1、化学反应中的能量变化1“天宫一号”目标飞行器与“神舟九号”载人飞船的交会对接，标志着我国具备了建设空间站的基本能力。下列有关说法正确的是()A火箭升空的动力主要来源于化学能B“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为动能C“天宫一号”中的氢氧燃料电池将电能转换为化学能D“天宫一号”利用太阳能将水加热分解为氢气和氧气【答案】A【解析】A项，火箭升空的动力主要来源于推进剂之间的化学反应，属于化学能，正确；B项，“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为电能，错误；C项，“天宫一号”中的氢氧燃料电池将化学能转换为电能，错误；D项，“天宫一号”利用太阳能将水电解为氢气和氧气，错误。2下列物质间
2、的反应，其能量变化符合下图的是()A由Zn和稀H2SO4制氢气B灼热的炭粉与二氧化碳反应CBa(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合D碳酸钙的分解【答案】A【解析】该图示为放热反应能量图，A为典型放热反应，B、C是教材知识点，是吸热反应的典型代表，D项反应条件是高温，需持续加热，是吸热反应。3下列说法或表示方法不正确的是()A盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现B在稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H 57.3 kJ/mol，含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJC由C(石墨)C(金刚石)H73 kJ/mol，可知石墨
3、比金刚石稳定D在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ/mol【答案】D【解析】A项，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，正确。B项，浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以反应放出的热量大于57.3 kJ，正确。C项，能量越低的物质，越稳定，正确。D项，反应热计算错误。4反应ABC分两步进行：ABX，XC，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应ABX的活化能。下列有关叙述正确的是()AE2表示反应XC的活化能BX是反应ABC的催化剂C反应ABC的H0D加入催化剂可改变反应AB
4、C的焓变【答案】C【解析】反应XC的活化能小于E2，A错误；由可知，X是反应ABC的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应ABC是放热反应，即H0，C正确；加入催化剂可以加快反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。5化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：下列说法正确的是()A1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJB1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2
5、 mol NO(g)具有的总能量C通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)DNO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水【答案】B【解析】该反应的热化学方程式是N2(g)O2(g)=2NO(g)H(9464982632)kJmol1180 kJmol1，属于吸热反应，A错误；吸热反应的反应物总能量小于生成物的总能量，B正确；N2(g)和O2(g)的反应条件是放电或高温，C错误；NO不能与酸、碱反应，D错误。6已知： 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1H2(g)S(g)=H2S(g)H20.1 kJmol1 下列判断正确的是()A1 mol
6、氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8 kJB1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJC由知，水的热稳定性小于硫化氢D若反应中改用固态硫，1 mol S(s)完全反应，放出的热量小于20.1 kJ【答案】D【解析】A项，1 mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8 kJ；B项，H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。7白磷与氧可发生如下反应：P45O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJmol1、PO b kJmol1、PO d kJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该
7、反应的H，其中正确的是()A(6a5d4c12b)kJmol1B(4c12b6a5d)kJmol1C(4c12b4a5d)kJmol1D(4a5d4c12b)kJmol1【答案】A【解析】由图可以看出：P4中有6 mol 的 PP,5 mol 的O2中含有5 mol O=O，1 mol 的P4O10中含有4 mol 的P =O,12 mol的PO，所以 H(6a5d4c12b)kJmol1。8用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJm
8、ol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1 在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2(aq)和H2O(l)的反应热的H等于()A417.91 kJmol1B319.68 kJmol1C546.69 kJmol1 D448.46 kJmol1【答案】B【解析】Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol1H2O2(l)=H2O(l)O2(g)H98.23 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1三式相加得：Cu(s)2H(aq)H2O2(l)=2H2O(l)Cu2(aq)H319.68 kJmol1。
9、9. 在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)【答案】A【解析】根据盖斯定律，由第一个反应第二个反应第三个反应2可得第四个反应，则H4H1H2H32(H1H23H3)。10已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb
