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第一章第三节化学反应中的能量变化一、选择题(10×5′＝50分)1.下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是()解析：A项中反应物总能量小于生成物总能量，表明该反应为吸热反应；B项和D项中反应物总能量大于生成物总能量，表明其为放热反应；C项中反应前后没有明显的能量变化.答案：A2.(2010·南师附中测试)已知：①101kPa时，C(s)＋12O2(g)===CO(g)；ΔH1＝－110.5kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH2＝－57.3kJ/mol.下列结论正确的是()A.若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＜ΔH1B.若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＞ΔH1C.浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ/molD.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量解析：ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值.A、B，燃烧热是指生成稳定氧化物所放出的热量，碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧生成CO2是放热反应，因此，ΔH3＜ΔH1；C，浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热要小于－57.3kJ/mol；D，醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量要小于57.3kJ.答案：A3.下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定很容易发生C.是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应不需要外界能量解析：反应是放热反应还是吸热反应主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生.反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应.答案：C4.(2010·无锡一模)根据热化学方程式S(l)＋O2(g)===SO2(g)；ΔH＝－293.23kJ/mol.分析下列说法中正确的是()A.S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23kJ/molB.S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23kJ/molC.1molSO2的键能的总和大于1mol硫和1mol氧气的键能之和D.1molSO2的键能的总和小于1mol硫和1mol氧气的键能之和解析：物质由固态变为液态要吸热，由气态变为液态要放热，故A、B都不正确.因为是放热反应，故生成物分子成键时放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量，故C正确，D错误.答案：C5.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/mol.若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸至恰好完全反应，并将上述过程中放出的热量分别记为Q1、Q2、Q3.下列关系式中正确的是()A.Q1＜Q3＜Q2B.Q1＜Q2＜Q3C.Q1＜Q2＝Q3D.Q1＝Q2＝Q3解析：①醋酸是弱电解质，电离时要吸收热量，所以Q1＜57.3kJ；浓硫酸稀释时放热，②放出的热量Q2＞57.3kJ；③对应的Q3＝57.3kJ.答案：A6.(2010·泉州模拟)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A.C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)；ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃烧热)B.NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)；ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和热)C.S(s)＋O2(g)===SO2(g)；ΔH＝－296.8kJ/mol(反应热)D.2NO2===O2＋2NO；ΔH＝＋116.2kJ/mol(反应热)解析：A项，产物水应为液态水；B项，ΔH应为负值；C项，符合热化学方程式的书写原则；D项，没有标明物质的聚集状态.答案：C7.(2009·上海高考)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值)：H2(g)＋Cl2(g)―→2HCl(g)＋Q1H2(g)＋Br2(g)―→2HBr(g)＋Q2有关上述反应的叙述正确的是()①Q1Q2②生成物总能量均高于反应物总能量③生成1molHCl气体时放出Q1热量④1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量A.①②B.①③C.①④D.③④解析：①项，因为Cl2比Br2活泼，所以Q1Q2；②项，因为反应为放热反应，所以生成物总能量低于反应物总能量；③项，生成1molHCl气体时放出热量12Q1；④项，因为HBr(g)→HBr(l)为放热反应，所以1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量.答案：C8.(2009·海南高考)已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)；ΔH＝234.14kJ/molC(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ/mol则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A.－824.4kJ/molB.－627.6kJ/molC.－744.7kJ/molD.－169.4kJ/mol解析：把题给的两个热化学方程式变换为：2Fe(s)＋32CO2(g)===Fe2O3(s)＋32C(s)；ΔH＝－234.14kJ/mol32C(s)＋32O2(g)===32CO2(g)；ΔH＝－590.25kJ/mol，相加即得结果.答案：A9.18g焦炭不完全燃烧生成CO和CO2，所得混合气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积，已知：2C(s)＋O2(s)===2CO(g)；ΔH＝－Q1、2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－Q2(Q的单位为kJ/mol)，则与这些焦炭完全燃烧相比，损失的热量(kJ)是()A.14Q2B.12Q2C.16(Q1＋Q2)D.18Q1解析：n(C)＝1.5mol，不完全燃烧生成的混合气体中，n(CO)＝1.5mol×13＝0.5mol，与炭完全燃烧相比，损失的热量即为0.5molCO燃烧生成CO2放出的热量0.5mol×Q2kJ2mol＝Q24kJ.