第一部分 第四章 化学反应与能量、电化学基础

第四章 化学反应与能量、电化学基础 第11讲 化学反应与能量变化、燃烧热与能源

1.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.任何放热反应在常温条件下一定能发生?

C.反应物和生成物具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热? D.吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生 答案 CD

解析 反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下均能发生，反应开始时，需要加热的可能是放热反应，也可能是吸热反应。

2.下列变化过程，属于放热过程的是 ( ) ①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释?④固体氢氧化钠溶于水 ⑤H2在Ｃl2中燃烧 ⑥弱酸电离 ⑦NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌?

A.②③④⑤ B.①⑥⑦? C.②③④ D.①③⑤ 答案 A

解析 弱电解质的电离是吸热过程。

3.(2008·上海，17有改动)已知：H2（g）+F2(g)→2HF(g)；ΔH=-270 kJ/mol，下列说法正确的是 ( ) A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量?

B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ? C.在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量? D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量 ?答案 C

解析 A项中用L做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出热量小于270kJ是错误的，应大于270kJ；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。

4.1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是 （ ） A.2H2（g)+O2(g)B.2H2(g)+O2(g) C.2H2+O2

2H2O(l);ΔH=-142.9 kJ·mol? 2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ·mol?

-1

-1-1

2H2O;ΔH=-571.6 kJ·mol?

2H2O(l);ΔH=+571.6 kJ·mol?

-1

D.2H2(g)+O2(g) 答案 B

解析 因反应为放热，淘汰D；热化学方程式应标明所有物质的聚集状态，淘汰C；因1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量，那么4g氢气燃烧生成液态水应放出571.6kJ热量，淘汰A。

5.下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( ) A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol

1

B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D.1 mol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 答案 B?

解析 中和热是以生成1mol H2O作为标准的，因此A不正确；燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，因此B正确；D不正确；有些反应需加热才能发生，但却是放热反应，例如燃料的燃烧需点燃引发才能发生，但却是放热反应。 6.已知：H（aq）+OH(aq)

+

-

2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0 kJ/mol

H2O(l);ΔH=-57.3 kJ· mol，计算下列中和反应里放出的热量?

-1

（1）用20 g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出 kJ的热量。? （2）用0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出 kJ的热量。 （3）用1 mol醋酸稀溶液和足量NaOH稀溶液反应，放出的热量 （大于、小于或等于）57.3 kJ，理由是 。

（4）1 L 0.1 mol·LNaOH溶液分别与①醋酸溶液、②浓硫酸、③稀硝酸恰好反应时，放出的热量分别为Q1、Q2、Q3（单位：kJ）。则它们由大至小的顺序为 。 ?答案 （1）28.65 (2)11.46 (3)小于 醋酸电离需要吸热 （4）Q2>Q3>Q1

解析 由于CH3COOH电离要吸收热量，所以CH3COOH（aq）与NaOH（aq）中和放热要少些。浓H2SO4溶解时放出大量热，所以(4)中Q2最大。

7.有专家指出，如果燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合能够实现，那么，这不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为 （ ）

-1

A.化学能 答案 B

8.（2009·岳阳质检）能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，但该反应为吸热反应。请回答下列问题：?

（1）下列叙述中，不正确的是 （ ） A.电能是二级能源

B.水力是二级能源?

D.水煤气、干馏煤气是一级能源?

C.煤、石油、天然气是一级能源

B.热能

C.生物能

D.电能

(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 （ ） A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源? B.设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气? C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量? D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水获得氢能源 答案 （1）BD （2）AC

-1

【例1】25℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol?、285.8 kJ·mol、

-1

890.3 kJ·mol、2 800 kJ·mol，则下列热化学方程式正确的是 ( )

2

-1-1

A.C(s)+

12O2(g)CO(g)；ΔH=-393.5 kJ·mol? 2H2O(g)；ΔH=+571.6 kJ·mol

CO2(g)+2H2O(g)；?ΔH=-890.3 kJ·mol?

3CO2（g)+3H2O(l)；?ΔH=-1 400 kJ·mol?

-1

-1

-1

-1

B.2H2(g)+O2(g)C.CH4（g)+2O2(g)D.

12C6H12O6(s)+3O2(g)

答案 D

解析 本题主要考查燃烧热的概念和热化学方程式书写的正误判断。燃烧热是在常温、101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，其热化学方程式中燃烧物钱的化学计量数应为1。由此分析各选项可知：A项中生成物应是二氧化碳，而不是一氧化碳；B项中的生成物水应是液态而不是气态，且△H=-571.6kJ?mol；C项中的生成物水应是液态而不是气态。故A、B、C均不正确。

1.胶状液氢（主要成分是H2和CH4），有希望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，1 mol H2

完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A.CH4（g）+2O2(g) B.CH4（g）+2O2(g) C.CH4（g）+2O2(g) D.2H2（g）+O2(g) 答案 B

解析 书写热化学方程式时，要标明各物质的聚集状态，放热反应△H为负值，吸热反应△H为正值，A项错误；△H的单位是kJ?mol，C项错误；2mol H2完全燃烧放出的热量为571.6kJ，D项错误。

2.(2008·重庆理综，13)化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 ( ) A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l);?ΔH=2(a-b-c) kJ·molB.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);?ΔH=2(b-a) kJ·molC.

-1

-1

-1

CO2(g)+2H2O(l);?ΔH=+890.3 kJ·mol? CO2(g)+2H2O(l);?ΔH=-890.3 kJ·mol CO2(g)+2H2O(l);?ΔH=890.3 kJ 2H2O(l);?ΔH=-285.8 kJ·mol

-1

-1

-1

-1?

?