10、 kJmol1，P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为c kJmol1，PCl3中PCl键的键能为1.2c kJmol1。下列叙述正确的是()APP键的键能大于PCl键的键能B可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反应热HCClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmol1DPP键的键能为(5a3b12c)/8 kJmol1【答案】C【解析】Cl的非金属性大于P的非金属性，故PCl键的键能大于PP键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到ClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmo
11、l1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到PP键的键能为(5a3b12c)/12 kJmol1，D项错误。11下列关于中和热的说法不正确的是()A发生酸碱中和反应时所放出的热量叫中和热B中和反应的实质是H与OH结合生成水，若有其他物质生成，这部分反应热不在中和热内C在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量称为中和热D中和热不包括物质溶解、电离、水合等过程中的热效应【答案】A【解析】A项中和热指的是酸、碱的稀溶液反应时生成1 mol水所放出的热量，不包括酸或碱的溶解、稀释或弱酸、弱碱电离时的热效应，也不包括生成其他物质时的热效应。12下列说法或表示方法正确的是()A反应物
12、的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生B强酸跟强碱反应放出的热量一定是中和热C由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H0D在101 kPa,25 时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ mol1【答案】C【解析】反应物的总能量低于生成物的总能量时，可以通过吸热使反应发生；强酸与强碱反应放出的热量不一定为中和热，如浓硫酸反应过程中首先溶于水要放热，使热量的数值大于中和热，所以B项错；对于D项，因为2 g H2相当于1 mol，故所写的热化学方程式中放出的热量
13、应为576.6 kJ，故H576.6 kJ mol1；由石墨比金刚石稳定可知石墨的能量应比金刚石低，则由金刚石转化成石墨应该放热。13.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S（s）2KNO3（s）3C（s）=K2S（s）N2（g）3CO2（g）Hx kJmol1已知：碳的燃烧热H1a kJmol1S（s）2K（s）=K2S（s）H2b kJmol12K（s）N2（g）3O2（g）=2KNO3（s）H3c kJmol1，则x为（）A.3abc B.c3abC.abc D.cab【答案】A【解析】由碳的燃烧热H1a kJmol1，得C（s） O2（g）=CO2（g）H1a kJ
14、mol1，将另外两个热化学方程式进行编号：S（s）2K（s）=K2S（s）H2b kJmol1，2K（s）N2（g）3O2（g）=2KNO3（s）H3c kJmol1，运用盖斯定律，目标反应可由3得到，所以H3H1H2H3，即x3abc。14.已知：C（s）O2（g）=CO2（g）H1CO2（g）C（s）=2CO（g）H22CO（g）O2（g）=2CO2（g）H34Fe（s）3O2（g）=2Fe2O3（s）H43CO（g）Fe2O3（s）=3CO2（g）2Fe（s）H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是（）A.H10，H30 B.H20，H40 C.H1H2H3 D.H3H4H5【答案】C【解
15、析】根据反应的热效应可知：H10，H20、H30、H40，故A、B不正确；根据盖斯定律可得H1H2H3，H3H4H5，C项正确，D项错误。15.已知：C（s）H2O（g）=CO （g） H2 （g）Ha kJmol12C（s） O2（g）=2CO （g） H 220 kJmol1HH、O=O和OH键的键能分别为436、496和462 kJmol1，则 a 为（）A.332 B.118C.350 D.130【答案】D【解析】按顺序将题中两个热化学方程式分别编号为和，依据盖斯定律，2得：2H2（g）O2（g）=2H2O（g）H（2202a） kJmol1代入相关数据得：（2436496）4462（
16、2202a），解得a130，D项正确。16.已知下列反应的热化学方程式：6C（s）5H2（g）3N2（g）9O2（g）=2C3H5（ONO2）3（l）H12H2（g）O2（g）=2H2O（g）H2C（s）O2（g）=CO2（g）H3则反应4C3H5（ONO2）3（l）=12CO2（g）10H2O（g）O2（g）6N2（g）的H为（）A.12H35H22H1 B.2H15H212H3C.12H35H22H1 D.H15H212H3【答案】A【解析】设三个热化学方程式依次是、，根据盖斯定律，1252得：4C3H5（ONO2）3（l）=12CO2（g）10H2O（g）O2（g）6N2（g）H12H3
17、5H22H1。17(2011安徽皖南)盖斯定律认为能量总是守恒的，化学反应过程一步完成或分步完成，整个过程的热效应是相同的。已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ mol1C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJ mol1C2H5OH(g)3O2(g)CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ mol1若使23 g液态酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(kJ)()AQ1Q2Q3 B1.5Q10.5Q20.5Q3C0.5Q11.5Q20.5Q3 D0.5(Q1Q2Q3)【答案】B【解析】将3，就能得到46 g液态酒精完全燃烧最后恢复到室温所放出的热量，然后将该热量再除
18、以2即可。18根据下列热化学方程式(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1(3)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H3870.3 kJmol1可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()AH244.1 kJmol1 BH488.3 kJmol1CH996.6 kJmol1 DH996.6 kJmol1【答案】B【解析】根据盖斯定律：(1)式2(2)式2(3)式得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H488.3 kJmol1
