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化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) A組全員必做題 1.在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．使用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了加大反應(yīng)速率，減小實(shí)驗(yàn)誤差 B．為了準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)混合溶液的溫度，實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸 C．用0.5 molL－1 NaOH溶液分別與0.5 molL－1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，如所取的溶液體積相等，則測(cè)得的中和熱數(shù)值相同 D．在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中需要使用的儀器有：天平、量筒、燒杯、滴定管、溫度計(jì) 解析：測(cè)定溶液溫度時(shí)，溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在溶液中間而不能與燒杯底部接觸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)榇姿崾侨跛幔婋x時(shí)會(huì)吸收熱量，故測(cè)得的溫度低一些，C項(xiàng)錯(cuò)誤；測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時(shí)不用滴定管，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 2．下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(ΔH的絕對(duì)值均正確)(　　) A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 ΔH＝－24.8 kJmol－1(反應(yīng)熱) B．CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1(反應(yīng)熱) C．C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2 658.0 kJmol－1(燃燒熱) D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJmol－1(中和熱) 解析：熱化學(xué)方程式要注明各物質(zhì)在反應(yīng)時(shí)的狀態(tài)，A項(xiàng)不正確；燃燒熱要求可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol，且得到的氧化物必須是穩(wěn)定的氧化物，H2O的狀態(tài)應(yīng)為液態(tài)，C項(xiàng)不正確；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)小于0，D項(xiàng)不正確。 答案：B 3．(2015肇慶一模)下列變化過(guò)程，屬于放熱過(guò)程的是(　　) A．酸堿中和反應(yīng) B．液態(tài)水變成水蒸氣 C．弱酸弱堿電離 D．用FeCl3飽和溶液制Fe(OH)3膠體 解析：A.酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，正確；B.液態(tài)水變成水蒸氣的過(guò)程是物理過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中吸收熱量，錯(cuò)誤；C.弱酸弱堿電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，錯(cuò)誤；D.用FeCl3飽和溶液制Fe(OH)3膠體的過(guò)程是鹽的水解反應(yīng)過(guò)程，是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以鹽的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)過(guò)程，錯(cuò)誤。 答案：A 4．H2與O2發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程用模型圖示如下(“－”表示化學(xué)鍵)：下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．過(guò)程Ⅰ是吸熱過(guò)程 B．過(guò)程Ⅲ一定是放熱過(guò)程 C．該反應(yīng)過(guò)程所有舊化學(xué)鍵都斷裂，且形成了新化學(xué)鍵 D．該反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式只能以熱能的形式進(jìn)行 解析：過(guò)程Ⅰ是舊化學(xué)鍵斷裂的過(guò)程，為吸熱過(guò)程，而過(guò)程Ⅲ為新化學(xué)鍵形成的過(guò)程，是放熱過(guò)程，故A、B、C項(xiàng)均正確；該反應(yīng)可通過(guò)燃料電池，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 5．(2016天星高三聯(lián)考)2015年冬季，霧霾天氣嚴(yán)重影響了我國(guó)北方地區(qū)。國(guó)內(nèi)電力行業(yè)和供暖部門(mén)引進(jìn)先進(jìn)脫硫工藝以減少污染。目前脫硫工藝涉及的主要反應(yīng)有： ①H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 ②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 ③S(g)＋H2(g)===H2S(g)　ΔH3 則“2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4”中ΔH4的正確表達(dá)式為(　　) A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－ΔH3) B．ΔH4＝2(ΔH1－ΔH2＋ΔH3) C．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2＋ΔH3) D．ΔH4＝ΔH1－2(ΔH2－ΔH3) 解析：根據(jù)蓋斯定律，②－③可以得⑤：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2(g)　ΔH5，則ΔH5＝ΔH2－ΔH3；①2－⑤2可以得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝2(ΔH1－ΔH2＋ΔH3)，答案為B。 答案：B 6．(2016海南七校聯(lián)考)美國(guó)研究人員將CO和O附著在一種釕催化劑表面，用激光脈沖將其加熱到2 000 K，成功觀察到CO與O形成化學(xué)鍵生成CO2的全過(guò)程。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．CO2屬于酸性氧化物 B．CO與O形成化學(xué)鍵的過(guò)程中放出能量 C．釕催化劑可以改變?cè)摲磻?yīng)的焓變 D．CO與O形成化學(xué)鍵的過(guò)程中有電子轉(zhuǎn)移 解析：CO2為碳酸的酸酐，屬于酸性氧化物，A項(xiàng)正確；形成化學(xué)鍵的過(guò)程中放出能量，B項(xiàng)正確；催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO與O形成化學(xué)鍵的過(guò)程中CO被氧化，O被還原，伴隨著電子轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)正確。 答案：C 7．(2016廣東五校聯(lián)考)1,3丁二烯(CH2===CH—CH===CH2)和2丁炔(CH3—C≡C—CH3)是有機(jī)合成工業(yè)中常用的不飽和烴原材料，分別與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： CH2===CH—CH===CH2(g)＋2H2(g)―→ CH3CH2CH2CH3(g)　ΔH＝－236.6kJmol－1 CH3—C≡C—CH3(g)＋2H2(g)―→ CH3CH2CH2CH3(g)　ΔH＝－272.7kJmol－1 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．