1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1科學(xué)家預(yù)測“氫能”將是人類社會最理想的新能源，目前，有人提出一種最經(jīng)濟(jì)最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系，如圖所示。下列說法錯誤的是()A在氫能的利用過程中，H2O可循環(huán)使用B氫氣、氧氣和稀硫酸構(gòu)成的燃料電池中，正極的電極反應(yīng)為：O24e2H2O=4OHC該法制氫的關(guān)鍵是尋找光分解催化劑D利用光電轉(zhuǎn)化可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能用于電解水而獲得氫氣解析：選項(xiàng)A，H2O分解產(chǎn)生H2和O2，H2和O2在一定條件下反應(yīng)釋放能量同時又生成H2O；選項(xiàng)B，在酸性環(huán)境中正極的電極反應(yīng)為：O24e4H=2H2O；選項(xiàng)C，由圖可知，尋找合適的光分解催化劑，可使水的分解速率加快；選項(xiàng)D，利用光電

2、效應(yīng)產(chǎn)生的電流電解水獲得H2。答案：B2(2010湖北眾望高中月考)下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()A等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多催化劑高溫、高壓BCO(g)的燃燒熱是283.0 kJ/mol，則表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CO(g)O2(g)=CO2(g)；H283.0 kJ/molCN2(g)3H2(g) 2NH3(g)；H0，說明NH鍵能總和小于NN與HH鍵能總和D稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)；H57.3 kJ/mol，若將含0.5 mol H2SO4的稀硫酸與含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液混合，放出的熱量等于57.3 kJ解析

3、：硫由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)會放出熱量，因此等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多；N2(g)3H2(g)2NH3(g)；H0，說明反應(yīng)放熱，6 mol NH鍵能總和大于1 mol NN與3 mol HH鍵能總和；稀硫酸與Ba(OH)2的稀溶液反應(yīng)的離子方程式為：Ba22OH2HSO42=BaSO42H2O，雖然生成1 mol H1O(l)，但反應(yīng)的熱效應(yīng)與沉淀有關(guān)，故其放出的熱量不等于57.3 kJ。答案：B3(2010改編題)已知：1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243 kJ的能量由H原子和Cl原子形成1 mol

4、HCl分子時要放出431 kJ的能量下列敘述正確的是()A氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)B氫氣與氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)吸收183 kJ的熱量C氫氣與氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體，反應(yīng)放出183 kJ的熱量D氫氣與氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)放出183 kJ的熱量解析：由題給已知條件，可寫出熱化學(xué)方程式：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)；H436 kJ/mol243 kJ/mol2431 kJ/mol183 kJ/mol；A項(xiàng)中未寫出H；B項(xiàng)中應(yīng)是放出183 kJ的熱量；C項(xiàng)中應(yīng)是放出91.5 kJ的熱量。答

5、案：D4(2010河北常德一中月考)下列實(shí)驗(yàn)裝置圖正確的是()解析：A中砝碼與藥品的位置放錯，NaOH不宜用濾紙來稱量；B中應(yīng)該用玻璃棒引流，且容量瓶規(guī)格選錯；C中大小燒杯上口應(yīng)齊平；D是滴定管，數(shù)值是上小下大。答案：D5(2009重慶，12)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g);H1 367.0 kJ/mol(燃燒熱)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)；H57.3 kJ/mol(中和熱)CS(s)O2(g)=SO2(g)；H296.8 kJ/mol(反應(yīng)熱)D2NO2=O22NO；H11

6、6.2 kJ/mol(反應(yīng)熱)解析：選項(xiàng)A，H2O呈氣態(tài)時不穩(wěn)定，不是表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式；選項(xiàng)B，中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H0，H57.3 kJ/mol，B錯誤；選項(xiàng)C，S燃燒生成SO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H7D該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)解析：由題干已知條件可知：n(HCl)0.050 mol，結(jié)合示意圖，隨n(NaOH)的增多，溶液溫度升高，判斷A項(xiàng)敘述正確；當(dāng)V(NaOH)40 mL時，溫度最高，說明此時二者恰好反應(yīng)，即n(NaOH)0.050 mol，那么c(NaOH)1.25 mol/L，判斷B項(xiàng)、C項(xiàng)均正確；從題給條件和示意圖不能得出D項(xiàng)結(jié)論，實(shí)事上有水生成的反應(yīng)許多是吸熱

