專題1 第5講 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
一、
1．(2014?浙江理綜)下列說法不正確的是(　　)
A．已知冰的熔化熱為6.0kJ?mol－1，冰中氫鍵鍵能為20 kJ?mol－1。假設(shè)每摩爾冰中有2 mol氫鍵，且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15%的氫鍵
B．已知一定溫度下，醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c，電離度為α，Ka＝?cα?2c?1－α?。若加入少量CH3COONa固體，則電離平衡CH3COOH??CH3COO－＋H＋向左移動，α減小，Ka變小
C．實驗測得環(huán)己烷(1)、環(huán)己烯(1)和苯(1)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－3916 kJ?mol－1、－3747 kJ?mol－1和－3265kJ?mol－1－3，可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵
D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝489.0 kJ?mol－1
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ?mol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ?mol－1
則4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1641.0 kJ?mol－1
答案：B
點撥：本題主要考查反應(yīng)熱的計算以及電離平衡的移動。1 mol冰熔化吸熱6.0 kJ熱量，可破壞氫鍵0.3 mol，0.3 mol2 mol×100%＝15%，A項正確；加入醋酸鈉溶液中CH3COO－濃度增大，電離平衡向左移動，電離程度減小，但Ka只受溫度影響，溫度不變，則Ka不變，B錯誤；由燃燒熱寫出三者燃燒的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律可寫出環(huán)己烷轉(zhuǎn)為環(huán)己烯的熱化學(xué)方程式，同理寫出環(huán)己烷轉(zhuǎn)為苯的熱化學(xué)方程式，兩者的反應(yīng)熱不是三倍關(guān)系，C項正確；由蓋斯定律可知D項也正確。
2．(2010?課標(biāo)全國)已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－12.1 kJ?mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－55.6 kJ?mol－1，則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　)
A．－67.7 kJ?mol－1 B．－43.5 kJ?mol－1
C．＋43.5 kJ?mol－1 D．＋67.7 kJ?mol－1
答案：C
點撥：根據(jù)蓋斯定律及弱電離過程的熱效應(yīng)知，HCN在水溶液中電離的ΔH＝－12.1 kJ?mol－1－(－55.6 kJ?mol－1)＝＋43.5 kJ?mol－1。
3．(2010?浙江)下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中，正確的是(　　)
A．甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3 kJ?mol－1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ?mol－1
B．500℃、30MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)????催化劑500℃、30MPa2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ?mol－1
C．氯化鎂溶液與氨水反應(yīng)：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
D．氧化鋁溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
答案：D
點撥：A項，水應(yīng)是液態(tài)，B項，題述反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所放出的熱量不是38.6 kJ?mol－1。C項，NH3?H2O是弱，應(yīng)寫分子式。D項正確。
4．(2010?廣東)在298K、100KPa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(guān)系正確的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
答案：A
點撥：根據(jù)蓋斯定律可知，第二個熱化學(xué)方程式乘以2，再和第一個熱化學(xué)方程式相加，即可得出第三個熱化學(xué)方程式。
5．(2014?湖南十二校聯(lián)考)已知下列熱化學(xué)方程式：
2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)　ΔH＝－702.2 kJ?mol－1
Hg(l)＋1/2O2(g)===HgO(s)　ΔH＝－90.7 kJ?mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的反應(yīng)熱ΔH為(　　)
A．－260.4 kJ?mol－1 B．＋260.4 kJ?mol－1
C．－611.5 kJ?mol－1 D．＋520.8 kJ?mol－1
答案：A
點撥：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH1＝－702.2 kJ?mol－1�、�
Hg(l)＋12O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ?mol－1　②
由蓋斯定律：①2－②可得：
Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)
ΔH＝ΔH12－ΔH2
＝[－12×702.2－(－90.7)]kJ?mol－1
＝－260.4 kJ?mol－1
6．(2014?試題調(diào)研)已知：1 mol氣態(tài)肼(N2H4)與NO2在一定條件下，完全反應(yīng)生成N2(g)和水蒸氣放出567.85 kJ的熱量。下列關(guān)于肼和NO2的熱化學(xué)方程式正確的是(　　)
A．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1135.7 kJ?mol－1
B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝＋1135.7 kJ?mol－1
C．N2H4＋NO2===3/2N2＋2H2O
ΔH＝－567.85 kJ?mol－1
D．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1135.7 kJ?mol－1
答案：D
點撥：選項C熱化學(xué)方程式中沒有標(biāo)明物質(zhì)狀態(tài)，可首先排除。題中給出1 mol肼反應(yīng)時的焓變，因此當(dāng)有2 mol肼參與反應(yīng)時ΔH應(yīng)加倍，所以選項D正確。