可計(jì)算出1,3丁二烯和2丁炔相互轉(zhuǎn)化的焓變?chǔ) B．可比較1,3丁二烯和2丁炔分子的穩(wěn)定性 C．可比較1,3丁二烯和2丁炔的燃燒熱熱值的相對(duì)大小 D．可計(jì)算出2丁炔中一個(gè)碳碳叁鍵的鍵能與1,3丁二烯中兩個(gè)碳碳雙鍵鍵能之和的差值 解析：題中兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減，得到 CH2===CH—CH===CH2(g)―→CH3—C≡C—CH3(g)　ΔH＝＋36.1 kJmol－1，結(jié)合此熱化學(xué)方程式可知A、B、C項(xiàng)正確；由于不知道碳碳單鍵的鍵能，故不能計(jì)算出2丁炔中一個(gè)碳碳叁鍵的鍵能與1,3丁二烯中兩個(gè)碳碳雙鍵鍵能之和的差值，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 8．反應(yīng)A＋B―→C(ΔH<0)分兩步進(jìn)行：①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。 下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是(　　) 解析：A＋B―→C的ΔH<0，說(shuō)明生成物C的能量應(yīng)低于反應(yīng)物A、B的能量之和，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；由于A＋B―→X的ΔH>0，說(shuō)明X的能量應(yīng)高于反應(yīng)物A、B的能量之和，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 答案：D 9．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ/mol，斷開(kāi)1 mol O＝O鍵和1 mol H—O鍵所吸收的能量分別為496 kJ和463 kJ，則斷開(kāi)1 mol H—H鍵所吸收的能量為(　　) A．920 kJ　　　　　　　 B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 解析：根據(jù)反應(yīng)物鍵能之和減去生成物鍵能之和等于ΔH，設(shè)H—H鍵能為x，則有x＋496－2463＝－242，解得x＝436，答案選C項(xiàng)。 答案：C 10．(2016河北三市聯(lián)考)某反應(yīng)使用催化劑后，其反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖。 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．總反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．使用催化劑后，活化能不變 C．反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng) D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 解析：由題圖可知，反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項(xiàng)正確；使用催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 11．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 (1)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式[生成1 mol H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱為－57.3 kJ/mol：_______________________________________________________。 (2)取50 mL NaOH溶液和50 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。 ①請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的空白： 溫度 次數(shù) 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 溫度差平均值(t2－t1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.9 30.1 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 26.7 29.8 4 26.4 26.2 27.1 30.4 ②近似認(rèn)為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1.0 g/mL，中和后生成溶液的比熱容c＝4.18 J/(g℃)。則生成1 mol H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱ΔH＝________(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。 ③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與－57.3 kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因不可能是(填選項(xiàng)字母)_______________________________________________________。 a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差 b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù) c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中 d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度 解析：(2)①第2組數(shù)據(jù)偏差較大，應(yīng)舍去，其他三組的平均值為3.2 ℃。 ②ΔH＝－ ＝－53.5 kJ/mol ③放出的熱量小可能是散熱、多次加入堿或起始溫度讀的較高等原因。 答案：(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ/mol (2)①3.2　②－53.5 kJ/mol?、踒 12．研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。 (1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知： ①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJmol－1 此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________。 (2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w。 已知：①CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－a kJmol－1(a＞0) ②2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　 ΔH＝－b kJmol－1(b＞0) 若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下用3.36 L CO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))，則整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_________ mol，放出的熱量為_(kāi)_______kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示) (3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如： ①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJmol－1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 若1 mol CH4還原NO2至N2的整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH2＝______________。 