配餐作業(yè)(十八)　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 1．下列變化過程，屬于放熱過程的是(　　) 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　酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；液態(tài)水變成水蒸氣的過程是物理過程，這個(gè)過程中吸收熱量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；弱酸弱堿電離過程是吸熱過程，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用FeCl3飽和溶液制Fe(OH)3膠體的過程是鹽的水解反應(yīng)過程，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)過程，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　A 2．下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(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)錯(cuò)誤；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)錯(cuò)誤；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)小于0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 3．在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(　　) 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 4．H2與O2發(fā)生反應(yīng)的過程用模型圖示如下(“－”表示化學(xué)鍵)，下列說法不正確的是(　　) A．過程Ⅰ是吸熱過程 B．過程Ⅲ一定是放熱過程 C．該反應(yīng)過程所有舊化學(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　過程Ⅰ是舊化學(xué)鍵斷裂的過程，為吸熱過程，而過程Ⅲ為新化學(xué)鍵形成的過程，是放熱過程，故A、B、C三項(xiàng)均正確；該反應(yīng)可通過燃料電池，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．(2018長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)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 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH4 CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s)　ΔH5 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1>0，ΔH3<0 B．ΔH2＜0，ΔH4>0 C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH1 解析　所有的燃燒反應(yīng)都屬于放熱反應(yīng)，因此ΔH1<0，ΔH3<0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳還原二氧化碳的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，ΔH2>0，銅與氧氣的反應(yīng)屬于放熱，ΔH4<0，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2，③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3，由蓋斯定律可知①＝②＋③，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，則ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故C項(xiàng)正確；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，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 6．(2018湖南六校聯(lián)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 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　) A．2ΔH1>ΔH3 B．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH2<0，ΔH4<0 解析　2 mol碳完全燃燒放出的熱量比2 mol CO完全燃燒放出的熱量多，放出的熱量越多，ΔH越小，所以2ΔH1<ΔH3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將題給熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由(④＋2⑤)得到③，故ΔH3＝，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，由②＋③得到①，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C項(xiàng)正確；根據(jù)上述分析知，ΔH2＝ΔH1－ΔH3，又因?yàn)棣1<，ΔH2＝ΔH1－ΔH3<－ΔH3，ΔH3<0，所以ΔH2>0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 7．(2018濱州期末)以下關(guān)于右圖說法正確的是(　　) A．表明催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) B．表明化學(xué)反應(yīng)遵循能量守恒定律 C．表示某化學(xué)反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)無關(guān) D．表示某吸熱反應(yīng)分別在有、無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化 解析　由圖可知，加入催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)熱不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)一定遵循質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，正反應(yīng)放熱，遵循能量守恒，B項(xiàng)正確；物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，能量不同，該圖不能證明反應(yīng)的能量變化與生成物的狀態(tài)的關(guān)系，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖象可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 8．(2018豫北豫南聯(lián)考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、三步反應(yīng)組成，1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量，其能量與反應(yīng)進(jìn)程曲線如圖所示。 (Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g) 下列說法正確的是(　　) A．三步反應(yīng)均為放熱反應(yīng) B．步驟(Ⅰ)的反應(yīng)速率最慢 C．HOOBr比HBr和O2穩(wěn)定 D．熱化學(xué)方程式為4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－12.67 kJmol－1 解析　放熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量，根據(jù)圖象，第一步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；步驟(Ⅰ)為吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致體系溫度降低，反應(yīng)速率減慢，其余反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，故B項(xiàng)正確；HOOBr的總能量比HBr和O2的總能量高，能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)題意，1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量，則熱化學(xué)方程式4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－50.68 kJ mol－1，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 9．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ/mol，斷開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 【誤區(qū)警示】 不可忽視化學(xué)鍵的物質(zhì)的量，根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)，要注意弄清各種化學(xué)鍵的物質(zhì)的量，既要考慮熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，又要考慮物質(zhì)中各種化學(xué)鍵的個(gè)數(shù)，再進(jìn)行計(jì)算。 10．(2018衡水中學(xué)四調(diào))“氫能”是未來最理想的新能源。 (1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為________(填選項(xiàng)字母)。 A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJmol－1 B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1 C．2H2O＋O2===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1 D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJmol－1 (2)某化學(xué)家根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想，設(shè)計(jì)了如下制備H2的反應(yīng)步驟： ①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr ②2HBr＋HgHgBr2＋H2 ③HgBr2＋________________＋________ ④2HgO2Hg＋O2↑ 請(qǐng)你根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想完成上述步驟③的化學(xué)方程式：HgBr2＋________________＋________。 請(qǐng)根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評(píng)估該方法制H2的主要缺點(diǎn)：__________________________________________________。 (3)利用核能把水分解制氫氣，是目前正在研究的課題。下圖是其中的一種流程，其中用了過量的碘。 請(qǐng)寫出化學(xué)方程式： 反應(yīng)①_______________________________________________。 反應(yīng)②_______________________________________________。 該法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是_____________________________。 解析　(1)表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式中氫氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)是1，其反應(yīng)熱是(－142.92) kJmol－1，則其熱化學(xué)方程式正確的是B。 (2)根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想，可知最終反應(yīng)為2H2O===2H2↑＋O2↑，根據(jù)蓋斯定律(將①＋②＋③)2＋④，可知反應(yīng)③為HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；從“綠色化學(xué)”的思想評(píng)估就是從能耗和環(huán)保等方面評(píng)價(jià)，制H2的主要缺點(diǎn)是循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會(huì)產(chǎn)生污染。 (3)據(jù)圖知反應(yīng)①、②分別為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O2HI＋H2SO4、2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O，該法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是原料SO2和I2可循環(huán)使用，無污染。 答案　(1)B　(2)CaO　HgO　CaBr2　循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會(huì)產(chǎn)生污染 (3)①SO2＋I(xiàn)2＋2H2O2HI＋H2SO4 ②2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O　SO2和I2可循環(huán)使用，無污染 11．(1)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)。反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。 ①CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.3 kJmol－1 ②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5 kJmol－1 ③CO(g)C(s)＋CO2(g) ΔH3＝－86.2 kJmol－1 反應(yīng)2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。 (2)已知：25 ℃、101 kPa時(shí)，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH＝－520 kJmol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJmol－1 Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJmol－1 SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是________________________________________。 (3)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH1 反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2 反應(yīng)Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3 ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是ΔH3＝________。 (4)已知：溫度過高時(shí)，WO2(s)轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2(g)： ①WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g) ΔH＝＋66.0 kJmol－1 ②WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g) ΔH＝－137.9 kJmol－1 則WO2(s)WO2(g)的ΔH＝________________。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，由①4＋②＋③2得2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)　ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。 (2)將已知3個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③，根據(jù)蓋斯定律由③－①－②得MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJmol－1＋520 kJmol－1＋297 kJmol－1＝－248 kJmol－1。 (3)根據(jù)題中三個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ＝反應(yīng)Ⅱ2－反應(yīng)Ⅰ，因此ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。 (4)根據(jù)題意由①－②可得 WO2(s)WO2(g)　ΔH＝＋203.9 kJmol－1。 答案　(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3 (2)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　 ΔH＝－248 kJmol－1 (3)2ΔH2－ΔH1　 (4)＋203.9 kJmol－1 12．(2018四川成都一中測(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－1 KOH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