19、。19(14分)(密码改编)某学习小组拟用如图装置来间接测定醋酸的电离热(即1 mol HAc完全电离所吸收的热量)，其原理如下：其主要过程如下：(1)测定强酸强碱的中和热该组同学共设计出以下3种测定方案，通过测定反应过程中释放的热量来计算反应热(H中和)A测定0.5 molL1的HCl溶液50 mL与0.55 molL1的NaOH溶液50 mL所放出的热量B测定0.55 molL1的HCl溶液50 mL与0.5 molL1的NaOH溶液50 mL所放出的热量C测定0.5 molL1的HCl溶液50 mL与0.5 molL1的NaOH溶液50 mL所放出的热量请选出合理的方案_。不合理方案的原
20、因为_。(2)测定醋酸与氢氧化钠溶液的反应热该组同学设计出以下2种测定方案，通过测定反应过程中释放的热量来计算反应热(H中和)A测定30 g冰醋酸与0.55 molL1的NaOH溶液100 mL反应放出的热量B测定0.5 molL1冰醋酸50 mL与0.55 molL1的NaOH溶液50 mL反应放出的热量合理的一组为_，理由是_。有同学认为，用该装置测得的H中和和H中和在理论上均偏小，你同意不同意该观点，原因是_。该同学坚持将环形玻璃搅拌棒去掉而用温度计代替，你认为可行不可行？_。该实验中NaOH必须过量，你认为原因是_。【答案】(1)AB若碱(或酸)不过量，则难以保证H(或OH)充分反应生
21、成水(2)A因为测定的是1 mol醋酸完全电离的电离热，若用醋酸溶液，则有一部分醋酸已经电离，难以求算同意。热量的计算是通过溶液中的能量变化来确定的，容器、温度计、搅拌棒等的吸热都未计入反应放出的热不可行充分消耗H，从而使醋酸的电离平衡向电离方向移动，充分电离【解析】在测定强酸强碱的中和热时为了使一定量的H(或OH)充分反应，必须使H(或OH)过量；在测定醋酸与氢氧化钠溶液的反应热时，因测定的是1 mol醋酸完全电离的电离热，故必须使用纯净的冰醋酸，而不是其溶液；该装置在测定中和热时，热量的计算是通过溶液中的能量变化来确定的，容器、温度计、搅拌棒等的吸热都未计入反应放出的热，故测定值应偏低。2
22、0到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJ/mol，断裂1 mol HH键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol ClCl键吸收的能量为247 kJ，则形成1 mol HCl键放出的能量为_。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12H2(g
23、)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1标准状况下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)的反应热H为_。【答案】(1)434 kJ(2)1.0 g74.8 kJ/mol 【解析】(1)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJ/mol，该反应的H旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量，设形成1 mol HCl键放出的能量为x，则每发生这样的反应1 mol，H436 kJmol1247 kJmol12x185 kJmol1，解得
24、x434 kJmol1，所以每形成1 mol HCl键放出434 kJ的能量。(2)设混合气体中CH4的物质的量为a，H2的物质的量为b，ab1 mol,890.3 kJmol1a571.6 kJmol1b/2588.05 kJ，解得a0.5 mol，b0.5 mol，所以H2的质量为0.5 mol2 gmol11.0 g。根据反应C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)可知， 即得，该反应的反应热为H571.6 kJmol1393.5 kJmol1890.3 kJmol174.8 kJmol1。21(1)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101 kPa下，
25、已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_。(2)饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图下： 1 mol NH 全部被氧化成NO的热化学方程式为_。【答案】(1)4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1(2)NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346 kJ/mol【解析】(1)利用氧化还原反应规律和原子守恒等可知，CuCl与O2反应得到氧化产物CuCl2，黑色产物必为还原产物CuO(同时也属于氧化产物)，
26、由此可得反应的热化学方程式：4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJ/mol。(2)根据盖斯定律可知，1 mol NH(aq) 被全部氧化成NO(aq)的反应热H273 kJ/mol(73 kJ/mol)346 kJ/mol。22 题图中：E1134 kJmol1，E2368 kJmol1，根据要求回答问题：(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_
27、。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为_。(3)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ/molH2O(g)=H2O(l)H44.0 kJ/mol请写出1 mol甲醇不完全燃烧生成1 m
28、ol 一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。【答案】(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1(3)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJ/mol【解析】(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是H不变；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1。(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)根据盖斯定律，由(4)2得CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJ/mol。 11
