高中化学人教版选修四第一章 化学反应与能量(知识梳理+综合复习试题)

文档属性

名称 高中化学人教版选修四第一章 化学反应与能量(知识梳理+综合复习试题)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2017-01-07 23:03:33

文档简介

第一章
《化学反应与能量》复习知识梳理
复习知识要点:
1.化学反应与能量的变化
2.燃烧热和中和热
3.化学反应热的计算——盖斯定律
复习目标:
通过知识点内容梳理及例题练习,回忆并巩固本章所有知识点内容及应用。掌握热化学方程式的正确书写,能运用盖斯定律准确书写出未知热化学方程式。
知识点一:焓变
反应热
1.反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。反应热可以分为燃烧热、中和热、溶解热。
2.焓变(ΔH)的意义:
符号:
单位:
恒压下:焓变=反应热,都可用ΔH表示,单位都是kJ/mol。
3.产生原因:化学键断裂——
化学键形成——
4.可以利用计算ΔH来判断是吸热还是放热。
ΔH
=
所具有的总能量—
所具有的总能量
=

ΔH为“-”或△H
<0时,为
反应;
ΔH为“+”或△H
>0时,为
反应。
对于放热反应,反应物具有的总能量_________生成物具有总能量,反应过程中释放出能量,从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H为___________。
对吸热反应,
反应物具有的总能量_________生成物具有总能量,反应过程中释放出能量,从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H为____________。
5.能量与键能的关系:物质具有的能量越低,物质越稳定,能量和键能成反比。
6.同种物质不同状态时所具有的能量:气态>液态>固态
【特别提醒】
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应
②所有的酸碱中和反应
③大多数的化合反应
④金属与水或酸的反应
⑤生石灰(氧化钙)和水反应
⑥铝热反应等
(2)常见的吸热反应
①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl
②大多数的分解反应③
条件一般是加热或高温的反应
(3)区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化),一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于水是放热。
【例题1】SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1
mol
S(s)转化为气态硫原子吸收能量280
kJ,断裂1
mol
F-F
、S-F键需吸收的能量分别为160
kJ、330
kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为(

A.-1780
kJ/mol
B.-1220
kJ/mol
C.-450
kJ/mol
D.+430
kJ/mol
【答案】2.在恒压条件下进行的化学反应的热效应;△H
;kJ/mol
3.吸收能量;释放能量;生成物;反应物;反应物的总键能;生成物的总键能;放热;吸热;高于;“-”;低于;“+”
【例题1】B
知识点二:热化学方程式
1.概念:
2.书写化学方程式的注意要点
①热化学方程式必须标出能量变化,即反应热△H,△H
对应的正负号都不能省。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(s,l,g分别表示
,水溶液中溶质用
表示)
③热化学反应方程式不标条件,除非题中特别指出反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数表示
,不表示个数和体积,可以是
,也可以是

⑤各物质系数加倍,△H加倍,即△H和计量数成比例;反应逆向进行,△H改变

___________不变。
⑥热化学方程式中的△H与化学反应的条件无关。
3.表示意义:物质的量—物质—状态—吸收或放出热量。
【例题2】下列热化学方程式书写正确的是(

A.2SO2+O2=2SO3
△H
=-196.6
kJ/mol
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H
=-571.6
kJ/mol
C.H2(g)+
1/2O2(g)=H2O(l)
△H
=-285.8
kJ
D.C(s)+O2(g)=CO2
(g)
△H
=+393.5
kJ/mol
【例题3】已知在25℃,101
kPa下,1
g
C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出48.40
kJ热量。表示辛烷燃烧的热化学方程式正确的是(

