應Ⅱ分兩步進行的“能量—反應過程圖”,起點從[C2H6(g)+CO2(g)]的能量-477kJ·mol-1開始(如圖2)。解析:(1)①100mL0.200mol·L-1CuSO4溶液與1.95g鋅粉發(fā)生反應的化學方程式為CuSO4+ZnZnSO4+Cu,忽略溶液體積、質量變化可知,溶液的質量m=ρV=1.00g·cm-3×100mL=100g,忽略金屬吸收的熱量可知,反應放出的熱量Q=cmΔt=4.18J·g-1·℃-1×100g×(30.1-20.1)℃=4.18×103J。②上述反應中n(CuSO4)=0.200mol·L-1×0.100L=0.020mol,n(Zn)=mM=1.95g65g·mol--4.18×10310000.(2)①由圖1的數(shù)據(jù)可知,C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的相對能量分別為-84kJ·mol-1、-