(共69张PPT)
第1课时 化学反应的反应热 内能变化与焓变(基础课)
第1章 化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
1.通过对日常生活生产常见化学反应的放热、吸热现象的认知,能辨识化学反应中能量变化的本质;认识反应热、放热反应、吸热反应的含义。能从宏观和微观结合上收集证据,分析化学变化中的能量吸收或释放的原因。
2.能从内能变化角度认识反应热、焓变。通过对反应热和内能概念的理解,逐步养成严谨求实的科学态度。
3.通过中和反应的反应热测定实验,明确反应热测定的原理和方法。
学习任务
1.吸热(放热)反应:化学上,把最终表现为吸收热量的化学反应称为吸热反应;把最终表现为放出热量的化学反应称为放热反应。
2.常见的吸热反应:①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;②大多数的分解反应;③C和H2O(g)、C和CO2的反应;④碳酸氢钠与柠檬酸(或盐酸)的反应。
旧知
回顾
旧知
回顾
3.常见的放热反应:①中和反应;②燃烧反应;③金属与酸或氧气的反应;④铝热反应;⑤大多数的化合反应。
4.能量变化的原因:
(1)放热反应:反应物的总能量大于反应产物的总能量;吸热反应:反应物的总能量小于反应产物的总能量。
(2)旧化学键断裂会吸收一定的能量,新化学键形成会释放一定的能量。
一、化学反应的反应热
1.反应热
(1)定义
化学上规定:当化学反应在一定的______下进行时,反应所______或______的热量。
必备知识 自主预习
温度
释放
吸收
反应吸热
反应放热
实验
理论计算
2.反应热的测定
(1)仪器──量热计
反应前后
保温
(2)原理
Q=_____________,其中C表示溶液及量热计的______,其单位为J·K-1;T1、T2分别表示________________体系的温度。
(3)操作:将反应物加入内筒并搅拌使之__________,测量反应前后溶液温度的变化值。
-C(T2-T1)
热容
反应前和反应后
迅速反应
二、化学反应的内能变化与焓变
1.内能
(1)定义:是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。符号:____。
(2)内能大小的影响因素
内能的大小除了与物质的____________及__________(即气态、液态或固态等)有关外,还与体系的温度、压强有关。
U
种类、数量
聚集状态
2.化学反应的内能变化
(1)内能变化与能量变化的关系:
化学反应中内能的变化可写作:ΔU=________________________。
U(反应产物)____U(反应物) 反应吸收能量
U(反应产物)____U(反应物) 反应释放能量
(2)呈现形式:____和____。
(3)与反应热的关系:ΔU=________。
U(反应产物)-U(反应物)
>
<
热
功
Q+W
3.等压反应的反应热──焓变
(1)焓:用它的变化来描述______反应的反应热,符号为H,单位为J或kJ。
(2)焓变:
①定义:反应产物的焓与反应物的焓之差。
②表达式:ΔH=________________-______________=Qp
(Qp表示等压条件下化学反应的反应热)。
③单位:______________________。
等压
H(反应产物)
H(反应物)
kJ·mol-1或J·mol-1
(3)化学反应的焓变示意图
>
吸热
<
放热
判一判 (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)反应热、焓变均指化学反应中的热量变化,单位为kJ或J。 ( )
(2)化学反应中反应物总能量一定大于反应产物总能量。 ( )
(3)吸热反应的ΔH<0,放热反应的ΔH >0。 ( )
(4)反应体系的内能变化就是反应热。 ( )
×
×
×
×
在实验室用如图所示装置测定中和反应的反应热。
关键能力 情境探究
中和反应的反应热的测定
1.两个装置测定结果哪个更接近于真实值?为什么?
提示:用图2装置测定中和反应的反应热更接近于真实值。因为图2装置热量损失少。
2.在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器,在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器?
提示:应选择玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是,选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失,造成实验误差。
3.实验操作一般重复两到三次的目的是什么?