A.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH
=-48.40
kJ/mol
B.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH
=-5518
kJ/mol
C.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH
=+5518
kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)
ΔH
=-11036
kJ/mol
【答案】1.能够表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.
②固态,液态,气态;aq
④物质的量;整数;分数
⑤符号;数值;
【例题2】B
【例题3】B
知识点三:燃烧热和中和热
1.燃烧热
(1)概念:_________________________________________________
(2)单位:_________
【注意事项】
①研究条件:101
kPa
②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1
mol
④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)
2.中和热
(1)概念:_______________________________________________________
(2)强酸与强碱的中和反应的实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:___________________________
(3)弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热数值小于57.3kJ/mol。
(4)中和热的测定实验:看课本装置图
①一般用强酸和强碱做实验,且碱要过量(如果酸和碱的物质的量相同,中和热会偏小),一般中和热为57.3
kJ/mol。
②若用弱酸或弱碱做实验,放出的热量会偏小,中和热会偏小。
③若用浓溶液做实验,放出的热量会偏大,中和热会偏大。
④在实验中,增大酸和碱的用量,放出的热量会增多但中和热保持不变。
【例题4】实验测得:101
kPa时,1
mol
H2完全燃烧生成液态水,放出285.8
kJ的热量;1
mol
CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3
kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=+890.3
kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=-890.3
kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=-890.3
kJ
D.2H2(g)+O2(g)==
2H2O(l)
△H
=-285.8
kJ
【例题5】下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是(

A.CH4(g)+
3/2O2(g)=2H2O(l)+CO(g)
△H
1
B.S(s)+
3/2O2(g)=SO3(s)
△H
2
C.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)
△H
3
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H
4
【例题6】含1
mol
Ba(OH)2的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出热量114.6
kJ。下列热化学方程式中,正确的是(
)
A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)
△H=+114.6
kJ/mol
B.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(aq)
△H=-114.6
kJ/mol
C.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)
△H=-57.3
kJ/mol
D.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)
△H=+57.3
kJ/mol
【答案】1.(1)101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
(2)kJ/mol
2.(1)在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应而生成1mol
H2O的过程中,这时的反应热叫中和热。
(2)H+(aq)
+OH-(aq)
=H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ/mol
【例题4】B
【例题5】C
【例题6】C
知识点四:盖斯定律
内容:_________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________
【例题7】已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)
△H
=-701.0
kJ·mol-1;2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
△H=-181.6
kJ·mol-1,则反应Zn(s)+
HgO(s)=ZnO(s)+
Hg(l)的△H为(

A.+519.4
kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4
kJ·mol-1
【例题8】已知:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)
△H
=
+571.2
kJ·mol
Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)
△H
=
-1473.2
kJ·mol
Ba(s)+S(s)=BaS(g)
△H
=
-460
kJ·mol
请回答:C(s)和O2(g)反应生成CO(g)的热化学方程式为

【例题9】氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
△H=-247.4
kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)
△H=+169.8
kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为

(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是
。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均为非气态,写出该反应的化学方程式:

【答案】化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。也就是说,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
【例题7】C
【例题8】C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
△H
=
-110.5
kJ/mol
【例题9】(1)CH 4(g)+2H2O(g)=CO 2(g)
+4H2(g)
△H
=
165.0
kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量;2H2S+SO2
=2H2O+3S
(或4H2S+2SO2=4H2O+3S 2)
【难点点拨】
难点一:焓变及其计算
1.不能全面把握焓变要素,不能把方程与焓变对应起来
2.吸放与“+、-”,反应方向、状态变化与焓变的关系
解决策略:
①方程加,焓变加,方程减,焓变减。
②反应的向变符不符:方向不同,焓变变号。
③质变对不对:反应前后物质不同,焓变值不同。
④态变符不符:状态不同,焓变值不同。晶型不同,焓变不同。
⑤量变配不配(焓变符号、焓变值、焓变单位):焓变值为按系数完全进行的值。对可逆反应是不可能完全反应的,但焓变数值是对应与方程系数完全反应的数据。
⑥反应条件符不符:如燃烧热对应于25℃、101
kPa
难点二:反应方向——(恒压条件下)焓变、熵变以及温度对反应方向的影响
1.ΔH和
ΔS的理解
2.反应方向判椐的理解和应用
ΔH-T
ΔS<0,反应能自发进行
ΔH-T
ΔS=0,反应达到平衡
ΔH-T
ΔS>0,反应不能自发进行
3.易产生焓变正负、熵变正负、反应自发与否的片面关系
解决策略:
关键在于理解并接受,加上适当的训练。对本难点切勿“一意孤行”,以自己理解为标准,要能听进老师正确的指引并欣然接受,哪怕自己觉得不可思议!
第一章
《化学反应与能量》章末综合复习题
一、选择题
1.下列说法不正确的是(

