2019-2020年高考化學考點突破訓練 6.1化學反應中的熱效應.doc

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2019-2020年高考化學考點突破訓練 6.1化學反應中的熱效應 1．(xx太原質(zhì)檢)沼氣是一種清潔能源，它的主要成分是CH4，已知0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出445 kJ熱量，則下列熱化學方程式中正確的是(　　) A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋890 kJmol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋890 kJmol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJmol－1 D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－890 kJmol－1 解析　0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出445 kJ熱量，即1 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出890 kJ熱量。根據(jù)書寫熱化學方程式的規(guī)定，要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，標出反應的熱效應，只有C項正確。 答案　C 2．下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃燒熱) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和熱) C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ/mol(反應熱) D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反應熱) 解析　此題考查熱化學方程式的書寫。A項，考查燃燒熱，生成物水的狀態(tài)不是穩(wěn)定狀態(tài)；B項，因中和反應為放熱反應，故ΔH<0；D項，未注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。 答案　C 3．25 ℃、101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是ΔH＝－393.5 kJ/mol、ΔH＝－285.8 kJ/mol、 ΔH＝－890.3 kJ/mol、ΔH＝－2 800 kJ/mol，則下列熱化學方程式正確的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ/mol D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 400 kJ/mol 解析　在101 kPa時，1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱。A項中C的穩(wěn)定氧化物為CO2，C項和D項中H2O應為液態(tài)。 答案　B 4．(xx東北三省四市聯(lián)考)(1)25 ℃、101 kPa時，1 g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為__________________。 (2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_______________________________________________。 (3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時，放出133.5 kJ熱量，則肼燃燒的熱化學方程式為_____________________________________。 解析　(3)先寫出肼燃燒的化學方程式：N2H4＋O2===N2＋2H2O，據(jù)0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成N2和H2O(g)，放出熱量133.5 kJ，則1 mol N2H4完全燃燒放出的熱量為534 kJ。 答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJmol－1 (2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJmol－1 (3)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJmol－1 考點2 蓋斯定律及反應熱的計算 1.蓋斯定律 蓋斯定律的實質(zhì)是如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的。即： 則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．反應熱的計算 (1)依據(jù)反應物與生成物的能量計算：ΔH＝E生成物－E反應物。 (2)依據(jù)反應物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算：ΔH＝反應物的化學鍵斷裂吸收的能量－生成物的化學鍵形成釋放的能量。 (3)利用熱化學方程式進行計算：先寫出熱化學方程式，再根據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間、物質(zhì)與反應熱之間的關系直接計算反應熱。 (4)依據(jù)標準燃燒熱數(shù)據(jù)，利用公式直接計算反應熱：ΔH＝標準燃燒熱n(可燃物的物質(zhì)的量)。 (5)利用蓋斯定律計算反應熱：①設計合理的反應途徑。②對已知的熱化學方程式進行簡單運算，得出待求的熱化學方程式，反應熱也要進行相應的運算，從而得出待求熱化學方程式的反應熱。③在進行反應熱的計算時，要注意反應熱的符號以及反應熱與熱化學方程式中化學計量數(shù)間的比例關系。 3．用蓋斯定律求反應熱的注意事項 (1)當反應方程式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也對應乘以或除以某數(shù)。 (2)反應方程式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“＋”“－”，即把ΔH看作一個整體進行運算。 (3)通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把ΔH看作一個整體。 (4)在反應過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，物質(zhì)狀態(tài)依次由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。 (5)當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。 題組訓練 5.(xx海淀期末)下列說法正確的是(　　) A．如圖可表示水分解過程中的能量變化 B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝ －221.0 kJ/mol，則碳的燃燒熱為110.5 kJ/mol C．需要加熱的反應一定是吸熱反應，常溫下能發(fā)生的反應一定是放熱反應 D．已知Ⅰ：反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－a kJ/mol， Ⅱ：　 且a、b、c均大于零，則斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為(－a－b－c)kJ/mol 解析　本題考查了化學反應過程中的能量變化，意在考查考生對化學反應中能量變化的有關概念的理解以及對圖象的分析能力。A項，水的分解為吸熱反應，生成物的總能量大于反應物的總能量，且催化劑可有效降低活化能，正確；B項，燃燒熱概念中強調(diào)完全反應且生成穩(wěn)定的氧化物，而該項反應中生成物為CO，錯誤；C項，常溫下能發(fā)生的反應不一定是放熱反應，如在常溫下Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應為吸熱反應，需要加熱的反應也不一定是吸熱反應；D項，根據(jù)化學反應的過程為舊化學鍵斷裂和新化學鍵生成的過程，且斷裂化學鍵吸收能量，生成化學鍵放出能量，可知斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為(a＋b＋c)kJ/mol。 