1、1专题 12 化学反应与能量1下列反应中，反应物总能量低于生成物总能量的是( )A2COO 2=2CO2 BCO 2=CO2C2CO 2=2CO DCaCO 3=CO2CaO【答案】D【解析】反应中反应物总能量低于生成物总能量，说明该反应是一个吸热反应。A、B、C 三项是 CO、C 的燃烧反应，均属于放热反应，故均不符合题意；D 项为 CaCO3的分解反应，属吸热反应，符合题意。 5下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )A已知 NaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l) H57. 3 kJmol1 ，则含 40.0 g NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于
2、 57.3 kJ 的热量B已知 2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol 1 ，则氢气的燃烧热为 241.8 kJmol1C已知 2C(s)2O 2(g)=2CO2(g) H a2C(s)O 2(g)=2CO(g) H b，则 abD已知 P(白磷，s)= =P(红磷，s) H0， H20 B H30， H40C H2 H4 H5 D H3 H12 H2【答案】D8已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H1571.6 kJmol 12CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H21 452 kJmol 1H (aq)OH (aq)=
3、H2O(l) H357.3 kJmol 1下列说法正确的是( )AH 2(g)的燃烧热为 571.6 kJmol1B同质量的 H2(g)和 CH3OH(l)完全燃烧，H 2(g)放出的热量多C. H2SO4(aq) Ba(OH)2(aq)= BaSO4(s)H 2O(l) H57.3 kJmol 112 12 12D3H 2(g)CO 2(g)=CH3OH(l)H 2O(l) H131.4 kJmol 1 【答案】B【解析】A 项，氢气的化学系数不是 1，所以其燃烧热不是 571.6 kJmol1 ，错误；B 项，由热化学方程式可知，4 g H2燃烧时放热 571.6 kJ，而 4 g CH3
4、OH(l)燃烧时放热 90.75 kJmol1 ，正确；C 项，生成BaSO4沉淀时也有热效应，错误；D 项， H H1 H2131.4 kJmol 1 ，错误。32 129已知反应：H2(g) O2(g)=H2O(g) H112N2(g)O 2(g)=NO2(g) H212N2(g) H2(g)=NH3(g) H312 32则反应 2NH3(g) O2(g)=2NO2(g)3H 2O(g)的 H 为( )723A2 H12 H22 H3 B H1 H2 H3C3 H12 H22 H3 D3 H12 H22 H3【答案】D10用 H2可将工业废气中的 NO 催化还原成 N2，其能量转化关系如图
5、(图中计量单位为 mol)，则：NO(g)H 2(g)=0.5N2(g)H 2O(g)的 H 为( )A0.5( a b c d)kJmol1B0.5( c a d b)kJmol1 C0.5( c d a b)kJmol1D0.5( c d a b)kJmol1【答案】A【解析】由图中转化可知，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，发生 2NO(g)2H 2(g)=N2(g)2H 2O(l) H( a b c d)kJmol1 ，又化学系数与反应中的能量变化成正比，则 NO(g)H 2(g)=0.5N2(g)H 2O(g)的 H0.5( a b c d)kJmol1 。 16以 NA代表阿
6、伏加德罗常数，则关于热化学方程式 C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H 2O(l) H1 300 52kJmol1 的说法中，正确的是( )A转移 10NA个电子时，该反应放出 1 300 kJ 的能量B生成 NA个液态水分子时，吸收 1 300 kJ 的能量 C有 2NA个碳氧共用电子对生成时，放出 1 300 kJ 的能量D有 10NA个碳氧共用电子对生成时，放出 1 300 kJ 的能量【 答案】A17已知：2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H1H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H24HCl(g)O 2(g)=2Cl2(g)2H 2O(g) H34N2(g)3H
7、2(g) 2NH3(g) H42NH3(g)3Cl 2(g)=N2(g)6HCl(g) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )A H10， H20 B H30， H40C H2 H4 H5 D H3 H12 H2【答案】D【解析】2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g)属于放热反应，故 H10。H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)属于放热反应，故 H20。4HCl(g)O 2(g)=2Cl2(g)2H 2O(g)属于放热反应，故 H30。N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g)属于放热反应，故 H40，故 A、B 错误；根据盖斯定律， H2( H4 H5) ，故 C 错误；根据
8、盖斯定律，13 H3 H12 H2，故 D 正确。 20.用 H2可将工业废气中的 NO 催化还原成 N2，其能量转化关系如图(图中计量单位为 mol)，则：NO(g)H 2(g)=0.5N2(g)H 2O(g)的 H 为( )A0.5( a b c d)kJmol1B0.5( c a d b)kJmol1C0.5( c d a b)kJmol1D0.5( c d a b)kJmol1【答案】A【解析】由图中转化可知，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，发生 2NO(g)2H 2(g)=N2(g)2H 2O(l) H( a b c d)kJmol1 ，又化学系数与反应中的能量变化成正比，则