7．(2014?試題調(diào)研)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃燒熱)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和熱)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－269.8 kJ/mol(反應(yīng)熱)
D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反應(yīng)熱)
答案：C
點撥：本題易錯點較多，如果忽視燃燒熱對產(chǎn)物狀態(tài)的限制，會錯選A項；如果忽視中和熱是放熱反應(yīng)，易錯選B項。燃燒熱要求可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol，得到的氧化物必須是穩(wěn)定的氧化物，H2O的狀態(tài)必須為液態(tài)，A項錯誤；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)小于0，B項錯誤；熱化學(xué)方程式要注明物質(zhì)在反應(yīng)時的狀態(tài)，D項錯誤。
8．(2014?試題調(diào)研)下列各組熱化學(xué)方程式的ΔH前者大于后者的是
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)　ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8
A．①　　B．④　　
C．②③④　　D．①②③
答案：C
點撥：ΔH有正負(fù)之分，比較時要連同“＋”、“－”一起比較，類似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)數(shù)大小的比較。①前面反應(yīng)式減去后面反應(yīng)式可得：CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH1－ΔH2，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵鈺r吸熱，故在與O2反應(yīng)生成同樣的SO2時，氣態(tài)硫放出的熱量多，即ΔH3>ΔH4；③發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng)，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，故ΔH5>ΔH6；④碳酸鈣分解吸收熱量，ΔH7>0；CaO與H2O反應(yīng)放出熱量，ΔH8<0，顯然ΔH7>ΔH8。
9．已知：
C(s)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ?mol－1�、�
C(s)＋O2(s)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ?mol－1�、�
計算反應(yīng)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反應(yīng)熱ΔH的值為(　　)
A．－283.01 kJ?mol－1 B．＋172.51 kJ?mol－1
C．＋283.1 kJ?mol－1 D．＋504.00 kJ?mol－1
答案：B
點撥：根據(jù)蓋斯定律：將②式反向
CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ?mol－1
①式×2得
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－110.5×2 kJ?mol－1，
二式合并得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH＝＋393.51 kJ?mol－1－221 kJ?mol－1
＝＋172.51 kJ?mol－1。
10．(2010?山東)下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是(　　)
A．生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量
B．放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率
C．應(yīng)用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變
D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同
答案：C
點撥：A項，吸熱反應(yīng)中生成物總能量大于反應(yīng)物總能量，放熱反應(yīng)中生成物總能量小于反應(yīng)物總能量；B項，化學(xué)反應(yīng)速率與該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)沒有關(guān)系；D項，反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)過程和途徑無關(guān)；同一反應(yīng)焓變相同。
11．下列說法或表示方法正確的是(　　)
A．測定HCl和NaOH的中和熱時，每次實驗均應(yīng)測量三個溫度，即鹽酸的起始溫度，NaOH的起始溫度和反應(yīng)穩(wěn)定后的溫度
B．由“C(石墨)?→C(金剛石)”
ΔH＝＋1.19 kJ?mol－1”可知金剛石比石墨穩(wěn)定
C．在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝＋571.6 kJ?mol－1
D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ?mol－1，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ
答案：D
點撥：反應(yīng)后的讀數(shù)應(yīng)取溫度計測到的最高讀數(shù)，A項錯；B項ΔH>0，說明反應(yīng)吸熱，金剛石的能量高，能量越高越不穩(wěn)定，故B項錯；放熱反應(yīng)的焓變應(yīng)為負(fù)值，C項錯；因為濃硫酸在稀釋時還要放出一部分能量，故D項正確。
12．(2014?試題調(diào)研)通常把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計算用。
化學(xué)鍵Si?OSi?ClH?HH?ClSi?SiSi?C
鍵能/kJ?mol－1460360436431176347
工業(yè)上高純硅可以通過下列反應(yīng)制�。�
SiCl4(g)＋2H2(g)=====高溫Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)為(　　)
A．＋412 kJ?mol－1 B．－412 kJ?mol－1
C．＋236 kJ?mol－1 D．－236 kJ?mol－1
答案：C
點撥：SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算，而產(chǎn)物中的硅屬于原子，根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中共價鍵的數(shù)目。1 mol晶體Si中所含的Si?Si鍵為2 mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360 kJ?mol－1＋2×436 kJ?mol－1－(2×176 kJ?mol－1＋4×431 kJ?mol－1)＝＋236 kJ?mol－1。