A.物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量
B.热反应方程式中各物质的化学计量
数只表示物质的量,不表示分子个数
C.所有的燃烧都是放热反应
D.热化学方程式中分子式前面的化学计量数可以是分数
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是(

①C(s)+O2(g)
===
CO2(g)
△H1
C(s)+O2(g)
===
CO(g)
△H2
②S(s)+O2(g)
===
SO2(g)
△H3
S(g)+O2(g)
===
SO2(g)
△H
4
③H2(g)+O2(g)
===
H2O(l)
△H
5
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l)
△H
6
④CaCO3(s)
===
CaO(s)+CO2(g)
△H
7
CaO(s)+H2O(l)
===
Ca(OH)2(s)
△H
8
A.①
B.④
C.②③④
D.①②③
3.已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的(

A.X的能量一定高于M
B.
Y的能量一定高于N
C.
X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
4.已知充分燃烧a
g乙炔气体时生成1
mol二氧化碳和液态水,并放出热量b
kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(

A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-4b
kJ/mol
B.C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=2b
kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2b
kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=b
kJ/mol
5.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1
mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。现已知H—H键键能为436
kJ/mol,H—N键键能为391
kJ/mol。根据热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4
kJ·mol-1,计算N≡N键的键能是(

A.431
kJ·mol—1
B.946
kJ·mol—1
C.649
kJ·mol—1
D.896
kJ·mol—1
6.25
℃,101
k
Pa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ/mol,辛烷的燃烧热为5518
kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是(

A.2H+(aq)+SO2—
4(aq)+Ba2+(aq)+2OH—(aq)
===
BaSO4(s)+2H2O(1)
H
=-57.3
kJ/mol
B.KOH(aq)+1/2H2
SO4(aq)
===
1/2K2SO4(aq)+H2O(l)
H
=-57.3
kJ/mol
C.C8H18(1)+25/2O2(g)
===
8CO2(g)+9H2O(g)
H
=-5518
kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2(g)
===
16CO2(g)+18H2O(1)
H
=-5518
kJ/mol
7.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)(

A.C2H5OH(l)+3O2
(g)=2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH
=
-1367.0
kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+
HCl(aq)=NaCl(aq)+
H2O(l)
ΔH
=
+57.3
kJ/mol(中和热)
C.S(s)+
O2
(g)=SO2(g)
ΔH
=
-269
kJ/mol(反应热)
D.2NO2=
O2
+2NO
ΔH
=
+116.2
kJ/mol(反应热)
8.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH
=
-566
kJ/mol
;Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2
O2(g)
ΔH=-226
kJ/mol根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是(

A.CO的燃烧热为283
kJ
B.右图可表示为CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g
)
ΔH>-452
kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509
kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
9.已知热化学方程式:H2O(g)=H2(g)+
O2(g)
△H
=
+241.8
kJ/mol

H2(g)+
O2(g)=H2O(1)
△H
=
-285.8
kJ/mol;当1
g液态水变为水蒸气时,其热量变化是(

A.△H
=+88
kJ
/
mol
B.△H
=+2.44kJ
/mol
C.△H
=-4.98kJ
/mol
D.△H
=-43
kJ
/mol
10.已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)
△H
=
-701.0
kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
△H
=-181.6
kJ·mol-1
则反应Zn(s)+
HgO(s)=ZnO(s)+
Hg(l)的△H为(

A.+519.4kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4kJ·mol-1
11.某反应的△H=+100
kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是(

