第一节 反应热
课时1 反应热和热化学方程式
1 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是( )
A. 放热反应的发生均无须加热
B. 化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C. 化学反应过程不仅有物质的变化,而且都伴随着能量的变化
D. 中和反应是吸热反应
2 下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是( )
A. 合成氨反应
B. 碳与水蒸气高温制水煤气
C. Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D. 碳酸钙的分解
3 [2025盐城射阳期中]下列反应过程中的能量变化情况符合图像的是( )
A. NaOH与H2SO4发生中和反应
B. CaO和水反应
C. 红热的炭和水蒸气反应
D. CO气体的燃烧
4 下列说法错误的是( )
A. 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
B. 热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
C. 同一化学反应,化学计量数不同,ΔH不同,化学计量数相同而状态不同,ΔH也不相同
D. 化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
5 [2025南通如皋中学期中]HCl是重要的化工原料,可由反应H2+Cl22HCl制得,该反应为放热反应。下列说法正确的是( )
A. 可用如图表示物质的能量变化
B. 断开H—H会释放能量
C. 断开Cl—Cl会吸收能量
D. 形成H—Cl会吸收能量
6 已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表所示。
共价键 H—H H—O
键能/(kJ/mol) 436 463
热化学方程式 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ/mol
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A. 428 kJ/mol B. -428 kJ/mol
C. 498 kJ/mol D. -498 kJ/mol
7 热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol表示( )
A. 碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B. 1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气时吸收131.3 kJ热量
C. 1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和1 mol氢气时吸收131.3 kJ热量
D. 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量
8 已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ/mol。下列关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2的说法正确的是( )
A. 热化学方程式中的化学计量数表示分子数
B. 该反应的ΔH2>0
C. 该反应的ΔH2=-571.6 kJ/mol
D. 该反应的ΔH2可表示36 g水分解时的热效应
9 [2025苏州第一中学月考]下列根据某些实验事实,得出的相关结论合理的是( )
选项 实验 热化学方程式
A 在光照条件下: H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.5 kJ/mol 同温同压,在点燃条件下:H2(g)+Cl2(g)=== 2HCl(g) ΔH≠-184.5 kJ/mol
B 一定条件下,向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.1 kJ的热量 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ/mol
C 已知: H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合:H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=== BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ/mol
D 已知:25 ℃、101 kPa 下,12 g石墨完全燃烧放出热量393.51 kJ CO2(g)===C(s,石墨)+O2(g) ΔH=+393.51 kJ/mol
10 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
图1 图2 图3 图4
据此判断下列说法正确的是( )
A. 由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B. 由图2知,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C. 由图3知,白磷比红磷稳定
D. 由图4知,CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
11 科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下,下列说法正确的是( )
A. CO和O生成了具有共价键的CO2
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. 状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
D. CO和O生成CO2是吸热反应
12 分析图像书写热化学方程式。
甲 乙
丙
(1) 图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol 气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式:____________________________
______________________________________________________________________。
(3) 图丙表示一定条件下,在水溶液中 1 mol Cl-、ClO(x=1、2、3、4)的能量相对大小。
①D是________(填离子符号)。
②B―→A+C反应的热化学方程式为_________________________________
(用离子符号表示)。
13 根据键能计算焓变。
(1) CH3—CH3(g)―→CH2===CH2(g)+H2(g) ΔH,有关化学键的键能如下表所示。
化学键 C—H C===C C—C H—H
键能/(kJ/mol) 414 615 347 435
则该反应的反应热为____________。
(2) 已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N===O)。
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N===O
键能/(kJ/mol) 630 243 a 607
则反应2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)的ΔH=____________kJ/mol(用含a的代数式表示)。
14 已知拆开1 mol H—H、1 mol N≡N、1 mol N—H分别需要吸收的能量为 436 kJ、946 kJ、391 kJ。
(1) 则由氢气和氮气反应生成2 mol NH3需要________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。
(2) 写出热化学方程式:_____________________________________________
______________________________________________________________________。
(3) 若1 mol N2和3 mol H2充分反应,实际测得反应放出的热量总是少于计算值,其原因是_________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4) 反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如图所示,写出下列热化学方程式ΔH的表达式(用含a、b、c的代数式表示)。
①N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)
ΔH=__________kJ/mol;
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
ΔH=____________kJ/mol;
③N2(g)+H2(g) NH3(l)
ΔH=____________kJ/mol;
④NH3(g) N2(g)+H2(g)
ΔH=____________kJ/mol。
课时2 燃烧热和中和反应反应热的测定
1 已知H++OH-===H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ,下列反应中能放出57.3 kJ 热量的是( )
