DOC《第六章 化学反应与能量》

第六章 化学反应与能量

第一节 化学反应与能量的变化

一、选择题(每小题4分,共48分) 1.

(2009・上海化学,5)下列对化学反应的认识错误的是 ( ) A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化 解析:化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成,化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化,但物质状态不一定发生变化,如:N2(g)+3H2(g) C.2Na2O2(s)+2CO2(s)===2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02*1023 解析:A错,燃烧热的单位应是kJ/mol;

B项,图中没有标注物质的物质的量;

C项, 由CO2(s)===CO2(g) ΔH>0及盖斯定律可知C项正确;

D项,当反应放出509 kJ热量时, 参加反应的CO为1 mol,电子转移数为2*6.02*1023. 答案:C 10.(2011・江西南昌一模)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中

1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H―O键形成时放出热量

463 kJ,则氢气中1 mol H―H键断裂时吸收热量为 ( ) A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ 解析:根据能量守恒,拆开旧键所需的能量等于新键形成释放出的能量加吸收的能量(或减放出的能量)463 kJ*4-121 kJ*4=496 kJ+2ΔH(H―H),求出ΔH(H―H)值为

436 kJ,故答案为C. 答案:C 11.(2011・宁夏银川)化学反应N2+3H2===2NH3的能量变化如右图所示,该反应的热化学方 程式是 ( ) A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ・mol-1 B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ・mol-1 C. A.(6a+5d-4c-12b)kJ・mol-1 B.(4c+12b-6a-5d)kJ・mol-1 C.(4c+12b-4a-5d)kJ・mol-1 D.(4a+5d-4c-12b)kJ・mol-1 解析:化学键断裂吸收的能量为(6a+5d)kJ,化学键生成放出的能量为(12b+4c)kJ.而 反应热=反应物中总键能-生成物中总键能,所以ΔH=(6a+5d)-(12b+4c)=(6a+5d -4c-12b)kJ/mol. 答案:A

二、非选择题(本题包括3个大题,共52分) 13.(16分)A:丙烷燃烧可以通过以下两种途径: 途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ/mol 途径Ⅱ:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ/mol 2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ/mol 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-d kJ/mol (a、b、c、d均为正值) 请回答下列问题: (1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量_填"大于"、 "等于"或"小于")途径Ⅱ放出的热量. (2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量_填""大于、 "等于"或"小于")生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要_填"放出"或"吸收")能量才能转化为生成物,因此其反应条件是 (3)b与a、c、d的数学关系式是_ B:火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产 生大量氮气和水蒸气,并放出大量热.已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成 氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量. (1)写出肼和过氧化氢的结构式:肼_过氧化氢_ (2)写出反应的热化学方程式: (3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生 成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ. (4)上述反应用于火箭推进剂,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的 优点是_ 解析:A:(1)等量的丙烷燃烧,生成物均是CO2(g)、H2O(l),由盖斯定律知途径Ⅱ经过 三步反应放出的热量与途径Ⅰ放出的热量相等. (2)ΔH>0,所以该反应物的总能量低于生成物的总能量.反应时,反应物就需要吸收能量 转化为生成物.一般来说,吸热反应在发生时,需要加热,而且丙烷(烷烃)是一种常温下能稳定存在的物质,所以可判断丙烷分解为丙烯和氢气的反应是需要加热这一条件的. (3)由化学方程式的叠加和盖斯定律推知:-a=b+ 并据此认为"煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等". 请分析:甲、乙两同学观点正确的是_填"甲"或"乙");

判断的理由是_ (3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点_ (4)水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料.CO和H2在一定条件下可以合成:①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸.试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述_填序号)物质时,可以满足"绿色化学"的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放. 解析:根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ・mol-1,由此可知煤转化成水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为"煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量."CO和H2按1∶1反应合成物质时,达到零排放,符合"绿色化学"的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,②、④符合. 答案:(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ・mol-1 (2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3且ΔH2>0) (3)①减少污染,②燃烧充分,③方便运输(答两点即可) (4)②④ 15.(18分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g).反应过程和能量关系如下图所 示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据). 根据上图回答下列问题: (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_ (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_ 上述分解反应是一个可逆反应.温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于_若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填"大于"、"小于"或"等于");

(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5.原因是_ (4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填"大于"、"小于"或"等于");

(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是_ 解析:(1)、(2)中ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,不难写出两个热化学方程式. 分解率α1=