答案　A 6．(xx新課標全國Ⅱ)在1 200 ℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應 H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3 2S(g)===S2(g)　ΔH4 則ΔH4的正確表達式為(　　) A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2) C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) 解析　根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應＋第二個反應－第三個反應2可得第四個反應，則ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH32＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。 答案　A 7．(xx重慶)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、OO為500、N—N為154，則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是(　　) A．194　　　　　　　　 B．391 C．516 D．658 解析　根據(jù)圖示，可得如下熱化學反應方程式：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－534 kJ/mol①；2N(g)＋4H(g)＋2O(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－2 752 kJ/mol②。根據(jù)蓋斯定律，①－②有：N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)　ΔH3＝＋2 218 kJ/mol，設斷裂1 mol N—H鍵所需的能量為x kJ，則有4x kJ＋154 kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，解得x＝391，故斷裂1 mol N—H鍵所需的能量為391 kJ。 答案　B 8．(xx湖南聯(lián)考)蓋斯定律認為能量總是守恒的，不管化學反應過程是一步完成或分幾步完成，整個過程的熱效應是相同的。 已知：①H2O(g)===H2O(l) 　ΔH1＝－Q1 kJmol－1 ②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) 　ΔH2＝－Q2 kJmol－1 ③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJmol－1 若使23 g液態(tài)無水酒精完全燃燒，最后恢復到室溫，則放出的熱量為(單位：kJ)(　　) A．Q1＋Q2＋Q3 B．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3 C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3 D．0.5(Q1＋Q2＋Q3) 解析　根據(jù)蓋斯定律，1 mol液態(tài)無水酒精完全燃燒的ΔH＝ΔH13－ΔH2＋ΔH3＝(－3Q1＋Q2－Q3)kJmol－1。23 g(0.5 mol)液態(tài)無水酒精完全燃燒，最后恢復到室溫，放出的熱量為(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ，B項正確。 答案　B 歸納總結(jié) 利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 　 考點3 反應熱大小的比較 　比較反應熱的大小一般有以下幾種情況： 1．同一反應的生成物狀態(tài)不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。 2．同一反應的反應物狀態(tài)不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。 3．兩個有聯(lián)系的反應相比時，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。比較方法：利用反應①(包括ΔH1)乘以某系數(shù)減去反應②(包括ΔH2)乘以某系數(shù)，即得出ΔH3＝ΔH1某系數(shù)－ΔH2某系數(shù)，根據(jù)ΔH3大于0或小于0進行比較。 總之，比較反應熱的大小時要注意：①反應中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”“－”一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；③若只比較放出熱量的多少，則只比較數(shù)據(jù)的大小，不考慮正、負號。 題組訓練 9．下列各組熱化學方程式的ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8 A．① B．④ C．②③④ D．①②③ 解析　①前面反應式減去后面反應式可得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1－ΔH2，該反應為放熱反應，即ΔH1－ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2；②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵鈺r吸熱，故在與O2反應生成同樣的SO2時，氣態(tài)硫放出的熱量多，即ΔH3＞ΔH4；③發(fā)生同樣的燃燒反應，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，故ΔH5＞ΔH6；④碳酸鈣分解吸收熱量，ΔH7＞0，CaO與H2O反應放出熱量，ΔH8＜0，顯然ΔH7＞ΔH8。 答案　C 10．(xx鄭州一中月考)下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是(　　) A．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為放熱反應，則SO2的能量定高于SO3的能量 B．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1，則任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3 kJ D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1<ΔH2 解析　A項說明2 mol SO2和1 mol O2的總能量比2 mol SO3的能量高，但不能說SO2的能量高于SO3的能量，A項不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則金剛石的能量高于石墨，能量越高越不穩(wěn)定，B項不正確；酸堿中和反應的熱效應不僅與生成H2O的物質(zhì)的量有關，還與酸、堿的濃度及強弱有關，C項不正確；碳完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多，但比較ΔH時應帶符號比較，故ΔH1<ΔH2，D項正確。 答案　D 11．已知下列各反應均為放熱反應，同溫同壓下，下列各熱化學方程式中的ΔH最小的是(　　) A．2A(l)＋B(l)===2C(g)　ΔH1 B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH2 C．2A(g)＋B(g)===2C(l)　ΔH3 D．2A(l)＋B(l)===2C(l)　ΔH4 解析　等物質(zhì)的量的反應物，氣態(tài)時所具有的能量高于液態(tài)時所具有的能量。根據(jù)ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量，可知選項C的ΔH數(shù)值最小。 答案　C