第17講化學反應與能量變化a組基礎必做題1(2020四川攀枝花統(tǒng)考)我國科學家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣變換反應：co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h0，在低溫下獲得高轉化率與高反應速率。反應過程示意圖如下：下列說法正確的是(a)a圖示顯示：起始時的2個h2o都參與了反應過程b過程、過程均為放熱過程c過程只生成了極性共價鍵d使用催化劑降低了水煤氣變換反應的h解析本題考查化學反應中水煤氣變換反應中的能量變化，以及催化劑的催化機理。根據反應過程示意圖，起始時的2個h2o分別在過程、過程中發(fā)生化學鍵的斷裂，因此起始時的2個h2o都參與了反應過程，a項正確；根據反應過程示意圖，過程、都發(fā)生了水分子中ho鍵的斷裂，化學鍵斷裂為吸熱過程，b項錯誤；過程中生成了h2，h2中的化學鍵為非極性共價鍵，c項錯誤；催化劑能改變反應的活化能，不能改變反應的h，d項錯誤。2(2020吉林長春實驗中學開學考)h2(g)和i2(g)在一定條件下發(fā)生反應：h2(g)i2(g)2hi(g)ha kjmol1。已知h2(g)和i2(g)斷鍵情況如圖所示，a、b、c均大于0，下列說法不正確的是(b)a該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量b斷開1 mol hh鍵和1 mol ii鍵所需能量大于斷開2 mol hi鍵所需能量c斷開2 mol hi鍵所需能量約為(abc) kjd向密閉容器中加入2 mol h2(g)和2 mol i2(g)，充分反應后放出的熱量小于2a kj解析本題考查反應熱與鍵能的關系。該反應的h0，則是放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，a正確；該反應是放熱反應，斷開1 mol hh鍵和1 mol ii鍵所需能量小于斷開2 mol hi鍵所需能量，b錯誤；設斷開2 mol hi鍵所需能量為x kj，則有bcxa，那么xabc，c正確；該反應是可逆反應，向密閉容器中加入2 mol h2(g)和2 mol i2(g)，充分反應，生成的hi的物質的量小于4 mol，則放出的熱量小于2a kj，d正確。3(2020山西汾陽中學聯(lián)考)化學鍵的鍵能是指氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學鍵時所釋放的能量，常用e表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是(d)共價鍵hhffhfcfcclcie/(kgmol1)436157568427330218a.cbr鍵鍵能的可能范圍是218 kj mol1e(cbr)330 kjmol1b表中最穩(wěn)定的共價鍵是hf鍵ch2(g)=2h(g)h436 kj mol1dh2(g)f2(g)=2hf(g)h25 kjmol1解析本題考查利用鍵能計算反應熱。由表中鍵能數據可知，cf鍵、ccl鍵、ci鍵的鍵能依次減小，則e(cbr)介于e(ccl)和e(ci)之間，其可能范圍是218 kjmol1e(cbr)330 kjmol1，a正確；鍵能越大表示斷裂1 mol該共價鍵吸收的能量越多，則該化學鍵越穩(wěn)定，表中e(hf)最大，故表中最穩(wěn)定的共價鍵是hf鍵，b正確；斷鍵吸熱，h2(g)=2h(g)過程中斷裂1 mol hh鍵，則有h436 kj mol1，c正確；根據h與鍵能的關系可知，h2(g)f2(g)=2hf(g)的h(436 kjmol1157 kjmol1)(2568 kjmol1)543 kjmol1，d錯誤。4(2020福建福州檢測)已知化學反應a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是(b)a每生成2分子ab(g)吸收b kj熱量b該反應的反應熱h(ab)kjmol1c若使用催化劑，可以減小a、b的差值d1 mol a2和1 mol b2完全分解為氣態(tài)原子吸收a kj能量解析由圖知，1 mol a2(g)和1 mol b2(g)生成2 mol ab(g)時吸收的熱量為(ab)kj，a錯誤；該反應的正、逆反應的活化能分別為a kjmol1，b kjmol1，則該反應的反應熱為：h(ab)kjmol1，b正確；使用催化劑，可以減少a、b的值，但其差值(h)不變，c錯誤；1 mol a2(g)和1 mol b2(g)完全分解為氣態(tài)原子吸收q kj能量，若a2、b2為液態(tài)或固態(tài)，1 mol a2和b2完全分解為氣態(tài)原子時吸收的能量大于a kj，d錯誤。