高中化學(xué)選修4專題1第一單元第1課時化學(xué)反應(yīng)的焓變作業(yè)

[基礎(chǔ)鞏固]1．下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋁片和稀鹽酸的反應(yīng)B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)C．灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)D．甲烷在氧氣中的燃燒解析：選C。注意知識的積累，記住常見的吸熱反應(yīng)。B、C屬于吸熱反應(yīng)，再從化合價變化角度來分析，知答案為C。2．下列變化一定為放熱的化學(xué)反應(yīng)的是()A．H2O(g)=H2O(l)放出44kJ熱量B．ΔH>0的化學(xué)反應(yīng)C．形成化學(xué)鍵時共放出能量862kJ的化學(xué)反應(yīng)D．能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)解析：選D。A項不屬于化學(xué)反應(yīng)；B項中ΔH>0的化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)；C項中由于不知道反應(yīng)過程中斷裂化學(xué)鍵吸收的能量多少，不能比較二者的相對大小，不能判斷反應(yīng)的能量變化；D項圖中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3．已知在相同狀況下，要使同一化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說法正確的是()A．電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣，該反應(yīng)是一個放出能量的反應(yīng)B．水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時放出能量C．相同狀況下，反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up10(催化劑))2SO3是一個放熱反應(yīng)，則反應(yīng)2SO3eq\o(,\s\up10(催化劑))2SO2＋O2是一個吸熱反應(yīng)D．氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出能量解析：選C。由題意可以推測，如果一個反應(yīng)過程放出能量，那么使該反應(yīng)向反方向進行則需要吸收能量，所以C正確；另外氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出能量的反應(yīng)，與它們相反的反應(yīng)：水、氯化氫和Al2O3的分解都應(yīng)該是吸收能量的反應(yīng)，故A、B、D錯誤。4．已知氫氣在氯氣中燃燒時產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中，破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ，下列關(guān)系式正確的是()A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3C．Q1＋Q2<Q3 D．Q1＋Q2<2Q3解析：選D。根據(jù)能量守恒原理：破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量－形成新化學(xué)鍵放出的能量＝反應(yīng)熱。對于該放熱反應(yīng)：ΔH<0，則Q1＋Q2－2Q3<0，故Q1＋Q2<2Q3。5．CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說法中正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量C．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝＋41kJ·mol－1D．1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ的熱量解析：選B。從圖中數(shù)據(jù)可以看出：該反應(yīng)的ΔH<0，為放熱反應(yīng)；CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。6.由右圖分析，有關(guān)敘述正確的是()A．A→B＋C和B＋C→A兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等B．A→B＋C是放熱反應(yīng)C．A具有的能量高于B和C具有的能量總和D．A→B＋C是吸熱反應(yīng)，則B＋C→A必然是放熱反應(yīng)解析：選D。本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，由圖可知，B＋C的能量高于A的能量，則反應(yīng)B＋C→A一定是放熱反應(yīng)；反之，A→B＋C則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在數(shù)值上相等，符號相反。7．白磷在高壓下隔絕空氣加熱后急速冷卻，可得鋼灰色固體黑磷，其轉(zhuǎn)化過程中的能量變化如圖所示。下列敘述中正確的是()A．黑磷比白磷穩(wěn)定B．黑磷與白磷互為同分異構(gòu)體C．白磷轉(zhuǎn)化為黑磷是氧化還原反應(yīng)D．白磷轉(zhuǎn)化為黑磷是吸熱反應(yīng)解析：選A。黑磷與白磷均是由磷元素組成的單質(zhì)，互為同素異形體，B項錯誤；白磷轉(zhuǎn)化為黑磷的過程中元素化合價未變，不屬于氧化還原反應(yīng)，C項錯誤；由于白磷的能量比黑磷的能量高，白磷轉(zhuǎn)化為黑磷為放熱反應(yīng)。8．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷下列說法中錯誤的是()A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量D．由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)解析：選D。因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，焓變大于零，故A、B項正確；C項，在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之間存在離子鍵，COeq\o\al(2－,3)中，C與O之間存在共價鍵，故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，斷鍵吸收能量，成鍵放出能量，C項正確；需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng)，如碳的燃燒反應(yīng)就是放熱反應(yīng)，D項錯誤。