9、 NO(g)H 2(g)=0.5N2(g)H 2O(g)的 H0.5( a b c d)kJmol1 。21(1)用 CaSO4代替 O2与燃料 CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯 CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应，反应和为副反应。 CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO 2(g)14 14 H147.3 kJmol 1CaSO 4(s)CO(g) CaO(s)CO 2(g)SO 2(g) H2210.5 kJmol 1CO(g) C(s) CO2(g) 12 12 H386.2 kJmol 1 5反应 2CaSO4(s)7CO(g) CaS(s)CaO
10、(s)6CO 2(g) C(s)SO 2(g)的 H_(用 H1、 H2和 H3表示)。(2) 已知：25 、101 kPa 时，Mn(s)O 2(g)=MnO2(s) H520 kJmol 1S(s)O 2(g)=SO2(g) H297 kJmol 1Mn(s)S(s)2O 2(g)=MnSO4(s) H1 065 kJmol 1 SO2与 MnO2反应生成无水 MnSO4的热化学方程式是_。(3)捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3和(NH 4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与 CO2可发生如下可逆反应：反应：2NH 3(l)H 2O(l)CO
11、 2(g)(NH 4)2CO3(aq) H1反应：NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g)NH 4HCO3(aq) H2反应：(NH 4)2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g)2NH 4HCO3(aq) H3 H3与 H1、 H2之间的关系是： H3_。(4)已知：温度过高时，WO 2(s)转变为 WO2(g)：WO 2(s)2H 2(g) W(s)2H 2O(g) H66.0 kJmol 1WO 2(g)2H 2(g) W(s)2H 2O(g) H137.9 kJmol 1则 WO2(s) WO2(g)的 H_。【答案】(1)4 H1 H22 H3 (2)MnO 2(s) SO 2
12、(g)=MnSO4(s) H248 kJmol 1(3)2 H2 H1 (4)203.9 kJmol 1【解析】(1)由盖斯定律，42 得 2CaSO4(s)7CO(g) CaS(s)CaO(s)6CO 2(g)C(s)SO 2(g)，22为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得 5 g 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出 113.5 kJ 的热量，试写出甲6醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分
13、析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。化学键 HH NH NN键能/(kJmol 1 ) 436 391 945已知反应：N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H a kJmol1试根据表中所列键能数据估算 a 的值为_。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨)O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 12H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 12C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H
14、2O(l) H32 599 kJmol 1根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(s，石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。【答案】(1)2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H1 452.8 kJmol 1(2)93 (3)226.7 kJmol 1【解析】(1)设 2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成 CO2气体和液态水放出热量为 Q。则有 ，解得 Q1 452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为5 g32 gmol 1113.5 kJ 2 molQ2CH3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H1
15、452.8 kJmol 1 。(2)反应热 H a E(反应物键能) E(生成物键能)3436 kJmol1 945 kJmol1 6391 kJmol1 93 kJmol 1 。(3) H 4 H1 H2 H324 393.5 kJmol 1 571.6 kJmol 1 2 599 kJmol 12226.7 kJmol 1 。 23参考下列图表和有关要求回答问题：7(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO 过 程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1的变化是_(填“增大” “减小”或“不变” ，下同)， H 的变化是_
16、。请 写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：CH 3OH(g)H 2O(g)=CO2(g)3H 2(g) H49.0 kJmol 1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g) H192.9 kJmol 112又知H 2O(g)=H2O(l) H44 kJmol 1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：_。(3)下表是部分化学键的键能数据：化学键 PP PO O=O P=O键能/(kJmol 1 ) a b c x已知 1 mol 白磷(P 4)完全燃烧放热为 d kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，