5(2020北京門頭溝區(qū)檢測)化學反應常常伴隨能量的變化，以下是h2與cl2反應的能量變化示意圖：根據h2(g)cl2(g)=2hcl(g)反應的能量變化示意圖，則下列說法正確的是(b)a氯化氫分子的電子式：hb該反應是工業(yè)制取鹽酸的化學反應原理c形成1 mol hcl鍵要吸收431 kj的能量d該反應中反應物總能量小于生成物總能量解析hcl為共價化合物，a錯誤；形成1 mol hcl鍵要釋放431 kj的能量，c錯誤；1 mol h2(g)和1 mol cl2(g)斷鍵吸收的總能量小于2 mol hcl(g)形成時釋放的總能量，故反應放熱，d錯誤。6(2020湖北重點高中聯(lián)考)鈹和氯氣反應的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(b)ae2是正反應的活化能b該反應的h0c加入催化劑，h減小dhe2e1解析本題考查反應的活化能、反應熱等。圖中e1、e2分別代表正、逆反應的活化能，a錯誤；由圖可知，反應物be(s)cl2(g)具有的總能量高于生成物becl2(s)具有的總能量，該反應是放熱反應，則h0，b正確；h由反應物和生成物具有的總能量決定，加入催化劑，能改變正、逆反應的活化能，但h不變，c錯誤；該反應的he1e2，d錯誤。7(2020四川成都檢測)某實驗小組用0.50 moll1naoh溶液和0.50 moll1硫酸溶液進行反應熱的測定，實驗裝置如圖所示。(1)裝置中碎泡沫塑料的作用是 隔熱保溫，防止熱量的損失 。(2)寫出該反應的熱化學方程式生成1 mol h2o(l)時的反應熱為57.3 kjmol1：h2so4(aq)2naoh(aq)=na2so4(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1。(3)取50 ml naoh溶液和30 ml硫酸溶液進行實驗，實驗數據如下表所示。請?zhí)顚懕砀裰械目瞻祝簻囟却螖灯鹗紲囟萾1/ h2so4naoh平均值終止溫度t2/ 溫度差平均值(t2t1)/ 126.226.026.130.1 4.0 227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似認為0.50 moll1naoh溶液和0.50 moll1硫酸溶液的密度都是1.0 gml1，中和后生成溶液的比熱容c4.18 j(g )1。則生成1 mol h2o(l)時的反應熱h 53.5 kgmol1 (取小數點后一位)。上述實驗數值結果與57.3 kjmol1有偏差，產生偏差的原因不可能是 b (填字母)。a實驗裝置保溫、隔熱效果差b量取naoh溶液的體積時仰視讀數c分多次把naoh溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中d用溫度計測定naoh溶液起始溫度后直接測定h2so4溶液的溫度(4)若將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和稀氨水分別和1 l 1 moll1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為h1、h2、h3，則h1、h2、h3的大小關系為： h1h2h3 。解析(3)第2組數據偏差較大，應舍去。其他三組的溫度差平均值約為4.0 。h53.5 kjmol1。放出的熱量少可能是熱量散失過多、多次加入堿或起始溫度讀得較高等原因。(4)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質都完全電離，它們的中和熱相同；稀氨水中的nh3h2o是弱電解質，在與鹽酸的反應中，nh3h2o的電離要吸收熱量，故中和熱要小一些(或h偏大)。易錯警示(1)實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是上下攪動。不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，因為銅傳熱快，熱量損失大。(2)中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時的熱效應。(3)取多次實驗t1、t2的平均值代入公式計算，而不是取結果的平均值，計算時應注意單位的統(tǒng)一。但要注意數據的取舍，離群數據要舍去。b組能力提升題8(2020海南高三檢測)某反應過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是(bc)a反應過程a有催化劑參與b該反應為放熱反應，熱效應等于hc改變催化劑，可改變該反應的活化能d有催化劑條件下，反應的活化能等于e1e2解析過程a的活化能比過程b的活化能高，故反應過程b有催化劑參與，a錯誤；生成物所具有的能量比反應物所具有的能量低，故該反應為放熱反應，且由圖中信息可知兩者能量的差值為h，b正確；不同催化劑的催化效率不同，故改變催化劑，可改變該反應的活化能，c正確；e1、e2分別代表反應過程中各步反應的活化能，在有催化劑的條件下，該反應的活化能等于各步反應中活化能較高的e1，d錯誤。