9．2013年6月11日我國成功發(fā)射的“神舟”十號飛行器的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮氣流中通過如下反應(yīng)制得：SiO2＋C＋N2eq\o(→,\s\up7(高溫))Si3N4＋CO該反應(yīng)變化過程中的能量變化如圖所示?；卮鹨韵聠栴}。(1)上述反應(yīng)中的還原劑是________，其還原產(chǎn)物是________。(2)該反應(yīng)________(填“吸熱”或“放熱”)，反應(yīng)熱ΔH____0(填“>”、“<”或“＝”)。解析：(1)SiO2＋C＋N2eq\o(→,\s\up7(高溫))Si3N4＋CO，反應(yīng)中碳元素的化合價由0價升高到＋2價，氮元素的化合價由0價降低到－3價。故反應(yīng)中的還原劑是C，還原產(chǎn)物為Si3N4。(2)該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，ΔH<0。答案：(1)CSi3N4(2)放熱<10．已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ，且氧氣中1molO=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ，水蒸氣中1molH—O鍵形成時放出熱量463kJ，則氫氣中1molH—H鍵斷裂時吸收的熱量是________。解析：因為1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ，所以1molH2與eq\f(1,2)molO2完全燃燒生成1mol水蒸氣時放出熱量242kJ。而化學(xué)反應(yīng)中之所以存在能量的變化是因為在化學(xué)反應(yīng)過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成，其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成需要放出能量。發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1時所發(fā)生鍵的變化為斷裂1molH—H鍵和eq\f(1,2)molO=O鍵、形成2molO—H鍵，因此在此反應(yīng)過程中斷裂舊鍵需要吸收的能量為eq\f(1,2)×496kJ·mol－1＋E(H—H)，形成新鍵釋放的能量為2×463kJ·mol－1＝926kJ·mol－1，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以有926kJ·mol－1－eq\f(1,2)×496kJ·mol－1－E(H—H)＝242kJ·mol－1，解得E(H—H)＝436kJ·mol－1。答案：436kJ[能力提升]11．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)～(5)題。(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。A．H2 B．Cl2C．Br2 D．I2(2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是________。A．HCl B．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？________________。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當消耗等物質(zhì)的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是____________。(5)若無上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問題(4)嗎？(填“能”或“不能”)，你的根據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：破壞1mol物質(zhì)的化學(xué)鍵時所消耗的能量與相同條件下形成1mol該物質(zhì)的化學(xué)鍵時放出的能量相等，放出的能量越多，物質(zhì)本身具有的能量越低，分子越穩(wěn)定。(1)形成1molH—H鍵時放出的能量最多，為436kJ；(2)在氫化物中，形成1molH—Cl鍵時放出的能量最多，為432kJ；(3)分別計算出三個反應(yīng)放出的熱量依次為185kJ、103kJ和9kJ。答案：(1)A(2)A(3)放熱反應(yīng)(4)Cl2(5)能元素的非金屬性越強，生成的氫化物越穩(wěn)定，反應(yīng)放出的能量就越多12．化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成1mol化學(xué)鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價鍵鍵能的數(shù)據(jù)：H—S：364kJ·mol－1，S—S：266kJ·mol－1，S=O：522kJ·mol－1，H—O：464kJ·mol－1。(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的反應(yīng)熱：2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－QkJ·mol－1，反應(yīng)產(chǎn)物中的S實為S8，實際分子是一個8元環(huán)狀分子(即)，則Q＝________________________________________________________________________。(2)標準狀況下，將aLH2S與bLSO2混合進行上述反應(yīng)，當a>2b時，反應(yīng)放熱________kJ·mol－1；當a<2b時，反應(yīng)放熱________kJ·mol－1。解析：(1)2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l)，2molH2S中有4molH—S鍵，1molSO2中有2molS=O鍵，3molS中有eq\f(3,8)molS8，即3molS—S鍵，2molH2O中有4molH—O鍵。破壞反應(yīng)物的鍵吸熱，形成生成物的鍵放熱，故ΔH＝(4×364＋2×522－3×266－4×464)kJ/mol＝－154kJ/mol，Q＝154。(2)a>2b時，H2S過量，SO2不足，以SO