第26講反應(yīng)熱[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.了解反應(yīng)熱，焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。2.知道常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式?？键c(diǎn)一反應(yīng)熱、焓變1．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。2．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對(duì)于恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有：ΔH＝Qp。3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從能量高低角度理解(2)從化學(xué)鍵角度理解[正誤辨析](1)所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以不需要加熱就能進(jìn)行()(2)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，一定不能發(fā)生反應(yīng)()(3)一個(gè)反應(yīng)的焓變因反應(yīng)物的用量和反應(yīng)條件的改變而發(fā)生改變()(4)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)()(5)碳在空氣中燃燒生成CO2，該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能()(6)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，則將2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出QkJ的熱量()(7)活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大()(8)C和H2O(g)、C和CO2、N2和O2的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)()(9)Na2CO3溶于水，NaHCO3溶于水均放出熱量()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×一、反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系圖1．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？__________。(2)反應(yīng)的ΔH＝________。(3)反應(yīng)的活化能為_(kāi)_________。(4)試在圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。答案：(1)放熱反應(yīng)(2)－bkJ·mol－1(3)akJ·mol－1(4)學(xué)生用書(shū)第124頁(yè)2.水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過(guò)程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題：我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式__________________________________________________________________________________________________。解析：觀察起始態(tài)物質(zhì)的相對(duì)能量與終態(tài)物質(zhì)的相對(duì)能量知，終態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量低于始態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量，說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過(guò)渡態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量與起始態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量相差越大，活化能越大，由題圖知，最大活化能E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步起始物質(zhì)為COOH*＋H*＋H2O*，產(chǎn)物為COOH*＋2H*＋OH*。答案：小于2.02COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*=H*＋OH*)二、根據(jù)鍵能計(jì)算焓變3．已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為_(kāi)_______kJ。解析：形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，設(shè)斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵吸收2akJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H－I)－E(H－H)－E(I－I)，2E(H－I)＝ΔH＋E(H－H)＋E(I－I)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，則E(H－I)＝299kJ·mol－1。]答案：2994．通常把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用?；瘜W(xué)鍵Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C鍵能/(kJ·mol－1)460360436431176347工業(yè)上的高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為_(kāi)_______________。解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價(jià)鍵的數(shù)目容易計(jì)算，而產(chǎn)物硅屬于共價(jià)晶體，可根據(jù)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體硅中的共價(jià)鍵的數(shù)目。1mol晶體硅中所含的Si－Si鍵為2mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。答案：＋236kJ·mol－15．乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：已知：答案：+124eq\a\vs4\al(歸納總結(jié))考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式1．