A.正反应活化能小于100
kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100
kJ·mol-1
C.正反应活化能可能小于100
kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能大100
kJ·mol-1
12.根据碘与氢气反应的热化学方程式:(i)I2(g)+
H2(g)
2HI(g)
+
9.48
kJ
(ii)
I2(s)+
H2(g)2HI(g)
-
26.48
kJ,下列判断正确的是(

A.254
g
I2(g)中通入2
g
H2(g),反应放热9.48
kJ
B.1
mol固态碘与1
mol气态碘所含的能量相差17.00
kJ
C.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定
D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
13.根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H
=―Q1 kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l) △H
=―Q2 kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g) △H
=―Q3 kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(

A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
14.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);
△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);
△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890.31kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是(

A.H2(g)
B.CO(g)
C.C8H18(l)
D.CH4(g)
15.下列酸与碱中和反应热化学方程式可用:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1来表示的是(

A.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q1
kJ·mol-1
B.1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q2
kJ·mol-1
C.HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q3
kJ·mol-1
D.1/3H3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)=1/6Ba3(PO4)2(s)+H2O(l)
ΔH
=-Q4
kJ·mol-1
16.已知下列热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH
=-889.5
kJ/mol
2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(l)ΔH
=-3116.7
kJ/mol
C2H4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l) ΔH
=-1409.6
kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(l) ΔH
=-2596.7
kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)ΔH
=-2217.8
kJ/mol
现有由2
mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037.6
kJ热量,则下列哪些组合是不可能的(

A.CH4和C2H2 B.C2H4和C3H8 C.C2H2和C3H8 D.C2H6和CH4
二、非选择题
17.已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)
ΔH
=-890
kJ/mol,现有甲烷和一氧化碳混合气体0.75
mol,完全燃烧后,生成二氧化碳气体和液态水18
g,并放出515
kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式为
.
18.已知
CaCO3(s)═CaO(s)十CO2(g)
ΔH
=+175.7
kJ·mol-1;
C(s)十O2(g)═CO2(g)
ΔH
=-393.5
kJ·mol-1,求
lt
CaCO3
分解生成生石灰理论上需含杂质为10%的焦炭多少千克?
19.已知下列反应的反应热为:
(1)
CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)
△H
1
=
-870.3
kJ/mol。
(2)
C(s)+O2(g)==CO2(g)
△H2
=
-393.5
kJ/mol。
(3)
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H3
=
-285.8
kJ/mol
试计算下列反应的反应热:C(s)+2H2(g)+CO2(g)==CH3COOH(l)
△H=
kJ·mol-1。
20.已知:O2(g)
=O2+(g)+e-
△H1
=
+117
5.7
kJ·mol-1
PtF6(g)
+
e-

PtF6-(g)
△H2
=
-771.1
kJ·mol-1
O2+P1F6-(S)

O2+(g)+
P1F6(g)-
△H3
=
+482.2
kJ·mol-1
则反应O2(g)+
PtF6(g)=
O2+P1F6-(S)
的△H=__________kJ·mol-1。
21.CO、CH4均为常见的可燃性气体。
(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是

(2)已知在101
kPa时,CO的燃烧热为283
kJ/mol。相同条件下,若2
mol
CH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1
mol
CO完全燃烧放出热量的6.30
倍,CH4完全燃烧热化学方程式是:
____________

(3)120℃、101
kPa下,a
mL由CO、CH4组成的混合气体在b
mL
O2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。
①若混合气体与O2恰好完全反应,产生b
mL
CO2,则混合气体中CH4的体积分数为


若燃烧后气体体积缩小了a/4
mL
,则a与b关系的数学表示式是

22.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。
(1)由于C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,反应C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热无法直接测得,但该反应的反应热可由以下两个反应的反应热计算求得:
C(s)+
O2(g)=CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol—1
CO(g)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-283kJ·mol—1
写出C转化为CO的热化学方程式:

(2)同素异形体相互转化的反应热小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。通过下列两个反应可以间接求得石墨转化为金刚石的反应热:
C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH
=-395.4
kJ·mol-1

