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1、考点08 化学反应中的热效应一、焓变与反应热1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2反应热(焓变)(1)定义:在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中释放或吸收的能量,都可以用热量来描述,叫作反应热,又称为焓变。(2)符号:H。(3)单位:kJ/mol。(4)规定:放热反应的H为“”,吸热反应的H为“+”。注意:(1)任何化学反应都伴随着能量的变化,不存在不发生能量变化的化学反应。(2)反应热的单位是kJ/mol,热量的单位是kJ,不能混淆。
2、(3)比较反应热大小时,应带“+”、“”一起比较。反应热的理解1从微观的角度说,反应热是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值,图中a表示旧化学键断裂吸收的热量;b表示新化学键形成放出的热量;c表示反应热。2从宏观的角度说,反应热是生成物的总能量与反应物的总能量的差值,图中a表示活化能,b表示活化分子结合成生成物所释放的能量,c表示反应热。3吸热反应和放热反应化学反应过程中释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成热量)来表述。通常把释放热量的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应。类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的
3、总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法H0H0联系H=H(生成物)H(反应物),键能越大,物质能量越低,越稳定;键能越小,物质能量越高,越不稳定常见反应类型(1)所有的燃烧反应;(2)酸碱中和反应;(3)金属与酸或水的反应;(4)原电池反应;(5)少数分解反应(如TNT爆炸);(6)大多数化合反应;(7)电石制乙炔的反应(1)大多数分解反应;(2)少数化合反应,如C与CO2、C与水蒸气的反应;(3)Ba(OH)28H2O与N
4、H4Cl的反应;(4)盐的水解、弱电解质的电离4吸热反应与放热反应的判断化学反应过程中释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成热量)来表述。通常把释放热量的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应。(1)理论分析判断法 H=生成物的总能量反应物的总能量。当H0时,反应吸热;当H反应物分子断键吸收的总能量时,该反应表现为放热反应,即H0;当生成物分子成键释放的总能量0。(2)规律判断法 常见的吸热反应:大多数分解反应;以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应,如C+H2O(g)CO+H2;Ba(OH)28H2O与NH4Cl晶体的反应。常见的放热反应:金属与水或酸的反应;酸碱中和反应;
5、大多数化合反应;燃烧反应;铝热反应;营养物质在生物体内的氧化反应。(3)图象判断法 当反应物的总能量高于生成物的总能量时,为放热反应;当反应物的总能量低于生成物的总能量时,为吸热反应。 (4)反应条件判断法反应开始需要加热,而停止加热后,反应亦可继续进行,则为放热反应;若反应需要持续不断地加热才能进行,则可能为吸热反应也可能为放热反应。(1)反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。有些吸热反应不但反应开始时需要加热,反应发生过程中仍需不断加热才能使反应继续进行下去;有的放热反应在反应开始时也需要加热,反应发生后会放出一定的热量,如果放出的热量可使反应维持下去,则反应过程中不需要
6、再加热,否则也必须不断加热才能使反应继续进行下去。(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡和氯化铵的反应。(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。(4)放出热量(或吸收热量)的物质变化过程不一定是放热反应(或吸热反应),如水蒸气冷凝为水放热,干冰升华吸热,它们不是放热反应或吸热反应,而是物理变化过程。5反应热大小的比较1同一反应的比较(1)反应物状态不同S(g)+O2(g)SO2(g) H10 S(s)+O2(g)SO2(g) H20因为等量反应物S(g)比S(s)所具有的能量多,反应放出的热量就多,H1H2。(2
7、)生成物状态不同H2(g)+O2(g)H2O(g) H10 H2(g)+O2(g)H2O(l) H2H2。(3)化学计量数不同H2(g)+O2(g)H2O(l) H10 2H2(g)+ O2(g)2H2O(l) H2H2。2不同反应的比较(1)根据反应物的本性比较等物质的量的不同物质与同一物质反应时,越活泼,放热越多。H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) H10 H2(g)+Br2(g)2HBr(g) H20因Cl2比Br2活泼,故H1H2。(2)反应程度不同C(g)+O2(g)CO2(g) H10 C(g)+O2(g)CO(g) H20第一个反应程度大,放热多,因此H1H2。注意:比较反应
8、热时,要将其数值和前面的符号“+”“”看作一个整体进行比较,不能只比较数值的大小。(1)若为放热反应,则有H0,反应吸收的热量越多,H的值越大。(3)对于不同的吸热、放热反应,吸热反应的H大于放热反应的H。二、热化学方程式1定义表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。2意义不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。如H2(g)+O2(g)H2O(g)H=241.8 kJmol1表示的意义为1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)时放出241.8 kJ的热量。3热化学方程式的书写与判断(1)热化学方程式的书写步骤步骤1 写方程
9、写出配平的化学方程式;步骤2 标状态用“s”、“l”、“g”、“aq”标明物质的聚集状态;步骤3 标条件标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 时可不标注);步骤4 标H在方程式后写出H,并根据信息注明H的“+”或“”;步骤5 标数值根据化学计量数计算写出H的数值及单位。H的单位一般为kJmol1。(2)热化学方程式的判断检查是否标明聚集状态。检查H的“+”“”是否与吸热、放热一致。反应热H的单位是否为“kJmol1”。检查H的数值是否与反应物或生成物的物质的量一致。表示燃烧热的热化学方程式,还要注意是否生成了稳定的氧化物。书写热化学方程式的注意事项(1)注意测定的条件:需注明反应热测定