概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa條件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molH2O(l)，放出571.6kJ的熱量。3．熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)學(xué)生用書(shū)第125頁(yè)[正誤辨析](1)對(duì)于SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，增大壓強(qiáng)平衡右移，放出的熱量增大，ΔH減小()(2)熱化學(xué)方程式H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1表示的意義：25℃、101kPa時(shí)，發(fā)生上述反應(yīng)生成1molH2O(g)后放出241.8kJ的熱量()(3)熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量()(4)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ()(5)同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了標(biāo)明狀態(tài)外，還要注明名稱(chēng)()(6)因?yàn)镺—H鍵的鍵能大于S—H鍵的鍵能，所以H2O的穩(wěn)定性大于H2S()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√一、依據(jù)反應(yīng)事實(shí)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。解析：在反應(yīng)中硅元素的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子。當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59kJ熱量，則消耗1mol氯化硅吸收的熱量是59kJ×4＝236kJ，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋236kJ/mol。答案：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋236kJ/mol2．在1L密閉容器中，4mol氨氣在一定條件下分解生成氮?dú)夂蜌錃狻?min時(shí)反應(yīng)吸收熱量為46.1kJ，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為，這段時(shí)間內(nèi)v(H2)＝。解析：熱化學(xué)方程式2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1表示2molNH3完全分解需要吸收QkJ的熱量，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為Δn(NH3)＝4mol×25%＝1mol，則2molNH3完全分解需要吸收的熱量Q＝2×46.1kJ＝92.2kJ，即ΔH＝＋92.2kJ·mol－1。v(NH3)＝eq\f(Δn,V×Δt)＝eq\f(1mol,1L×2min)＝0.5mol·L－1·min－1，根據(jù)v(NH3)∶v(H2)＝2∶3，則v(H2)＝eq\f(3,2)v(NH3)＝eq\f(3,2)×0.5mol·L－1·min－1＝0.75mol·L－1·min－1。答案：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92.2kJ·mol－10.75mol·L－1·min－13．將36g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6gCO和一定量的氫氣，同時(shí)吸收157.2kJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。解析：n(H2O)＝eq\f(36g,18g/mol)＝2mol，n(CO)＝eq\f(33.6g,28g/mol)＝1.2mol，根據(jù)C(s)＋H2O(g)→H2(g)＋CO(g)，若水蒸氣全部反應(yīng)，則會(huì)生成2molCO，所以該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。水蒸氣有剩余，應(yīng)該根據(jù)生成的CO的量計(jì)算反應(yīng)熱。因?yàn)樯?.2molCO，吸收157.2kJ熱量，則生成1.0molCO，吸收的熱量為Q＝eq\f(1mol,1.2mol)×157.2kJ＝131kJ，即該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)ΔH＝＋131kJ·mol－1。答案：C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)ΔH＝＋131kJ·mol－14．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2=CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。解析：根據(jù)題意：偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，即CH3—CClF2(g)=CH2=CF2(g)＋HCl(g)，生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，所以生成1mol偏氟乙烯氣體要吸收108kJ的熱，即ΔH＝＋108kJ/mol，CH3—CClF2(g)=CH2ＦCF2(g)＋HCl(g)，ΔH＝＋108kJ/mol。答案：CH3—CClF2(g)=CH2ＦCF2(g)＋HCl(g)ΔH＝＋108kJ/mol5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來(lái)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ｈ粲?.2kgCO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5kJ的熱量，試寫(xiě)出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。解析：2.2kgCO2的物質(zhì)的量是eq\f(2200g,44g/mol)＝50mol，50mol二氧化碳參加反應(yīng)放出2473.5kJ的熱量，則1mol二氧化碳參加反應(yīng)放出的能量是49.47kJ，所以該反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CO2(g)＋3H2(g)=H2O(g)＋CH3OH(g)ΔH＝－49.47kJ/mol。答案：CO2(g)＋3H2(g)=H2O(g)＋CH3OH(g)ΔH＝－49.47kJ/mol二、依據(jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。