A. 1 mol稀硫酸与足量NaOH溶液反应
B. 稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O
C. 稀盐酸与Ba(OH)2稀溶液反应生成1 mol水
D. NaOH稀溶液与95%浓硫酸反应生成1 mol水
2 [2025扬州中学期中]下列关于燃烧热和中和热的描述正确的是( )
A. HCl和NaOH反应中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)反应的ΔH=2×(-57.3) kJ/mol
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0) kJ/mol
C. 反应热有正负之分,ΔH全部是正值
D. 1 mol甲烷燃烧生成H2O(g)和CO2(g)所放出的热量是甲烷的燃烧热
3 下列描述正确的是( )
A. 由 CH3CH2OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 366.8 kJ/mol,可知乙醇的标准燃烧热为1 366.8 kJ/mol
B. 已知:C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH<0,则金刚石比石墨稳定
C. 已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)===2CO2 (g) ΔH=-566 kJ/mol
则2CO(g)+2NO(g)===N2 (g)+2CO2(g) ΔH=-746 kJ/mol
D. OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,故1 mol HNO3与 1 mol NH3·H2O 完全反应,放出的热量一定为57.3 kJ
4 [2025扬州新华中学月考]下列说法或表示方法正确的是( )
A. 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
B. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ/mol,工业生产使用V2O5作催化剂,能降低该反应的焓变
C. 由C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol可知,石墨比金刚石稳定
D. 在101 kPa时,C的燃烧热为-393.5 kJ/mol,其热化学方程式表示为C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
5 已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
下列结论正确的是( )
A. 碳的燃烧热等于110.5 kJ/mol
B. ①的焓变为221 kJ/mol
C. 稀硫酸与NaOH稀溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol
D. 含20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ热量
6 [2025南通海安中学期中]下列说法正确的是( )
A. 软脂酸[CH3(CH2)14COOH]燃烧热的热化学方程式:CH3(CH2)14COOH](s)+23O2(g)===16CO2(g)+16H2O(g) ΔH=-9 273 kJ/mol
B. 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)和CO(g)+O2(g)===CO2(g)两个反应的ΔH相同
C. H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH=-9.48 kJ/mol,则1 mol I2(g)和1 mol H2(g)的总能量高于2 mol HI(g)的能量
D. 已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,则稀硫酸与澄清石灰水反应生成2 mol H2O(l),放出2×57.3 kJ的热量
7 [2025苏州三中月考]下列说法正确的是( )
A. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-801.3 kJ/mol
结论:CH4的燃烧热为801.3 kJ/mol
B. Sn(灰,s) Sn(白,s) ΔH=+2.1 kJ/mol(灰锡为粉末状)
结论:锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏
C. 稀溶液中有:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
结论:将盐酸与氨水的稀溶液混合后,若生成1 mol H2O(l),则会放出57.3 kJ的能量
D. C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol、
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4 kJ/mol
结论:相同条件下金刚石比石墨稳定
8 下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A. 已知正丁烷的燃烧热为2 878 kJ/mol,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)===8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2 878 kJ/mol
B. 已知在一定条件下,2 mol SO2与1 mol O2充分反应后,释放出98 kJ的热量,则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98 kJ/mol
C. 已知稀盐酸与NaOH稀溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol,则表示稀硫酸与NaOH稀溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
D. 已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
9 已知25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、1 411.0 kJ/mol、2 800 kJ/mol,则热化学方程式书写正确的是( )
A. C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
B. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+571.6 kJ/mol
C. C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 411.0 kJ/mol
D. C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ/mol
10 根据表中的信息,下列说法错误的是( )
物质 外观 熔点 燃烧热/(kJ/mol)
金刚石 无色,透明固体 ? 395.4
石墨 灰黑,不透明固体 ? 393.5
A. 由表中信息可得如图所示的图像
B. 由表中信息知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol
C. 相同条件下金刚石的熔点低于石墨的熔点
D. 表示石墨燃烧热的化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
11 将V1 mL 1.0 mol/L盐酸溶液和 V2 mL 未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22 ℃
B. 该实验表明化学能可以转化为热能
C. NaOH溶液的浓度约是1.0 mol/L
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
12 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题。
(1) 所用NaOH溶液要稍过量的目的是________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母,下同)。
A. 沿玻璃棒缓慢倒入
B. 分三次倒入
C. 一次迅速倒入
(3) 使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。
A. 用温度计小心搅拌
B. 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C. 轻轻地振荡烧杯
D. 用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4) 现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为______________________________________________________。
(5) 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 g/cm3,又知反应后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。