10、的温度和压强,如不注明条件,即指25,1.01105 Pa。(2)注意H的标注:化学方程式的右边必须写上H,若为吸热反应,H为“+”,若为放热反应,H为“”,单位一般为kJ/mol或kJmol1;根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则H的数值也加倍;若反应逆向进行,则H改变符号,但绝对值不变。(3)注意物质的聚集状态:反应热的数值和符号与反应物和生成物的聚集状态有关,因此必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不需要标出“”和“”。(4)注意化学计量数:热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数;而普通化
11、学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量,微观上表示原子分子数目,只能为整数,不能为分数。(5)注意H单位的意义:热化学方程式中,H的单位为kJmol1。这里的“mol1”不表示具体物质,而是表示“1 mol反应”或“1 mol反应进度”,指“1 mol特定的反应组合”。如“H2(g)+O2(g)H2O(1) H=285. 8 kJmol1”,“1 mol反应”指“1 mol H2(g)与 mol O2(g)生成1 mol H2O(l)”这一特定反应组合。(6)注意可逆反应H的意义:不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的H都表示反应进行到底时的能量变化。4化学方程式与热化学方程式的比较化
12、学方程式热化学方程式化学计量数整数,既可以表示微粒个数,又可以表示物质的量既可以是整数也可以是分数,只表示该物质的物质的量物质状态不要求注明必须在化学式后注明正负号及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅表明化学反应中的物质变化,还表明了化学反应中的能量变化遵循规律质量守恒质量守恒和能量守恒三、燃烧热和中和热1燃烧热(1)概念:在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,叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol1表示。燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指物质
13、中下列元素完全转变成对应的氧化物:CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)等。(2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5 kJmol1,表示在101 kPa时,1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。(3)书写热化学方程式:燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=5 518 kJmol1,即C8H18的燃烧热为5 518 kJmol1。(4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放=n(可燃物)H
14、式中:Q放为可燃物燃烧反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;H为可燃物的燃烧热。2中和热(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词:稀溶液;产物是1 mol液态H2O;用离子方程式可表示为OH(aq)+H+(aq)H2O(l) H=57.3 kJmol1。3燃烧热与中和热的异同燃烧热中和热相同点能量变化放热HH0,单位:kJmol1不同点反应物的量1 mol(O2不限量)不限量生成物的量不限量H2O(l)是1 mol反应热的含义1 mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量;不同的可燃物,其燃烧热一般不同在稀溶液中,强酸与
15、强碱发生中和反应,生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放出的热量;不同的反应物中和热大致相同,均约为57.3 kJmol1表示方法燃烧热为akJmol1或H=a kJmol1酸与碱反应的中和热为57.3 kJmol1或H =57.3 kJmol1热化学方程式的书写以燃烧1 mol可燃物为标准配平其余物质的化学计量数(常用分数表示)以生成1 mol水为标准来配平其余物质的化学计量数(常用分数表示)备注必须生成稳定的氧化物,如C燃烧应生成CO2而不是CO,H2燃烧应生成液态水而非气态水弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱),因电离吸热,放出的热量减小,中和热增大;若用浓硫酸(或NaOH固体),放出热量
16、增多,中和热减小四、中和热的实验测定实验原理在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫中和热。H+(aq)+OH(aq)H2O(l)H=57.3 kJmol1实验装置注意事项:a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损失。b.为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。实验说明(1)中和热的测定实验中,NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HCl反应完全。若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。(2)中和热的计算公式H= kJ/mol(3)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱),因弱酸(或弱碱)电离出H+
17、(或OH)需要吸收热量,故测定的中和热的数值偏小;若用浓硫酸与强碱反应测定中和热,因浓硫酸稀释要放热,故测定的中和热的数值偏大。误差分析(1)分析的依据看实验中有哪些因素能造成(t终t始)出现误差。若(t终t始)偏大,则|H|偏大;若(t终t始)偏小,则|H|偏小。(2)误差分析实例50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液反应的误差分析:引起误差的实验操作t终t始|H|保温措施不好偏小偏小搅拌不充分偏小偏小所用酸、碱浓度过大偏大偏大用同浓度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小用同浓度的醋酸代替盐酸偏小偏小用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液偏小
