化学反应中的热效应练习与解析

专题五化学反应与能量变化

第一单元化学反应中的热效应

一、选择题

1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是()

A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量

B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行

C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量

D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量

解析X＋Y===M＋NΔH>0，说明X与Y的总能量低于M与N的总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可，B错误。

答案 D

2．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()

A．生成物总能量一定低于反应物总能量

B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变

D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同解析放热反应生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量，A错误。化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误。通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确。同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值，D错误。

答案 C

3．臭氧层中臭氧分解历程如图所示，下列说法正确的是()。

A．催化反应①、②均为放热反应

B．催化剂不能改变该反应的焓变

C．ClO是该反应的催化剂

D．在该反应过程中没有化学键的断裂与生成

解析由题可知反应①为吸热反应，反应②为放热反应，A错误；催化剂改变了反应的活化能，没有改变反应的焓变，B正确；ClO是中间产物，Cl是催化剂，C错误；任何化学反应中都既有化学键的断裂又有化学键的形成，D错误。

答案 B

4．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系

据此判断下列说法中正确的是()。

A．石墨转变为金刚石是吸热反应

B．白磷比红磷稳定

C．S(g)===S(s)ΔH＞0

D．H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH＞0

解析红磷的能量低，更稳定，B错误。气态硫能量高，S(g)===S(s)放出热量，ΔH＜0，C错误。D中反应为放热反应，ΔH＜0。

答案 A

5．在298 K、100 kPa时，已知：

2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1

Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH2

2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()。

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

解析依次给三个热化学方程式编号为①、②、③，则③＝①＋2×②，故ΔH3＝ΔH1＋2×ΔH2。

答案 A

6．氢化热是指一定条件下，1 mol不饱和化合物加氢时放出的热量。表中是环己烯()、环己二烯()和苯的氢化热数据。

化合物

＋H2＋2H2＋3H2氢化热ΔH(kJ·mol－1) －119.7 －232.7 －208.4

A．环己二烯与H2的反应最剧烈

B．环己烯、环己二烯和苯有相同的官能团

C．三种化合物中环己二烯的稳定性最强

D．上述条件下，1 mol转变为时放热113 kJ

解析A项，剧烈与否，与放出热量多少无关，错误；B项中，苯分子中无碳碳双键，错误；C项，环己二烯最活泼，错误。

答案 D

7．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－1，P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===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－1 B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1

C．(4c＋12b－4c－5d)kJ·mol－1 D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1

解析 1 mol P4中有6 mol的P—P,5 mol O2中含有5 mol O===O，1 mol P4O10中含有4 mol P===O、12 mol P—O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1答案 A

二、非选择题

8．(1)丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题。

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，

请在图中的括号内填入“＋”或“－”。

②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：________________________

______________________________________________________。

③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。

(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：

①已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1

C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1

C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1

若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________kJ。

②碳在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实

验直接测得反应：C(s)＋1

2O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定

律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________。

解析(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热，ΔH为“－”。

②燃烧热是101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1。③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol－1＋[1 mol－n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol－1＝1 645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 mol，n(丙烷)＝0.25 mol。

(2)①由①×3＋③－②可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH4＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3)kJ。

②利用盖斯定律计算反应C(s)＋1

2O2(g)===CO(g)的ΔH，需要测得的实验数据