2014高考化學二輪專題復習教學案 專題7

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[考綱要求]　1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的計算。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎；了解化學在解決能源危機中的重要作用。 考點一　正確理解反應熱的概念 1． 理解化學反應熱效應的兩種角度 (1)從微觀的角度說，是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值，如下圖所示 a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量； b表示新化學鍵形成放出的熱量； c表示反應熱。 (2)從宏觀的角度說，是反應物自身的能量與生成物的能量差值，在上圖中： a表示活化能； b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量； c表示反應熱。 2． 反應熱的量化參數(shù)——鍵能 反應熱與鍵能的關系 反應熱：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量。 題組一　反應熱概念的理解 1． 正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)催化劑能改變反應的焓變 () (2012江蘇，4B改編) (2)催化劑能降低反應的活化能 (√) (2012江蘇，4C改編) (3)同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同 () (2010山東理綜，10D) 2． 下列關于反應熱和熱化學反應的描述中正確的是 (　　) A．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋2 283.0 kJmol－1 C．氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol－1，則電解水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJmol－1 D．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 答案　B 解析　在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)H2O時的反應熱叫作中和熱，中和熱是以生成1 mol 液態(tài)H2O為基準的，A項錯誤；CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ mol－1，則CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1，則2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－2283.0 kJmol－1，逆向反應時反應熱的數(shù)值相等，符號相反，B項正確；電解2 mol水吸收的熱量和2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量相等，C項中的ΔH應為＋571.0 kJmol－1；在25 ℃、101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(水應為液態(tài))所放出的熱量是該物質的燃燒熱，D項錯誤。 失誤防范 (1)化學反應的焓變只與化學反應的計量系數(shù)，物質的聚集狀態(tài)有關，而與反應條件無關。 (2)燃燒熱：在101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。單位：kJmol－1。需注意：①燃燒熱是以1 mol物質完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫燃燒熱的熱化學方程式時，一般以燃燒1 mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數(shù)；②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物，如C→CO2、H2→H2O(l)等。 (3)中和熱：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)H2O時的反應熱。需注意：①稀溶液是指物質溶于大量水中；②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時的熱效應；③中和反應的實質是H＋和OH－化合生成H2O，即H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1。 題組二　反應熱的變化與圖像 3． (2012大綱全國卷，9)反應 A＋B―→C(ΔH＜0)分兩步進行：①A＋B―→X (ΔH ＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是 (　　) 答案　D 解析　根據(jù)反應物和生成物能量的高低來分析、解決問題。化學反應都伴隨能量變化，當反應物的總能量高于生成物的總能量時，該反應為放熱反應；當反應物的總能量低于生成物的總能量時，該反應為吸熱反應。反應①的ΔH>0，為吸熱反應，故可排除A項和C項。反應②的ΔH<0，為放熱反應，B項錯誤，故選D。 題組三　反應熱與鍵能 4． (2012重慶理綜，12)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O===O為500、N—N為154，則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是 (　　) A．194 B．391 C．516 D．658 答案　B 解析　由題圖可知ΔH3＝－(ΔH2－ΔH1)＝－[－2 752 kJmol－1－(－534 kJmol－1)]＝ 2 218 kJmol－1，斷裂1 mol N—H鍵所需能量＝(2 218 kJ－500 kJ－154 kJ)＝391 kJ。 5． (2013重慶理綜，6)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJmol－1 P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJmol－1 P4具有正四面體結構，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJmol－1，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2c kJmol－1 下列敘述正確的是 (　　) A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能 B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH C．Cl—Cl鍵的鍵能 kJmol－1 D．P—P鍵的鍵能為 kJmol－1 答案　C 解析　A項，由于氯原子半徑小于磷原子半徑，所以P—P鍵的鍵能應小于P—Cl鍵的鍵能，錯誤。B項，由于不知PCl5(g)===PCl5(s)對應的ΔH，所以無法根據(jù)蓋斯定律求得該反應的ΔH，錯誤。 C項，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJmol－1① P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJmol－1② ①－②得 Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)　ΔH＝ kJmol－1 ECl－Cl＋31.2c kJmol－1－5c kJmol－1＝ kJmol－1 ECl－Cl＝ kJmol－1，正確。 