化学反应与能量的变化典型例题

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化

例1 下列说法中正确的是( )

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．放热的反应在常温下一定很易发生

C．反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D．吸热反应在一定的条件下也能发生

答案CD

解析化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热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。反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。吸热反应开始加热，反应后需不断加热才能使反应继续进行下去；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果此热量足够大可使反应维持下去，则反应过程不需要再加热，如煤的燃烧，一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去，不需外界再加热。

不同化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热，通常情况下把加热条件下进行的反应认为是吸热反应，而在常温下进行的反应认为是放热反应。其实，二者之间无必然联系，常温下进行的反应有的是吸热反应，

如NH

4Cl晶体与Ba(OH)

2

晶体反应；有的则是放热反应，如：酸碱中和反应。加

热条件下进行的反应有的是吸热反应，如：C＋CO

2=====

△

2CO；有的则是放热反应，

如：C＋O

2=====

点燃

CO

2

。

例2 白磷与氧可发生如下反应：P

4＋5O

2

===P

4

O

10

。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===O c kJ/mol、O===O d kJ/mol。

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和新键形成，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P

4＋5O

2

===P

4

O

10

中有6 mol P－P键和5

mol O===O键断裂，同时生成4 mol P===O键和12 mol P－O键，因此ΔH＝(6a ＋5d－4c－12b) kJ/mol。

反应热(ΔH)的计算方法

ΔH三种表达式为：

①ΔH＝吸收的能量－释放的能量；

②ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量；

③ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。

三者的内在含义都是一样的，均为反应体系与外界环境之间能量交换的差值。

例3 已知在25℃，101 kPa下，1 g C

8H

18

(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态

水时放出 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )

A．C

8H

18

(l)＋

25

2

O

2

(g)===8CO

2

(g)＋9H

2

O(g)

ΔH＝－ kJ/mol

B．C

8H

18

(l)＋

25

2

O

2

(g)===8CO

2

(g)＋9H

2

O(l)

ΔH＝－5 518 kJ/mol

C．C

8H

18

(l)＋

25

2

O

2

(g)===8CO

2

(g)＋9H

2

O(l)

ΔH＝＋5 518 kJ/mol

D．C

8H

18

(l)＋

25

2

O

2

(g)===8CO

2

(g)＋9H

2

O(l)

ΔH＝－ kJ/mol 答案B

解析在热化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数表示物质的量。1 g

C 8H

18

燃烧生成二氧化碳和液态水时放热 kJ，则1 mol C

8

H

18

燃烧放热kJ×114≈5

518 kJ，所以A、D错误；放热反应的ΔH<0，为负值，所以C错误，答案为B。

热化学方程式的书写及正误判断应注意以下几点：①各物质的状态是否标注且标注是否与题目要求相符；②ΔH的正、负是否正确，放热反应，ΔH<0，吸热反应，ΔH>0；③热量值是否与化学计量数对应，化学计量数不同，ΔH的值也不同；④ΔH的单位是kJ/mol或J/mol而不是kJ或J。

例4 50 mL mol/L盐酸与50 mL mol/L NaOH溶液在如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可计算中和热，回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是

________________________________________________________________。

(2)烧杯间填满碎纸条的作用是

________________________________________________________________。

(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(4)实验中改用60 mL mol/L盐酸跟60 mL mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量(填“相等”或“不相等”)，所求中和热(填“相等”或“不相等”)，简述理由：

_________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(5)实验中改用 mL 15 mol/L硫酸溶液跟60 mL mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验(4)相比，所求中和热(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_____________________________________________________________。

答案(1)环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失(3)偏小(4)不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的能量，与酸碱用量无关(5)不相等浓硫酸稀释时要多放出热量解析测定过程要充分搅拌以使NaOH与HCl充分完全反应，在测定溶液温