1.下列反应中,反应物总能量低于生成物总能量的是( )
A.2CO+O2===2CO2 B.C+O2===CO2
C.2C+O2===2CO D.CaCO3===CO2+CaO
【解析】选 D 反应中反应物总能量低于生成物总能量,说明该反应是一个吸热反应。A、B、
C 三项是 CO、C 的燃烧反应,均属于放热反应,故均不符合题意;D 项为 CaCO3 的分解反应,
属吸热反应,符合题意。
2.下列有关能量的判断和表示方法正确的是( )
A.由 C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ,可知:石墨比金刚石更稳定
B.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量更多
C.由 H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ,可知:含 1 mol CH3COOH 的溶液与含 1
mol NaOH 的溶液混合,放出热量等于 57.3 kJ
D.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为 2H2(g)+
O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ
3.某反应的反应过程中能量的变化如图所示,图中 E1 表示正反应的活化能,E2 表示逆反
应的活化能,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.E1 也可表示反应物断键需要吸收的总能量
D.ΔH=E2-E1
【解析】选 C 图像分析反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故 A 不符合题意;
催化剂对反应的始态和终态无影响,只改变活化能,则对反应的焓变无影响,故 B 不符合题意;
E1 为正反应的活化能,可表示反应物断键需要吸收的总能量,故 C 符合题意;ΔH=断键吸收的
能量-成键放出的能量=E1-E2,故 D 不符合题意。
4.在相同温度和压强下,将 32 g 硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧,令前者放出热量为
Q1,后者放热为 Q2,则关于 Q1 和 Q2 的相对大小正确的判断是( )
A.Q1=Q2 B.Q1>Q2
C.Q10 B.ΔH3>0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH4+ΔH5 D.ΔH3=ΔH1-2ΔH28.已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH2=-1 452 kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH3=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为 571.6 kJ·mol-1
B.同质量的 H2(g)和 CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.1
2H2SO4(aq)+1
2Ba(OH)2(aq)===
1
2BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=+131.4 kJ·mol-1
【解析】选 B A 项,氢气的化学计量数不是 1,所以其燃烧热不是 571.6 kJ·mol-1,错误;
B 项,由热化学方程式可知,4 g H2 燃烧时放热 571.6 kJ,而 4 g CH3OH(l)燃烧时放热 90.75 kJ·mol
-1,正确;C 项,生成 BaSO4 沉淀时也有热效应,错误;D 项,ΔH=3
2ΔH1-1
2ΔH2=-131.4 kJ·mol
-1,错误。
9.已知反应:
H2(g)+1
2O2(g)===H2O(g) ΔH1
1
2N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2
1
2N2(g)+3
2H2(g)===NH3(g) ΔH3
则反应 2NH3(g)+7
2O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH 为( )
A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3
【解析】选 D 由题意把已知反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律将方程式①×2+②
×2-③×2 得 2NH3(g)+7
2O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g) ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3。
10.用 H2 可将工业废气中的 NO 催化还原成 N2,其能量转化关系如图(图中计量单位为 mol),
则:NO(g)+H2(g)===0.5N2(g)+H2O(g)的ΔH 为( )
A.0.5·(a+b-c-d)kJ·mol-1B.0.5·(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.0.5·(c+d-a-b)kJ·mol-1
D.0.5·(c+d-a-b)kJ·mol-1
11.常温下,0.01 mol·L-1MOH 溶液的 pH 为 10。已知:2MOH(aq)+H2SO4(aq)===M2SO4(aq)
+2H2O(l) ΔH1=-24.2 kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。则 MOH
在水溶液中电离的ΔH 为( )
A.+33.1 kJ·mol-1 B.+45.2 kJ·mol-1
C.-81.5 kJ·mol-1 D.-33.1 kJ·mol-1
【解析】根据题中 0.01 mol/L MOH 溶液的 pH=10,知 MOH 为弱碱,MOH 溶液与硫酸的
中和反应可以看做两个过程:MOH(aq)M+(aq)+OH-(aq) ΔH、H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH2,根据盖斯定律知ΔH1=2(ΔH+ΔH2),则ΔH=1
2ΔH1-ΔH2=(-24.2 kJ·mol-1)×
1
2-(-57.3
kJ·mol-1)=+45.2 kJ·mol-1,B 项正确。
【答案】B
12.已知某化学反应 A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(AB2 的分子结构为 B—A—B)的能量变化如
图所示,下列有关叙述中正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.该反应的ΔH=-(E1-E2) kJ· mol-1
C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D.由 2 mol A(g)和 4 mol B(g)形成 4 mol A—B 键吸收 E2 kJ 能量
【答案】C
13.关于如图所示转化关系(X 代表卤素),说法不正确的是( )A.2H(g)+2X(g)===2HX(g) ΔH3<0
B.生成 HX 的反应热与途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3
C.Cl、Br、I 的非金属性依次减弱,所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多
D.生成 HCl 放出的热量比生成 HBr 的多,说明 HCl 比 HBr 稳定
【解析】C 项,非金属性越弱,X2 越不稳定,破坏化学键吸收的能量越少,C 项错误。
【答案】C
14.根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是( )
A.CO2(g)和 CaO(s)的总能量大于 CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应
【解析】碳酸钙受热分解的反应是吸热反应,焓变大于零,故 CO2(g)和 CaO(s)的总能量大
于 CaCO3(s)的总能量,A、B 项说法正确;在 CaCO3 中,Ca2+和 CO
2-
3 之间存在离子键,CO
2-
3