D項，根據(jù)P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJmol－1得 6Ep－p＋10 kJmol－1－45c kJmol－1＝b kJmol－1 Ep－p＝ kJmol－1，錯誤。 失誤防范 利用鍵能計算反應熱，其關鍵是算清物質中化學鍵的數(shù)目。在中學階段要掌握常見單質、化合物中所含共價鍵的數(shù)目。原子晶體：1 mol金剛石中含2 mol C—C鍵，1 mol硅中含2 mol Si—Si鍵，1 mol SiO2晶體中含4 mol Si—O鍵；分子晶體：1 mol P4中含有6 mol P—P鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol P—O鍵、4 mol P===O鍵，1 mol CH3CH3中含有6 mol C—H鍵和 1 mol C—C鍵。 考點二　熱化學方程式書寫的正誤判斷 1． 熱化學方程式是表示反應已完成的數(shù)量。由于ΔH與反應完成物質的量有關，所以方程式中化學式前面的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。 2． 掌握熱化學方程式書寫中的易錯點，明確命題者在該知識點考查中的設錯方式，有利于我們快速、準確地判斷熱化學方程式的正誤。 (1)故意漏寫物質的聚集狀態(tài)； (2)忽視反應熱ΔH的正負號； (3)錯寫或漏寫ΔH的單位； (4)化學計量數(shù)與ΔH不相匹配，化學計量數(shù)加倍，而ΔH沒有加倍等。 3． 對于具有同素異形體的物質，除了要注明聚集狀態(tài)之外，還要注明物質的名稱。 如①S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJmol－1 ②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJmol－1 ③S(s，單斜)===S(s，正交) ΔH3＝－0.33 kJmol－1 題組一　反應熱的概念與熱化學方程式 1． 判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤劃“” (1)甲烷的標準燃燒熱為－890.3 kJmol－1，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＝－890.3 kJmol－1 () (2010浙江理綜，12A) (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJmol－1(燃燒熱) () (2009重慶理綜，12A) (3)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJmol－1(中和熱) () (2009重慶理綜，12B) (4)25 ℃，101 kPa時，強酸、強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJmol－1，則 2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJmol－1 () (2009四川理綜，9A改編) 題組二　反應熱與可逆反應 2． 判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“” 500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJmol－1 () (2010浙江理綜，12B) 失誤防范 (1)對于熱化學方程式的正誤判斷，一般需要注意以下幾個方面：①各物質的聚集狀態(tài)是否符合題目給定的信息；②ΔH是否和熱化學方程式中的化學計量數(shù)對應；③ΔH的符號是否正確；④關于燃燒熱和中和熱的問題需要緊扣中和熱、燃燒熱的概念。 (2)由于反應熱是指反應完全反應時的熱效應，所以對于可逆反應的熱量要小于完全反應時的熱量。 考點三　蓋斯定律及應用 1． 定律內(nèi)容：一定條件下，一個反應不管是一步完成，還是分幾步完成，反應的總熱效應相同，即反應熱的大小與反應途徑無關，只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關。 2． 常用關系式 熱化學方程式 焓變之間的關系 aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 題組一　利用蓋斯定律求焓變 1． [2012江蘇，20(1)]真空碳熱還原氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下： Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJmol－1 3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJmol－1 反應Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝__________kJmol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 答案　a＋b 解析　兩式相加即得Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)　ΔH＝(a＋b) kJmol－1。 2． 硝酸廠尾氣常用的處理方法是催化還原法：催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝a kJmol－1 N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝b kJmol－1 H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝c kJmol－1 則反應2NO2(g)＋4H2(g)===N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝________。(用含a、b、c的代數(shù)式表示) 答案　(2a－b－4c) kJmol－1 解析　2NO2(g)===N2(g)＋2O2(g)　ΔH＝－b kJmol－1 4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(g)　ΔH＝2a kJmol－1 4H2O(g)===4H2O(l)　ΔH＝－4c kJmol－1 上述三式相加得： 2NO2(g)＋4H2(g)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝(2a－b－4c) kJmol－1。 3． 已知在常溫常壓下： ①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2 ③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3 則1 mol甲醇不完全燃燒的熱化學方程式為__________________________________。 答案　CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋2ΔH3 解析　CO2(g)===CO(g)＋O2(g)?。? 2H2O(g)===2H2O(l)　2ΔH3 CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　 三式相加得： CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋2ΔH3。 