第17讲 化学反应与能量变化1．下列说法正确的是( )A．物质的化学变化都伴随着能量变化B．凡是吸热反应都需要加热C．表示中和热的热化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量更多2．下列变化中，一定不存在化学能与热能相互转化的是( )A．铝热反应 B．金属钝化C．干冰气化D．燃放爆竹3．H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“—”表示化学键)：下列说法不正确的是( )图K17－1A．过程Ⅰ是吸热过程B．过程Ⅲ一定是放热过程C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行4．关于化学反应与能量的说法中错误的是( )A．中和反应是放出能量的B．化学反应中有物质变化也有能量变化C．图K17－2所示的反应为放热反应图K17－2D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量5．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法中，正确的是( )A．煤是碳单质B．石油是纯净物C．天然气的主要成分是甲烷D．煤、石油、天然气是可再生资源7\n6．(双选)化学反应一般均会伴随着能量变化，对H2在O2中燃烧的反应，正确的是( )A．该反应为吸热反应B．该反应为放热反应C．断裂H—H键吸收能量D．生成H—O键吸收能量7．下列实验装置(固定装置略去)和操作正确的是( )图K17－38．[2022·广东六校联考](双选)下列说法中正确的是( )A．在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多B．由“C(s，石墨)＝C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9kJ·mol－1”可知，金刚石比石墨稳定C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJD．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式可表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1 9．(双选)根据碘与氢气反应的热化学方程式：①I2(g)＋H2(g)2HI(g) ΔH＝－9.48kJ·mol－1，②I2(s)＋H2(g)2HI(g) ΔH＝＋26.48kJ·mol－1，下列判断正确的是( )A．1molI2(g)中通入1molH2(g)，反应放热少于9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应①的产物比反应②的产物稳定D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低10．[2022·佛山质检]H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的：①已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7\n11．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察图K17－4，然后回答问题。图K17－4(1)图中所示的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝________________________________________________________________________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为________。(3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)你还知道有哪些措施可以使活化分子百分数增大？________________________________________________________________________。(5)通常把拆开1mol化学键所吸收的热量看成该化学键的键能。已知部分化学键的键能如下：化学键N—HN—NO===ON≡NO—H键能(kJ·mol－1)386167498946460发射神舟飞船的长征火箭用了肼(N2H4，气态)为燃料，试写出它在氧气中燃烧生成了N2和气态水的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12．(1)热力学标准态(298K、101kPa)下，由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图K17－5为第ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题：7\n图K17－5①写出第ⅥA族元素中含有18e－的两种氢化物的电子式__________________________。②请你归纳：非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的反应热ΔH的关系______________________________________。③硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在25℃、101kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根据图K17－6写出反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。图K17－6(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤：TiO2→TiCl4Ti已知：Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566kJ·mol－1Ⅲ.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝＋141kJ·mol－1①则TiO2(g)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝____________________。②反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是________________________________________________________________________7\n________________________________________________________________________。7\n1．A [解析]Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但是不需要加热，B项错误；热化学方程式中应注明各物质的聚集状态，C项错误；硫固体变为硫蒸气吸收热量，故等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量少，D项错误。2．C [解析]干冰的气化为物理变化，不存在化学能与热能的转化。3．D [解析]过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程，为吸热过程，而过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故A、B、C项均正确；该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，D项错误。4．C [解析]中和反应是放热反应，故A正确；物质变化、能量变化都是化学反应的特征，故B正确；反应物能量低于生成物能量，说明图示反应为吸热反应，故C错；断键需吸热，成键需放热，故D正确。5．C [解析]煤是有机物和少量无机物组成的混合物，故A错；石油是多种烃组成的混合物，故B错；甲烷是天然气的主要成分，故C正确；煤、石油、天然气是不可再生能源，故D错。6．BC [解析]可燃物燃烧是化学能转化成热能，为放热反应，断裂化学键吸收能量，生成化学键释放能量。7．A [解析]不能互溶的CCl4和水混合时分为上下两层，CCl4的密度比水大，故A正确；NaOH溶液不能盛于酸式滴定管，只能选择碱式滴定管，故B错；漏斗口伸入NaOH溶液，不能防止倒吸，应与液面相平，故C错；温度计应置于混合溶液中测定酸、碱溶液混合过程中的温度，不能置于泡沫中，故D错。8．AC [解析]硫蒸气具有的能量比硫固体多，故A正确；石墨变为金刚石是吸热反应，说明石墨的能量比金刚石低，则石墨比金刚石稳定，故B错；浓硫酸溶解时能放出热量，故C正确；在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式可表示为：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1，故D错。9．AD [解析]25℃、101kPa下1molI2(g)与1molH2(g)完全反应生成2molHI(g)时，放热9.48kJ，但是该反应是可逆反应，反应物不可能全部变为生成物，则该反应放热低于9.48kJ，故A正确；根据盖斯定律，反应②－①可得：I2(s)===I2(g) ΔH＝＋35.96kJ·mol－1，说明1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ，故B错；反应①、②的产物相同，都是2molHI(g)，因此稳定性相同，故C错；反应①的反应物总能量>2molHI(g)的能量>反应②的反应物总能量，故D正确。10．2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－752.1kJ/mol[解析]将已知两反应编号为①②，根据盖斯定律，由②－①可得，2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－752.1kJ/mol。11．(1)放热 需要 －(E1－E2)kJ·mol－1(2)409kJ·mol－1(3)使用了催化剂(4)升高温度(5)①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－577kJ·mol－1[解析](1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为ΔH＝－(E1－E2)kJ·mol－1；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。(2)由图可知，逆反应的活化能应为生成物总能量加上反应热再加上反应物的活化能，即(241.8＋167.2)kJ·mol－1＝409kJ·mol－1。7\n(3)催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一措施是使用催化剂。(4)升高温度可以使分子的能量都增大，故活化分子百分数增大。(5)N2H4燃烧的化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝167kJ·mol－1＋386kJ·mol－1×4＋498kJ·mol－1－946kJ·mol－1－460kJ·mol－1×4＝－577kJ·mol－1，所以N2H4燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－577kJ·mol－1。12．(1)①H∶O,∶O,∶H、H∶S,,H∶②非金属元素氢化物越稳定，ΔH越小，反之亦然③H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝＋81kJ·mol－1(2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1520.0kJ·mol－1(3)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91kJ·mol－1(4)①－80kJ·mol－1 ②防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用[解析](2)SiH4气体在氧气中完全燃烧方程式为SiH4＋2O2SiO2＋2H2O，由方程式可知，1molSiH4完全燃烧转移8mol电子，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1520.0kJ·mol－1。(3)ΔH＝反应物总能量－生成物总能量＝419kJ·mol－1－510kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91kJ·mol－1。(4)将已知热化学方程式按顺序编号为①②③，根据盖斯定律2×①－②＋③可得：TiO2(g)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g) ΔH＝－80kJ·mol－1。7