試寫(xiě)出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式。答案：N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－17．為了有效降低能耗，過(guò)渡金屬催化還原氮?dú)夂铣砂北徽J(rèn)為是具有巨大前景的一種合成氨方法。催化過(guò)程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過(guò)程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢(shì)能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。氨氣的脫附是(填“吸熱”或“放熱”)過(guò)程，合成氨的熱化學(xué)方程式為。解析：由勢(shì)能面圖可知，氨氣從催化劑上脫離時(shí)勢(shì)能面在升高，為吸熱過(guò)程，由題圖可知，0.5mol氮?dú)夂?.5mol氫氣轉(zhuǎn)變成1mol氨氣的反應(yīng)熱為21kJ·mol－1－17kJ·mol－1－50kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1，則合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1。答案：吸熱N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－18．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，如圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過(guò)程。每生成92g液態(tài)HCOOH放出62.4kJ的熱量。根據(jù)圖示寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。解析：根據(jù)整個(gè)流程可知，CO2和H2為反應(yīng)物，產(chǎn)物為HCOOH，92gHCOOH的物質(zhì)的量為eq\f(92g,46g/mol)＝2mol，所以生成1mol液體HCOOH放出31.2kJ能量，熱化學(xué)方程式為H2(g)＋CO2(g)=HCOOH(l)ΔH＝－31.2kJ·mol－1。答案：H2(g)＋CO2(g)=HCOOH(l)ΔH＝－31.2kJ·mol－1學(xué)生用書(shū)第126頁(yè)真題演練明確考向1．(2022·浙江卷)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計(jì)算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說(shuō)法不正確的是()A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO＜H2O2D.H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－1C[A.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A正確；B.由表格中的數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為：249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1，由題中信息可知H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；C.由表格中的數(shù)據(jù)可知HOO=HO＋O，解離其中氧氧單鍵需要的能量為249kJ·mol－1＋39kJ·mol－1－10kJ·mol－1＝278kJ·mol－1，H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，C錯(cuò)誤；D.由表中的數(shù)據(jù)可知H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)的ΔH＝－136kJ·mol－1－249kJ·mol－1－(－242)kJ·mol－1＝－143kJ·mol－1，D正確。]2．(2021·浙江1月選考，20)已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價(jià)鍵H－HH－O鍵能/(kJ·mol－1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－1則2O(g)=O2(g)的ΔH為()A．428kJ·mol－1 B．－428kJ·mol－1C．498kJ·mol－1 D．－498kJ·mol－1D[設(shè)O=O的鍵能為x，則(2×436kJ·mol－1＋x)－2×2×463kJ·mol－1＝－482kJ·mol－1，x＝498kJ·mol－1，所以2O(g)=O2(g)的ΔH＝－498kJ·mol－1，D正確。]3．(2021·山東高考真題)18O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為：能量變化如圖所示。已知平衡，下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步B．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH－C．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CHeq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(3))OHD．反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變B[A.一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)的活化能越高，反應(yīng)速率越慢，由圖可知，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅳ的活化能較高，因此反應(yīng)的決速步為反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ，故A錯(cuò)誤；B.反應(yīng)Ⅰ為加成反應(yīng)，而H3CCO18－OHOCH3H3CCOH18O－OCH3為快速平衡，反應(yīng)Ⅱ的成鍵和斷鍵方式為或，后者能生成18OH－，因此反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH－，故B正確；C.反應(yīng)Ⅲ的成鍵和斷鍵方式為或，因此反應(yīng)結(jié)束后溶液中不會(huì)存在CHeq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(3))OH，故C錯(cuò)誤；D.該總反應(yīng)對(duì)應(yīng)反應(yīng)物的總能量高于生成物總能量，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此H3CCO18OH和CH3O－的總能量與H3CCO18OCH3和OH－的總能量之差等于圖示總反應(yīng)的焓變，故D錯(cuò)誤。]