复习高中化学反应 能源 反应热的计算(新人教).docx

第二节 化学反应 能源 反应热的计算
一、选择题（包括8小题。1~6小题只有一个选项符合题意，7~8小题有两个选项符合题意。）
1.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.碳酸铵受热分解
B.乙烷燃烧
C.铝粉与硫酸反应
D.氧化钠溶于水

2.环境是人类生存和活动的场所。下列有关人类满足生活和生产活动需求做法的说法中，不正确的是( )
A.第29届奥运会的火炬燃料丙烷燃烧产物为二氧化碳和水，符合中国政府办一个“绿色奥运”的承诺
B.“长征”系列火箭为我国的航天事业立下了汗马功劳，其推进剂（偏二甲肼/四氧化二氮）属于环保燃料
C.2007年在太湖发生的蓝藻“水华”现象是该区域的生活污水、工业废水等造成水域富营养化的结果
D.研究人员用植物碳水化合物制造出了柴油燃料，属清洁的可再生能源

3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）;ΔH=-57.3 kJ·mo-1L分别向1 L 0.5 mol·-1L的NaOH溶液中加入：①稀醋酸，②浓硫酸，③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,它们的关系正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3
B.ΔH2<ΔH1<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2=ΔH3
D.ΔH1>ΔH3>ΔH2

4.半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅

生产1.00 kg纯硅的总反应热为( )
A.-21435.71 kJ
B.-600.20 kJ
C.+21435.71 kJ
D.+1965.10 kJ

5.（2009年四川卷）25 ℃，101 kPa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）+SO42-（aq）+Ba2+（aq）+2OH-（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）;ΔH=-57.3 kJ/mol
B.KOH（aq）+1/2H2SO4（aq）=1/2K2SO4（aq）+H2O（l）;ΔH=-57.3 kJ/mol
C.C8H18（l）+25/2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）;ΔH=-5518 kJ/mol
D.2C8H18（g）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（l）;ΔH=-5518 kJ/mol

6.（2009年珠海模拟）在一定条件下发生化学反应：2SO2（g）+O2（g）=2SO23（g）；ΔH=-197 kJ·mo-1L现有容积相同的甲、乙、丙三个容器，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量（Q）如下表所列：
容器
SO2（mol）
O2（mol）
N2（mol）
Q（kJ）
甲
2
1
0
Q1
乙
2
1
0
Q2
丙
1
0.5
1
Q3
根据以上数据，下列叙述不正确的是( )
A.在上述条件下反应生成1 mol SO23气体放热98.5 kJ
B.上述条件下每摩尔该反应进行到底时放出的热量为197 kJ
C.Q1=2Q2=2Q3=197 kJ
D.2Q2=2Q3<Q1<197 kJ

7.分析下面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是( )

A.2A（g）+B（g）=2C（g）；ΔH<0
B.2A（g）+B（g）=2C（g）；ΔH>0
C.2A+B=2C；ΔH<0
D.2C（g）=2A（g）+B（g）；ΔH>0

8.（2009年云浮质检）灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。已知：①Sn（s,白）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）；ΔH1②Sn（s,灰）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）；ΔH2③Sn（s,灰）〖FY（KN〗>13.2 ℃/<13.2 ℃Sn（s,白）；ΔH3=+2.1 kJ·mo-1L下列说法正确的是( )
A.ΔH1<ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，
会自行毁坏

二、非选择题
9.近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是( )
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水 D.以石油、天然气为原料
（2）氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知，热化学方程式为：
C（s）+O2（g）=CO2（g）;ΔH=-393.5 kJ·mo-1L
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;ΔH=-571.6 kJ·mo-1L
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是______________。
（3）氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物（又称间充氢化物），在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如:LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、
TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气（钯粉的密度为10.64 g/cm3，相对原子质量为106.4），试写出钯（Pd）的氢化物的化学式____________ 。

10.丙烷燃烧可以通过以下两种途径：

请回答下列问题：
（1）判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量____________（填“大于”、“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量。
（2）由于C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）的反应中，反应物具有的总能量____________（填“大于”、“等于”或“小于”）生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要____________（填“放出”或“吸收”）能量才能转化为生成物，因此其反应条件是____________ 。
（3）b与a、c、d的数学关系式是____________ 。

11.（2009年苏州调研）A~G是中学化学常见物质，A、D为单质，G是含A元素的酸性气体。已知：A（s）+B（g）=C（g）+D（g）；ΔH=+131.4 kJ·mo-1L，某同学实验测知，4 g A发生上述反应吸收43.8 kJ的热量。

（1）写出A元素的名称____________。
（2）另外知：
A（s）+O2（g）=G（g）；ΔH=-393.6 kJ·mo-1L
C（g）+1/2O2（g）=G（g）；ΔH=-283 kJ·mo-1L
D（g）+1/2O2（g）=B（g）；ΔH=-242 kJ·mo-1L
由此判断“因为283 kJ·mo-1L+242 kJ·mo-1L>393.6 kJ·mo-1L
，所以A燃烧时加少量B可以放出更多的热量”这种说法是否正确？并说明理由____________ ____________ 。
（3）写出A+O2→C的热化学方程式：____________ 。

12.（2008年全国卷Ⅱ改编）红磷P（s）和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量关系如下图所示（图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据）根据下图回答下列问题：

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式____________ ____________ ；
（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式____________ ____________ ；
（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是____________ ____________ ；
（4）P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=____________;P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4__________ΔH3（填“大于”，“小于”或“等于”）；
（5）PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是____________ 。