點撥加入催化劑，改變的是活化能的大小，活化能降低，反應更易于進行，但因反應的始態(tài)和終態(tài)不變，故反應熱不會變化。9(2020安徽皖南名校聯(lián)考)化學反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同引起的。如圖所示為n2(g)和o2(g)反應生成no(g)過程中的能量變化。下列說法正確的是(b)a1 mol n2(g)和1 mol o2(g)反應放出的能量為180 kjb1 mol n2(g)和1 mol o2(g)具有的總能量小于2 mol no(g)具有的總能量c通常情況下，n2(g)和o2(g)混合能直接生成nodno是一種酸性氧化物，能與naoh溶液反應生成鹽和水解析1 mol n2和1 mol o2反應過程中，吸收的能量是946 kj498 kj1 444 kj，放出的能量是1 264 kj，所以1 mol n2(g)和1 mol o2(g)反應的反應熱h1 444 kjmol11 264 kjmol1180 kjmol1，該反應為吸熱反應，a錯誤；根據a中分析可知1 mol n2(g)和1 mol o2(g)具有的總能量小于2 mol no(g)具有的總能量，b正確；該反應是吸熱反應，通常情況下，n2(g)和o2(g)混合不能直接生成no，一般需要高溫或放電，c錯誤；no不能與堿反應生成鹽和水，不是酸性氧化物，d錯誤。10(2020湖南瀏陽一中等校聯(lián)考)下列關于反應能量的說法正確的是(a)a一定條件下：2so2(g)o2(g)2so3(g)h1；2so3(g)2so2(g)o2(g)h2，則h1h2b相同條件下，若1 mol h(g)具有的能量為e1,1 mol h2(g)具有的能量為e2，則有2e1e2c甲烷的燃燒熱為890.3 kjmol1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h890.3 kjmol1d已知h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，則含1 mol naoh的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol h2so4的濃硫酸混合放出57.3 kj的熱量解析本題考查反應熱、燃燒熱、中和熱及熱化學方程式等。反應是放熱反應，反應是吸熱反應，則有h10，故有h1e2，b錯誤；甲烷完全燃燒生成的穩(wěn)定氧化物為co2(g)和h2o(l)，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1，c錯誤；濃硫酸與naoh溶液發(fā)生中和反應放出熱量，另外濃硫酸溶于水放熱，故含1 mol naoh的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol h2so4的濃硫酸混合放出的熱量大于57.3 kj，d錯誤。11(2020新題預選)下列有關圖像的敘述不正確的是(a)a圖：h2的燃燒熱為245 kjmol1b圖：b可能為使用催化劑的曲線，活化能降低c圖：恒溫恒容時，向容器中充入1 mol n2、3 mol h2，充分反應后放熱小于92.2 kjd圖：hgo(s)=hg(l)o2(g)h90.7 kjmol1解析根據燃燒熱的概念，h2的燃燒熱為1 mol h2(g)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物h2o(l)時所放出的熱量，由圖i可知h2o為氣態(tài)，a項敘述錯誤；由圖可知，曲線b的活化能低于a的，b可能使用了催化劑，b項敘述正確；由于n2與h2合成nh3為可逆反應，故充分反應后達到平衡時放熱小于92.2 kj，c項敘述正確；由圖可知，hgo(s)分解為hg(l)和o2(g)為吸熱反應，熱化學方程式書寫正確，d項敘述正確。12(2020山東濱州檢測)下列關于化學反應中能量變化的敘述正確的是(d)a由h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj/mol知，中和熱為57.3 kj/molb一定條件下，0.2 mol so2(g)與0.1 mol o2(g)混合充分反應時放出的熱量為18 kj，則有2so2(g)o2(g)2so3(g)h180 kj/molc已知h2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kj/mol，則h2的燃燒熱為241.8 kj/mold已知s(s)o2(g)=so2(g)h1，s(g)o2(g)=so2(g)h2，則h1h2解析本題考查熱化學知識，意在考查考生對化學基本概念與理論的應用能力。