4．[2021·湖南卷，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1。解析：根據(jù)反應(yīng)熱＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。答案：＋90.8課時(shí)精練(二十六)反應(yīng)熱eq\a\vs4\al(\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書(shū)P387))(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．(2022·上海模擬預(yù)測(cè))下列能量屬于反應(yīng)熱的是()A．1molHCl分解成H、Cl時(shí)吸收的能量B．石墨轉(zhuǎn)化成金剛石時(shí)吸收的能量C．Na變成Na＋時(shí)吸收的能量D．冰變成水時(shí)吸收的能量B[化學(xué)反應(yīng)中吸收或放出的能量為反應(yīng)熱，物理變化中的能量變化不是反應(yīng)熱。A.1molHCl分解成H、Cl時(shí)吸收的能量?jī)H僅是化學(xué)鍵斷裂吸收的能量，不是反應(yīng)熱，A不符合題意；B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石時(shí)吸收的能量是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收的熱量，屬于反應(yīng)熱，B符合題意；C.Na變成Na＋時(shí)吸收的能量是鈉原子失去電子吸收的能量，不屬于反應(yīng)熱，C不符合題意；D.冰變成水時(shí)吸收的能量是物理變化，不屬于反應(yīng)熱，D不符合題意。]2．(2022·上海二模)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，向小試管中加入稀鹽酸。觀察到U形管內(nèi)兩邊紅墨水液面逐漸變?yōu)樽蟮陀腋?，與此現(xiàn)象有關(guān)的推論是()A．反應(yīng)物總能量低于生成物B．發(fā)生了析氫腐蝕，產(chǎn)生較多氣體C．生成物中化學(xué)鍵形成會(huì)放出能量D．錐形瓶?jī)?nèi)氣體分子間平均距離變大D[A.涉及反應(yīng)為放熱過(guò)程，反應(yīng)物總能量高于生成物，A錯(cuò)誤；B.小試管與錐形瓶整個(gè)體系并不連通，即使產(chǎn)生氣體，也不會(huì)造成紅墨水液面變化，B錯(cuò)誤；C.所有的生成物中化學(xué)鍵形成都會(huì)放出能量，但是最終能否影響實(shí)驗(yàn)得看成鍵釋放的能量與斷鍵吸收能量的相對(duì)大小，從而確定反應(yīng)放熱與否，C的說(shuō)法沒(méi)錯(cuò)，但是不符合題意；D.小試管內(nèi)反應(yīng)放熱，導(dǎo)致錐形瓶?jī)?nèi)溫度升高，瓶?jī)?nèi)氣體分子間平均距離變大，從而導(dǎo)致紅墨水液面左低右高，D正確。]3．某反應(yīng)使用催化劑后，其反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．總反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．使用催化劑后，活化能不變C．反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)D．ΔH＝ΔH2＋ΔH1B[由題圖可知，反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項(xiàng)正確；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．(2022·上海閔行一模)溴乙烷與氫氧化鈉水溶液反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A.a為反應(yīng)物儲(chǔ)藏的總能量B．若可使用催化劑，則a、b都減小C．該反應(yīng)放熱，在常溫常壓下即可進(jìn)行D．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH3CH2Br＋OH－=CH3CH2OH＋Br－ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1B[A.a為正反應(yīng)的活化能，A錯(cuò)誤；B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能，所以a、b都會(huì)減小，B正確；C.該反應(yīng)放熱，該反應(yīng)需要加熱進(jìn)行，放熱與吸熱反應(yīng)條件無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D.熱化學(xué)方程式需要表明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，不同狀態(tài)時(shí)具有不同能量，D錯(cuò)誤。]5．(2022·湖南湘西三模)1，2-丁二烯(CH2=C=CHCH3)與1，3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．相同條件下，1，3-丁二烯比1，2-丁二烯穩(wěn)定B．曲線a對(duì)應(yīng)的活化能高于曲線bC．1，2-丁二烯轉(zhuǎn)化成1，3-丁二烯的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D．加入催化劑，反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)減小D[A.物質(zhì)含有的能量越低，物質(zhì)的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。根據(jù)圖示可知：在相同條件下，1，3-丁二烯比1，2-丁二烯的能量更低，故1，3-丁二烯比1，2-丁二烯更穩(wěn)定，A正確；B.使用催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)在較低條件下發(fā)生，因而反應(yīng)速率加快。根據(jù)圖示可知曲線a對(duì)應(yīng)的活化能高于使用催化劑時(shí)曲線b的活化能，B正確；C.由于1，2-丁二烯比1，3-丁二烯的能量高，故1，2-丁二烯轉(zhuǎn)化成1，3-丁二烯時(shí)會(huì)放出熱量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C正確；D.加入催化劑，只能改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)物、生成物的能量，因此反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)不變，D錯(cuò)誤。]6．(2022·上海奉賢二模)在25℃、1.01×105Pa下，1mol氫氣燃燒生成氣態(tài)水的能量變化如下圖所示，已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－490kJ/mol，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．