参考答案：
1.解析:生成物总能量高于反应物总能量的化学反应必为吸热反应。B、C、D
三项均为放热反应，A为吸热反应。结合平时对反应的认识即可判断。
答案:A

2.解析:A项中丙烷燃烧产物是H2O和CO2，无污染，正确；B中偏二甲肼是一种剧毒物质，且偏二甲肼与四氧化二氮反应后的产物也对人体有害，污染环境，故B错；C、D正确。
答案:B

3.解析:等物质的量的NaOH与稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓硫酸溶解放热，醋酸是弱电解质，电离要吸热，故选D。注意放热越多，ΔH的值越小。
答案:D

4.解析:首先将由石英制纯硅的不同途径图示如下：

根据盖斯定律：
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-600.20 kJ·mol-1，生成1.00 kg纯硅反应热总量为：
1000 g/28 g·mol-1×（-600.20 kJ·mol-1) =-21435.71 kJ。

答案:A

5.解析:A项，生成的是2 mol H2O及BaSO4沉淀；C项，应生成液态水；D项，辛烷应为1 mol。
答案:B

6.解析:甲容器中实际生成的SO3少于2 mol,故放热少于197 kJ,又因压强减小，乙丙两容器生成的SO3分别少于甲容器中生成SO3的一半，故有2Q2=2Q3<Q1<197 kJ。
答案:C
7.解析:若A（g)和B（g)为反应物，C（g)为产物，反应为放热，则热化学方程式为A选项；若C（g)为反应物，A（g)和B（g)为产物，则反应为吸热，热化学方程式为D选项。
答案:AD
8.解析:根据盖斯定律，②-①，得Sn（s,灰)=Sn（s,白)ΔH3=ΔH2-ΔH1=+2.1 kJ·mol-1，因此很容易判断出，B、C是错误的；由③可看出，在低于13.2 ℃的环境，
锡易变成粉末状的灰锡，自行毁灭。
答案:AD
9.解析:（1)光解海水，充分利用太阳和水资源，可开发又较经济且资源可持续利用。 （2)等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比 =（571.6 kJ/4)∶393.5 kJ/12=4.36∶1。 （3)Pd∶H=n（Pd)∶2n（H2) =（1 cm3×10.64 g/cm3÷106.4 g/mol)∶2（896×10-3 L÷22.4 L/mol) =1∶0.8。
答案:（1)C（2)4.36∶1（3)PdH0.8
10.解析:（1)由盖斯定律可知，反应物的反应热与反应的途径无关，故途径Ⅰ、Ⅱ放出的热量相等。 （2)因C3H8（g)=C3H6（g)+H2（g)；ΔH=+b kJ/mol>0是吸热反应，则反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，因此在化学反应时，就需要对反应物加热。 （3)若途径Ⅰ、Ⅱ中从上至下四式依次为①、②、③、④式则2②+③+④=2①,即2b+（-c)+（-d)=2（-a)整理得：2b=c+d-2a。
答案:（1)等于
（2)小于吸收加热
（3)2b=c+d-2a
11.解析:（1)由A（s)+B（g)=C（g)+D（g)； ΔH=+131.4 kJ·mol-1，
知n（A)=43.8 kJ/131.4 kJ·mol-1= mol。 M（A)=4 g/ mol=12 g·mol-1，故A为碳，B为H2O，C为CO,D为H2，G为CO2，E为浓H2SO4或浓HNO3。 （2)可把3个热化学方程式具体写为： C（s)+O2（g)=CO2（g)；ΔH=-393.6 kJ·mol-1
CO（g)+1/2O2（g)=CO2（g)；ΔH=-283 kJ·mol-1
H2（g)+1/2O2（g)=H2O（g)；ΔH=-242 kJ·mol-1

两种途径反应热分别为：-283 kJ·mol-1-242 kJ·mol-1+131.4 kJ·mol-1=-393.6 kJ·mol-1和-393.6 kJ·mol-1，可见是相等的。 （3)将C（s)+O2（g)=CO2（g)；ΔH=-393.6 kJ·mol-1和CO（g)+1/2O2（g)=CO2（g)；ΔH=-283 kJ·mol-1两式相减即得C+O2=CO的热化学方程式。
答案:
（1)碳
（2)不正确，因为1 mol A与O2直接燃烧放出的热量为393.6 kJ，而1 mol A先与B反应生成C和D，C和D再与O2反应，共放热量-131.4 kJ+283 kJ+242 kJ=393.6 kJ,两者相同 （3)C（s)+1/2O2（g)=CO（g)；ΔH=-110.6 kJ·mol-1
12.解析:（1)由题图找到反应物、生成物的状态和反应热，可以直接写出其热化学方程式为：
2P（s)+3Cl2（g)=2PCl3（g);ΔH=-612 kJ/mol。 （2)由图逆向找到反应物、生成物的状态和反应热，可以写出其热化学方程式为： PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g); ΔH=+93 kJ/mol。 （3)因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成。 （4)依盖斯定律：ΔH3=（-612 kJ/mol)/2+（-93 kJ/mol) =-399 kJ/mol；两个途径反应的起始状态相同，因此焓变相同。 （5)PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，只可能一种是含P、另一种含Cl,由PCl5中P、Cl的化合价可知，应是H3PO4和HCl。
答案:
（1)2P（s)+3Cl2（g)=2PCl3（g); ΔH=-612 kJ/mol
（2)PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g);ΔH=+93 kJ/mol
（3)因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成
（4)-399 kJ/mol等于
（5)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl