(江蘇專用)2014高考化學一輪復習精練 第五章專題五 第一單元 化學反應中的熱效應

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1、專題五 化學反應與能量變化 第一單元 化學反應中的熱效應 (時間:45分鐘 滿分:100分) 考 點 題 號 能量轉化及應用 1、3、4、6 化學反應焓變的計算及比較 2、5、7 反應熱的測定 9 熱化學方程式的書寫 8、10、11 一、選擇題(本題包括4個小題,共24分,每小題只有1個選項符合題意) 1.下列反應中符合圖示能量變化的是 (  )。 A.電解Al2O3得到Al和O2 B.HCl分解為H2和Cl2 C.Na與H2O反應 D.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶體混合反應 解析 由圖示可知反應物的總能量高于生成物的總能量,該反應

2、為放熱反應,故C項正確。 答案 C 2.(2012·海門質檢)下列依據熱化學方程式得出的結論正確的是 (  )。 A.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則含40.0 g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出小于57.3 kJ的熱量 B.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1 C.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a、2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b,則a>b D.已

3、知P(白磷,s)===P(紅磷,s) ΔH<0,則白磷比紅磷穩(wěn)定 解析 本題根據熱化學方程式考查反應熱的大小判斷與計算。醋酸電離要吸熱,因此A項正確;B項錯在水不是液體;C項前一個反應放出的熱量多,a應比b小,D項紅磷的能量比白磷小,因此紅磷較穩(wěn)定。 答案 A 3.(2013·鹽城摸底)臭氧層中臭氧分解歷程如圖所示,下列說法正確的是(  )。 A.催化反應①、②均為放熱反應 B.催化劑不能改變該反應的焓變 C.ClO是該反應的催化劑 D.在該反應過程中沒有化學鍵的斷裂與生成 解析 由題可知反應①為吸熱反應,反應②為放熱反應,A錯誤;催化劑改變了反應的活化能,沒有改變反應的焓

4、變,B正確;ClO是中間產物,Cl是催化劑,C錯誤;任何化學反應中都既有化學鍵的斷裂又有化學鍵的形成,D錯誤。 答案 B 4.(2013·順義模擬)下列圖像分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系 據此判斷下列說法中正確的是 (  )。 A.石墨轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻? B.白磷比紅磷穩(wěn)定 C.S(g)===S(s) ΔH>0 D.H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH>0 解析 紅磷的能量低,更穩(wěn)定,B錯誤。氣態(tài)硫能量高,S(g)===S(s)放出熱量,ΔH<0,C錯誤。D中反應為放熱反應,ΔH<0。 答案 A 二、選擇題(本題包括3個小題

5、,共18分,每小題有1~2個選項符合題意) 5.(2010·廣東高考,9)在298 K、100 kPa時,已知: 2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1 Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關系正確的是 (  )。 A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 解析 依次給三個熱化學方程式編號為①、②、③,則③=①+2×②,故ΔH3=ΔH1+2×

6、ΔH2。 答案 A 6.(2012·東城二模,10)氫化熱是指一定條件下,1 mol不飽和化合物加氫時放出的熱量。表中是環(huán)己烯()、環(huán)己二烯()和苯的氫化熱數據。 化合物 +H2 +2H2 +3H2 氫化熱ΔH (kJ·mol-1) -119.7 -232.7 -208.4 下列說法正確的是 (  )。 A.環(huán)己二烯與H2的反應最劇烈 B.環(huán)己烯、環(huán)己二烯和苯有相同的官能團 C.三種化合物中環(huán)己二烯的活潑性最強 D.上述條件下,1 mol 轉變?yōu)闀r放熱113 kJ 解析 A項,劇烈與否,與放出熱量多少無關,錯誤;B項中,苯分子中無碳碳

7、雙鍵,錯誤;C項,環(huán)己二烯最活潑,正確。 答案 CD 7.(2013·河北高三模擬)白磷與氧可發(fā)生如下反應:P4+5O2===P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol-1,P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1。 根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH,其中正確的是 (  )。 A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1 C.(4c+12b-4c-5d)kJ·mol-1 D.(4a+5d-4c-12