C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)
ΔH
=-393.5
kJ·mol-1
①石墨和金刚石相比,
的稳定性更大,石墨转化为金刚石的热化学方程式为

②理论上能否用石墨合成金刚石?_________,若能,需要的条件是____________________;若不能,理由是

第一章
《化学反应与能量》章末综合复习
参考答案
一、选择题
1~5
A
C
C
A
B
6~10
B
C
C
B
C
11~15
D
D
A
B
C
16
A
二、非选择题
17.2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)
△H
=
-560
kJ/mol
18.59.5
kg
19.
-94.8
20.-77.6
21.⑴
1:4

CH4(g)
+
2O2(g)
==
CO2(g)
+
2H2O(l)
△H
=
-891
kJ/mol


33%

b≥5a/4
22.⑴C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
ΔH
=
-110.5kJ·mol—1
⑵①
石墨
C(s、石墨)=C(s、金刚石)
ΔH
=
+1.9kJ·mol—1


高温、高压第一章
《化学反应与能量》复习知识梳理
复习知识要点:
1.化学反应与能量的变化
2.燃烧热和中和热
3.化学反应热的计算——盖斯定律
复习目标:
通过知识点内容梳理及例题练习,回忆并巩固本章所有知识点内容及应用。掌握热化学方程式的正确书写,能运用盖斯定律准确书写出未知热化学方程式。
知识点一:焓变
反应热
1.反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。反应热可以分为燃烧热、中和热、溶解热。
2.焓变(ΔH)的意义:
符号:
单位:
恒压下:焓变=反应热,都可用ΔH表示,单位都是kJ/mol。
3.产生原因:化学键断裂——
化学键形成——
4.可以利用计算ΔH来判断是吸热还是放热。
ΔH
=
所具有的总能量—
所具有的总能量
=

ΔH为“-”或△H
<0时,为
反应;
ΔH为“+”或△H
>0时,为
反应。
对于放热反应,反应物具有的总能量_________生成物具有总能量,反应过程中释放出能量,从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H为___________。
对吸热反应,
反应物具有的总能量_________生成物具有总能量,反应过程中释放出能量,从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H为____________。
5.能量与键能的关系:物质具有的能量越低,物质越稳定,能量和键能成反比。
6.同种物质不同状态时所具有的能量:气态>液态>固态
【特别提醒】
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应
②所有的酸碱中和反应
③大多数的化合反应
④金属与水或酸的反应
⑤生石灰(氧化钙)和水反应
⑥铝热反应等
(2)常见的吸热反应
①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl
②大多数的分解反应③
条件一般是加热或高温的反应
(3)区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化),一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于水是放热。
【例题1】SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1
mol
S(s)转化为气态硫原子吸收能量280
kJ,断裂1
mol
F-F
、S-F键需吸收的能量分别为160
kJ、330
kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为(

A.-1780
kJ/mol
B.-1220
kJ/mol
C.-450
kJ/mol
D.+430
kJ/mol
知识点二:热化学方程式
1.概念:
2.书写化学方程式的注意要点
①热化学方程式必须标出能量变化,即反应热△H,△H
对应的正负号都不能省。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(s,l,g分别表示
,水溶液中溶质用
表示)
③热化学反应方程式不标条件,除非题中特别指出反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数表示
,不表示个数和体积,可以是
,也可以是

⑤各物质系数加倍,△H加倍,即△H和计量数成比例;反应逆向进行,△H改变

___________不变。
⑥热化学方程式中的△H与化学反应的条件无关。
3.表示意义:物质的量—物质—状态—吸收或放出热量。
【例题2】下列热化学方程式书写正确的是(

A.2SO2+O2=2SO3
△H
=-196.6
kJ/mol
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H
=-571.6
kJ/mol
C.H2(g)+
1/2O2(g)=H2O(l)
△H
=-285.8
kJ
D.C(s)+O2(g)=CO2
(g)
△H
=+393.5
kJ/mol
【例题3】已知在25℃,101
kPa下,1
g
C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出48.40
kJ热量。表示辛烷燃烧的热化学方程式正确的是(