17、则表中x_ kJmol 1 (用含有 a、 b、 c、 d 的代数式表示)。【答案】(1)减小 不变 NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2)CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H764.7 kJmol 132(3)d 6a 5c 12b4(2)利用盖斯定律由 322 得方程式：CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l)，32 H3(192.9 kJmol 1 )249.0 kJmol 1 (44 kJmol 1 )2764 kJmol 1 。(3)反应热反应物键能总和生成物键能总和，即 6a5 c(4 x1
18、2 b) d，可得x 。d 6a 5c 12b424.用 CaSO4代替 O2与燃料 CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯 CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应，反应和为副反应。8 CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO 2(g)14 14 H147.3 kJmol 1CaSO 4(s)CO(g) CaO(s)CO 2(g)SO 2(g) H2210.5 kJmol 1CO(g) C(s) CO2(g) 12 12 H386.2 kJmol 1 反应 2CaSO4(s)7CO(g) CaS(s)CaO(s)6CO 2(g) C(s)SO 2(g)的 H_(用
19、H1、 H2和 H3表示)。(2) 已知：25 、101 kPa 时，Mn(s)O 2(g)=MnO2(s) H520 kJmol 1S(s)O 2(g)=SO2(g) H297 kJmol 1Mn(s)S(s)2O 2(g)=MnSO4(s) H1 065 kJmol 1 SO2与 MnO2反应生成无水 MnSO4的热化学方程式是_。(3)捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3和(NH 4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与 CO2可发生如下可逆反应：反应：2NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g)(NH 4)2CO3(aq) H1反应：NH 3(
20、l)H 2O(l)CO 2(g)NH 4HCO3(aq) H2反应：(NH 4)2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g)2NH 4HCO3(aq) H3 H3与 H1、 H2之间的关系是： H3_。(4)已知：温度过高时，WO 2(s)转变为 WO2(g)：WO 2(s)2H 2(g) W(s)2H 2O(g) H66.0 kJmol 1WO 2(g)2H 2(g) W(s)2H 2O(g) H137.9 kJmol 1则 WO2(s) WO2(g)的 H_。【答案】(1)4 H1 H22 H3 (2)MnO 2(s) SO 2 (g)=MnSO4(s) H248 kJmol 1(3)2
21、H2 H1 (4)203.9 kJmol 1925为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得 5 g 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出 113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。化学键 HH NH NN键能/(kJmol 1 ) 43
22、6 391 945已知反应：N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H a kJmol1试根据表中所列键能数据估算 a 的值为_。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨)O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 12H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 12C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H32 599 kJmol 1根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(s，石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。【答案】(1)2CH 3OH(l)3
23、O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H1 452.8 kJmol 1(2)93 (3)226.7 kJmol 1【解析】(1)设 2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成 CO2气体和液态水放出热量为 Q。则有 ，解得 Q1 452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为5 g32 gmol 1113.5 kJ 2 molQ1026参考下列图表和有关要求回答问题：(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO 过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1的变化是_(填“增大” “减小”或“不变” ，下同)， H 的变化是
24、_。请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气 转化为氢气的两种反应原理是：CH 3OH(g)H 2O(g)=CO2(g)3H 2(g) H49.0 kJmol 1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g) H192.9 kJmol 112又知H 2O(g)=H2O(l) H44 kJmol 1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：_ _。(3)下表是部分化学键的键能数据：化学键 PP PO O=O P=O键能/(kJmol 1 ) a b c x已知 1 mol 白磷(P 4)完全燃烧放热为 d kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则表中x_ kJmol 1 (用含有 a、 b、 c、 d 的代数式表示)。【答案】(1)减小 不变 NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2)CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H764.7 kJmol 132(3)d 6a 5c 12b411