8、b)kJ·mol-1 解析 1 mol P4中有6 mol的P—P,5 mol O2中含有5 mol O===O,1 mol P4O10中含有4 mol P===O、12 mol P—O,所以ΔH=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 答案 A 三、非選擇題(本題共4個小題,共58分) 8.(12分)(1)丙烷熱值較高,污染較小,是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問題。 ①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過程中的能量變化圖,請在圖中的括號內填入“+”或“-”。 ②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式:__________________________

9、____ ___________________________________________________________________________________________________。 ③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料,應用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1 645 kJ熱量,則混合氣體中,丙烷和二甲醚的物質的量之比為________。 (2)蓋斯定律認為:不管化學過程是一步完成或分幾步完成,整個過程的總熱效應相同。試運用蓋斯定律回答下列問題:

10、 ①已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1 C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1 C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1 若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒,并恢復到室溫,則整個過程中放出的熱量為________kJ。 ②碳在氧氣供應不充足時,生成CO同時還部分生成CO2,因此無法通過實驗直接測得反應:C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH。但可設計實驗、利用蓋斯定律計算出該反應的ΔH,計算時需要測得的實驗數據有________。 解析 (1)①

11、丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)的過程放熱,ΔH為“-”。 ②燃燒熱是101 kPa時,1 mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量,所以表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式為C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1。③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol-1+[1 mol-n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol-1=1 645 kJ,解得n(二甲醚)=0.75 mol,n(丙烷)= 0.25 mol。 (2)①由①×3+③-②可得C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) Δ

12、H4=-(3Q1-Q2+Q3)kJ·mol-1,所以使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒,并恢復到室溫,整個過程中放出的熱量為(3Q1-Q2+Q3)kJ。 ②利用蓋斯定律計算反應C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH,需要測得的實驗數據有碳和CO的燃燒熱。 答案 (1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1?、?∶3 (2)①3Q1-Q2+Q3 ②碳和CO的燃燒熱 9.(12分)測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如右圖所示。 (1)寫出該反應的熱化學方程式(中和熱為57.3 kJ·mol-1):______

13、_________________________ ______________________________________。 (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗,實驗數據如下表。 ①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝? 溫度 實驗次數   起始溫度T1/℃ 終止溫度T2/℃ 溫度差平均值(T2-T1)/℃ H2SO4溶液 NaOH溶液 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.

14、4 ②近似認為0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是 1 g·cm-3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J·g-1·℃-1。則中和熱ΔH=________(取小數點后一位)。 ③上述實驗數值結果與57.3 kJ·mol-1有偏差,產生偏差的原因可能是________(填字母)。 a.實驗裝置保溫、隔熱效果差 b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數 c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中 d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度 解析 (1)寫熱化學方程式時除注意化學方程式配平外,還要注意物質的聚集狀態(tài)

15、,ΔH的符號和單位。 (2)①實驗2的誤差太大要舍去 ②ΔH=-=- =-53 504 J·mol-1≈-53.5 kJ·mol-1。 ③a、c項易使部分熱量損失,導致結果偏低,b項仰視讀數,V(NaOH)偏大,會導致結果偏高,d項會使溫差變小、導致結果偏低。 答案 (1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 (2)①4.0 ②-53.5 kJ·mol-1?、踑cd 10.(18分)(2013·海門調研)能源危機是當前全球問題,開源節(jié)流是應對能源危機的重要舉措。 (1)下列做法有助于能源“開源節(jié)流”的是

16、________(填字母)。 a.大力發(fā)展農村沼氣,將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源 b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求 c.開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱等新能源、減少使用煤、石油等化石燃料 d.減少資源消耗,增加資源的重復使用、資源的循環(huán)再生 (2)金剛石和石墨均為碳的同素異形體,它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳,充分燃燒時生成二氧化碳,反應中放出的熱量如下圖所示。 ①在通常狀況下,金剛石和石墨中________(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱為________。 ②12 g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36 g,該過程放出的熱量___

17、_____。 (3)已知:N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1。 N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=180.0 kJ·mol-1。 NO分子中化學鍵的鍵能為________kJ·mol-1。 (4)綜合上述有關信息,請寫出CO與NO反應的熱化學方程式:_________________________________________________________________。 解析 (2)①由圖知石墨的能量比金剛石的小,所以石墨比金剛石穩(wěn)定;石墨的燃燒熱ΔH=ΔH3+ΔH2=-110.5 kJ·mol-1+(-283