7、反應(yīng)。答案：D10(2010山師附中期中考題)下圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOH為電解液，下列有關(guān)說法不正確的是()A該能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的水可以循環(huán)利用B燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實(shí)際上來自于水C水電解系統(tǒng)中的陽極反應(yīng)：4OH4e=2H2OO2D燃料電池放電時的正極反應(yīng)：O24e2H2O=4OH解析：從能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖分析，光電轉(zhuǎn)換器是吸收太陽能轉(zhuǎn)化成電能，利用這個電能電解水得氫氣，再利用氫氣使燃料電池工作又產(chǎn)生了水。因此燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量來自于太陽能。答案：B11(2010改編題)科學(xué)家預(yù)測“氫能”將是未來最理想的新能源。請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)測得，1

8、g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。100(2)利用水分解制備H2，某化學(xué)家設(shè)計(jì)了下列化學(xué)反應(yīng)步驟：250_(反應(yīng)條件750)2HBrHg ,HgBr2H2HgBr2CaO ,HgOCaBr25002HgO ,2HgO2反應(yīng)可表示為_。你認(rèn)為該方法的主要缺點(diǎn)是_。(3)如圖是正在研究中的一種流程(硫碘熱循環(huán)法制氫氣)，其中用了過量的碘。請寫出硫碘熱循環(huán)法制氫氣總化學(xué)反應(yīng)方程式：_ 。用硫碘熱循環(huán)法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是_。(4)有人認(rèn)為目前利用氫氣作為能源不太現(xiàn)實(shí)。請問你認(rèn)為是否現(xiàn)實(shí)？_(填“不現(xiàn)實(shí)”或“現(xiàn)實(shí)”)，說明能夠支持你的觀點(diǎn)的兩點(diǎn)理由_；_

9、。解析：(1)計(jì)算出1 mol氫氣燃燒放出的熱量便可寫出其燃燒熱的熱化學(xué)方程式。(2)根據(jù)題意可知總反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O=H2O2，觀察題給3個化學(xué)方程式，可以得出，則的化學(xué)方程式為：CaBr2H2O750 ,2HBrCaO；主要缺點(diǎn)是耗能高且使用了重金屬汞，會產(chǎn)生污染。(3)觀察圖示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知在整個過程中發(fā)生的反應(yīng)主要有以下幾個：2H2OSO2I2 ,H2SO42HIH2SO4 ,H2OSO2O22HI I2H2SO2、I2三個方程式相加可得H2OSO2 O2H2。觀察整個過程，可知反應(yīng)過程中利用核能提供了所需的大部分能量，需要額外消耗的能量較小，因此，生成的SO2和I2可以循環(huán)使

10、用，其他產(chǎn)物對環(huán)境無污染，耗能低是本方法的最大優(yōu)點(diǎn)。(4)可以填“現(xiàn)實(shí)”，也可以填“不現(xiàn)實(shí)”，但必須說明理由，否則此項(xiàng)不得分。答案：(1)H2(g)O2(g)點(diǎn)燃,H2O(l)；H285.8 kJ/mol(2)CaBr2H2O750,2HBrCaO循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會產(chǎn)生污染(3)H2O SO2、I2, O2H2生成的SO2和I2可以循環(huán)使用，其他產(chǎn)物對環(huán)境無污染；利用核能提供了所需的大部分能量，需要額外消耗的能量較少(4)現(xiàn)實(shí)制取H2以水為原料，來源豐富；H2的燃燒產(chǎn)物是水，不會給環(huán)境帶來污染。或：不現(xiàn)實(shí)現(xiàn)有制取H2的方法耗能大，制取的成本太高，另外是氫氣沸點(diǎn)太低，給儲

11、存和運(yùn)輸帶來困難。12某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用50 mL 1.0 mol/L鹽酸跟50 mL 1.1 mol/L 氫氧化鈉溶液在右圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。在大燒杯底部 墊泡沫塑料(或紙條)，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條)，大 燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌捧通過。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)中用稍過量的NaOH的原因教材中說是為保證鹽酸完全被中和。試問：鹽酸在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象，而造成少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā)，則測得的中和熱_(填“偏大”“偏小”或“不變”