提示:多次计算求平均值,减少实验过程中的误差。
1.中和反应与中和反应的反应热
实质是H+和OH-反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等),这部分反应热不在中和反应的反应热之内。
2.中和反应的反应热测定的注意事项
稀 酸、碱溶液应当用稀溶液
同 要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液的温度后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干
快 操作时动作要快,尽量减少热量的散失
过 酸或碱溶液中的一种可稍过量,以确保另一种完全反应
保 量热计必须具有良好的保温效果,减少热量的损失
准 测量终止温度要准,当温度计的液柱达到最高点刚开始下降时准确记录终止温度
1.(双选)下列关于“中和反应的反应热的测定”实验的说法不正确的是( )
A.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球不能与内筒底部接触
B.两溶液混合后,轻轻搅动溶液,准确读取混合溶液的最高温度
C.需要的玻璃仪器有烧杯(250 mL)、温度计、量筒(100 mL)两个、玻璃棒
D.所用的氢氧化钠溶液和盐酸的浓度不宜太小,且体积和浓度均相等
√
√
CD [温度计水银球与内筒底部不能接触,A正确;两溶液混合后,轻轻搅动溶液,准确读取混合溶液的最高温度,B正确;需要的玻璃仪器有烧杯(250 mL)、温度计、量筒(100 mL)两个、搅拌器,C错误;所用NaOH溶液和盐酸的浓度不宜太大,体积应相等,若浓度太大,会产生稀释热,测得的中和反应的反应热不准确,D错误。]
2.如图是某实验小组改进的中和反应的反应热测定实验装置。在塑料瓶中事先加入 50 mL
0.50 mol·L-1盐酸,然后通过注射器注入
50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题:
(1)塑料瓶外泡沫板的作用是_____________________________。
减少实验过程中的热量损失
(2)实验小组按课本装置和改进后的装置分别进行实验,测得实验数据如下:
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度
t2/℃ 温度差
(t2-t1)/℃
HCl NaOH 平均值 改进
前 改进
后 改进
前 改进
后
改进前 改进后 改进前 改进后 改进前 改进后
1 19.1 19.0 21.1 21.2 20.1 20.2 23.4 23.6 3.3 3.4
2 19.0 19.2 21.0 20.8 20.0 20.0 23.2 23.5 3.2 3.5
3 19.2 19.2 21.2 21.0 20.2 21.0 23.6 23.4 3.4 3.3
表中记录的终止温度是指_______________________,根据改进后装置的实验数据计算反应放出的热量为____________(近似认为盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后溶液的比热容为
4.18 J·g-1·℃-1)。
温度计显示的最高温度
1 421.2 J
(3)有同学考虑注射器针筒中会有NaOH溶液残留(不超过0.5 mL),认为上述实验会导致所测得反应热偏小,请判断该观点是否正确并说明理由:________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)如果用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与60 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”)。
不正确,实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应
不相等
[教材 活动·探究]
用100 mL 1.0 mol·L-1盐酸与100 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应的反应热的测定,请回答下列问题:
(1)在稀溶液中,强酸(盐酸、硝酸、硫酸)与强碱(氢氧化钠、氢氧化钾)发生中和反应生成1 mol H2O,热效应为什么相同?
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
因为在稀溶液中,上述强酸与强碱均发生中和反应H++OH-===
H2O,所以生成等量水的热效应相同
(2)用1.10 mol·L-1 NaOH溶液替代1.0 mol·L-1NaOH溶液,测得的反应热相同吗?
_________________________________________________________。
(3)若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应的反应热,对结果会产生什么影响?____________________________________________
_________________________________________________________。
(4)若用相同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验(已知醋酸电离吸收能量)测得的中和反应的反应热的数值会如何变化?
_________________________________________________________。
相同,因为生成H2O的物质的量不变
若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀还会多放出一部分热量,所测反应热的数值偏大
变小,醋酸在反应过程中会继续电离,吸收热量
1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量转化关系如图所示:
探究焓变与化学键能量之间的关系
1.根据信息填写下表
化学键 反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化
H-H 吸收_____ kJ能量 共吸收_____ kJ能量
Cl-Cl 吸收_____ kJ能量
H-Cl 放出_____ kJ能量 共放出_____ kJ能量
结论 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热 ΔH=____________________
2.通过计算可知该反应是吸热反应还是放热反应?
