化学反应与能量变化
1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ· mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a kJ· mol－1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b kJ· mol－1，则a＞b
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
答案 A
2．下图表示某反应的能量变化，对于该图的理解，你认为一定正确的是( )
A．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示两个化学反应的能量变化
B．曲线Ⅱ可表示反应2KClO32KCl＋3O2↑的能量变化
C．该反应不需要加热就能发生
D．该反应的ΔH＝E2－E1
解析 曲线Ⅰ(表示没有使用催化剂)和曲线Ⅱ(表示使用了催化剂)是同一个反应的能量变化，A项错误；曲线Ⅱ可以表示使用了催化剂的放热反应的能量变化，但二氧化锰催化氯酸钾分解的反应属于吸热反应，B项错误；放热反应不一定不需要加热，C项错误；反应的ΔH等于生成物的总能量减去反应物的总能量，D项正确。
答案 C
4．下列有关反应热的说法正确的是( )
14
A．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量
B．甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ· mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ· mol－1
C．已知常温常压下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，则有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ· mol－1
D．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－Q1 kJ· mol－1，S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－Q2 kJ· mol－1，则Q1＜Q2
答案 D
5．已知一定条件下断裂1 mol下列化学键需要吸收的能量分别为：H—H 436 kJ；Cl—Cl 243 kJ；H—Cl 431 kJ。对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是( )
A．该反应的反应热ΔH＞0
B．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定
C．其他条件相同，该反应在光照和点燃条件下的ΔH不同
D．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ
解析 根据题给数据计算，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝(436 kJ· mol－1＋243 kJ· mol－1)－2×431 kJ· mol－1＝－183 kJ· mol－1，故ΔH＜0，A项错误；H—H键的键能比Cl—Cl键的键能大，故H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更稳定，B项正确；该反应的反应热与反应引发条件无关，其他条件相同，该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同，C项错误；ΔH的单位为kJ· mol－1，D项错误。
答案 B
9．下列化学用语的相关表述正确的有( )
A．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－a kJ· mol－1，故1 mol NaOH固体与足量的稀盐酸反应，放出热量为a kJ
B．因CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH＝＋b kJ· mol－1，故1 mol CuSO4(s)
14
溶于水时，放出热量b kJ
C．因氢气的燃烧热为c kJ· mol－1，故电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋c kJ· mol－1
D．因N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－d kJ· mol－1，故在某容器中通入1 mol N2与3 mol H2充分反应后，放出热量小于d kJ
1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应，所以放出热量小于d kJ，D正确。
答案 D
10．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E/(kJ· mol－1)
436
157
568
432
298
A.432 kJ· mol－1＞E(H—Br)＞298 kJ· mol－1
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)―→2H(g) ΔH＝＋436 kJ· mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－25 kJ· mol－1
答案 D
11．将1 L 0.1 mol/L BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1 L 0.5 mol/L HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将0.5 L 1 mol/L H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为( )
14
A．(5a－2b) kJ B．(5a＋2b) kJ
C．(2b－5a) kJ D．(10a＋4b) kJ
解析 本题考查热化学方程式的书写及盖斯定律的应用，意在考查考生的计算能力和分析问题的能力。由题意可分别写出反应的热化学方程式：①Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－10a kJ/mol；②H＋(aq)＋CH3COO－(aq)===CH3COOH(aq) ΔH＝－2b kJ/mol，利用盖斯定律，由①＋2×②可得：2H＋(aq)＋SO(aq)＋2CH3COO－(aq)＋Ba2＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) kJ/mol，则含0.5 mol H2SO4的溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应放出的热量为(5a＋2b) kJ。
答案 D
14．已知反应：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。下列结论正确的是( )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
答案 A
15．肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料。已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1 ①
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1②
下列说法正确的是( )
A．反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量
B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 000.3 kJ·mol－1
C．铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，其负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O
D．铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大
解析 反应①为吸热反应，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A错误；2×②－①
14
即得到2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2×②－①＝2×(－534 kJ·mol－1)－(＋67.7 kJ·mol－1)＝－1 135.7 kJ·mol－1，故B错误；负极是N2H4失电子生成N2和H2O，则其电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，故C正确；反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH减小，故D错误。
28．用H2可将工业废气中的NO催化还原为N2，其能量转化关系如图(图中计量单位为mol)，则：NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(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
29．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程(图1)及能量变化过程(图2)如下：
图1 图2
下列说法正确的是( )
A．由图1可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2
B．由图2可知ΔH＝－226 kJ·mol－1
C．为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O
14
D．由图2可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】B