方法技巧 疊加法求焓變 首先觀察已知的熱化學方程式與目標熱化學方程式的差異：(1)若目標熱化學方程式中的某種反應物在某個已知熱化學方程式中作生成物(或目標熱化學方程式中的某種生成物在某個已知熱化學方程式中作反應物)，可把該熱化學方程式的反應物和生成物顛倒，相應的ΔH改變符號。 (2)將每個已知熱化學方程式兩邊同乘以某個合適的數(shù)，使已知熱化學方程式中某種反應物或生成物的化學計量數(shù)與目標熱化學方程式中的該反應物或生成物的化學計量數(shù)一致，熱化學方程式中的ΔH也要進行相應的換算。 (3)將已知熱化學方程式進行疊加，相應的熱化學方程式中的ΔH也進行疊加。 以上可概括為找目標―→看來源―→變方向―→調(diào)系數(shù)―→相疊加―→得答案。 題組二　多角度比較焓變大小 4． 已知1 mol紅磷轉化為1 mol白磷，吸收18.39 kJ熱量。 ①4P(s，紅)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1 ②4P(s，白)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2 則ΔH1與ΔH2的關系正確的是 (　　) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1＞ΔH2 C．ΔH1＜ΔH2 D．無法確定 答案　B 解析　根據(jù)提供信息，由反應①減去反應②可得，4P(s，紅)===4P(s，白)；ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋18.39 kJmol－14＝＋73.56 kJmol－1，故ΔH1＞ΔH2，B正確。 5． 下列兩組熱化學方程式中，有關ΔH的比較正確的是 (　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(濃)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 答案　B 解析　由于H2O(g)轉化為H2O(l)要放出熱量，所以等物質的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時放出熱量的數(shù)值要比生成氣態(tài)水時的大。等物質的量的NaOH與稀醋酸、濃H2SO4恰好反應生成等物質的量的水，若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質電離吸熱，應放出相同的熱量。但在實際反應中，濃H2SO4溶于水時放熱，使反應放出的總熱量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在電離過程中要吸熱，使反應放熱減小。 方法歸納 反應熱大小比較 (1)利用蓋斯定律比較。 (2)同一反應的生成物狀態(tài)不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。 (3)同一反應物狀態(tài)不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。 (4)兩個有聯(lián)系的反應相比較時，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。 比較方法：利用反應①(包括ΔH1)乘以某計量數(shù)減去反應②(包括ΔH2)乘以某計量數(shù)，即得出ΔH3＝ΔH1某計量數(shù)－ΔH2某計量數(shù)，根據(jù)ΔH3大于0或小于0進行比較。 總之，比較反應熱的大小時要注意：①反應中各物質的聚集狀態(tài)；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”、“－”一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；③若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負號。 1． (2013上海，9改編)將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見 (　　) A. NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應 B．該反應中，熱能轉化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量 C．反應物的總能量高于生成物的總能量 D．反應的熱化學方程式為NH4HCO3＋HCl―→NH4Cl＋CO2↑＋H2O　ΔH＝ ＋Q kJmol－1 答案　B 解析　根據(jù)醋酸逐漸凝固說明該反應是吸熱反應，則A、C錯誤，B正確；熱化學方程式的書寫要標出物質的狀態(tài)，D錯誤。 2． 能源是當今社會發(fā)展的三大支柱之一。有專家提出：如果能夠利用太陽能使燃料燃燒產(chǎn)物(如CO2、H2O、N2等)重新組合(如下圖)，可以節(jié)約燃料，緩解能源危機。在此構想的物質循環(huán)中太陽能最終轉化為 (　　) A．化學能 B．熱能 C．生物能 D．電能 答案　B 解析　根據(jù)圖示是利用太陽能把燃燒產(chǎn)物轉化為燃料CH4、CH3OH、NH3等，所以太陽能最終轉化為熱能。 3． (2013福建理綜，11)某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變?yōu)镠2、CO。其過程如下： mCeO2(m－x)CeO2xCe＋xO2 (m－x)CeO2xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO 下列說法不正確的是 (　　) A．該過程中CeO2沒有消耗 B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化 C．右圖中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．以CO和O2構成的堿性燃料電池的負極反應式為CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O 答案　C 解析　抓住蓋斯定律的含義(反應的焓變與途徑無關，只與始態(tài)和終態(tài)有關)解題。 A項根據(jù)題干中已知的兩個反應可以看出，CeO2在反應前后沒有變化，CeO2應是水和二氧化碳轉化為氫氣和一氧化碳的催化劑。B項在太陽能的作用下，水和二氧化碳轉化為氫氣和一氧化碳，太陽能轉化為化學能。C項根據(jù)蓋斯定律可知－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。D項以一氧化碳和氧氣構成的堿性燃料電池，負極應為一氧化碳失電子，在堿性條件下一氧化碳應變?yōu)樘妓岣x子，結合選項中所給的電極反應式，再根據(jù)電荷守恒、得失電子守恒則可判斷其正確。 4． 根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式 (ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJmol－1 (ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJmol－1 下列判斷正確的是 (　　) A．1 mol I2(s)中通入2 g H2(g)，反應吸熱26.48 kJ B．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ C．反應(ⅱ)的反應物總能量比反應(ⅰ)的反應物總能量低 D．