有弱堿或弱酸參與的中和反應的中和熱不是57.3 kj/mol，a錯誤；因為so2(g)與o2(g)的反應是可逆的，0.2 mol so2(g)與0.1 mol o2(g)混合充分反應時消耗的so2(g)少于0.2 mol，故所給熱化學方程式錯誤，b錯誤；與燃燒熱對應的生成物中水應為液態(tài)，c錯誤；固態(tài)硫所具有的能量低于氣態(tài)硫，d正確。特別提醒中和熱：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)h2o時的反應熱。需注意：稀溶液是指物質溶于大量水中；中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時的熱效應；中和反應的實質是h和oh結合生成h2o，即h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。13(2020河北衡水檢測)在25 、1.01105 pa下，將22 g co2通入750 ml 1.0 moll1的naoh溶液中充分反應，放出x kj熱量。在該條件下，將1 mol co2通入2l 1.0 moll1的naoh溶液中充分反應，放出y kj熱量，則co2與naoh反應生成nahco3的熱化學方程式為(b)aco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(2yx) kjmol1bco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(4xy) kjmol1cco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(2xy) kjmol1dco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(8x2y) kjmol1解析根據題意，將22 g co2通入750 ml 1.0 moll1的naoh溶液中充分反應，n(co2)0.5 mol，n(naoh)1.0 moll10.75 l0.75 mol，反應產物為碳酸鈉和碳酸氫鈉，反應的化學方程為2co23naoh=nahco3na2co3h2o，由0.5 mol co2參加反應放出熱量為x kj知，2 mol co2參加反應放出的熱量為4x kj，即熱化學方程式為2co2(g)3naoh(aq)=nahco3(aq)na2co3(aq)h2o(l)h4x kjmol1，又將1 mol co2通入2 l 1.0 moll1naoh溶液中充分反應放出y kj的熱量，則熱化學方程式為2naoh(aq)co2(g)=na2co3(aq)h2o(l)hy kjmol1，根據蓋斯定律，由可得naoh(aq)co2(g)=nahco3(aq)h(4xy)kjmol1。14(2020廣東廣州外國語學校檢測)乙烯是重要的化工原料。用co2催化加氫可制取乙烯：2co2(g)6h2(g)c2h4(g)4h2o(g)h0。(1)若該反應體系的能量隨反應過程變化關系如圖所示，則該反應的h 2(ba) kjmol1(用含a、b的式子表示)(2)幾種化學鍵的鍵能如下表所示，實驗測得上述反應的h152 kjmol1，則表中的x 620 。化學鍵c=ohhc=cchoh鍵能/ (kjmol1)803436x414463解析(1)h等于正反應的活化能與逆反應的活化能的差。由圖可知反應2co2(g)6h2(g)c2h4(g)4h2o(g)為放熱反應，h2(ba)kjmol1。(2)h(480364364414x8463)kjmol1152 kjmol1，解得x620。15(2020經典習題選粹)(1)2019課標理綜，28(2)deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：cucl2(s)=cucl(s)cl2(g)h183 kjmol1cucl(s)o2(g)=cuo(s)cl2(g)h220 kjmol1cuo(s)2hcl(g)=cucl2(s)h2o(g)h3121 kjmol1則4hcl(g)o2(g)=2cl2(g)2h2o(g)的h 116 kjmol1。(2)如圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。通過計算，可知系統(tǒng)()和系統(tǒng)()制氫的熱化學方程式分別為h2o(l)=h2(g)o2(g)h286 kjmol1、h2s(g)=h2(g)s(s)h20 kjmol1，制得等量h2所需能量較少的是 系統(tǒng)() 。(3)已知：2o2(g)n2(g)=n2o4(l)h1n2(g)2h2(g)=n2h4(l)h2o2