A.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH
=-48.40
kJ/mol
B.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH
=-5518
kJ/mol
C.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH
=+5518
kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)
ΔH
=-11036
kJ/mol
知识点三:燃烧热和中和热
1.燃烧热
(1)概念:_________________________________________________
(2)单位:_________
【注意事项】
①研究条件:101
kPa
②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1
mol
④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)
2.中和热
(1)概念:_______________________________________________________
(2)强酸与强碱的中和反应的实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:___________________________
(3)弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热数值小于57.3kJ/mol。
(4)中和热的测定实验:看课本装置图
①一般用强酸和强碱做实验,且碱要过量(如果酸和碱的物质的量相同,中和热会偏小),一般中和热为57.3
kJ/mol。
②若用弱酸或弱碱做实验,放出的热量会偏小,中和热会偏小。
③若用浓溶液做实验,放出的热量会偏大,中和热会偏大。
④在实验中,增大酸和碱的用量,放出的热量会增多但中和热保持不变。
【例题4】实验测得:101
kPa时,1
mol
H2完全燃烧生成液态水,放出285.8
kJ的热量;1
mol
CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3
kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=+890.3
kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=-890.3
kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)==
CO2(g)+2H2O(l)
△H
=-890.3
kJ
D.2H2(g)+O2(g)==
2H2O(l)
△H
=-285.8
kJ
【例题5】下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是(

A.CH4(g)+
3/2O2(g)=2H2O(l)+CO(g)
△H
1
B.S(s)+
3/2O2(g)=SO3(s)
△H
2
C.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)
△H
3
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H
4
【例题6】含1
mol
Ba(OH)2的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出热量114.6
kJ。下列热化学方程式中,正确的是(
)
A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)
△H=+114.6
kJ/mol
B.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(aq)
△H=-114.6
kJ/mol
C.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)
△H=-57.3
kJ/mol
D.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)
△H=+57.3
kJ/mol
知识点四:盖斯定律
内容:_________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________
【例题7】已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)
△H
=-701.0
kJ·mol-1;2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
△H=-181.6
kJ·mol-1,则反应Zn(s)+
HgO(s)=ZnO(s)+
Hg(l)的△H为(

A.+519.4
kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4
kJ·mol-1
【例题8】已知:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)
△H
=
+571.2
kJ·mol
Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)
△H
=
-1473.2
kJ·mol
Ba(s)+S(s)=BaS(g)
△H
=
-460
kJ·mol
请回答:C(s)和O2(g)反应生成CO(g)的热化学方程式为

【例题9】氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
△H=-247.4
kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)
△H=+169.8
kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为

(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是
。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均为非气态,写出该反应的化学方程式:

【难点点拨】
难点一:焓变及其计算
1.不能全面把握焓变要素,不能把方程与焓变对应起来
2.吸放与“+、-”,反应方向、状态变化与焓变的关系
解决策略:
①方程加,焓变加,方程减,焓变减。
②反应的向变符不符:方向不同,焓变变号。
③质变对不对:反应前后物质不同,焓变值不同。
④态变符不符:状态不同,焓变值不同。晶型不同,焓变不同。
⑤量变配不配(焓变符号、焓变值、焓变单位):焓变值为按系数完全进行的值。对可逆反应是不可能完全反应的,但焓变数值是对应与方程系数完全反应的数据。
⑥反应条件符不符:如燃烧热对应于25℃、101
kPa
难点二:反应方向——(恒压条件下)焓变、熵变以及温度对反应方向的影响
1.ΔH和
ΔS的理解
2.反应方向判椐的理解和应用
ΔH-T
ΔS<0,反应能自发进行
ΔH-T
ΔS=0,反应达到平衡
ΔH-T
ΔS>0,反应不能自发进行
3.易产生焓变正负、熵变正负、反应自发与否的片面关系
解决策略:
关键在于理解并接受,加上适当的训练。对本难点切勿“一意孤行”,以自己理解为标准,要能听进老师正确的指引并欣然接受,哪怕自己觉得不可思议!
第一章
《化学反应与能量》章末综合复习题
一、选择题
1.下列说法不正确的是(