解析：(1)由題意可知，CO、SO2反應(yīng)生成CO2和單質(zhì)S，根據(jù)蓋斯定律，由①2－②得：2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH＝(－283.0 kJmol－1)2－(－296.0 kJmol－1)＝－270 kJmol－1。 (2)根據(jù)蓋斯定律，由①2＋②得： 4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b)kJmol－1。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.36 L CO的物質(zhì)的量為 ＝0.15 mol，n(e－)＝2n(CO)＝20.15 mol＝0.3 mol，反應(yīng)放出的熱量為0.15 mol＝kJ。 (3)根據(jù)蓋斯定律：由(①＋②)得：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(－574 kJmol－1＋ΔH2)＝－867 kJmol－1，解得：ΔH2＝－1 160 kJmol－1。 答案：(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH1＝－270 kJmol－1 (2)0.3　 (3)－1 160 kJmol－1 B組重點(diǎn)選做題 13.(2016四川成都一中測(cè)試)(1)已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＞0，則穩(wěn)定性：金剛石________石墨(填“＞”或“＜”)。 (2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2 則ΔH1__________ΔH2(填“＞”或“＜”)。 (3)“嫦娥五號(hào)”預(yù)計(jì)在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射，火箭的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來(lái)制備。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，二者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知： ①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJmol－1 ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJmol－1 寫(xiě)出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 (4)25℃、101 kPa時(shí)，14 g CO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3 kJ熱量，則CO的燃燒熱為ΔH＝______________。 (5)0.50 L 2.00 molL－1H2SO4溶液與2.10 L 1.00 molL－1KOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kJ熱量，該反應(yīng)的中和熱ΔH＝____________。 (6)已知拆開(kāi)1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式是______________________。 解析：(1)已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＞0，說(shuō)明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此石墨的總能量低于金剛石的總能量，而能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性：金剛石＜石墨。 (2)ΔH1表示碳完全燃燒的反應(yīng)熱，ΔH2表示碳不完全燃燒的反應(yīng)熱，碳完全燃燒放熱多，且放熱越多ΔH越小。因此，ΔH1＜ΔH2。 (3)根據(jù)蓋斯定律，由2②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝2(－543 kJmol－1)－(＋10.7 kJmol－1)＝－1 096.7 kJmol－1。 (4)25℃、101 kPa時(shí)， 14 g CO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3 kJ熱量，則1 mol CO(即28 g CO)完全燃燒放出的熱量是141.3 kJ2＝282.6 kJ，即CO的燃燒熱ΔH＝－282.6 kJmol－1。 (5)n(H2SO4)＝0.50 L2.00 molL－1＝1 mol，n(KOH)＝2.10 L1.00 molL－1＝2.10 mol，二者反應(yīng)時(shí)，KOH過(guò)量，1 mol H2SO4完全反應(yīng)生成2 mol H2O(l)，放出114.6 kJ熱量，故稀硫酸與KOH溶液反應(yīng)生成1 mol H2O(l)放出的熱量為114.6 kJ＝57.3 kJ，故該反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1。 (6)N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式可表示為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－23E(N—H)＝946 kJmol－1＋3436 kJmol－1－6391 kJmol－1＝－92 kJmol－1。 答案：(1)＜　(2)＜ (3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 096.7 kJmol－1 (4)－282.6 kJmol－1 (5)－57.3 kJmol－1 (6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJmol－1 14．(2016河北名校聯(lián)考)Ⅰ.利用化學(xué)原理可以對(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。用乙烯作為還原劑將氮的氧化物還原為N2是燃煤煙氣的一種脫硝(除NOx)技術(shù)。其脫硝機(jī)理如下圖所示。寫(xiě)出該脫硝過(guò)程中乙烯和NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。 Ⅱ.(1)如下圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是________，ΔH的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1； ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1。 又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJmol－1。 則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.觀察題圖可知，C2H4與NO2反應(yīng)生成CO2、N2、H2O。 Ⅱ.(1)催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，故E1減小、ΔH不變。 (2)根據(jù)蓋斯定律，由②3－①2＋③2得CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJmol－1。 答案：Ⅰ.2C2H4＋6NO2===4CO2＋3N2＋4H2O (或2CH2CH2＋6NO2―→4CO2＋3N2＋4H2O) Ⅱ.(1)減小　不變 (2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.7 kJmol－1