答案解析
1.【解析】选C。化学反应中一定有能量变化,A错误;B项中,由ΔH=断开旧化学键吸收的能量-形成新化学键放出的能量,得ΔH<0,故为放热反应,错误。ΔH的大小与热化学方程式中的化学计量数成比例关系,D项错误。
2.【解析】选B。形成H—Cl键放出能量,只有化学键的生成没有化学键的断裂,不是化学变化,A错误;石墨和金刚石互为同素异形体,二者之间的转化属于化学变化,B正确;Na变成Na+为吸热过程,但该过程无新化学键的形成,不是化学反应,C错误;水蒸气变成液态水属于水蒸气的液化过程,为物理变化,D错误。
【误区警示】有关化学反应实质的易错问题
(1)化学反应的实质是有反应物化学键的断裂,同时也有生成物中化学键的形成,只有化学键断裂的过程和只有化学键形成的过程不是化学反应。
(2)要注意区分放热过程和放热反应的区别,放热过程的热效应如水蒸气变为液态水放出的热量不能称为反应热。
3.【解析】选B。1 mol碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于1 mol碳不完全燃烧生成CO放出的热量,Q1、Q2均为正值,故Q2>Q1,A项正确;两反应均为放热反应,故生成物总能量均低于反应物总能量,B项错误;生成1 mol CO气体时放出Q1kJ热量,C项正确;等物质的量的同种物质,气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量,D项正确。
4.【解题指南】解决本题的关键是正确理解燃烧热的概念,抓住概念中的关键词。
【解析】选D。判断燃烧热的关键:一是1 mol纯物质充分燃烧;二是生成稳定的氧化物。C、H所对应的氧化物分别是CO2(g)、H2O(l),故D正确。
5.【解析】选C。100 g碳粉的物质的量:=mol,碳完全燃烧生成CO2,故该反应过程中减少了由CO转化为CO2时,所释放的热量:mol××
282.57 kJ·mol-1=1 569.83 kJ,C项正确。
6.【解析】选C。燃烧热是指在25℃、101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。A项,根据已知热化学方程式可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,不正确;B项,有BaSO4(s)生成,而生成BaSO4也是放热的,所以放出的热量比57.3 kJ多,即B项中的ΔH<-57.3 kJ·mol-1,不正确;C项,1 g H2(g)完全燃烧放出的热量为=142.9 kJ,1 g CH3OH(l)完全燃烧放出的热量=22.7 kJ,所以同质量时,H2(g)放出热量多,正确;D项,由盖斯定律可知正确的热化学方程式是3H2(g)+CO2(g)==== CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1,不正确。
7.【解析】选D。燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,气态水不是稳定态,A项错误;H2O(l)转化为H2O(g),为液态水汽化时所吸收的热量,B项错误;固体碳与气态二氧化碳的反应是吸热反应,C项错误;对于一个给定的反应来说,ΔH只与反应物和生成物的状态有关,与反应的条件无关,D项正确。
8.【解题指南】解答本题时应注意:
(1)判断热化学方程式的正误时要注重细节,如A选项错在是放热反应,应为“-”号;
(2)可逆反应的热化学方程式表示的是反应进行到底时的反应热,而按照一定量混合的反应物是不能完全转化的。
【解析】选C。A项,放热反应,ΔH<0,错误;B项,12 g C的物质的量为1 mol,ΔH=-221.0 kJ·mol-1,错误;C项,已知反应为放热,则其逆反应为吸热,ΔH为“+”,ΔH与化学计量数成正比,正确;D项,反应是可逆反应,0.5 mol N2和
1.5 mol H2不能完全反应,错误。
【方法技巧】书写热化学方程式口诀
热化方程要点多,漏掉一点分不得;
标清状态配好平,焓变正负千焦摩;
计量数反热成正比,反应变向焓变号。
9.【解析】选B。根据盖斯定律,液体酒精完全燃烧生成液态水的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=(-Q1+Q2-3Q3)kJ·mol-1,故23 g液体酒精完全燃烧放出的热量为0.5Q1-0.5Q2+1.5Q3,B项正确。
【加固训练】已知:
①H2O(g)====H2O(l) ΔH=-Q1kJ·mol-1
②C2H5OH(g)====C2H5OH(l) ΔH=-Q2kJ·mol-1
③C2H5OH(g)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1
下列判断正确的是 ( )
A.酒精的燃烧热为Q3kJ
B.若使23 g液态酒精完全燃烧,最后恢复到室温,释放出的热量为(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ
C.H2O(g)H2O(l)释放出了热量,所以该过程为化学变化
D.由反应③可知1 mol C2H5OH(g)的能量高于2CO2(g)和3H2O(g)的总能量
【解析】选B。要确定C2H5OH的燃烧热必须确定C2H5OH燃烧生成液态H2O的热化学方程式,根据目标反应可将3个反应进行加减,即③-②+①×3,故燃烧热
ΔH=-Q3kJ·mol-1-(-Q2kJ·mol-1)+(-Q1kJ·mol-1)×3=-(Q3-Q2+3Q1)kJ·mol-1,故A项错误;23 g酒精的物质的量为=0.5 mol,故B项中释放的热量为0.5×(Q3-Q2+3Q1)kJ,B项正确;状态变化属于物理变化,C项错误;D项应该是反应物的总能量高于生成物的总能量,D项错误。
