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1化学反应中的热效应1.(2017·浙江4月选考真题)下列物质放入水中,会显著放热的是()A.食盐B.蔗糖C.酒精D.生石灰【解析】选D。食盐、蔗糖和酒精溶于水无明显的热量变化,生石灰溶于水生成熟石灰,放出大量的热。【加固训练】化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是()A.1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水【解析】选B。反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以该反应的反应热是946kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×632kJ·mol-1=180kJ·mol-1,所以该反应是吸热反应,所以选项A不正确,B正确;氮气和氧气反应需要放电,选项C不正确;NO不是酸性氧化物,选项D不正确。2.能源分类相关图如图所示,下列四组选项中,全部符合图中阴影部分的能源是()A.煤炭、石油、沼气B.水能、生物能、天然气C.太阳能、风能、潮汐能D.地热能、海洋能、核能2【解析】选C。A中煤炭、石油都是不可再生能源,B中天然气是不可再生能源,D中核能是不可再生能源。3.在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的是()A.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1452kJ·mol-1B.CH3OH(l)+1.5O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-725.8kJ·mol-1C.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-725.8kJ·mol-1D.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=1452kJ·mol-1【解析】选A。64g甲醇即2mol甲醇,完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热=22.68kJ×64=1452kJ,其热化学反应方程式为2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1452kJ·mol-1,故A正确、C错误;在25℃、101kPa下,甲醇燃烧生成CO2和液态水,H2O(g)的状态不是气态,故B错误;乙醇燃烧属于放热反应,ΔH0,故D错误。【加固训练】油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ,油酸甘油酯的燃烧热ΔH为()A.3.8×104kJ·mol-1B.-3.8×104kJ·mol-1C.3.4×104kJ·mol-1D.-3.4×104kJ·mol-1【解析】选D。燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ,则燃烧1mol油酸甘油酯(质量是884g)放出的热量是kJ=3.4×104kJ,所以油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4×104kJ·mol-1,D正确。4.键能是指断裂1mol化学键形成气态原子时吸收的能量(kJ),单位为kJ·mol-1。从手册3上查得:H—H、Cl—Cl和H—Cl的键能分别为436kJ·mol-1、243kJ·mol-1和431kJ·mol-1,请用此数据估计,由Cl2、H2生成1molH-Cl时的焓变()A.ΔH=-183kJ·mol-1B.ΔH=-91.5kJ·mol-1C.ΔH=183kJ·mol-1D.ΔH=91.5kJ·mol-1【易错分析】对ΔH的符号表示的含义不能正确理解而导致错误。【解析】选B。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl,断裂1molH2和1molCl2中的共价键需要吸收的能量为E1=436kJ+243kJ=679kJ,形成2molHCl中的共价键释放的能量为E2=431kJ×2=862kJ。E2E1,说明该反应是放热反应,则生成2molHCl放出的热量是862kJ-679kJ=183kJ,所以生成1molHCl的焓变是ΔH=-91.5kJ·mol-1。5.已知:铝热反应是放热反应,又知,常温下:4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH14Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH2下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是()A.ΔH1ΔH2B.ΔH1ΔH2C.ΔH1=ΔH2D.无法计算【易错分析】注意通过构建铝热反应方程式比较焓变的大小。【解析】选B。第一个方程式减去第二个方程式,得4Al(s)+2Fe2O3(s)2Al2O3(s)+4Fe(s)ΔHΔH=ΔH1-ΔH2,因铝热反应是放热反应,则ΔH0即ΔH1-ΔH20,ΔH1ΔH2。【加固训练】黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1则x为()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b4【解析】选A。碳燃烧的热化学方程式为①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=akJ·mol-1,将另外两个热化学方程式进行编号,②S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-1,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1,运用盖斯定律,①×3+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=(3a+b-c)kJ·mol-1,则x=3a+b-c,故A正确。6.(1)实验测得5g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113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:___________________。(2)将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为____________________。又已知:H2O(g)H2O(l)ΔH2=-44.0kJ·mol-1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如下表:化学键C—CC—HH—HC—OCOH—O键能/(kJ·mol-1)3484134363581072463已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为_________________________________________。(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验测定的化学反应的焓变进行推算。已知:①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ·mol-1③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2599kJ·mol-1根据盖斯定律,计算298K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变:________________________________。【解析】(1)5gCH3OH(l)充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出113.5kJ的热量,则1molCH3OH充分燃烧时,放出的热量为:×113.5kJ=726.4kJ,故其燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.4kJ·mol-1。5(2)0.3molB2H6(g)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则1molB2H6(g)在氧气中燃烧,放出2165kJ的热量,反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=-2165kJ·mol-1①,又已知H2O(l)H2O(g)ΔH=44kJ·mol-1②,由盖斯定律可知①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(g)ΔH=-2033kJ·mol-1,11.2L(标准状况)即0.5molB2H6(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ·mol-1×0.5mol=1016.5kJ。(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,ΔH=1072kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413kJ·mol-1+358kJ·mol-1+463kJ·mol-1)=-116kJ·mol-1,热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-116kJ·mol-1。(4)由题意知,需求算下述反应的焓变:2C(石墨,s)+H2(g)C2H2(g)ΔH,由盖斯定律,将题给热化学方程式加和,(①×4+②-③)×得:2C(石墨,s)+H2(g)C2H2(g)ΔH=2ΔH1+-,则ΔH=kJ·mol-1=226.7kJ·mol-1。答案:(1)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.4kJ·mol-1(2)B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=-2165kJ·mol-11016.5(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-116kJ·mol-1(4)ΔH=226.7kJ·mol-11.BeCl2是有机反应的催化剂。铍和氯气反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.E2是正反应的活化能B.该反应的ΔH06C.加入催化剂,ΔH减小D.ΔH=E2-E1【解析】选B。E1是正反应活化能,E2是逆反应活化能,A项错误;该反应是放热反应,B项正确;加入催化剂,减小E2和E1,不改变ΔH,C项错误;ΔH=E1-E2,D项错误。2.(2018·浙江11月选考真题)已知:H2O(g)H2O(l)ΔH1C6H12O6(g)C6H12O6(s)ΔH2C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)ΔH3C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)ΔH4下列说法正确的是()A.ΔH10,ΔH20,ΔH3ΔH4B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0【解析】选B。由题意得ΔH10,ΔH20。上述最后2个热化学方程式作差,可得C6H12O6(s)+6H2O(l)6H2O(g)+C6H12O6(g)ΔH3-ΔH4=-(6ΔH1+ΔH2)0,得ΔH3ΔH4,A错误;根据盖斯定律,①×6+②+③=④,B正确,C、D错误。3.(新题预测)美国大推力运载火箭“太空发射系统”将于2018年执行首次飞行任务,其所需燃料为高能火箭燃料肼。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,O—H为452.5,则断裂1molN—H所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658【解析】选B。ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,由图可知N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1。设断裂1molN—H所需能量为xkJ,则154kJ+4xkJ+500kJ-(942+2×2×452.5)kJ=-534kJ,可求得x=391,答案选B。4.(2020·长沙模拟)已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)7ΔH1=-24.8kJ·mol-1②3Fe2O3(s)+CO(g