答案：A10.(2010·长沙模拟)已知胆矾溶于水时，溶液温度降低.在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)；ΔH＝＋Q2kJ/mol，则Q1与Q2的关系是()A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1＝Q2D.无法确定解析：由已知得CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO2－4(aq)＋5H2O(l)；ΔH＝＋Q(Q＞0)，①CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO2－4(aq)；ΔH＝－Q1，②①－②得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)；ΔH＝Q1＋Q，根据盖斯定律：Q1＋Q＝Q2.答案：B二、非选择题(共50分)11.(12分)甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备.甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示：(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是(填“吸热”或“放热”)反应.(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？，原因是.(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式.解析：(1)能量变化图中E2E1，因此甲醇催化脱氢转化为甲醛需要吸收能量，该反应属于吸热反应.(2)一个反应的反应热只与反应的起始状态和最终状态有关，与反应过程无关，因此过程Ⅰ和Ⅱ的反应热是相同的(3)1molCH3OH(g)催化脱氢转化为1molHCHO(g)和1molH2(g)时，需吸收E2－E1的能量，因此该反应的热化学方程式为CH3OH(g)――→催化剂HCHO(g)＋H2(g)；ΔH＝(E2－E1)kJ/mol答案：(1)吸热(2)相同一个化学反应的反应热仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关(3)CH3OH(g)――→催化剂HCHO(g)＋H2(g)；ΔH＝(E2－E1)kJ/mol12.(12分)如果1个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这个规律称为盖斯定律.据此回答下列问题：(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6).丙烷脱氢可得丙烯.已知：C3H8(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)；ΔH1＝＋156.6kJ/molCH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)；ΔH2＝＋32.4kJ/mol则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为.(2)已知：Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)；ΔH1＝＋532.36kJ/molNa2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)；ΔH2＝＋473.63kJ/mol写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式.解析：(1)根据盖斯定律，上式减去下式即得丙烷脱氢生成丙烯的热化学方程式：C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)；ΔH＝＋124.2kJ/mol(2)根据盖斯定律，上式减去下式即得Na2CO3·H2O脱水的热化学方程式：Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)；ΔH＝＋58.73kJ/mol答案：(1)C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)；ΔH＝＋124.2kJ/mol(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)；ΔH＝＋58.73kJ/mol13.(13分)(2009·宁夏高考)2SO2(g)＋O23(g)反应过程的能量变化如下图所示.已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ/mol.请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示、，E的大小对该反应的反应热有无影响？.该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？，理由是；(2)图中ΔH＝kJ/mol.解析：(1)由图象知，纵坐标表示各种物质的能量.B是反应所经过的一个过渡状态，它只影响反应的难易程度，而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关，而与E的大小没有关系.加入催化剂改变了反应历程，使活化能降低.(2)中的ΔH可根据已知1molSO2参加反应时放热99kJ，而图象中表示的是2molSO2的反应，所以ΔH＝－2×99kJ/mol＝－198kJ/mol.答案：(1)反应物能量生成物能量没有影响降低因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低(2)－19814.(13分)近年来，由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注.该方法既可解决CO2废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景.已知4.4gCO2气体与H2经催化加成生成CH3OH气体和水蒸气，同时放出4.95kJ的能量.(1)该反应的热化学方程式为：.(2)在适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48m3(已折合为标准状况)的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是，此过程中能放出热量kJ.(3)又已知H2O(g)===H2O(l)；ΔH＝－44kJ/mol，则22gCO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出热量为.解析：(1)1molCO2催化加成H2生成CH3OH(g)和H2O(g)需放出49.5kJ的能量.该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＝－49.5kJ/mol(2)n(CH3OH)＝4.48×103L22.4L/mol×22%＝44mol，Q＝44mol×49.5kJ/mol＝2178kJ(3)Q＝22g44g/mol×(49.5＋44)kJ/mol＝46.75kJ答案：(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＝－49.5kJ/mol(2)44mol2178(3)46