归纳与整理教学设计(第二课时)

化学反应的热效应

1．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(

) A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加大反应速率，减小实验误差

B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触

C．用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同

D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计

解析

测定溶液温度时，温度计水银球应放在溶液中间而不能与烧杯底部接触，B项错误；因为醋酸是弱酸，电离时会吸收热量，故测得的温度低一些，C项错误；测定中和反应反应热时不用滴定管，D项错误。

答案

A 2．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(

) A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2

ΔH＝－24.8 kJ·mol－1(反应热) B．CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1(反应热) C．C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2 658.0 kJ·mol－1(燃烧热) D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热) 解析

热化学方程式要注明各物质在反应时的状态，A项不正确；燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，且得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态应为液态，C项不正确；中和反应是放热反应，ΔH应小于0，D项不正确。

答案

B

1

3．下列变化过程，属于放热过程的是(

) A．酸碱中和反应

B．液态水变成水蒸气

C．弱酸弱碱电离

D．用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体

解析

A．酸碱中和反应是放热反应，正确；B.液态水变成水蒸气的过程是物理过程，这个过程中吸收热量，错误；C.弱酸弱碱电离过程是吸热过程，错误；D.用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体的过程是盐的水解反应过程，是酸碱中和反应的逆反应。酸碱中和反应是放热反应，所以盐的水解反应是吸热反应过程，错误。

答案

A 4．H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“－”表示化学键)，下列说法不正确的是(

)

A．过程Ⅰ是吸热过程

B．过程Ⅲ一定是放热过程

C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键

D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行

解析

过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程，为吸热过程，而过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故A、B、C项均正确；该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，D项错误。

答案

D 5．(2017·天星高三联考)2016年冬季，雾霾天气严重影响了我国北方地区。国内电力行业和供暖部门引进先进脱硫工艺以减少污染。目前脱硫工艺涉及的主要反应有：

3①H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)

ΔH1

2

2

②S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2

③S(g)＋H2(g)===H2S(g)

ΔH3

则“2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH4”中ΔH4的正确表达式为(

) 2A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－ΔH3) 3B．ΔH4＝2(ΔH1－ΔH2＋ΔH3) C．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2＋ΔH3) 2D．ΔH4＝ΔH1－2(ΔH2－ΔH3) 3解析

根据盖斯定律，②－③可以得⑤：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2(g)

ΔH5，则ΔH5＝ΔH2－ΔH3；①×2－⑤×2可以得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH4＝2(ΔH1－ΔH2＋ΔH3)，答案为B。

答案

B 6．(2017·吉林省东北师大附中考试)某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是(

)

A．两步反应均为吸热反应

B．加入催化剂会改变反应的焓变

C．三种化合物中C最稳定

D．A→C反应中ΔH＝E1－E2

3

解析

A项，A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；B项，加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，故B错误；C项，物质的总能量越低，越稳定，故C正确；D项，A→B；ΔH＝E1－E2，B→C：ΔH＝E3－E4，所以A→C，ΔH＝E1－E2＋E3－E4＝(E1＋E3)－(E2＋E4)，故D错误。

答案

C 7．(2017·湖南六校联考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)

ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3

4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)

ΔH4

3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)

ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(

) A．2ΔH1>ΔH3

B．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3

D．ΔH2<0，ΔH4<0 解析

2 mol碳完全燃烧放出的热量比2 mol CO完全燃烧放出的热量多，放出的热量越多，ΔH越小，所以2ΔH1<ΔH3，A项错误。将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，ΔH4＋2ΔH51由(④＋2×⑤)×得到③，故ΔH3＝，B项错误。根据盖33斯定律，由②＋③得到①，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确。根据上述分析知，ΔH2＝ΔH1－ΔH3，又因为ΔH1<ΔH3，ΔH2＝ΔH1－ΔH3<21－ΔH3，ΔH3<0，所以ΔH2>0，D项错误。

2答案

C 8．(2017·长沙长郡中学月考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)

ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3

4

2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)

ΔH4

CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s)

ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(

) A．ΔH1>0，ΔH3<0

C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3

B．ΔH2＜0，ΔH4>0 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH1

解析

A项，所有的燃烧反应都属于放热反应，因此ΔH1<0，ΔH3<0，故A错误；B项，碳还原二氧化碳的反应属于吸热反应，ΔH2>0，铜与氧气的反应属于放热，ΔH4<0，故B错误；C项，已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1，②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)

ΔH2，③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3，由盖斯定律可知①＝②＋③，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故C正确；D项，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3，2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)，ΔH4,2CO(g)＋2CuO(s)===2CO2(g)＋2Cu(s)

2ΔH5,2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，错误。

答案

C 19．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－242 kJ/mol，断开1 2mol O＝O键和1 mol H—O键所吸收的能量分别为496 kJ和463 kJ，则断开1 mol H—H键所吸收的能量为(