为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 起始温度T1/ ℃ 终止温度T2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=___________(结果保留一位小数)。
(6) ________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是_________________________________________________________
______________________________________________________________________。
课时1 反应热和热化学方程式
1 C 2 A
3 C 图中反应物的总能量低于生成物的总能量,属于吸热反应。中和反应、燃烧反应、CaO和水反应均为放热反应,A、B、D错误;红热的炭和水蒸气反应为吸热反应,C正确。
4 B
5 C H2+Cl22HCl为放热反应,但图中反应物的总能量低于生成物的总能量,属于吸热反应,A错误;断裂化学键需要吸收能量,B错误、C正确;形成化学键需要释放能量,D错误。
6 D 设O===O的键能为x,则(2×436 kJ/mol+x)-2×2×463 kJ/mol=-482 kJ/mol,x=498 kJ/mol,所以2O(g)===O2(g)的ΔH=-498 kJ/mol,D正确。
7 C 8 B
9 D ΔH只与反应的始态和终态有关,与反应的路径无关,故同温同压,在点燃条件下:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.5 kJ/mol,A错误;合成氨反应为可逆反应,0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)并不能完全转化为NH3,生成1 mol NH3(g)实际放出的热量要大于46.1 kJ,B错误;稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合,不仅生成水还生成了BaSO4沉淀,形成离子键会影响反应热,C错误。
10 A 11 A
12 (1) NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol
(2) H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ/mol
(3) ①ClO ②3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117 kJ/mol
解析:(1) 根据图甲可知,此反应是放热反应,热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=(134-368) kJ/mol=-234 kJ/mol。(2) 同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,其气态氢化物的稳定性逐渐降低,能量逐渐增大,则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素,生成1 mol H2Se(g)的ΔH=+81 kJ/mol,则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ/mol。(3) D中氯元素的化合价为+7,应为ClO,写出B―→A+C的化学方程式,利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH=63-60×3=-117(kJ/mol),写出热化学方程式即可。
13 (1) +125 kJ/mol (2) 289-2a
解析:(1) ΔH=E(C—C)+6E(C—H)-E(C===C)-4E(C—H)-E(H—H)=(347+6×414-615-4×414-435) kJ/mol=+125 kJ/mol。(2) 根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能知,ΔH=2×630 kJ/mol+243 kJ/mol-2×(a kJ/mol+607 kJ/mol)=(289-2a) kJ/mol。
14 (1) 放出 92
(2) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
(3) 该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物
(4) ①2(a-b-c) ②2(a-b) ③(a-b-c)
④(b-a)
课时2 燃烧热和中和反应反应热的测定
1 C
2 B H2SO4和Ba(OH)2反应不仅生成水还生成了BaSO4,生成BaSO4也会放出热量,A错误;正、逆反应的ΔH之和为0,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=+(2×283.0) kJ/mol,B正确;ΔH有正负之分,反应热是化学反应过程中,反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热,C错误;1 mol甲烷完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g)所放出的热量是甲烷的燃烧热,D错误。
3 C 表示标准燃烧热的燃烧产物应该是稳定氧化物,水应为液态,A错误;能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,B错误;①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol,②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol,依据盖斯定律计算②-①得到2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746 kJ/mol,C正确; NH3·H2O是弱电解质,电离时要吸热,反应中放出的热量小于57.3 kJ,D错误。
4 C ΔH只与反应的始态和终态有关,与反应的路径无关,故同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,A错误;催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的焓变,B错误;能量越低越稳定,由C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol可知,石墨的能量低,故石墨比金刚石稳定,C正确;计算燃烧热时,C应该转化为CO2,D错误。
5 C 反应①生成的是CO而不是CO2,因此碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol,A错误;①的焓变为-221 kJ/mol,B错误;稀硫酸与NaOH稀溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol,C正确;20 g NaOH的物质的量n(NaOH)=0.5 mol,0.5 mol×57.3 kJ/mol=28.65 kJ,但NaOH固体溶解时也放热,D错误。
6 C 计算燃烧热时,应该生成H2O(l),A错误;方程式的系数变为原来的,ΔH也变为原来的,B错误;H2SO4和Ca(OH)2反应不仅生成水还生成了CaSO4,生成CaSO4也会放出热量,D错误。
7 B 应该生成液态水,A错误;由Sn(灰,s)Sn(白,s)知,寒冷的冬天,温度低于13.2 ℃,白锡转化为灰锡,灰锡为粉末状,故锡制品会损坏,B正确;NH3·H2O是弱碱,电离时会吸收热量,C错误;相同条件下,C(金刚石,s)转化为CO2放出的热量多,说明金刚石的能量高,能量越高越不稳定,故金刚石不如石墨稳定,D错误。
8 C 燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 878 kJ/mol,A错误;不知道该条件下物质的状态,且该反应是可逆反应,2 mol SO2与1 mol O2充分反应后,参加反应的反应物的量未知,所以不能写出热化学方程式,B错误;在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成 1 mol H2O(l)放出的热量是中和热,C正确;碳的燃烧热为1 mol C(s)完全燃烧生成1 mol CO2(g)放出的热量,D错误。
9 D
10 D C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4 kJ/mol①,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ/mol②,①-②得出:C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH=-1.9 kJ/mol,此反应属于放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A、B正确;石墨中层内共价键的键长比金刚石的键长短,因此石墨的熔点比金刚石的高,C正确;燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,C转化成稳定的氧化物为二氧化碳,D错误。
11 B
12 (1) 确保盐酸被完全中和 (2) C (3) D
(4) ΔH1=ΔH2<ΔH3 (5) -51.8 kJ/mol
(6) 不能 H2SO4与Ba(OH)2反应除生成H2O外,还生成BaSO4沉淀,沉淀的生成热会影响反应中和热的测定