提示:ΔH<0,故该反应为放热反应。
436
243
679
431
862
-183 kJ·mol-1
2.焓变与物质能量变化的关系
放热反应 吸热反应
关系 反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量 反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量
表示
方法 ΔH<0 ΔH>0
放热反应 吸热反应
图示
实例 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-183.0 kJ·mol-1 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1
1.反应A+B―→C(Q<0)分两步进行:①A+B―→X(Q>0),②X―→C(Q<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A B
C D
√
D [由A+B―→X为吸热反应,可知X的能量高于A+B的能量,可排除A项和C项;由总反应A+B―→C为放热反应,可知C的能量小于A+B的能量,故B项错误、D项正确。]
2.化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.该反应是吸热反应,吸收的热量为(y-x)kJ
B.断裂1 mol H-H键和1 mol Cl-Cl键时能
放出x kJ的能量
C.断裂2 mol H-Cl键时需要吸收y kJ的能量
D.2 mol HCl(g)的总能量高于1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量
√
C [由图可知反应物的总能量大于反应产物的总能量,所以该反应为放热反应,A错误;断键要吸收能量,所以断裂1 mol H-H键和
1 mol Cl-Cl键吸收x kJ能量,B错误;断裂2 mol H-Cl键需要吸收y kJ的能量,C正确;反应物的总能量大于反应产物的总能量,即2 mol HCl的总能量低于1 mol H2和1 mol Cl2的总能量,D错误。]
1.反应热:化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量。
2.焓变:等压反应的反应热,ΔH=H(反应产物)-H(反应物)=反应物总键能-反应产物总键能。
3.焓变与反应热效应的关系:ΔH>0,为吸热反应;ΔH<0,为放热反应。
知识必备
1.(双选)下列关于反应ΔU的说法中正确的是( )
A.ΔU<0时,反应吸收能量
B.ΔU>0时,反应吸收能量
C.根据能量守恒定律,ΔU=Q+W
D.ΔU=ΔH
5
学习效果 随堂评估
√
2
4
3
题号
1
√
BC [ΔU=U(反应产物)-U(反应物)>0时反应吸收能量,故A错误、B正确;根据能量守恒定律,体系的能量变化可以以热和功的形式呈现,故ΔU=Q+W,C正确;在等压反应中,没有功的存在时才有ΔU=ΔH,故D错误。]
5
2
4
3
题号
1
2.下列说法中正确的是( )
A.在测定中和反应的反应热时,稀酸溶液中H+与稀碱溶液中OH-的物质的量相等,所测中和反应的反应热数值更准确
B.中和反应的反应热测定实验中,NaOH溶液需分多次倒入装盐酸的小烧杯中
C.测定中和反应的反应热时,使用稀氨水代替稀氢氧化钠溶液,所测中和反应的反应热数值偏小
D.测定中和反应的反应热时需要天平
5
2
3
题号
1
4
√
C [在测定中和反应的反应热时,稀酸溶液中H+与稀碱溶液中OH-的物质的量应该一种稍微过量,保证反应完全进行,使得所测中和反应的反应热数值更准确,A错误;中和反应的反应热测定实验中,NaOH溶液需一次迅速倒入装盐酸的小烧杯中,B错误;一水合氨为弱碱,电离吸热,测定中和反应的反应热时,使用稀氨水代替稀氢氧化钠溶液,所测中和反应的反应热数值偏小,C正确;测定中和反应的反应热时,根据溶液体积和密度计算其质量,不需要天平,D错误。]
5
2
3
题号
1
4
3.(双选)NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的
12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年,如表所示是几种化学键的键能,下列说法中正确的是( )
A.过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)为放热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
5
2
3
题号
4
1
√
化学键 N≡N F-F N-F
键能/(kJ·mol-1) 946 154.8 283.0
√
BC [过程N2(g)―→2N(g)为化学键断裂的过程,吸收能量,故A项错误;过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)为形成化学键的过程,放出能量,故B项正确;反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH=反应物的键能之和-反应产物的键能之和,则ΔH=946 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1,ΔH<0,为放热反应,故C项正确;NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,故D项错误。]
5
2
3
题号
4
1
4.科学家已获得了气态N4分子,其空间结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N-N键吸收193 kJ能量,断裂1 mol N≡N 键吸收946 kJ能量。下列说法正确的是( )
A.N4属于种新型化合物
B.N4(g)===2N2(g)反应的ΔH>0
C.N4(g)===4N(g)的过程中吸收772 kJ能量
D.以N4为原料替代N2合成等量NH3时,可放出更多的热量
5
2
4
3
题号
1
√
D [N4为同种元素组成的纯净物,属于单质,A错误;反应N4(g)===2N2(g)的反应热ΔH=193 kJ·mol-1×6-946 kJ·mol-1
×2=-734 kJ·mol-1<0,B错误;N4(g)===4N(g)的过程中吸收193 kJ×6=1 158 kJ能量,C错误;N4(g)===2N2(g)为放热反应,则以N4为原料替代N2合成等量NH3时,可放出更多的热量,D正确。]
5
2
4
3
题号
1
2
4
3
题号
1
5
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a______________________________________________________;
b______________________________________________________;
c______________________________________________________。
(2)该反应是放热反应还是吸热反应?__________。ΔH____(填“<”或“>”)0。
(3)a、b、c的关系式为___________________________________。
2
4
3
题号
1
5
反应中旧键断裂吸收的总能量
反应中新键形成放出的总能量
反应热
放热反应
<
c=b-a
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1.中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是( )