反應(ⅰ)放出的熱量多，所以產(chǎn)物的能量低，比反應(ⅱ)的產(chǎn)物更穩(wěn)定 答案　C 解析　A項，I2(s)和H2(g)的反應是可逆反應；B項，I2(g)===I2(s)　ΔH＝ －35.96 kJmol－1，所以1 mol I2(s)和1 mol I2(g)所含能量相差35.96 kJ；C項，固態(tài)碘穩(wěn)定，能量低；D項，(ⅰ)、(ⅱ)中HI均為氣體，能量一樣，也一樣穩(wěn)定。 5． 化學反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化，下列說法正確的是 (　　) A．1 mol N2(g)和NA個O2(g)反應放出的能量為180 kJ B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有總能量小于2 mol NO(g)具有的總能量 C．通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO D．NO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應生成鹽和水 答案　B 解析　N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJmol－1，A項，應為吸收熱量180 kJ；C項，N2和O2反應需高溫或放電；D項，NO不是酸性氧化物。 6． 利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是 (　　) A．該反應的ΔH＝＋91 kJmol－1 B．加入催化劑，該反應的ΔH變小 C．反應物的總能量大于生成物的總能量 D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大 答案　C 解析　根據(jù)圖示，該反應反應物的總能量大于生成物的總能量，是放熱反應，故選項A錯誤，C正確；加入催化劑只能降低反應所需的活化能，而對反應熱無影響，選項B錯誤；生成液態(tài)CH3OH時釋放出的熱量更多，ΔH更小，選項D錯誤。 7． 甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的一種反應原理如下： CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1 下列說法正確的是 (　　) A．1 L CH3OH蒸汽與1 L水蒸氣反應生成1 L CO2氣體與3 L氫氣吸收熱量49.0 kJ B．1個CH3OH分子與1個水分子反應生成1個CO2分子與3個H2分子吸收49.0 kJ熱 量 C．相同條件下1 mol CH3OH(g)與1 mol H2O(g)的能量總和小于1 mol CO2(g)與 3 mol H2(g)的能量總和 D．1 mol CH3OH蒸汽與1 mol液態(tài)水反應生成1 mol CO2氣體與3 mol氫氣吸收的熱量小于49.0 kJ 答案　C 解析　熱化學方程式中，化學計量數(shù)代表物質的量，A、B錯誤；C項，該反應為吸熱反應，生成物總能量高；D項，由于液態(tài)水變成氣態(tài)水需要吸收熱量，所以吸收的熱量應大于49.0 kJ。 8． 某一化學反應在不同條件下的能量變化曲線如下圖所示。下列說法正確的是 (　　) A．化學催化比酶催化的效果好 B．使用不同催化劑可以改變反應的熱效應 C．使用不同催化劑可以改變反應的能耗 D．反應物的總能量低于生成物的總能量 答案　C 解析　酶的催化效果好，使用不同的催化劑可以降低反應所需的能耗。反應物的總能量大于生成物的總能量。 9． 下列各組熱化學方程式中，Q1＜Q2的是 (　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1 kJmol－1 CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q2 kJmol－1 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q1 kJmol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q2 kJmol－1 C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q1 kJmol－1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q2 kJmol－1 D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJmol－1 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJmol－1 答案　C 解析　A項，生成CO2放出熱量多，Q1＞Q2；B項，氣態(tài)硫燃燒放出熱量多，Q1＞Q2；C項，HCl比HBr穩(wěn)定，放出熱量多，Q1＜Q2；D項，電離需吸熱，Q1＞Q2。 10．已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學方程式如下所示： ①2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJmol－1 ②2C6H6(g)＋15O2(g)===12CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－6 590 kJmol－1 下列說法正確的是 (　　) A．2 mol C2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時放熱大于2 600 kJ B．2 mol C6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時放熱大于6 590 kJ C．相同條件下，等質量的C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒，C6H6(g)放熱更多 D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過程屬于放熱反應 答案　D 解析　A項，生成氣態(tài)水放出的熱量小于生成液態(tài)水放出的熱量；B項，液態(tài)苯燃燒放出熱量少；C項，1 g乙炔放出的熱量：＝50 kJg－1 1 g苯放出的熱量：＝44.55 kJg－1 質量相同時，C2H2放熱更多；D項，①－②2得 3C2H2(g)===C6H6(g)　ΔH＝－605 kJmol－1。 11．(1)生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應：①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1； ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2； ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3； 上述反應ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系為__________________________________。 (2)將CH4轉化成CO，工業(yè)上常采用催化轉化技術，其反應原理為 2CH4(g)＋3O2(g)2CO(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038 kJmol－1。 