18、偏小五、能源1概念 能提供能量的自然资源。2发展阶段 柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3分类(1)化石燃料种类:煤、石油、天然气。特点:蕴藏量有限,且不能再生。(2)太阳能、生物质能和氢能的利用1)太阳能的利用直接利用:太阳能以光和热的形式传送到地面,人们可以直接利用太阳辐射获得光和热。植物的光合作用:在太阳光的作用下,绿色植物把光能转化为化学能。间接利用a.人类所需的能源大多来自于石油、天然气、煤,它们所蕴藏的能量就是远古生物吸收的太阳能。b.动物食用植物体内的淀粉、纤维素、蛋白质是间接利用太阳能。2)生物质能的利用直接燃烧。生物化学转换:用含糖较多的农作物转化成乙醇。热化学转换:转化成
19、热值较高可燃性气体。3)氢能的利用氢能的优点氢能的开发方式a.以天然气、石油和煤为原料,高温下与水蒸气反应:CH4H2O(g)CO3H2;CH2O(g)COH2。b.电解水:2H2O2H2O2。c.使用催化剂,利用太阳能分解水:2H2O2H2O2。d.利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气。4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料,它们的蕴藏量有限,而且不能再生,最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。5解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气,如鼓
20、入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积,如将固体粉碎成粉末,使液体喷成雾状等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。六、反应热的计算1盖斯定律内容:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热都是一样的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。如:由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径,则H、H1、H2的关系可以表示为HH1H2。2运用盖斯定律计算反应热第一步,找目标 确定目标方程式,找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。第二步,定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学
21、方程式进行转变:或调整计量数,或调整方向。第三步,相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其H。应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时需要注意以下问题:参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时,H也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,且要带“”“”符号,即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时,H的符
22、号也随之改变,但数值不变。在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。热化学方程式焓变之间的关系mAB H1AB H2H2=H1或H1=mH2mAB H1BmA H2H1=H2mAB H1BnC H2mAnC HH=H1+H23根据热化学方程式的反应热计算计算依据:反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与H的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先得出热化学方程式,再计算反应热。4根据反应物和生成物的能量计算(1)计算公式:H=生成物的总能量反应物的总能量。(2)根据燃烧
23、热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q放=n(可燃物)H。5根据反应物和生成物的键能计算计算公式:H=反应物的键能总和生成物的键能总和。根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。常见物质的共价键数目物质CH4(CH)Si(SiSi)SiO2(SiO)金刚石(CC)石墨(CC)P4(PP)1 mol微粒所含共价键数目/NA42421.56七、反应热大小比较的技巧直接比较法H 是一个有正负的数值,比较时应连同“+”、“”号一起比较。(1)吸热反应的H肯定比放热反应的大(前者大于0,后者小于0)。(2)同种物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的
24、热量越多,H 越小。(3)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多,对应H 越小。(4)产物相同时,同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多,放出的热量多对应H 越小。反应物相同时,生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多,放出的热量多对应H越小。(5)生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多,放出的热量多对应H 越小。(6)对于可逆反应,热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热,若按方程式反应物对应物质的量投料,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化
25、学方程式中的反应热数值,放出的热量少对应H 越大。例如: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=197 kJ/mol, 则向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。(7)不同单质燃烧,能态高(不稳定)的放热多,对应H 越小。如:金刚石比石墨能态高,两者燃烧,金刚石放热多,对应H 越小。盖斯定律比较法(1)同一反应生成物状态不同时: A(g)+B(g)C(g)H10 A(g)+B(g)C(l) H20 因为C(g)C(l) H3|H1|。(2)同一反应物状态不同时: S(s)+O2(g)SO2(g)H10 S(g)+O2(g)SO