O—H鍵的鍵能為930kJ·mol－1B．a(chǎn)＝249C.物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為：甲>乙>丙D．1molH2O(l)分解為2molH與1molO時(shí)吸收930kJ熱量B[A.2molH原子和1molO形成2molO—H鍵，故H—O鍵的鍵能為eq\f(930kJ/mol,2)＝465kJ/mol，A錯(cuò)誤；B.該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能，故ΔH＝(2×436＋2a－930×2)kJ/mol＝－490kJ/mol，a＝249，B正確；C.斷鍵吸熱，成鍵放熱，甲到乙為斷鍵過(guò)程，乙到丙為成鍵過(guò)程，故乙的能量最高，C錯(cuò)誤；D.1molH2O(g)分解為2molH與1molO時(shí)吸收930kJ熱量，D錯(cuò)誤。]7．十氫萘是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“十氫萘(C10H18)→四氫萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脫氫過(guò)程釋放氫氣。已知：Ⅰ.C10H18(l)=C10H12(l)＋3H2(g)ΔH1Ⅱ.C10H12(l)=C10H8(l)＋2H2(g)ΔH2假設(shè)某溫度下，ΔH1＞ΔH2＞0。下列“C10H18(l)→C10H12(l)→C10H8(l)”的“能量—反應(yīng)過(guò)程”示意圖正確的是()B[某溫度下，ΔH1＞ΔH2＞0，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，A、C錯(cuò)誤；由于ΔH1＞ΔH2，說(shuō)明第一個(gè)反應(yīng)吸收的熱量比第二個(gè)反應(yīng)多，從B、D兩個(gè)圖像看出，D中ΔH2＞ΔH1，不符合題意，D錯(cuò)誤，B正確。]8．根據(jù)如下能量關(guān)系示意圖，判斷下列說(shuō)法正確的是()A.1molC(s)與1molO2(g)的能量之和為393.5kJB．反應(yīng)2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量C.由C(s)→CO(g)的熱化學(xué)方程式為2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝＋221.2kJ·mol－1D．熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量，則CO的熱值為10.1kJ·g－1D[由題圖可知，1molC(s)與1molO2(g)的能量比1molCO2(g)的能量高393.5kJ，A錯(cuò)誤；反應(yīng)2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)為放熱反應(yīng)，生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量，B錯(cuò)誤；由題圖可知，1molC(s)與0.5molO2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)放出的熱量為393.5kJ－282.9kJ＝110.6kJ，且物質(zhì)的量與熱量成正比，焓變?yōu)樨?fù)值，則熱化學(xué)方程式為2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1，C錯(cuò)誤；熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量，則CO的熱值為eq\f(282.9kJ,28g)≈10.1kJ·g－1，D正確。]9．甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)分別生成1mol相關(guān)有機(jī)物的能量變化如圖所示：下列說(shuō)法不正確的是()A．CH4與Cl2的取代反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.1molCH4的能量比1molCH3Cl的能量多99kJC.eq\f(1,4)ΔH4≈eq\f(1,3)ΔH3≈eq\f(1,2)ΔH2≈ΔH1，說(shuō)明CH4與Cl2的四步取代反應(yīng)難易程度相當(dāng)D．已知Cl—Cl的鍵能為243kJ·mol－1，C—Cl的鍵能為327kJ·mol－1，則CH4(g)＋Cl·(g)→CH3·(g)＋HCl(g)的ΔH<0B[A.由題干信息可知，CH4與Cl2的取代反應(yīng)不管生成CH3Cl、CH2Cl2還是CHCl3或者CCl4均為ΔH＜0，則CH4與Cl2的取代反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A正確；B.由題干信息可知，1molCH4和1molCl2的能量之和比1molCH3Cl和1molHCl的能量之和多99kJ，B錯(cuò)誤；C.由題干圖中信息可知，－99≈eq\f(1,2)×(－197)≈eq\f(1,3)×(－301)≈eq\f(1,4)×(－400)即eq\f(1,4)ΔH4≈eq\f(1,3)ΔH3≈eq\f(1,2)ΔH2≈ΔH1，說(shuō)明CH4與Cl2的四步取代反應(yīng)難易程度相當(dāng)，C正確；D.已知CH4(g)＋Cl·(g)→CH3·(g)＋HCl(g)過(guò)程中斷裂了1molC—H鍵，形成了1mol的H—Cl鍵，已知Cl—Cl的鍵能為243kJ·mol－1，C—Cl的鍵能為327kJ·mol－1，且有：CH4(g)＋Cl2(g)→CH3Cl(g)＋HCl(g)ΔH＝－99kJ/mol，即4E(C－H)＋E(Cl－Cl)－3E(C－H)－E(C－Cl)－E(H－Cl)＝－99kJ/mol，即E(C－H)＋E(Cl－Cl)－E(C－Cl)－E(H－Cl)＝－99kJ/mol，則E(C－H)＋243kJ/mol－327kJ/mol－E(H－Cl)＝－99kJ/mol，則E(C－H)－E(H－Cl)＝－15kJ/mol，即CH4(g)＋Cl·(g)→CH3·(g)＋HCl(g)的ΔH＝－15kJ/mol<0，D正確。]10．(2022·陜西寶雞三模)我國(guó)科學(xué)家研究了不同含金化合物催化乙烯加氫[C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)ΔH＝akJ·mol－1]的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．1molC2H4(g)與1molH2(g)具有的能量之和小于1molC2H6(g)的能量B．過(guò)渡態(tài)物質(zhì)的穩(wěn)定性：過(guò)渡態(tài)1>過(guò)渡態(tài)2C．該反應(yīng)的焓變：ΔH＝－129.6kJ·mol－1D．相應(yīng)的活化能：催化劑AuF<催化劑AuPFeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))C[A.