10.【解析】选B。催化剂只能加快化学反应速率,不能影响化学平衡,A错误;
ΔH=E(反应物键能之和)-E(生成物键能之和),即-92.2 kJ·mol-1=
945.8 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1×3-6E(N—H),解得E(N—H)=391 kJ·mol-1,热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1,B正确、C错误;由于反应是可逆的,不能完全进行,2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量小于184.4 kJ,D错误。
11.【解析】(1)通过分析只有b项不利于能源“开源节流”。
(2)①石墨的能量较低,更稳定。石墨的燃烧热指1 mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。②12 g石墨和24 g氧气反应,即1 mol C和0.75 mol O2反应,则生成0.5 mol CO和0.5 mol CO2,放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ·mol-1+
0.5 mol×393.5 kJ·mol-1=252.0 kJ。(3)已知:2CO(g)+O2(g)====2CO2(g)
ΔH=-566.0 kJ·mol-1,N2(g)+O2(g)====2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol-1,目标反应2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g)可由两个反应相减获得,则ΔH=
-746.0 kJ·mol-1。
答案:(1)b (2)①石墨 -393.5 kJ·mol-1
②252.0 kJ
(3)2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·mol-1
12.【解题指南】解答本题时应明确:
(1)根据盖斯定律,一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
(2)熟悉盖斯定律应用中的几个原则。
【解析】(1)由盖斯定律可知,反应焓变只与始态和终态有关,而与反应的途径无关。通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的,所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。
(2)由盖斯定律,将途径Ⅱ的三个化学方程式分别调整系数后叠加可得:ΔH1=
ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
(3)因为C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) ΔH>0,所以在制取水煤气的反应中,反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量,在发生反应时,反应物需要吸收能量转化为生成物,因此其反应条件为高温。
(4)由盖斯定律可得ΔH==
=-11 kJ·mol-1。
答案:(1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
(3)小于 吸收 高温
(4)FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJ·mol-1
【方法技巧】热化学方程式的计算
热化学方程式的计算叠加时应遵循数学运算规则:
(1)当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时,各物质前的化学计量数和ΔH需同乘以该化学计量数。当某物质或ΔH移到“====”另一边时就变为异号。
(2)“ΔH”在进行加、减、乘等运算时,一定要注意其符号的改变,即ΔH的运算包括数值和符号的双重运算。
13.【解题指南】解决本题应注意以下两点:
(1)正确理解题中信息,包括文字信息和图像信息。
(2)根据盖斯定律,正确利用已知方程式进行叠加得到目标方程式。
【解析】(1)①表示CH3OH和DMC燃烧热的热化学方程式为
①CH3OH(l)+O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
②CO(OCH3)2(l)+3O2====3CO2(g)+3H2O(l) ΔH2
根据盖斯定律可知,①×2-②得:
CO2+ 2CH3OH====CO(OCH3)2+H2O ΔH=2ΔH1-ΔH2
②反应达到平衡后,图示为继续升高温度,甲醇的转化数降低;升高温度,平衡向吸热方向移动,故该反应的逆向为吸热反应,正反应则为放热反应,ΔH<0。
(2)从物质的状态看,该反应是气体体积增大的反应即ΔS>0,反应的ΔH<0,则
ΔH-TΔS<0,故该反应能够自发进行。
根据盖斯定律,得:
CH4(g)+H2O(g)====CO(g)+3H2(g) ΔH=250.3 kJ·mol-1
(3)CH4与NO2反应生成N2,NO2、CH4是反应物,N2是生成物,则①-②可得CH4(g)+2NO2(g)====CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-957.3 kJ·mol-1。
答案:(1)①2ΔH1-ΔH2
②< 反应达平衡后,升高温度,甲醇的转化数降低;升高温度,平衡向吸热方向移动,故该反应为放热反应,ΔH<0
(2)能 +250.3
(3)CH4(g)+2NO2(g)====N2(g)+2H2O(g)+CO2(g) ΔH=-957.3 kJ·mol-1