A.物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量
B.热反应方程式中各物质的化学计量
数只表示物质的量,不表示分子个数
C.所有的燃烧都是放热反应
D.热化学方程式中分子式前面的化学计量数可以是分数
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是(

①C(s)+O2(g)
===
CO2(g)
△H1
C(s)+O2(g)
===
CO(g)
△H2
②S(s)+O2(g)
===
SO2(g)
△H3
S(g)+O2(g)
===
SO2(g)
△H
4
③H2(g)+O2(g)
===
H2O(l)
△H
5
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l)
△H
6
④CaCO3(s)
===
CaO(s)+CO2(g)
△H
7
CaO(s)+H2O(l)
===
Ca(OH)2(s)
△H
8
A.①
B.④
C.②③④
D.①②③
3.已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的(

A.X的能量一定高于M
B.
Y的能量一定高于N
C.
X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
4.已知充分燃烧a
g乙炔气体时生成1
mol二氧化碳和液态水,并放出热量b
kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(

A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-4b
kJ/mol
B.C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=2b
kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2b
kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=b
kJ/mol
5.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1
mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。现已知H—H键键能为436
kJ/mol,H—N键键能为391
kJ/mol。根据热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4
kJ·mol-1,计算N≡N键的键能是(

A.431
kJ·mol—1
B.946
kJ·mol—1
C.649
kJ·mol—1
D.896
kJ·mol—1
6.25
℃,101
k
Pa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ/mol,辛烷的燃烧热为5518
kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是(

A.2H+(aq)+SO2—
4(aq)+Ba2+(aq)+2OH—(aq)
===
BaSO4(s)+2H2O(1)
H
=-57.3
kJ/mol
B.KOH(aq)+1/2H2
SO4(aq)
===
1/2K2SO4(aq)+H2O(l)
H
=-57.3
kJ/mol
C.C8H18(1)+25/2O2(g)
===
8CO2(g)+9H2O(g)
H
=-5518
kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2(g)
===
16CO2(g)+18H2O(1)
H
=-5518
kJ/mol
7.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)(

A.C2H5OH(l)+3O2
(g)=2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH
=
-1367.0
kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+
HCl(aq)=NaCl(aq)+
H2O(l)
ΔH
=
+57.3
kJ/mol(中和热)
C.S(s)+
O2
(g)=SO2(g)
ΔH
=
-269
kJ/mol(反应热)
D.2NO2=
O2
+2NO
ΔH
=
+116.2
kJ/mol(反应热)
8.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH
=
-566
kJ/mol
;Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2
O2(g)
ΔH=-226
kJ/mol根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是(

A.CO的燃烧热为283
kJ
B.右图可表示为CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g
)
ΔH>-452
kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509
kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
9.已知热化学方程式:H2O(g)=H2(g)+
O2(g)
△H
=
+241.8
kJ/mol

H2(g)+
O2(g)=H2O(1)
△H
=
-285.8
kJ/mol;当1
g液态水变为水蒸气时,其热量变化是(

A.△H
=+88
kJ
/
mol
B.△H
=+2.44kJ
/mol
C.△H
=-4.98kJ
/mol
D.△H
=-43
kJ
/mol
10.已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)
△H
=
-701.0
kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
△H
=-181.6
kJ·mol-1
则反应Zn(s)+
HgO(s)=ZnO(s)+
Hg(l)的△H为(

A.+519.4kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4kJ·mol-1
11.某反应的△H=+100
kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是(

A.正反应活化能小于100
kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100
kJ·mol-1
C.正反应活化能可能小于100
kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能大100
kJ·mol-1
12.根据碘与氢气反应的热化学方程式:(i)I2(g)+
H2(g)
2HI(g)
+
9.48
kJ
(ii)
I2(s)+
H2(g)2HI(g)
-
26.48
kJ,下列判断正确的是(