26、2(g)H20 H3+H2=H1,且H30,所以|H1|H2|。(3)两个有联系的不同反应相比: C(s)+O2(g)CO2(g)H10 C(s)+O2(g)CO(g)H2|H2|。图示比较法画出化学变化过程中的能量变化图后,依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较H的大小。对于反应2A+B2C的能量变化如图所示:考向一 反应过程与能量变化图象分析典例1 单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,下列说法正确的是AS(s,单斜)S(s,正交)H=+0.33 kJmol1B相同物质的量的正交硫比单斜硫的能量高C正交硫比单斜硫稳定D表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收
27、的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ【解析】根据图示可知,相同物质的量的单斜硫的能量比正交硫的能量高,S(s,单斜)S(s,正交)H = 0.33 kJmol1,A、B均错误;物质的能量越低越稳定,故正交硫比单斜硫稳定,C正确;表示断裂1 mol O2中的共价键和1 mol单斜硫的化学键所吸收的能量比形成 1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ,D错误。【答案】C1如图表示某反应的能量变化,对于该图的理解,你认为一定正确的是A曲线和曲线分别表示两个化学反应的能量变化B曲线可表示反应2KClO32KCl+3O2的能量变化C该反应不需要加热
28、就能发生D该反应的H=E2E1活化能与焓变的关系图解(1)在无催化剂的情况下:E1为正反应的活化能;E2为逆反应的活化能;H=E1E2为此反应的焓变。(2)催化剂的作用:降低E1、E2,但不影响H,反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低。考向二 热化学方程式的正误判断典例1 下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)AC2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=1 367.0 kJ/mol(燃烧热)BNaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJ/mol(中和热)CS(s)+O2(g)SO2(g)H=296
29、.8 kJ/mol(反应热)D2NO2O2+2NOH=+116.2 kJ/mol(反应热)【解析】燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,故A错;中和反应是放热反应,H应小于0,故B错;热化学方程式的书写注明了物质的聚集状态、H的正负号、数值、单位,故C正确;热化学方程式要注明物质在反应时的状态,故D错。【答案】C2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。下列热化学方程式的书写正确的是CH4(g)+2O2(g)
30、CO2(g)+2H2O(l) H=+890.3 kJmol1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=890.3 kJmol1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H=890.3 kJmol12H2(g)+O2(g)2H2O(l) H=571.6 kJmol1A仅有 B仅有 C仅有 D全部符合要求判断热化学方程式正误的“五审”考向三 中和热的实验测定典例1 将V1 mL 1.00 molL1 HCl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温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是A做该实验时环境温度为22
31、BV1=45 mL时,该反应结束CNaOH溶液的浓度约为1.00 molL1D该实验表明化学能可以转化为热能【解析】本题考查了中和反应的热效应、图像分析能力及根据化学方程式计算的能力。从图中曲线可以看出,温度为22 时,V1为5 mL,则此时已经开始发生反应,所以22一定不是做该实验时环境的温度,起始温度应为实验时环境温度,为20,故A错。分析题给图像知,当体系温度最高时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,则反应停止,所以V1=30 mL时,该反应结束,故B错。分析题给图像知,当体系温度最高时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,此时参加反应的盐酸溶液的体积是30 mL,由V1+V2=50 mL可知
32、,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL,根据HCl+NaOHNaCl+H2O知,HCl和NaOH的物质的量相等,即1.0 molL10.03 L=0.02 Lc(NaOH),c(NaOH)=1.5 mol/L,故C错。随反应的进行,溶液温度升高说明反应放热,则化学能转化为热能,故D正确。【答案】D350 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_。(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热
33、数值_(填”偏大”“偏小”或”无影响”)。(4)实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟50 mL 0.55 molL1 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”),所求中和热_(填”相等”或”不相等”),简述理由:_。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_(填”偏大”“偏小”或”无影响”,下同);用50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_。考向四 能源的开发和利用典例1 下列说法不正确的是A氢能、太阳能、核能均为新能源B生物质能的利用主要有直接燃烧、生物化学转换和热
34、化学转换等方式C通过煤的气化、液化等物理方法将煤转化为CO、CH4等燃料气体,可以提高煤燃烧的热效率D地球上最基本的能源是太阳能,大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用【解析】A能源分为传统能源和新能源,煤、石油和天然气为传统能源,而氢能、太阳能和核能为新能源,故A正确;B生物质能包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等,其利用方式有:直接燃烧、生物化学转化、热化学转化,故B正确;C煤的气化是用煤做原料来生产水煤气的过程,为化学变化;煤的液化是用煤做原料来生产甲醇的过程,也为化学变化,故C错误;D地球上的能源归根结底来自于太阳能,而大自然利用太阳能最成功的是植物的