中 C 与 O 之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,旧化学键断裂需要吸收能
量,新化学键形成放出能量,C 项说法正确;需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应,如
碳的燃烧需要加热,但该反应是放热反应,D 项说法错误。
【答案】D
15.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是( )
A.由图 1 知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图 2 知,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.由图 3 知,白磷比红磷稳定
D.由图 4 知,CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
【答案】A
16.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知 2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.已知 C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含 0.6 mol H2SO4 的
稀硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合,放出的热量等于 57.3 kJ
D.需要加热的反应说明它是吸热反应
【解析】碳完全燃烧放出的热量多,放热反应的反应热为负值,所以则ΔH1<ΔH2,A 错误;
C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,即金刚石的能量比石墨高,故石墨稳定,B 错误;含 0.6 mol
H2SO4 的稀硫酸中 H+物质的量是 1.2 mol,与含 1 mol NaOH(即 OH-是 1 mol)的稀溶液混合,硫
酸过量,但恰好生成 1 mol 的水,故放出的热量等于 57.3 kJ,C 正确;铝热反应需要高温下才能
发生,但是它是放热反应,D 错误。
【答案】C
17.已知:①H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH1=-57.3 kJ·mol-1,②H2(g)+1
2O2(g)===H2O(g)
ΔH2=-241.8 kJ·mol-1,下列有关说法正确的是( )A.向含 0.1 mol NaOH 的溶液中加入一定体积的 0.1 mol·L-1 乙二酸,反应中的能量变化如
图所示
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
C.氢气的标准燃烧热为 241.8 kJ·mol-1
D.若反应②中水为液态,则同样条件下的反应热:ΔH>ΔH2
【答案】A
18.在 298 K、100 kPa 时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3 与ΔH1 和ΔH2 间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
【解析】①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1;②Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2;③2Cl2(g)+
2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3。③=①+2×②,由盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故本题
选 A。
【答案】A
19.根据以下三个热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1,
②2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1,
③2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1。
判断 Q1、Q2、Q3 三者关系正确的是(Q1、Q2、Q3 均大于 0)( )
A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
【解析】由
①-②
2 得:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=1
2(ΔH1-ΔH2)Q3。【答案】A
20.根据如图关系(图中计量单位为 mol)计算 2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)的ΔH 为( )
A.(a+b-c-d)kJ·mol-1 B.(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.(c+d-a-b)kJ·mol-1 D.(c+d- a-b)kJ·mol-1
【答案】A
21.已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H 键、O===O 键和 O—H 键的键能分别为 436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1 和 462 kJ·mol-1,
则 a 为( )
A.-332 B.-118
C.+350 D.+130
【解析】根据盖斯定律,由第一个反应×2-第二个反应得,2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH
=(2a+220)kJ·mol-1。根据反应热与键能的关系计算,则 2a+220=4×462-(436×2+496),解得
a=+130。本题选 D。
【答案】D
22. (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,则 E1________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH________。
请写出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式:____________________________________________。
(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原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ· mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ· mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ· mol-1
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为
________________________________________________________________。【答案】(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ· mol-1
(2)CH3OH(g)+3/2 O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ· mol-1
23.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料,而氢气、二
甲醚等都是很有发展前景的新能源。
(1)在 25 ℃、101 kPa 时,1 g CH4 完全燃烧生成液态水时放出的热量是 55.64 kJ,则表示甲
烷燃烧热的热化学方程式是
_______________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为 C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)
+4H2O(l)
ΔH=-2 220.0 kJ· mol-1,已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-565.14 kJ· mol-1,试计算相同物质的量的 C3H8 和 CO 燃烧产生的热量的比值________(保