【解析】A项，由图1知，N2O(g)―→N2(g) ΔH1，CO(g)―→CO2(g) ΔH2，由盖斯定律可得，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，错误；B项，由图2知，反应物为N2O(g)＋CO(g)，生成物为CO2(g)＋N2(g)，ΔH＝134 kJ·mol－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，正确；C项，由图1知，Pt2O＋、Pt2O是催化剂，转化过程中无需向反应器中补充，错误；D项，由图2知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，错误。
30．利用CO2可以制取甲醇，有关化学反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－178 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
H—H
C—O
H—O
键能/ (kJ·mol－1)
413
436
358
463
则断开1 mol C===O需要的能量和CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH分别为( )
A．吸收750 kJ·mol－1 ＋219.2 kJ·mol－1
B．放出750 kJ·mol－1 －143.2 kJ·mol－1
C．吸收1 500 kJ·mol－1 －438.4 kJ·mol－1
D．吸收750 kJ·mol－1 －219.2 kJ·mol－1
【答案】D
31.已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是( )
14
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．氢气的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D．若反应②中H2O为气态，相同条件下的反应热为ΔH，则ΔH＜ΔH2
【答案】A
【解析】A项，考生易因忽视乙二酸为弱酸，其电离需要吸收热量而出错，故反应生成0.1 mol H2O(l)时放出的热量小于5.73 kJ，正确。B项，考生易因忽视Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀时也会放出热量而出错，故该反应的ΔH＜－114.6 kJ·mol－1，错误。C项，燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，故氢气的燃烧热应为285.8 kJ·mol－1，错误。D项，H2O由液态变为气态是一个吸热过程，故ΔH＞ΔH2，错误。
32．磷及其化合物在化工生产中有着广泛应用。
(1)已知：①P4(s)＋6H2(g)＋8O2(g)===4H3PO4(s)
ΔH1＝a kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝b kJ·mol－1
③P4(s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH3＝c kJ·mol－1
则反应④P2O5(s)＋3H2O(l)===2H3PO4(s)的ΔH4＝________________。
(2)已知31 g白磷(P4)完全燃烧生成稳定氧化物P4O10(s)时放出的热量为760.75 kJ。写出能表示P4(s)燃烧热的热化学方程式：________________________。
(3)PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g) ΔH＝－d kJ·mol－1，在密闭容器中充入1 mol PCl3(g)和1 mol Cl2(g)，充分反应，放出热量Q________(填“＞”“＜”或“＝”)d kJ。
【答案】 (1) kJ·mol－1 (2)P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－3 043 kJ·mol－1 (3)＜
14
33．(1)已知25 ℃，101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393 kJ·mol－1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH＝－1 480 kJ·mol－1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_______________________。
(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)＋O2(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为_____________________________________________。
【答案】 (1)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－260 kJ·mol－1
14
(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7 kJ·mol－1
34．(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有
项目
化学方程式
焓变ΔH/(kJ·mol－1)
甲烷氧化
CH4(g)＋2O2(g)=== CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH1
CH4(g)＋O2(g)=== CO2(g)＋2H2(g)
－322.0
蒸气重整
CH4(g)＋H2O(g)=== CO(g)＋3H2(g)
＋206.2
CH4(g)＋2H2O(g)=== CO2(g)＋4H2(g)
＋165.0
①反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
②甲烷的燃烧热为ΔH2，则ΔH2________(填“＞”“＝”或“＜”)ΔH1。
(2)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(tBuNO)22(tBuNO) ΔH。实验测得该反应的ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，活化能Ea＝90.4 kJ·mol－1。下列能量关系图合理的是________。
A B
C D
(3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2，已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－1，则生成1 m3(标准状况)CO所需的热量为________。
14
故标准状况下生成1 m3 CO所需热量为Q＝××247.3 kJ·mol－1≈5.52×103 kJ。
【答案】 (1)①－41.2 ②＜ (2)D (3)5.52×103 kJ
35．合成氨工业上常用下列方法制备H2：
方法Ⅰ：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)
方法Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
已知：
①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－394 kJ·mol－1；
②2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH2＝－222 kJ·mol－1；
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－484 kJ·mol－1。
试计算25 ℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为________。
【答案】 20 500 kJ
36．热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。(导学号 56470082)
14
(1)下图Ⅰ所表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_________。
(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：__________________。
(3)已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－25 kJ·mol－1，
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47 kJ·mol－1，
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝19 kJ·mol－1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：_______________。
答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)
ΔH＝－81 kJ/mol
(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
37．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH＝＋88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是_____________。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－a kJ/mol，则a________238.6(填“>”“
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