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第五章化学反应中的能量的转化第一节化学反应与能量的转化题号12344－14－255－15－2678答案一、单项选择题1．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A．碳酸钙受热分解B．钠与水反应C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水解析：生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应，A项符合题意。答案：A2．已知热化学方程式：Zn(s)＋12O2(g)===ZnO(s)ΔH＝－351.1kJ·mol－1；2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)ΔH＝－181.4kJ·mol－1。由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)ΔH＝()A．－441.8kJ·mol－1B．－254.8kJ·mol－1C．－438.9kJ·mol－1D．－260.4kJ·mol－1解析：Zn(s)＋12O2(g)===ZnO(s)ΔH＝－351.1kJ·mol－1，①2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)ΔH＝－181.4kJ·mol－1。②利用盖斯定律：①－②2，可得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)ΔH＝－260.4kJ·mol－1。答案：D3．1g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水，放出热量120.9kJ，则()A．反应的热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝＋483.6kJ·mol－1B．氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1C．1molH2O(l)的能量大于1molH2O(g)的能量D．2molH2和1molO2的能量总和大于2molH2O(g)的能量解析：氢气燃烧为放热反应，A项错误；此时生成的为气态水，B项错误；等物质的量的液态水具有的能量比气态水的小，C项错误。答案：D4．下图是198K时N2与H2反应过程中能量变化曲线。下列叙述正确的是()A．该反应的热化学方程式为N2＋3H22NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C．加入催化剂，该化学反应的反应热发生改变D．温度、体积一定，1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则184＞Q2＞2Q1解析：在热化学方程式中必须注明物质的状态，因此A项错误；催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但反应热并不发生改变，B、C项均错误。假设把1molN2和3molH2放在体积为V的密闭容器①中进行反应，2molN2和6molH2放在体积为2V的密闭容器②中进行反应，则两容器中N2和H2的转化率分别相等，反应放出的热量②是①的2倍。若把容器②加压使其体积变为V，则平衡向生成NH3的方向移动，N2的转化率增大，反应放出的热量增加，因此Q2＞2Q1。由于N2与H2的反应为可逆反应，因此Q2小于2molN2完全反应放出的热量184kJ，因此D项正确。答案：D4题变式4－1.氯原子对O3的分解有催化作用：O3＋Cl===ClO＋O2ΔH1，ClO＋O===Cl＋O2ΔH2，大气臭氧层的分解反应是O3＋O===2O2ΔH，该反应的能量变化示意图如下图所示，下列叙述中正确的是()A．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3B．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E2－E3C．O3＋O===2O2是吸热反应D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2解析：O3＋O的总能量高于2O2的能量，反应O3＋O===2O2为放热反应，ΔH＜0，ΔH＝E3－E2，故A、B、C项均错误；根据盖斯定律可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D项正确。答案：D4－2.2SO2(g)＋O23(g)反应过程的能量变化如下图所示。已知E、Q表示1molSO2(g)参与反应时能量变化的绝对值。则下列说法中正确的是()A．该反应为吸热反应，1molSO2(g)被氧化成SO3(g)时，吸收的热量为(E＋Q)kJB．该反应为放热反应，当加入合适的催化剂时，1molSO2(g)被氧化成SO3(g)时，E会减小，但Q不变C．反应的热化学方程式可表示为2SO2(g)＋O23(g)ΔH＝－QkJ·mol－1D．反应的热化学方程式可表示为SO2(g)＋12O23(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1解析：A项，1molSO2(g)被氧化成SO3(g)时，反应放出的热量为QkJ，错误；B项，E为活化能，而加入合适的催化剂则能降低活化能，但Q不会改变，正确；C项，Q为1molSO2(g)被氧化成SO3(g)时所放出的热量，所以该反应的反应热ΔH＝－2QkJ·mol－1，错误；D项，反应为放热反应，ΔH＝－QkJ·mol－1，错误。答案：B5．已知充分燃烧ag乙烯气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙烯燃烧的热化学方程式正确的是()A．2C2H4(g)＋6O2(g)―→4CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－4bkJ·mol－1B．C2H4(g)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋2bkJ·mol－1C．2C2H4(g)＋6O2(g)―→4CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2bkJ·mol－1D．2C2H4(g)＋6O2(g)―→4CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋bkJ·mol－1解析：乙烯燃烧是放热反应，ΔH为负值，通过定性判断，排除B、D两项，生成1molCO2时，放热bkJ，故生成4molCO2时，放热4bkJ。答案：A5题变式5－1.下列关于反应热的描述中正确的是()A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热为ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋566.0kJ·mol－1C．