留小数点后一位)。
(3)氢气既能与氮气发生反应又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ· mol-1
3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1
计算断裂 1 mol N≡N 键需要消耗能量________kJ。
(4)由合成气(组成为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个
反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ· mol-1
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ· mol-1
水煤气变换反应:
③CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1 kJ· mol
二甲醚合成反应:
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5 kJ· mol-1
由 H2 和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________。根据化学反应原理,分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响:
_____________________________________________。
【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.24 kJ· mol-1
(2)7.9 (3)946
(4)2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ· mol-1 该反应分子数减少,压
强升高使平衡右移,CO 和 H2 的转化率增大,CH3OCH3 产率增加;压强升高使 CO 和 H2 浓度增
加,反应速率增大
24.(1)用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯 CO2,是一种
高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①1
4CaSO4(s)+CO(g)
1
4CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol-1
②CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
③CO(g)
1
2C(s)+1
2CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应 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 时,
Mn(s)+O2(g)===MnO2(s) ΔH=-520 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ·mol-1
SO2 与 MnO2 反应生成无水 MnSO4 的热化学方程式是___________________________。
(3)捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3 和
(NH4)2CO3 已经被用作工业捕碳剂,它们与 CO2 可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
ΔH3 与ΔH1、ΔH2 之间的关系是:ΔH3=______________________________________。
(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为 WO2(g):
①WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O(g) ΔH=+66.0 kJ·mol-1
②WO2(g)+2H2(g) W(s)+2H2O(g) ΔH=-137.9 kJ·mol-1则 WO2(s) WO2(g)的ΔH=_______________________________________________。
【答案】(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3 (2)MnO2(s)+ SO2 (g)===MnSO4(s) ΔH=-248 kJ·mol-1
(3)2ΔH2-ΔH1 (4)+203.9 kJ·mol-1
25.为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采
取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得 5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ 的热
量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:__________________________________________
_________________________________________________________________________。
(2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学
反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆
开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 391 945
已知反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1
试根据表中所列键能数据估算 a 的值为________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2 599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算 298 K 时由 C(s,石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变:________。
(3)ΔH=4ΔH1+ΔH2-ΔH3
2 =错误!
=+226.7 kJ·mol-1。
【答案】(1)2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452.8 kJ·mol-1
(2)-93 (3)+226.7 kJ·mol-1
26.参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2 和 NO 过程中能量变化示意图,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),
ΔH 的变化是________。请写出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式:_________。
(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原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1
2O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P—P P—O O===O P===O
键能(kJ·mol-1) a b c x
已知 1 mol 白磷(P4)完全燃烧放热为 d kJ,白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示,则表
中 x=________ kJ·mol-1(用含有 a、b、c、d 的代数式表示)。
【答案】(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)CH3OH(g)+3
2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-764.7 kJ·mol-1
(3)
d+6a+5c-12b
4