12、)。(2)該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn)，每次取溶液各50 mL，并記錄如下原始數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號起始溫度t1/終止溫度(t2)/溫差(t2t1)/鹽酸NaOH溶液平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00 g/cm3，中和后混合液的比熱容C4.18103 kJ/(g)，則該反應(yīng)的中和熱為H_。(3)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng)，則測得的中和熱會_(填“偏大”“偏小”或“不變”)，其原因是_。(4)在中和熱測定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸溶液的步驟，若無此操作步驟，則測得的

13、中和熱_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象導(dǎo)致少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā)，減少了HCl的量，故測得的中和熱會偏小。(4)小題也同理，不洗滌溫度計(jì)上的鹽酸溶液，會造 成測NaOH的溫度偏高，溫差偏小，測得中和熱偏小。(2)溫度(t2t1)應(yīng)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值6.7來計(jì)算。H56.01 kJ/mol。答案：(1)偏小(2)56.01 kJ/mol(3)偏小用醋酸代替鹽酸，醋酸電離要吸收熱量，造成測得中和熱偏小(4)偏小13將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為CH2O(g)COH2。C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的

14、熱化學(xué)方程式分別為C(s)O2(g)=CO2(g)；H1393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)；H2242.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)；H3283.0 kJmol1試回答：(1)請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式：_。(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和，比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量_(填“多”或“少”)。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“煤炭燃燒時加少量水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量”。乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出了如下所示的循環(huán)圖。請你寫出H1、H2、H3、H4

15、之間存在的關(guān)系式_。乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量，最多與直接燃燒煤放出的熱量相同。”請分析：甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是_(填“甲”或“乙”)同學(xué)，另一同學(xué)出現(xiàn)錯誤觀點(diǎn)的原因是_。解析：首先考慮的是如何把“C(s)與水蒸氣”這兩種反應(yīng)物和“CO和H2”這兩種生成物“同位”?；驹瓌t就是在確定好化學(xué)計(jì)量數(shù)的前提下。再根據(jù)方程式的組合時的倍數(shù)和加減來確定H的值。計(jì)算多步反應(yīng)的H之間的關(guān)系，關(guān)鍵是看各反應(yīng)之間能否構(gòu)成總反應(yīng)與各步反應(yīng)之間的關(guān)系，在圖形上看應(yīng)該是一個閉合的反應(yīng)關(guān)系，它們之間符合蓋斯定律。答案：(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)；H131.5 kJmol1

16、(2)多H1H2H3H4乙甲同學(xué)忽視了反應(yīng)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)為吸熱反應(yīng)14化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱能的形式表現(xiàn)出來，叫做反應(yīng)熱。由于反應(yīng)的情況不同，反應(yīng)熱可以分為許多種，如燃燒熱和中和熱，等等。(1)許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以直接測量，其測量的儀器叫做_。(2)下列H表示物質(zhì)燃燒熱的是_；表示物質(zhì)中和熱的是_。(填H1、H2、H3等)A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H1BC(s)O2(g)=CO(g)；H2CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)；H3DC(s)O2(g)=CO2(g)；H4EC6H

17、12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)；H5FNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)；H6G2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)；H7HCH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)；H8(3)2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出99.6 kJ的熱量。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。(4)充分燃燒一定量的丁烷放出的熱量大小為Q kJ，生成的CO2恰好與5 molL1100 mL KOH溶液完全反應(yīng)生成正鹽。求燃燒1 mol丁烷放出的熱量_。解析：本題考查燃燒熱、中和熱的概

18、念，熱化學(xué)方程式的書寫及計(jì)算。(4)中由消耗KOH的量可知，生成CO20.25 mol，根據(jù)丁烷燃燒的反應(yīng)方程式中計(jì)量數(shù)關(guān)系計(jì)算可知丁烷為 mol，即 mol。答案：(1)量熱計(jì)(2)H4、H5H6、H8(3)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)；H1 294.8 kJmol1(4)16Q kJ15熱化學(xué)方程式中的H實(shí)際上是熱力學(xué)中的一個物理量，叫做焓變，其數(shù)值和符號與反應(yīng)物和生成物的總能量有關(guān)，也與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)；(1)如下圖1所示表示的是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(2)化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)；H185 kJmol1，H298(H2)436 kJmol1；H298(Cl2)247 kJmol1，則H298(HCl)_。圖2表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氫化物時的焓變數(shù)據(jù)，根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(3)已知：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)；H25 kJmol1，3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)；H47 kJmol1，F(xiàn)e3O4(s)CO(g)=3F