高中化學(xué)高考備考策略 第六章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量電化學(xué)基礎(chǔ)第一講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一、選擇題1．下列說法錯(cuò)誤的是()A．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化B．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)C．向醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液，加熱后若溶液紅色加深，則說明鹽類水解是吸熱的D．反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱解析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化除了表現(xiàn)為熱量變化外，還可以表現(xiàn)為電能和光能等。答案A2．已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是()。 A．每生成2分子AB吸收bkJ熱量 B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1 C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D．?dāng)嗔?molA—A和1molB—B鍵，放出akJ能量 解析由圖示可知生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，C錯(cuò)；1molA2(g)與1molB2(g)反應(yīng)生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ熱量，A錯(cuò)，B正確；化學(xué)鍵斷裂吸收能量，D錯(cuò)。 答案B3．已知下列熱化學(xué)方程式：①H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1下列關(guān)系式中正確的是()A．a(chǎn)<c<0 B．b>d>0C．2a＝b<0 D．2c＝解析H2的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，ΔH<0，a、b、c、d都小于0，B、D錯(cuò)；反應(yīng)③與反應(yīng)①相比較，產(chǎn)物的狀態(tài)不同，H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)為放熱反應(yīng)，所以a>c，A錯(cuò)；反應(yīng)②的化學(xué)計(jì)量數(shù)是①的2倍，反應(yīng)熱②也是①的2倍，b＝2a答案C4．已知熱化學(xué)方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)。下列說法正確的是()。 A．相同條件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量 B．將2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后，放出熱量為QkJ C．增大壓強(qiáng)或升高溫度，該反應(yīng)過程放出更多的熱量 D．如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱QkJ，則此過程中有2molSO2(g)被氧化 解析由于SO2和O2反應(yīng)放熱，所以相同條件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量大于2molSO3(g)所具有的能量，A錯(cuò)誤。SO2和O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，將2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后，參加反應(yīng)的SO2小于2mol，放出的熱量小于QkJ，B錯(cuò)誤。增大壓強(qiáng)，該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，放出熱量更多，升高溫度，該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，放出熱量減少，C錯(cuò)誤。 答案D5．為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1mol·L－1)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：序號(hào)35mL試劑固體混合前溫度/℃混合后溫度/℃①水2.5gNaHCO3②水3.2gNa2CO3③鹽酸2.5gNaHCO3④鹽酸3.2gNa2CO3 由此得出的結(jié)論正確的是()。 A．Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) C．20.0℃時(shí)，含3.2gNa2CO3的飽和溶液和35mL鹽酸混合后的溫度將低于 D．20.0℃時(shí)，含2.5gNaHCO3于16.2 解析實(shí)驗(yàn)②④說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，B錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)②可知，碳酸鈉固體溶于水會(huì)放熱，而C項(xiàng)缺少了這個(gè)放熱的過程，因而放出的熱量少于實(shí)驗(yàn)④，則溫度低于25.1℃，該項(xiàng)正確；同理，由實(shí)驗(yàn)①③ 答案C6．將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知： TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋kJ·mol－1C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g) ΔH＝－kJ·mol－1 則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)=TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是()。 A．＋kJ·mol－1 B．＋kJ·mol－1 C．－kJ·mol－1 D．－kJ·mol－1 解析認(rèn)真觀察已知反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng)，將已知反應(yīng)分別記為①、②，應(yīng)用蓋斯定律，由反應(yīng)①＋②×2即可解題。答案D7．肼(N2H4)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，它與N2O4反應(yīng)時(shí)，N2O4為氧化劑，生成氮?dú)夂退魵?。已知：N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g)ΔH＝＋kJ/mol，N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ/mol，下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是()A．2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－kJ/molB．2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1kJ/molC．2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1kJ/molD．N2H4(g)＋eq\f(1,2)N2O4(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1kJ/mol解析N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g)ΔH＝＋kJ/mol①，N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ/mol②，將熱化學(xué)方程式②×2－①就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則ΔH＝－kJ/mol×2－kJ/mol＝－1kJ/mol，選項(xiàng)C正確。答案C二、非選擇題8．(1)已知： ①Fe(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－kJ·mol－1； ②2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s) ΔH2＝－1kJ·mol－1。 Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是________(填“能”或“不能”)，你的理由是___________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為A、B，如圖所示。 ①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 ②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為________(填字母)。 A．升高溫度 B．增大反應(yīng)物的濃度 C．降低溫度 D．使用催化劑 解析(1)該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3FeO(s)＋2Al(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s)，可由②－①×3得到，故ΔH＝ΔH2－ΔH1×3＝－1－(－×3＝－(kJ·mol－1)。鋁比鐵價(jià)格高，故用鋁熱反應(yīng)煉鐵經(jīng)濟(jì)上不合算。(2)結(jié)合圖像，反應(yīng)物的能量低于產(chǎn)物能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。 答案(1)3FeO(s)＋2Al(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－kJ·mol－1不能該反應(yīng)為引發(fā)反應(yīng)，需消耗大量能量，成本較高(2)①吸增大②D9．甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1＝－kJ·mol－1；②CH3OH(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH2＝－kJ·mol－1(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________。(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝________。(3)H2(g)的燃燒熱為________。(4)請(qǐng)你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)：____________________________________________________________________________________________________(寫出兩點(diǎn)即可)。解析(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①＋反應(yīng)②整理可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1。(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān)，與中間狀態(tài)無(wú)關(guān)，故ΔH2＝E1－E2。(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為kJ·mol－1。(4)氫氣的燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)影響，而且熱值高。答案(1)CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1(2)E1－E2(3)kJ·mol－1(4)H2燃燒的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)10．實(shí)驗(yàn)室用50mLmol·L－1鹽酸、50mLmol·L－1NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)，得到表中的數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸NaOH溶液123 試完成下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒攪拌溶液的方法是________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃棒的理由是_______________________________________________________________。 (2)經(jīng)數(shù)據(jù)處理，t2—t1＝3.4℃。則該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱ΔH＝________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1g·cm－3計(jì)算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按J·(g·℃)－1 (3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水，測(cè)得中和熱為ΔH1，則ΔH1與ΔH的關(guān)系為：ΔH1________ΔH(填“＜”、“＞”或“＝”)，理由是________________________________________________________________。 解析(1)對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應(yīng)是減小誤差的一個(gè)方面，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒上下攪動(dòng)，以防將溫度計(jì)損壞。減少熱量散失是減小誤差的另一個(gè)重要方面，所以選用玻璃棒，而不用銅絲。 (2)ΔH＝－[100g××10－3kJ·(g·℃)－1×3.4℃]÷mol＝－kJ·mol (3)因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的，將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水反應(yīng)后放出的熱量少，所以ΔH1＞ΔH。 答案(1)上下攪動(dòng)(或輕輕攪動(dòng))Cu傳熱快，防止熱量損失(2)－kJ·mol－1(3)＞NH3·H2O屬于弱電解質(zhì)，電離吸熱11．當(dāng)前環(huán)境問題是一個(gè)全球重視的問題，引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對(duì)這些氣體加以利用就可以成為重要的能源，既解決了對(duì)環(huán)境的污染，又解決了部分能源危機(jī)問題。(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?，目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應(yīng)合成甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－kJ·mol－1②CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH2＝＋kJ·m