高中化学2023年大一轮第六章化学反应与能量练习题及解析.pdf
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1、化 学 反 应 与 能 量 第 1 讲 化 学 反 应 的 热 效 度 一、焙 变 热 化 学 方 程 式 1.化 学 反 应 的 实 质 与 特 征 冏 实 质 学 反 应 物 中 化 学 健 鲍 和 生 成 物 中 化 学 键 及 感 反 警 既 有 物 质 变 化,又 伴 有 能 量 变 化;能 吊 转 化 主 要 回 表 现 为 皿 的 变 化 2.焰 与 焰 变 定)与 内 能 有 关 的 物 理 量,用 符 号“且”表 示 概 念.生 成 物 与 反 应 物 的 培 值 差 谒 变|-一 用 A H表 示 常 用 kJ.m oL或 J.m o L表 示3.反 应 热(1)概 念:反
2、 应 热 是 一 定 条 件 下 化 学 反 应 释 放 或 吸 收 的 热 量。反 应 热 和 焰 变 的 关 系:恒 压 条 件 下 进 行 的 化 学 反 应 的 熠 变 等 于 反 应 热,因 此 常 用 表 示 反 应 热。4.焰 变 的 计 算(1)根 据 物 质 具 有 的 能 量 计 算=E(总 生 成 物)一 E(总 反 应 物)(2)根 据 化 学 键 的 断 裂 与 形 成 计 算”=反 应 物 的 键 能 总 和 一 生 成 物 的 键 能 总 和(3)根 据 化 学 反 应 过 程 中 的 能 量 变 化 计 算 5.放 热 反 应 和 吸 热 反 应 图 示 反 能
3、 应 改 物 t悔:的 总 能 可 太.守.生 成 物 的 总 能 量 L.反 应 过 程 图 能 量 r.生 成 物 R/的 总 能 量 反 应 物 必 工.的 总 能 量-.反 应 过 程 图 2意 义。表 示 正 反 应 的 活 化 能;方 表 示 逆 反 应 的 活 化 能:C表 示 该 反 应 的 反 应 热 H图 1:/?)kJ m o r1=-ckJ m o l1,表 示 放 热 反 应 图 2:”=(a/?)kJ.mo i=c kJmo l 表 示 吸 热 反 应(1)放 热 反 应 和 吸 热 反 应 的 判 断 从 反 应 物 和 生 成 物 的 总 能 量 相 对 大 小
4、 的 角 度 分 析,如 图 所 示。反 应 过 程 反 应 过 程 放 热 反 应 吸 热 反 应 从 反 应 热 的 量 化 参 数 键 能 的 角 度 分 析(2)常 见 的 放 热 反 应 可 燃 物 的 燃 烧;酸 碱 中 和 反 应;大 多 数 化 合 反 应;金 属 跟 酸 的 置 换 反 应;物 质 的 缓 慢 氧 化 等。(3)常 见 的 吸 热 反 应:大 多 数 分 解 反 应;盐 类 的 水 解;Ba(OH)2-8H2O与 NH4cl反 应;碳 和 水 蒸 气、C 和 C02的 反 应 等。【特 别 提 醒】(1)过 程(包 括 物 理 过 程、化 学 过 程)与 化
5、学 反 应 的 区 别,有 能 量 变 化 的 过 程 不 一 定 是 放 热 反 应 或 吸 热 反 应。如 水 结 成 冰 放 热,但 不 属 于 放 热 反 应。(2)化 学 反 应 是 放 热 还 是 吸 热 与 反 应 发 生 的 条 件 没 有 必 然 联 系。如 吸 热 反 应 NH4cl与 Ba(OH)2-8H2O 在 常 温 常 压 下 即 可 进 行。6.热 化 学 方 程 式(1)概 念:表 示 参 加 反 应 物 质 的 量 和 反 应 热 的 关 系 的 化 学 方 程 式。(2)意 义:表 明 了 化 学 反 应 中 的 物 质 变 化 和 能 量 变 化。如 2H
6、2(g)+O2(g)=2H2。”=-571.6 kJ-mol-1 表 示:2 mol 氢 气 和 1 mol氧 气 反 应 生 成 2 mol液 态 水 时 放 出 571.6 kJ的 热 量。(3)热 化 学 方 程 式 的 书 写 要 求 及 步 骤 I 一 写 方 程 式 H 写 出 配 平 的 化 学 方 程 式 I|二 标 状 态 H 用 s、1、g、aq 标 明 物 状 的 聚 集 状 态|J 在 化 学 方 程 式 后 写 出 A H,并 根 据 信 息 注 明 I 二 标 AHI I 根 据 已 知 条 件 及 化 学 计 虽 数 汁 算 写 出 AHI四 标 数 值.的 值