-1

31N(g)+ H(g) NH(l);?ΔH=(b+c-a) kJ·mol2231D.N(g)+ H(g) NH(g);?ΔH=(a+b) kJ·mol

222

2

3

-1

2

2

3

?

答案 A

解析 通过图分析起点

13mol N2(g)+mol H2(g)，变化三阶段为①吸收能量a kJ；②放出能量b kJ；③放出能22量c kJ到1mol NH3(l)。故可得热化学方程式： 13N2(g)+H2(g)22NH3(l) △H＝（a-b-c）kJ?mol，扩大计量数后得到A。?

-1

-1

-1

例2（2008·宁夏理综，13）已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是285.8 kJ·mol、1 411.0 kJ·mol

-1

?和1 366.8 kJ·mol，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的ΔH为 ( )

3

A.-44.2 kJ·mol? B.+44.2 kJ·mol C.-330 kJ·mol 答案 A

解析 根据燃烧热的概念，写出热化学反应方程式： ①C2H4(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l)；△H=-1411.0kJ?mol根据盖斯定律将反应①-②得：

C2H4(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)；△H=-44.2kJ?mol。

3.（2009·沙市模拟）在同温同压下，下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是 （ ） A.2H2(g)+O2(g)B.S(g)+O2(g) C.C(s)+

2H2O(l);ΔH1??2H2(g)+O2(g) 2SO2(g);ΔH1??S(s)+O2(g)

CO(g);ΔH1??C(s)+O2（g）2HCl(g);ΔH1??

2H2O(g);ΔH2 2SO2(g);ΔH2?

CO2(g);ΔH2?

HCl(g);ΔH2?

-1

-1

-1

-1-1

-1-1

D.+330 kJ·mol

②C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)；△H=-1366.8kJ?mol

12O2（g）

D.H2(g)+Cl2(g) 答案 C

12H2(g)+

12Cl2(g)

解析 从化学计量数和生成物的聚集状态两方面对三个方程式进行分析比较。?

4.白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2 P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P a kJ·mol?、 P—O b kJ·mol、P

-1

-1

O c kJ·mol、O

-1

O d kJ·mol?。?

-1

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 ( ) A.（6a+5d-4c-12b） kJ·mol?? B.（4c +12b -6a-5d） kJ·mol?? C.（4c +12b -4a-5d） kJ·mol?? D.（4a+5d-4c -12b） kJ·mol 答案 A

解析 化学反应的实质是旧键断裂新键形成，其中旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量，反应方程式P4+5O2＝P4O10中有6mol P－P键和5mol O＝O键断裂，同时生成4mol P＝O键和12mol P－O键，因此△H=（6a+5d-4c-12b）kJ?mol。

-1

-1

-1

-1

-1

1.植物及其废弃物可制成乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是 ( ) A.它是一种再生能源? B.乙醇易燃烧，污染小?

4

C.乙醇只能在实验室内作燃料? D.粮食作物是制乙醇的重要原料 答案 C

解析 乙醇是一种常见的燃料，是可再生能源；乙醇燃烧污染小，可用作汽车的燃料；粮食发酵可生成乙醇，这也是酿酒的主要反应。?

2.下列有关H（aq）+OH(aq) H2O(l);ΔH=-57.3 kJ/mol的离子反应的说法正确的是 ( ) A.代表所有的酸碱中和反应? B.反应物一定是强酸与强碱?

C.强酸与强碱的中和反应都可以这样表示?

D.代表稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时，放出热量57.3 kJ 答案 D

解析 有弱酸或弱碱参加的反应离子方程式不能这样表示；强酸的酸式盐与强碱反应也可用这个离子方程式表示，但硫酸与Ba(OH)2的反应不能用该离子方程式表示，故A、B、C项错误，△H=-57.3 kJ/mol是中和热。 3. NH3（g）燃烧的产物是NO2（g）和H2O（g）。已知反应有：?（1）H2（g）+(2)

+

-

12N2(g)+O2(g) NO2(g);ΔH=+33.9 kJ/mol?(3)NH3(g)

1O(g) HO(g);ΔH=-241.8 kJ/mol 213N(g)+ H（g）;ΔH=+46.0 kJ/mol222

2

2

2

下列关于NH3（g）燃烧的热化学方程式的书写正确的是 ( )

7O(g) 45B.NH(g)+ O(g)

47C.NH(g)+ O(g)

45D.NH(g)+ O(g)

4A.NH3（g）+

2

3

2

3

2

3

23HO(g);?ΔH=-282.8 kJ/mol 23NO(g)+ HO(g);?ΔH=-161.9 kJ/mol?

23NO(g)+ HO(g);?ΔH=-161.9 kJ/mol?

23NO(g)+ HO(g);?ΔH=-282.8 kJ/mol

2NO2(g)+

2

2

2

2

2

2

2

答案 A

解析 根据盖斯定律，将方程式处理：(1)×

373+(2)+(3)得：NH3(g)+O2(g)＝NO2(g)+H2O(g)；△H=-282.8 kJ/mol。 2424.已知：CH3CH2CH2CH3(g)＋6.5 O2(g)→ 4CO2(g)＋5H2O(l)；ΔH=-2 878 kJ/mol? (CH3)2CHCH3(g)＋6.5 O2(g) →4CO2(g)＋5H2O(l)；ΔH=-2 869 kJ/mol?

下列说法正确的是 ( ) A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子 B.正丁烷的稳定性大于异丁烷?

C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程? D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多 答案 A

解析 燃烧放出的热量等于反应物的能量减去产物的能量，由两个热化学方程式知正丁烷的能量大于异丁烷，其稳定性小于异丁烷，所以异丁烷转化为正丁烷需要吸热，但正丁烷与异丁烷的碳氢键一样多，故选A。

5.（2009·孝感模拟）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。?

5

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