18、.0 kJ·mol-1)=-393.5 kJ·mol-1。②n(CO)×28 g·mol-1+n(CO2)×44 g·mol-1=36 g,n(CO)+n(CO2)=1 mol,所以n(CO)=n(CO2)=0.5 mol,放出的熱量為:110.5 kJ·mol-1×0.5 mol+393.5 kJ·mol-1×0.5 mol=252.0 kJ。(3)設NO分子中化學鍵的鍵能為x,則946 kJ·mol-1+497 kJ·mol-1-2x=180.0 kJ·mol-1,x=631.5 kJ·mol-1。(4)由圖知2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-

19、1,將該式減去N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=180.0 kJ·mol-1得:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·mol-1。 答案 (1)acd (2)①石墨 393.5 kJ·mol-1 ②252.0 kJ (3)631.5 (4)2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·mol-1 11.(16分)已知某種新型燃料的主要成分是高濃度乙炔和液氨。請回答下列問題。 (1)下列說法正確的是________(填序號)。 A.液氨在汽化過程中ΔH<0 B.乙炔(CHCH)和液氨

20、在密封體系中發(fā)生氧化還原反應而釋放能量 C.乙炔和液氨在純氧中完全燃燒時不產生有毒物質 D.這種新型燃料燃燒過程中只是將化學能轉化為動能 (2)已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成二氧化碳氣體和液態(tài)水,并放出熱量b kJ,則下列熱化學方程式中正確的是________(填序號)。 A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-kJ·mol-1 B.C2H2+O2===2CO2+H2O ΔH=- kJ·mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)==

21、=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1 (3)已知下列數據: 化學鍵 H—N H—O N≡≡N O==O 斷鍵所需能量/ (kJ·mol-1) 386 463 942 498 請寫出NH3(g)完全燃燒生成N2和水蒸氣的熱化學反應方程式_________________________________________________________________。 (4)已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=44.0 kJ·mol-1。液氫也是一種常用燃料,將煤與水蒸氣在高溫下反應是獲取H2的重要方法。C(s)、CO(g)和H2(g

22、)完全燃燒的熱化學方程式分別為 ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 ②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 根據以上信息,則12 kg C(s)與水蒸氣反應________(填“吸收”或“放出”)________kJ熱量。 解析 (1)選項A,液氨汽化過程中需要吸收熱量,故ΔH>0。選項B,乙炔和液氨在封閉體系中不發(fā)生反應,錯誤;選項C,在純氧中,C2H2完全燃燒的產物為CO2、H2O,NH3完全燃燒的產物為N2和H2

23、O,這些產物都是無毒的;D選項,燃燒的過程中化學能轉化為熱能和光能,錯誤。 (2)a g C2H2完全燃燒釋放出b kJ熱量,所以1 mol C2H2完全燃燒生成CO2、液態(tài)水時釋放出 kJ熱量,再根據熱化學方程式的書寫原則可知選項C正確。 (3)根據反應方程式:2NH3(g)+O2(g)===N2(g)+3H2O(g),反應物分子斷裂時所吸收的熱量=2×3 mol×386 kJ·mol-1+ mol×498 kJ·mol-1=3 063 kJ,生成物分子形成時釋放出的熱量=1 mol×942 kJ· mol-1+3×2 mol×463 kJ·mol-1=3 720 kJ,整個反應釋放出

24、的熱量=3 720 kJ-3 063 kJ=657 kJ。其熱化學反應方程式為2NH3(g)+O2(g)===N2(g)+3H2O(g) ΔH=-657 kJ·mol-1。 (4)根據蓋斯定律,可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJ·mol-1。ΔH>0,故該反應為吸熱反應。12 g C(s)與水蒸氣反應吸收131.3 kJ熱量,故12 kg C(s)與水蒸氣反應吸收1.313×105 kJ熱量。 答案 (1)C (2)C (3)2NH3(g)+O2(g)===N2(g)+3H2O(g) ΔH=-657 kJ·mol-1 (4)吸收 1.313×105

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