A.254
g
I2(g)中通入2
g
H2(g),反应放热9.48
kJ
B.1
mol固态碘与1
mol气态碘所含的能量相差17.00
kJ
C.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定
D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
13.根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H
=―Q1 kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l) △H
=―Q2 kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g) △H
=―Q3 kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(

A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
14.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);
△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);
△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890.31kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是(

A.H2(g)
B.CO(g)
C.C8H18(l)
D.CH4(g)
15.下列酸与碱中和反应热化学方程式可用:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1来表示的是(

A.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q1
kJ·mol-1
B.1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q2
kJ·mol-1
C.HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)
ΔH
=-Q3
kJ·mol-1
D.1/3H3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)=1/6Ba3(PO4)2(s)+H2O(l)
ΔH
=-Q4
kJ·mol-1
16.已知下列热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH
=-889.5
kJ/mol
2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(l)ΔH
=-3116.7
kJ/mol
C2H4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l) ΔH
=-1409.6
kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(l) ΔH
=-2596.7
kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)ΔH
=-2217.8
kJ/mol
现有由2
mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037.6
kJ热量,则下列哪些组合是不可能的(

A.CH4和C2H2 B.C2H4和C3H8 C.C2H2和C3H8 D.C2H6和CH4
二、非选择题
17.已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)
ΔH
=-890
kJ/mol,现有甲烷和一氧化碳混合气体0.75
mol,完全燃烧后,生成二氧化碳气体和液态水18
g,并放出515
kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式为
.
18.已知
CaCO3(s)═CaO(s)十CO2(g)
ΔH
=+175.7
kJ·mol-1;
C(s)十O2(g)═CO2(g)
ΔH
=-393.5
kJ·mol-1,求
lt
CaCO3
分解生成生石灰理论上需含杂质为10%的焦炭多少千克?
19.已知下列反应的反应热为:
(1)
CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)
△H
1
=
-870.3
kJ/mol。
(2)
C(s)+O2(g)==CO2(g)
△H2
=
-393.5
kJ/mol。
(3)
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H3
=
-285.8
kJ/mol
试计算下列反应的反应热:C(s)+2H2(g)+CO2(g)==CH3COOH(l)
△H=
kJ·mol-1。
20.已知:O2(g)
=O2+(g)+e-
△H1
=
+117
5.7
kJ·mol-1
PtF6(g)
+
e-

PtF6-(g)
△H2
=
-771.1
kJ·mol-1
O2+P1F6-(S)

O2+(g)+
P1F6(g)-
△H3
=
+482.2
kJ·mol-1
则反应O2(g)+
PtF6(g)=
O2+P1F6-(S)
的△H=__________kJ·mol-1。
21.CO、CH4均为常见的可燃性气体。
(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是

(2)已知在101
kPa时,CO的燃烧热为283
kJ/mol。相同条件下,若2
mol
CH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1
mol
CO完全燃烧放出热量的6.30
倍,CH4完全燃烧热化学方程式是:
____________

(3)120℃、101
kPa下,a
mL由CO、CH4组成的混合气体在b
mL
O2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。
①若混合气体与O2恰好完全反应,产生b
mL
CO2,则混合气体中CH4的体积分数为


若燃烧后气体体积缩小了a/4
mL
,则a与b关系的数学表示式是

22.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。
(1)由于C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,反应C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热无法直接测得,但该反应的反应热可由以下两个反应的反应热计算求得:
C(s)+
O2(g)=CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol—1
CO(g)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-283kJ·mol—1
写出C转化为CO的热化学方程式:

(2)同素异形体相互转化的反应热小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。通过下列两个反应可以间接求得石墨转化为金刚石的反应热:
C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH
=-395.4
kJ·mol-1

C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)
ΔH
=-393.5
kJ·mol-1
①石墨和金刚石相比,
的稳定性更大,石墨转化为金刚石的热化学方程式为

②理论上能否用石墨合成金刚石?_________,若能,需要的条件是____________________;若不能,理由是