錯因分析：根據(jù)題設(shè)信息，ΔH＝4×360 kJ?mol－1＋2×436 kJ?mol－1－(1×176 kJ?mol－1＋4×431 kJ?mol－1)＝＋412 kJ?mol－1，錯選A，忽視硅晶體結(jié)構(gòu)；如果理解新信息能力差，認(rèn)為反應(yīng)熱等于產(chǎn)物鍵能總和與反應(yīng)物鍵能總和之差，錯選D。
二、非
13．熱化學(xué)方程式中的ΔH實際上是熱力學(xué)中的一個物理量，叫做焓變，其數(shù)值和符號與反應(yīng)物和生成物的總能量有關(guān)，也與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。
(1)如下圖Ⅰ所示表示的是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________。
(2)化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)；
ΔH＝－185 kJ?mol－1，ΔH298(H2)＝436 kJ?mol－1；ΔH298(Cl2)＝247 kJ?mol－1，則ΔH298(HCl)＝________。
②圖Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氫化物時的焓變數(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(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________。
(3)已知：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)；
ΔH＝－25 kJ?mol－1，
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；
ΔH＝－47 kJ?mol－1，
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；
ΔH＝19 kJ?mol－1
請寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________。
答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)；
ΔH＝－234 kJ?mol－1
(2)①434 kJ?mol－1
②H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)；ΔH＝－81 kJ/mol
(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；
ΔH＝－11 kJ?mol－1
14．實驗室用50 mL 0.5 mol?L－1鹽酸、50 mL 0.55 mol?L－1NaOH溶液，利用如下圖所示裝置進(jìn)行測定中和熱的實驗，得到表中的數(shù)據(jù)：
實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃
鹽酸NaOH溶液
120.220.323.7
220.320.523.8
321.521.624.9
請回答下列問題：
(1)實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是________，不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是____________________。
(2)數(shù)據(jù)處理：t2－t1＝3.4 ℃。則該實驗測得的中和熱ΔH＝________________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1 g/cm3計算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J/(g?℃)計算]。
(3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水，測得中和熱為ΔH1，則ΔH1與ΔH的關(guān)系為：ΔH1________ΔH(填“<”“>”或“＝”)，理由是______________________。
答案：(1)上下抽動　銅傳熱快，熱量損失多，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確
(2)－56.8 kJ?mol－1　(3)<　因為NH3?H2O是弱電解質(zhì)，電離時本身會吸收一定的熱量，故生成等量的水時放出的熱量較少
15．(2014?海南化學(xué))鎂化合物具有廣泛用途，請回答有關(guān)鎂的下列問題：
(1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的________，還生成少量的________(填化學(xué)式)；
(2)CH3MgCl是一種重要的有機合成試劑，其中鎂的化合價是__________，該化合物水解的化學(xué)方程式為____________________________；
(3)下圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量變化圖(反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時的穩(wěn)定狀態(tài))。
下列選項中正確的是________(填序號)。
①MgI2中Mg2＋與I－間的作用力小于MgF2中Mg2＋與F－間的作用力
②Mg與F2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
③MgBr2與Cl2反應(yīng)的ΔH＜0
④化合物的熱穩(wěn)定性順序為MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
⑤MgF2(s)＋Br2(l)＝MgBr2(s)＋F2(g)
ΔH＝＋600kJ?mol－1
答案：(1)MgO　Mg3N2和C
(2)＋2　CH3MgCl＋2H2O===Mg(OH)2↓＋CH4↑＋HCl
(3)①②③⑤
點撥：(1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的MgO，還生成少量的Mg3N2和C。(2)該化合中Cl顯－1價，H顯＋1價，C顯－4價，則CH3MgCl中鎂的化合價是＋2。(3)由圖中數(shù)據(jù)可知，Mg與F2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且該反應(yīng)放出熱量最多，說明生成的MgF2最穩(wěn)定，Mg2＋與F－間的作用力最強，所以①正確，②正確，④錯誤；分別寫出鎂與氯氣、溴單質(zhì)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律可知MgBr2與Cl2反應(yīng)的ΔH<0，③正確；同理分別寫出鎂與氟氣、溴單質(zhì)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律可得MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝＋600 kJ?mol－1，⑤正確。


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