由圖可知，該反應(yīng)為反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量的放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.由圖可知，過(guò)渡態(tài)1的相對(duì)能量高于過(guò)渡態(tài)2，物質(zhì)的能量越高，越不穩(wěn)定，所以過(guò)渡態(tài)1的穩(wěn)定性小于過(guò)渡態(tài)2，故B錯(cuò)誤；C.由圖可知，反應(yīng)的焓變?chǔ)＝－[0－(－129.6kJ·mol－1)]＝－129.6kJ·mol－1，故C正確；D.由圖可知，催化劑AuF、催化劑AuPFeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))的活化能分別為109.34kJ·mol－1、26.3kJ·mol－1，則催化劑AuF的活化能大于催化劑AuPFeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))，故D錯(cuò)誤。]11．(2022·福建廈門(mén)二模)利用化學(xué)鏈將高爐廢氣中CO2轉(zhuǎn)化為CO的示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A．Fe3O4和CaO可循環(huán)利用B．反應(yīng)④為吸熱反應(yīng)C．該化學(xué)鏈的總反應(yīng)是CO2＋H2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CO＋H2OD．該方法可降低分離CO和N2所需的能耗B[A.反應(yīng)中，先將Fe3O4和CaO轉(zhuǎn)化為Fe和CaCO3，后將Fe和CaCO3轉(zhuǎn)化為Fe3O4和CaO，所以Fe3O4和CaO可循環(huán)利用，A正確；B.反應(yīng)②是CaO發(fā)生化合反應(yīng)生成CaCO3，該過(guò)程放出熱量，則反應(yīng)①Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2是吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)④3Fe＋4CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4CO為放熱反應(yīng)，B不正確；C.該化學(xué)鏈中發(fā)生的反應(yīng)為Fe3O4＋4H2eq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4H2O、Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2(相對(duì)于反應(yīng)④是少量的)、3Fe＋4CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4CO(反應(yīng)④)，所以總反應(yīng)是CO2＋H2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CO＋H2O，C正確；D.反應(yīng)①Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2，可將CO與N2分離，大大降低分離CO和N2所需的能耗，D正確。]12．下圖是CO和O在釕催化劑的表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A．CO2和CO都能與堿反應(yīng)生成鹽和水B．該過(guò)程中，CO先斷鍵成C和OC．CO與O形成化學(xué)鍵的過(guò)程中放出能量D．釕催化劑降低了該反應(yīng)的焓變C[A.CO為不成鹽氧化物，不能與堿發(fā)生反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)過(guò)程圖示可知，該過(guò)程中，CO未斷鍵，B錯(cuò)誤；C．形成化學(xué)鍵時(shí)會(huì)釋放能量，C正確；D.催化劑只是降低了反應(yīng)的活化能，不會(huì)改變反應(yīng)的焓變，D錯(cuò)誤。]13．根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱(1)已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實(shí)驗(yàn)測(cè)得N—N鍵鍵能為167kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5kJ·mol－1。寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學(xué)方程式：________________________。(2)以下是部分共價(jià)鍵鍵能數(shù)據(jù)：共價(jià)鍵H—SS—SH—H鍵能/(kJ·mol－1)364266522464試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面這個(gè)反應(yīng)的ΔH。2H2S(g)＋SO2(g)=3S(g)＋2H2O(g)ΔH＝________。反應(yīng)產(chǎn)物中的S實(shí)為S8，實(shí)際分子是一個(gè)8元環(huán)狀分子，分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(3)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/(kJ·mol－1)4137454361075則該反應(yīng)的ΔH＝____________。(4)已知：2NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝－456kJ·mol－1斷開(kāi)1molH—N鍵與斷開(kāi)1molH—Cl鍵所需能量相差約為_(kāi)_______kJ，NH3中的H—N鍵比HCl中的H—Cl鍵________(填“強(qiáng)”或“弱”)。(5)近幾年，大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾天氣對(duì)人們的生活、出行、身體健康產(chǎn)生許多不利的影響。汽車(chē)尾氣是主要的大氣污染源。降低汽車(chē)尾氣危害的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生的反應(yīng)為：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)。已知：則2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)，ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的式子表示)。解析：(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，則反應(yīng)熱為：2×2×466kJ/mol－(167kJ/mol＋4×438.5kJ/mol)＝－57kJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57kJ·mol－1。(2)根據(jù)題圖8