7、_【诊 断 1】判 断 下 列 说 法 是 否 正 确,正 确 的 打 错 误 的 打 X。所 有 的 放 热 反 应 不 需 要 加 热 就 能 进 行 反 应()(2)物 质 发 生 化 学 变 化 一 定 伴 有 能 量 的 变 化()(3)浓 H2so4稀 释 是 放 热 反 应()(4)活 化 能 越 大,表 明 反 应 断 裂 旧 化 学 键 需 要 克 服 的 能 量 越 高()(5)吸 热 反 应 中,反 应 物 化 学 键 断 裂 吸 收 的 总 能 量 高 于 生 成 物 形 成 化 学 键 放 出 的 总 能 量()(6)同 温 同 压 下,反 应 H2(g)+C12(g
8、)=2HCl(g)在 光 照 和 点 燃 条 件 下 的“不 同()(7)可 逆 反 应 的 表 示 完 全 反 应 时 的 热 量 变 化,与 反 应 是 否 可 逆 无 关()答 案(1)X(2)V(3)X(4)V(5)V(6)X(7)V二 燃 烧 热 中 和 热 和 能 源 1.燃 烧 热 和 中 和 热 的 比 较 燃 烧 热 中 和 热 概 念 101 kPa时,1 mol纯 物 质 完 全 燃 烧 生 成 指 定 产 物 时 所 放 出 的 热 量 在 稀 溶 液 里,酸 与 碱 发 生 中 和 反 应 生 成 1 mol水 时 所 放 出 的 热 量 相 同 点 能 量 变 化
9、放 热 及 其 单 位 A H 0)强 酸 与 强 碱 反 应 的 中 和 热 H=一 57.3 kJ.moL2.中 和 热 的 测 定(1)实 验 装 置 温 度 计(_ 玻 璃 搅 拌 器 内 筒 7 m n r h 杯 盖 隔 热 层、方-外 壳(2)测 定 原 理(加 酸+机 被)c(f终 一 场)?c=4.18 J-|=4.18X 10-3 kJ-gF r;n 为 生 成 H20 的 物 质 的 量。(3)实 验 步 骤|绝 热 装 置 的 准 备 U 减 少 热 量 损 失|鼠 取 反 应 物.测 反 应 前 温 度 H 用 N a O H 稀 溶 液、稀 盐 酸|混 合 反 应
10、物.测 反 应 后 温 度 H 测 反 应 后 混 合 液 的 最 高 温 度 I I重 复 实 验 H 减 小 实 验 误 差 II计 算 反 应 热 I(4)注 意 事 项 泡 沫 塑 料 板 和 碎 泡 沫 塑 料(或 纸 条)的 作 用 是 保 温。为 保 证 酸 完 全 中 和,采 取 的 措 施 是 若 采 用 的 酸、碱 浓 度 相 等,可 采 用 碱 体 积 稍 过 量。3.能 源(1)能 源 的 分 类 rd 煤 b n-|石 油|-一 T 天 然 气 H茸 点 属 于 不 可 再 生 能 源 解 决 开 源 节 能:开 发 新 能 源 方 法 和 节 约 现 有 能 源 能
11、 源|太 阳 能 11氢 能 11风 能 能|地 热 能|每 洋 能 1 1 生 物 质 能|资 源 丰 富、可 以 再 生、优 占 没 有 污 染 或 污 染 很 小.屈 于 清 洁 能 源(2)解 决 能 源 问 题 的 措 施 提 高 能 源 的 利 用 效 率:a.改 善 开 采、运 输、加 工 等 各 个 环 节;b.科 学 控 制 燃 烧 反 应,使 燃 料 充 分 燃 烧。开 发 新 能 源:开 发 资 源 丰 富、可 以 再 生、没 有 污 染 或 污 染 很 小 的 新 能 源。【诊 断 2】判 断 下 列 说 法 是 否 正 确,正 确 的 打 J,错 误 的 打 X。(1
12、)燃 料 电 池 中 将 甲 醇 蒸 气 转 化 为 氢 气 的 热 化 学 方 程 式 是 CH30H(g)+gO2(g)=C O 2(g)+2H2(g)=-192.9 kJ-mol-1,则 CH30H(g)的 燃 烧 热 为 192.9kJ mo()(2)已 知 稀 溶 液 中,H+(aq)+O H(aq)=H2O(l)-57.3 kJ-mol-1,则 稀 醋 酸 与 稀 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 生 成 1 m ol水 时 放 出 57.3 k J的 热 量()(3)已 知 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)A H=-57.3 kJ-mol-1,贝 I H2so4 和Ba(
13、OH)2 反 应 的 反 应 热 A=2 X(-57.3)kJ-moPC)(4)Hz(g)的 燃 烧 热 是 285.8 kJ-mo,则 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)=+571.6 kJ mor()答 案(1)X(2)X(3)X(4)X三 盖 斯 定 律 与 反 应 热 的 比 较 1.盖 斯 定 律(1)内 容:对 于 一 个 化 学 反 应,无 论 是 一 步 完 成 还 是 分 几 步 完 成,其 反 应 热 是 相 同 的。即:化 学 反 应 的 反 应 热 只 与 反 应 体 系 的 始 态 和 终 态 有 关,而 与 反 应 的 途 径 无 关。(2)意 义:间 接 计