在25℃、101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析：A项中和热是以生成1mol水为标准的，A项错误；热化学反应方程式逆向书写时，ΔH的数值相等，符号相反，B项正确；C项表示燃烧的热化学方程式，H2的系数应该是1，C项错误；D项应该生成液态水，D项错误。答案：B5－2.燃烧1g某液态有机物，只生成0.05molCO2和1.2g液态水，且放出热量33.63kJ，该有机物的蒸气相对H2的密度为30，则该有机物燃烧的热化学方程式为()A．C3H8O(l)＋92O2(g)―→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2017.8kJ·mol－1B．C3H8(l)＋5O2(g)―→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－33.63kJ·mol－1C．C3H8(l)＋5O2(g)―→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1479.4kJ·mol－1D．C3H8O(l)＋92O2(g)―→3CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－2017.8kJ·mol－1解析：该有机物的相对分子质量为60，选项B、C均不符合；产物为液态水，选项D不符合；选项A正确。答案：A6．某实验小组学生用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如右下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热。下列说法正确的是()A．如右图条件下实验过程中没有热量损失B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C．烧杯间填碎纸条的主要作用是固定小烧杯D．若改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，从理论上说所求放出热量相等解析：图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条，会有较多的热量散失，A项错误；烧杯间填碎纸条的主要作用是隔热保温，C项错误；D项中所求中和热相同，但反应物的物质的量不同，所以放热不同，D项错误。故选B项。答案：B二、双项选择题7．下列推论正确的是()A．S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝a；S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝b，则a＞bB．C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1，则可判定石墨比金刚石稳定C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.4kJ·mol－1，则含20gNaOH的溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJD．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞0，则该反应任何温度下都能自发进行解析：气体燃烧放出的热量大于固体，故a＜b，A项错误；石墨的能量低于金刚石，故石墨比金刚石稳定，B正确；20gNaOH即0.5molNaOH与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJ，C正确；吉布斯自由能ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0时反应可以自发进行，反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)，ΔS＞0，ΔH＞0，故ΔG不一定小于0，D错误。答案：BC8．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是()A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH2B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH4C．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH6D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH8解析：本题主要考查对“ΔH”的理解，明确“ΔH”既有“＋”、“－”，又有数值大小。碳与氧气反应放热，即ΔH10，ΔH20，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1ΔH2；等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3ΔH4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH70，CaO与H2O反应放出热量，ΔH80，显然ΔH7ΔH8。故本题答案为C、D。答案：CD三、非选择题9．Ⅰ.科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已在H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ。(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________________________________________。Ⅱ.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O2=====CuO/CuCl2400℃2Cl2＋2H2O。已知：反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。(1)H2O的电子式是____________。(2)反应A的热化学方程式是________________________________。(3)断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为__________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。解析：Ⅰ.(1)分解10mol水消耗的能量在数值上等于10molH2(g)完全燃烧时所放出的热量：10mol×285.8kJ·mol－1＝2858kJ。(2)根据CO(g)、CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式，再由盖斯定律可写出甲醇不完全燃烧的热化学方程式。Ⅱ.(1)H2O是共价化合物，原子间通过共用电子对结合，故H2O的电子式为。(2)利用反应A与题中信息“氧化4molHCl放出115.6kJ的热量”可写出热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g)=====CuO/CuCl2400℃2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6