工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)： ①X在750 ℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3105倍； ②Y在600 ℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3105倍； ③Z在440 ℃時催化效率最高，能使逆反應速率加快約1106倍； 根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是______________________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)請畫出(2)中反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標注。 答案　(1)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 (2)Z　催化效率最高其活性溫度低，節(jié)能(或催化活性高、速度快、反應溫度低) (3) 解析　(1)①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2 兩式相加 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。 (2)選擇催化劑，應看溫度和催化效率，Z的催化效率最高時，溫度低，且速率快，所以Z合適。(3)畫圖時，應注意在有催化劑時，反應物、生成物的總能量不變，ΔH不變，活化能減少。 12．火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑雙氧水。當它們混合反應時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱。已知：0.4 mol液態(tài)肼與足量的雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652 kJ的熱量。 請回答下列問題： (1)該反應的熱化學方程式為_______________________________________________。 (2)又已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1，則16 g液態(tài)肼與雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是________ kJ。 (3)此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外還有一個很大的優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJmol－1 (2)408.815 (3)對環(huán)境無污染 解析　解答本題的關鍵是先判斷N2H4、H2O2中N、O的化合價：N2H4中N為－2價、H2O2中O為－1價。根據(jù)氧化還原反應方程式的配平原則，配平后的方程式為N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑。所以該反應的熱化學方程式為N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJmol－1。 若生成的水為液態(tài)，其熱化學方程式為N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝ －817.63 kJmol－1。 13．根據(jù)下列條件計算有關反應的焓變： (1)已知：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH＝－804.2 kJmol－1 2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH＝－882.0 kJmol－1 Na(s)===Na(l)　ΔH＝＋2.6 kJmol－1 則反應TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________ kJmol－1。 (2)已知下列反應數(shù)值： 反應序號 化學反應 反應熱 ① Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－26.7 kJmol－1 ② 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－50.8 kJmol－ ③ Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝－36.5 kJmol－1 ④ FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH4 則反應④的ΔH4＝____________ kJmol－1。 答案　(1)－970.2　(2)＋7.3 解析　(1)由已知反應得： TiCl4(l)===Ti(s)＋2Cl2(g)　ΔH＝＋804.2 kJmol－1① 4Na(s)＋2Cl2(g)===4NaCl(s)　ΔH＝－1764.0 kJmol－1② 4Na(s)===4Na(l)　ΔH＝＋10.4 kJmol－1。③ 根據(jù)蓋斯定律，將①＋②－③得：TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)　ΔH＝ ＋804.2 kJmol－1－1 764.0 kJmol－1－10.4 kJmol－1＝－970.2 kJmol－1。 (2)根據(jù)蓋斯定律，將(①3－②－③2)/6得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，則ΔH4＝(ΔH13－ΔH2－ΔH32)/6≈＋7.3 kJmol－1。 14．請參考題中圖表，已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，根據(jù)要求回答問題： 　 (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________________________________。 (2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJmol－1，則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為______________________。 (3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數(shù)： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/kJmol－1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結構如圖Ⅱ所示，則表中x＝________ kJmol－1(用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示)。 答案　(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.7 kJmol－1 (3)(d＋6a＋5c－12b) 解析　(1)觀察圖像，E1應為反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1。 (2)觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式作如下運算：②3－①2＋③2，即可求出甲醇蒸汽燃燒的熱化學方程式。 (3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結構，根據(jù)“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 18