14、 算 某 些 反 应 的 反 应 热。2.反 应 热 大 小 的 比 较(1)看 物 质 状 态。物 质 的 气、液、固 三 态 转 化 时 的 能 量 变 化 如 下:(2)看 的 符 号。比 较 反 应 热 大 小 时 不 要 只 比 较 数 值 的 大 小,还 要 考 虑 其 符 号。(3)看 化 学 计 量 数。当 反 应 物 与 生 成 物 的 状 态 相 同 时,化 学 计 量 数 越 大,放 热 反 应 的 越 小,吸 热 反 应 的 越 大。(4)看 反 应 的 程 度。对 于 可 逆 反 应,参 加 反 应 的 物 质 的 量 和 状 态 相 同 时,反 应 的 程 度 越
15、大,热 量 变 化 越 大。【诊 断 3】试 比 较 下 列 各 组”的 大 小。(1)同 一 反 应,生 成 物 状 态 不 同 时 A(g)+B(g)=C(g)AHi0A(g)+B(g)=C(l)AH20则 A M(填“V”或“=,下 同)A m。(2)同 一 反 应,反 应 物 状 态 不 同 时 S(g)+O2(g)=SO2(g)AHi0S(s)+O2(g)=SO2(g)AH20则 H AH20答 案(1)(2)解 析 因 为 C(g)=C AH3 0则 M b=AH2-&H,o H;AH J S(g)-S(s)-8(),(g)AH2+A/3=A W l,则 3=A L A”2,又“3
16、 0,所 以”1VA“2。重 难 突 破 培 育 关 键 能 力 考 点 一 化 学 反 应 过 程 热 效 应 的 分 析【典 例 1(2020.福 建 福 州 市 高 三 期 末)已 知 几 种 物 质 之 间 的 能 量 关 系 如 图 所 示,下 列 说 法 中 正 确 的 是()A.使 用 合 适 催 化 剂,能 减 小 反 应 的 焰 变 B.。(g)+H2(g)。(g)AW=+28.7 kJ/molC.0(g)+HJg)-O(g)中,热 能 转 化 为 产 物 内 部 的 能 量 D.O(g)+H(g)=L(g),反 应 物 的 总 能 量 高 于 生 成 物 的 总 能 量 答
17、 案 BD解 析 A.使 用 合 适 催 化 剂 可 降 低 反 应 的 活 化 能,但 不 能 减 小 反 应 的 焰 变,故 A 错 误;B.=(g)+H2(g)=、(g)AH=237.1 kJ/mol-208.4 kJ/mol=+28.7 kJ/mol,故 B 正 确;C.(g)+H2(g)=(g)AH=119.6 kJ/mol-237.1 kJ/m ol=-117.5kJ/m ol,产 物 内 部 的 能 量 转 化 为 热 能,故 C 错 误;D.=(g)+H2(g)=(g)=119.6 k J/m o l,反 应 为 放 热 反 应,反 应 物 的 总 能 量 高 于 生 成 物
18、的 总 能 量,故 D 正 确;故 选 BD。【对 点 练 1(化 学 反 应 过 程 中 能 量 变 化 分 析)已 知 化 学 反 应 A2(g)+B2(g)=2 A B(g)H=+100kJ-mo 的 能 量 变 化 如 图 所 示,判 断 下 列 叙 述 中 正 确 的 是()A.加 入 催 化 剂,该 反 应 的 反 应 热”将 减 小 B.每 形 成 2 moi AB 键,将 吸 收 k J能 量 C.每 生 成 2 分 子 A B吸 收(“一 切 k J热 量 D.该 反 应 正 反 应 的 活 化 能 大 于 100 kJ mol 答 案 D解 析 催 化 剂 不 能 改 变
19、反 应 热 的 大 小,A 错 误;形 成 化 学 键,释 放 能 量,B错 误;热 化 学 方 程 式 中,化 学 计 量 数 代 表 物 质 的 量,C 错 误。【对 点 练 2(依 据 键 能 或 能 量 变 化 计 算 焙 变)(2021.湖 南 汨 罗 市 高 三 检 测)如 图 是 金 属 镁 和 卤 素 单 质(X2)反 应 的 能 量 变 化 示 意 图。下 列 说 法 正 确 的 是()OE2)、羯 挈|Mg(s)+X2(g)Y BM MgL(s)T N,K-524 MgBr,(s)V641_Mgd2(s)-8研 V 1 124 MgEXs)1200 卜-反 应 进 程 A.