35、光合作用,故D正确。故选C。【答案】C4下列表述正确的是开发使用新型清洁能源,减少化石燃料的燃烧,可从根本上防止酸雨的产生我国从2 000年起逐渐用二氧化氯取代氯气对饮用水进行消毒,因为二氧化氯杀菌、消毒能力强,持效长氧化镁可用来制造耐火砖和坩埚等明矾能使水中的悬浮物凝聚,可做为净水剂建设三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料给机动车安装尾气净化器,可减少光化学烟雾的发生A BC D全部考向五 反应热的相关计算典例1 已知:Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1;C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1。则2Fe(s)O2(g)=Fe2
36、O3(s)的H是A169.4 kJmol1 B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1 D824.4 kJmol1【解析】将题目所给热化学方程式编号,C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1;Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1,根据盖斯定律即可以得到2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H393.5 kJmol1234.1 kJmol1824.4 kJmol1,故D正确。【答案】D52H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H24HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)H3
37、N2(g)3H2(g)2NH3(g)H42NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是AH10,H20 BH30,H40CH2H4H5 DH3H12H2比较反应热大小的四个注意要点(1)反应物和生成物的状态:物质的气、液、固三态的变化与反应热关系:(2)H的符号:比较反应热大小时不要只比较H数值的大小,还要考虑其符号。(3)化学计量数:当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的H越小,吸热反应的H越大。(4)正确理解可逆反应的反应热(H),如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=92.4 kJmol1中的 92.4 kJ 是1
38、 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成 2 mol NH3(g)时放出的热量。1下列化学反应属于放热反应的是A浓硫酸溶于水B镁溶于盐酸C石灰石煅烧DBa(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体混合2在测定中和反应反应热的实验中,下列叙述错误的是A向小烧杯中加入盐酸,测量的温度为盐酸的起始温度B实验中可使酸或碱略过量C向小烧杯中加碱液时,碱液的温度应与酸的温度相同D可以用氢氧化钾代替氢氧化钠,浓硫酸代替盐酸3根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是ACO2(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
39、吸收能量,化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应4下列有关热化学方程式的叙述正确的是A2H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6 kJmol1,则氢气的燃烧热为241.8 kJmol1B已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)H0,则金刚石比石墨稳定C含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应中和热的热化学方程式为NaOHHCl=NaClH2OH57.4 kJmol1D已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2;则H1H25工业生产硫酸的过程中,SO2在接触室中被催化氧化为
40、SO3气体,已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是A2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=196.6 kJmol1B2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=98.3 kJmol1CSO2(g)+O2(g)SO3(g) H=+98.3 kJmol1DSO2(g)+O2(g)SO3(g) H=49.2 kJmol16根据能量变化示意图,下列说法正确的是AC(金刚石,s)O2(g)=CO2(g)H(E4E1) kJmol1B2C(石墨,s)O2(g)=2
41、CO(g)H(E2E3) kJmol1CC(石墨,s)=C(金刚石,s)H(E3E4) kJmol1D2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H2(E2E1) kJmol17甲烷的燃烧热为H1,氢气的燃烧热为H2,且H1异丁烷C乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l)H=1 560.8 kJmol1D相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多9已知:CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g) Ha kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) Hb kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) Hc kJmol1则下列叙述正确的是A由上述热化学方程式可知bcB甲烷的燃烧热为b kJmol1C2CH3OH(g)=2CH4(g)O2(g) H2(ba)kJmol1D当甲