) A．920 kJ

C．436 kJ

B．557 kJ D．188 kJ 解析

根据反应物键能之和减去生成物键能之和等于ΔH，设1H—H键能为x，则有x＋×496－2×463＝－242，解得x＝436，答2案选C项。

答案

C 10．(2017·河北三市联考)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图。

5

下列说法错误的是(

) A．总反应为放热反应

B．使用催化剂后，活化能不变

C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应

D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2

解析

由题图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D项正确；使用催化剂能降低反应所需的活化能，B项错误。

答案

B 11．某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。

6

(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为－57.3 kJ/mol]：_______________________________________。

(2)取50 mL NaOH溶液和50 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

①请填写下表中的空白：

②近似认为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热容c＝4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。

③上述实验数值结果与－57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因不可能是_______________________ (填选项字母)。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

解析

(2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的平均值为3.2 ℃。

100×1×3.2×4.18×10－3②ΔH＝－

0.025＝－53.5 kJ/mol ③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等

7

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

③b 12．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。

(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：

1①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) 2ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1

此反应的热化学方程式是__________________。

(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。

已知：①CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)

ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) ②2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)

ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0) 若在标准状况下用3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)，则整个过程中转移电子的物质的量为__________ mol，放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示) (3)用CH4催化还原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 kJ·mol－1

②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2

若1 mol CH4还原NO2至N2的整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝______________。

解析

(1)由题意可知，CO、SO2反应生成CO2和单质S，根据盖斯定律，由①×2－②得：2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)

ΔH

8

＝(－283.0 kJ·mol－1)×2－(－296.0 kJ·mol－1)＝－270 kJ·mol－1。

(2)根据盖斯定律，由①×2＋②得：

4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)

ΔH＝－(2a＋b)kJ·

mol－1。标准状况下，3.36 L CO的物质的量为3.36 L＝0.15 22.4 L·mol－1mol，n(e－)＝2n(CO)＝2×0.15 mol＝0.3 mol，反应放出的热量为2a＋bkJ32a＋b×0.15 mol＝kJ。

4 mol801(3)根据盖斯定律：由×(①＋②)得：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)21＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝×(－574 kJ·mol－1＋ΔH2)＝－867 2kJ·mol－1，解得：ΔH2＝－1 160 kJ·mol－1。

答案

(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)

ΔH1＝－270 kJ·mol－1

32a＋b(2)0.3

80(3)－1 160 kJ·mol－1

B组·重点选做题

13.(2017·四川成都一中测试)(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)

ΔH＞0，则稳定性：金刚石________石墨(填“＞”或“＜”)。

(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)

ΔH1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH2

则ΔH1__________ΔH2(填“＞”或“＜”)。

(3)“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：

①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1

②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

9

ΔH＝－543 kJ·mol－1

写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：

_____________________________________________________。

(4)25℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝______________。

(5)0.50 L 2.00 mol·L－1H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝____________。

(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是______________________。

解析

(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)

ΔH＞0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石＜石墨。

(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1＜ΔH2。

(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。

(4)25℃、101 kPa时，

14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。

(5)n(H2SO4)＝0.50 L×2.00 mol·L－1＝1 mol，n(KOH)＝2.10 L×1.00 mol·L－1＝2.10 mol，二者反应时，KOH过量，1 mol H2SO4完全反应生成2 mol H2O(l)，放出114.6 kJ热量，故稀硫酸与KOH1溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为×114.6 kJ＝57.3 kJ，故该2反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝10

946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。

答案

(1)＜

(2)＜

(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1

(4)－282.6 kJ·mol－1

(5)－57.3 kJ·mol－1

(6)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1

14．(2017·衡水中学四调)“氢能”将是未来最理想的新能源。

(1)实验测得，1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为________(填选项字母)。

A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1

1B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) 2ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

C．2H2O＋O2===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

1D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) 2ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

(2)某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：

250 ℃①CaBr2＋H2O=====CaO＋2HBr 100 ℃②2HBr＋Hg=====HgBr2＋H2

250 ℃③HgBr2＋________=====________＋________ 250 ℃④2HgO=====2Hg＋O2↑

11 2NH3(g)

请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：250 ℃HgBr2＋________=====________＋________。

请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：_________________________________________________________。

(3)利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。

请写出化学方程式：

反应①_________________________________________。

反应②_________________________________________。

该法制取氢气的最大优点是________________________。

解析

(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气的化学计量数是1，其反应热是(－142.9×2) kJ·mol－1，则其热化学方程式正确的是B。

(2)根据“原子经济”的思想，观察已知反应中出现的物质得：250 ℃HgBr2＋CaO=====HgO＋CaBr2；从“绿色化学”的思想评估就是从能耗和环保等方面评价，制H2的主要缺点是循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染。

100～200 ℃(3)据图知反应①、②分别为SO2＋I2＋2H2O=====2HI＋900 ℃H2SO4、2H2SO4=====2SO2↑＋O2↑＋2H2O，该法制取氢气的最大优点是原料SO2和I2可循环使用，无污染。

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250 ℃答案

(1)B

(2)HgBr2＋CaO=====HgO＋CaBr2

循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染

100～200 ℃(3)①SO2＋I2＋2H2O=====2HI＋H2SO4

900 ℃②2H2SO4=====2SO2↑＋O2↑＋2H2O

SO2和I2可循环使用，无污染

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