20、热 稳 定 性:MgF2MgC12MgBr2Mgl2B.22.4 LF2(g)与 足 量 的 M g充 分 反 应,放 热 1124kJC.工 业 上 可 由 电 解 MgCL溶 液 冶 炼 金 属 M g,该 过 程 需 要 吸 收 热 量 D.由 图 可 知:MgBr2(s)+C 12(g)=M gC12(s)+Br2(l)A/MgChMgBr2 Mgl2,A 错 误;B.未 指 明 气 体 所 处 的 状 况,无 法 计 算 F 2的 物 质 的 量,因 此 不 能 计 算 反 应 放 出 的 热 量,B 错 误;C.由 于 MgC12(s)的 能 量 比 Mg(s)、Cb(g)低,所
21、以 工 业 上 可 由 电 解 熔 融 MgCh冶 炼 金 属 M g,该 过 程 需 要 吸 收 热 量,C 错 误;D.根 据 图 示 可 知 MgC12(s)=M g(s)+Cb(g)A H=+641kJ/mol,MgBr2(s)=M g(s)+B 3 g)AH=+524 kJ/mol,一,整 理 可 得 MgBr2(s)+Cl2(g)=M g C l2(s)+Br2(g)=117 kJ/mol,物 质 由 气 态 变 为 液 态,会 放 出 热 量,所 以 MgBr2(s)+C12(g)=M g C 1 2(s)+Br2(l)117 kJ/mol,D 正 确;故 合 理 选 项 是 D
22、。【对 点 练 3(焰 变 与 键 能 的 关 系)(2020.海 南 天 一 联 考 高 三 三 模)已 知 HH键 的 键 能 为 436.0 kJ mol 0=0 键 的 键 能 为 498.0 kJ mol 且 2H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)A H=-572.0 kJ moFo 则 O H 键 的 键 能 为()A.485.5 kJ-moP1 B.242.8 kJ-mol-1C.971 kJ m o r1 D.376.5 kJ-mol-1答 案 A解 析 设 H2O分 子 中 O H 键 的 键 能 为 xkJ/mol,则 2 moi H 2 O 中 含 有 4 molOH
23、,其 总 键 能 为 4xkJ/mol,=反 应 物 的 总 键 能 一 生 成 物 的 总 键 能,即 一 572kJ/mol=436 kJ/molX2+498 kJ/mol4无,所 以 x=485.5,即 H2O 分 子 中 OH键 的 键 能 为 485.5 kJ/mol,故 选 A。-易 错 警 示-反 应 过 程 能 量 分 析 的 三 点 注 意 事 项(1)焙 变 与 反 应 发 生 的 条 件、反 应 是 否 彻 底 无 关。(2)催 化 剂 能 降 低 反 应 的 活 化 能,但 不 影 响 焰 变 的 大 小。(3)在 化 学 反 应 中,反 应 物 各 原 子 之 间 的
24、 化 学 键 不 一 定 完 全 断 裂。考 点 二 燃 烧 热 和 中 和 热【典 例 2(2020.福 建 省 漳 州 市 高 三 质 检)下 列 关 于 化 学 反 应 与 能 量 的 说 法 正 确 的 是()A.已 知 正 丁 烷 的 燃 烧 热 为 2 878 kJ.mo,则 表 示 正 丁 烷 燃 烧 热 的 热 化 学 方 程 式 为 2cH3cH2cH2cH3(g)+13O2(g)=8 C O 2(g)+10H2。=一 2 878kJ m o r1B.已 知 在 一 定 条 件 下,2 moi SO2与 1 mol Ch充 分 反 应 后,释 放 出 98 kJ的 热 量,则
25、 其 热 化 学 方 程 式 为 2sO2(g)+O2(g)2so3(g)A H=-9 8 kJ-rnol-1C.已 知 稀 盐 酸 与 稀 N a O H 溶 液 反 应 的 中 和 热 为 57.3 kJ.mol j 则 表 示 稀 硫 酸 与 稀 N a O H 溶 液 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 2sO4(aq)+NaOH(aq)=;Na2so4(aq)+H2O(1)A H=-5 7.3 kJ-moF1D.已 知 CUSO4(S)+5H2(X D=C USO4-5H2O(S),该 反 应 为 燧 增 加 的 反 应 答 案 C解 析 燃 烧 热 是 指 1 m o l可 燃
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