A.白居易《赋得古原草送别》:“野火烧不尽,春风吹又生。”
B.苏轼《石炭》:“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。”
C.于谦《咏煤炭》:“爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉。”
D.李商隐《无题·相见时难别亦难》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”
课时分层作业(一) 化学反应的反应热 内能变化与焓变
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
B [“野火烧不尽,春风吹又生。”体现了植物中的有机物燃烧产生CO2、H2O,反应过程放出热量,反应为放热反应,A不符合题意;以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,高温时碳与水蒸气的反应为吸热反应,B符合题意;煤燃烧产生CO2,同时放出大量热量,使周围温度升高,同时明亮,C不符合题意;该诗句体现了蜡烛燃烧放出大量的热量,反应是放热反应,D不符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)的反应热ΔH=-52.3 kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能是( )
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
题号
1
3
5
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4
6
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7
9
10
√
B [若装置保温、隔热效果差,会造成较多的热量损失,测得的反应放出的热量变少,A项可能;仰视读数时,实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放出的热量变多,B项不可能;C项操作会导致较多的热量损失,C项可能;D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高,最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少,D项可能。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3.H2与O2发生反应的过程模型图如下(“-” 表示化学键)。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.过程Ⅲ是放热过程
C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D [过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子,属于吸热过程,故A正确;过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故B正确;过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂,过程Ⅲ为新化学键形成的过程,故C正确;该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化,故D错误。]
题号
1
3
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2
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9
10
4.已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l),生成1 mol H2O(l)放出57.3 kJ热量。下列过程中放出热量为57.3 kJ的是( )
A.1 mol H2SO4与足量的NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O(l)
C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol H2O(l)
D.稀NaOH溶液与98%浓硫酸反应生成1 mol H2O(l)
题号
1
3
5
2
4
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8
7
9
10
√
C [1 mol H2SO4与足量的NaOH溶液反应生成2 mol 水,A错误;一水合氨是弱碱,存在电离平衡,电离吸热,则稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O(l)时放出热量小于57.3 kJ,B错误;稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出热量为 57.3 kJ,C正确;浓硫酸溶于水放热,则稀NaOH溶液与98%浓硫酸反应生成1 mol H2O(l)时放出热量大于57.3 kJ,D错误。]
题号
1
3
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4
6
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7
9
10
5.根据如图所示的反应判断下列说法错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
题号
1
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2
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6
8
7
9
10
√
题号
1
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5
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题号
1
3
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2
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√
题号
1
3
5
2
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10
7.H2与O2、F2均能发生反应,如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。
请回答下列问题:
(1)完成转化Ⅰ、Ⅱ________(填“吸收” 或“放出”,下同)能量,完成转化Ⅲ______能量。
题号
1
3
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9
10
吸收
放出
(2)H2和F2反应的能量变化图可用_____(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在O2中燃烧的过程主要是______能转化为_____能的过程。
题号
1
3
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2
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9
10
A
化学
热
[解析] (1)断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,Ⅰ、Ⅱ是断裂化学键,因此是吸收能量,Ⅲ是形成化学键,是放出能量。(2)H2和F2反应是放热反应,反应物的总能量大于反应产物的总能量,故选项A正确。(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应,是化学能转化成热能的过程。
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
10
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
8.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应物的总键能大于反应产物的总键能
B.该反应的焓变ΔH=+139 kJ·mol-1
C.该化学反应体系向环境释放能量
D.相同条件下,反应物、反应产物和过渡
态中的物质,过渡态最不稳定
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
10
√
√
CD [由图可知,反应产物的能量低于反应物的能量,反应为放热反应;反应焓变等于反应物的总键能减去反应产物的总键能,故反应物的总键能小于反应产物的总键能,A错误;反应为放热反应,该反应的焓变为ΔH=(209-348) kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,B错误;该反应为放热反应,向环境释放能量,C正确;相同条件下,反应物、反应产物和过渡态中的物质,过渡态所处能量最高最不稳定,D正确。]
题号
1
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9
10
9.反应2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH>0,经过以下两步反应完成:
ⅰ.2HI(g)===H2(g)+2I(g) ΔH1
ⅱ.2I(g)===I2(g) ΔH2
下列说法不正确的是( )
A.反应物[2HI(g)]具有总能量低于反应产物[H2(g)+I2(g)]具有总能量
B.因为ⅰ中断裂化学键吸收能量,所以ΔH1>0
C.因为ⅱ中形成化学键释放能量,所以ΔH2<0
D.断裂2 mol HI(g)中的化学键吸收的总能量小于断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中的化学键吸收的总能量
题号
1
3
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2
4
6
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7
9
10
√
√
BD [由ΔH>0知,反应物具有总能量低于反应产物总能量,A正确;ⅰ中HI断裂化学键吸收能量,形成H2成键要放出能量,所以ΔH1要比较吸收能量和放出能量的相对多少,B错误;ⅱ中只有I(g)形成I2(g),形成化学键释放能量,所以ΔH2<0,C正确;反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)的ΔH>0,说明断裂2 mol HI(g)中的化学键吸收的总能量大于断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中的化学键吸收的总能量,D错误。]
题号
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10.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:
若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则S8分子硫硫键的键能为_____________________。
题号
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(2d-a-e) kJ·mol-1
(2)下表是部分化学键的键能数据:
题号
1
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化学键 P-P P-O O==O P==O
键能/(kJ·mol-1) 198 360 498 x
①已知白磷的燃烧热为2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,则上表中x=______。
题号
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②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为______kJ。
585
819
题号
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10课时分层作业(一) 化学反应的反应热 内能变化与焓变
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1.中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是( )
A.白居易《赋得古原草送别》:“野火烧不尽,春风吹又生。”
B.苏轼《石炭》:“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。”
C.于谦《咏煤炭》:“爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉。”
D.李商隐《无题·相见时难别亦难》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”
2.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)的反应热ΔH=-52.3 kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能是( )
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
3.H2与O2发生反应的过程模型图如下(“-” 表示化学键)。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.过程Ⅲ是放热过程
C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
4.已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l),生成1 mol H2O(l)放出57.3 kJ热量。下列过程中放出热量为57.3 kJ的是( )
A.1 mol H2SO4与足量的NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O(l)
C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol H2O(l)
D.稀NaOH溶液与98%浓硫酸反应生成1 mol H2O(l)
5.根据如图所示的反应判断下列说法错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
6.已知1 mol X2(g)完全燃烧生成X2O(g)放出能量a kJ,且氧气中1 mol O==O键完全断裂时吸收能量b kJ,X2O中1 mol X—O键形成时放出能量c kJ,则X2中1 mol X—X键断裂时吸收的能量为( )
A.(4c-b+2a) kJ B. kJ
C.(4c+b-2a) kJ D. kJ
7.H2与O2、F2均能发生反应,如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。
请回答下列问题:
(1)完成转化Ⅰ 、Ⅱ________(填“吸收” 或“放出”,下同)能量,完成转化Ⅲ______能量。
(2)H2和F2反应的能量变化图可用________(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在O2中燃烧的过程主要是______能转化为________能的过程。
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
8.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应物的总键能大于反应产物的总键能
B.该反应的焓变ΔH=+139 kJ·mol-1
C.该化学反应体系向环境释放能量
D.相同条件下,反应物、反应产物和过渡态中的物质,过渡态最不稳定
9.反应2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH>0,经过以下两步反应完成:
ⅰ.2HI(g)===H2(g)+2I(g) ΔH1
ⅱ.2I(g)===I2(g) ΔH2
下列说法不正确的是( )
A.反应物[2HI(g)]具有总能量低于反应产物[H2(g)+I2(g)]具有总能量
B.因为ⅰ中断裂化学键吸收能量,所以ΔH1>0
C.因为ⅱ中形成化学键释放能量,所以ΔH2<0
D.断裂2 mol HI(g)中的化学键吸收的总能量小于断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中的化学键吸收的总能量
10.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:
若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则S8分子硫硫键的键能为________。
(2)下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P—P P—O O==O P==O
键能/(kJ·mol-1) 198 360 498 x
①已知白磷的燃烧热为2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,则上表中x=________________。
②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为________kJ。课时分层作业参考答案
课时分层作业(一)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
B B D C D B CD BD
7.(1)吸收 放出 (2)A (3)化学 热
10.(1)(2d-a-e) kJ·mol-1 (2)①585 ②819
1.B
2.B [若装置保温、隔热效果差,会造成较多的热量损失,测得的反应放出的热量变少,A项可能;仰视读数时,实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放出的热量变多,B项不可能;C项操作会导致较多的热量损失,C项可能;D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高,最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少,D项可能。]
3.D [过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子,属于吸热过程,故A正确;过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故B正确;过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂,过程Ⅲ为新化学键形成的过程,故C正确;该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化,故D错误。]
4.C [1 mol H2SO4与足量的NaOH溶液反应生成 2 mol 水,A错误;一水合氨是弱碱,存在电离平衡,电离吸热,则稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O(l)时放出热量小于57.3 kJ,B错误;稀盐酸与稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出热量为57.3 kJ,C正确;浓硫酸溶于水放热,则稀NaOH溶液与98%浓硫酸反应生成1 mol H2O(l)时放出热量大于57.3 kJ,D错误。]
5.D [因为碳酸钙受热分解是吸热反应,CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,故A、B项正确;C项,在CaCO3中,Ca2+和之间存在离子键中,C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,断键吸收能量,成键放出能量,C项正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧反应就是放热反应,D项错误。]
6.B [1 mol X2完全燃烧生成X2O(g),放出能量为a kJ,生成2 mol X2O(g)的ΔH=-2a kJ·mol-1,设1 mol X—X键断裂时吸收能量为Q kJ,有2Q+b-4c=-2a,求得Q=,所以B项正确。]
7.(1)断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,Ⅰ、Ⅱ是断裂化学键,因此是吸收能量,Ⅲ是形成化学键,是放出能量。(2)H2和F2反应是放热反应,反应物的总能量大于反应产物的总能量,故选项A正确。(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应,是化学能转化成热能的过程。
8.CD [由图可知,反应产物的能量低于反应物的能量,反应为放热反应;反应焓变等于反应物的总键能减去反应产物的总键能,故反应物的总键能小于反应产物的总键能,A错误;反应为放热反应,该反应的焓变为ΔH=(209-348) kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,B错误;该反应为放热反应,向环境释放能量,C正确;相同条件下,反应物、反应产物和过渡态中的物质,过渡态所处能量最高最不稳定,D正确。]
9.BD [由ΔH>0知,反应物具有总能量低于反应产物总能量,A正确;ⅰ中HI断裂化学键吸收能量,形成H2成键要放出能量,所以ΔH1要比较吸收能量和放出能量的相对多少,B错误;ⅱ中只有I(g)形成I2(g),形成化学键释放能量,所以ΔH2<0,C正确;反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH>0,说明断裂2 mol HI(g)中的化学键吸收的总能量大于断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中的化学键吸收的总能量,D错误。]