資源簡介

第一章　化學反應的熱效應
本章復習提升
易混易錯練
易錯點1　物質中所含化學鍵的數目判斷錯誤,導致計算焓變時出錯
1.P4S3可用于制造安全火柴,相關物質的結構與化學鍵的鍵能如下所示:
共價鍵 S—S P—P P—S
鍵能/(kJ·mol-1) a b c
則反應S8(s)+P4(s) P4S3(s)的ΔH為 (　　)
A.(a+b-c) kJ·mol-1
B.(c-a-b) kJ·mol-1
C.(3a+3b-6c) kJ·mol-1
D.3(a+2b-3c) kJ·mol-1
2.已知反應:①CH4(g)+2F2(g) CH2F2(g)+2HF(g)　ΔH1<0
②CH4(g)+4F2(g) CF4(g)+4HF(g)　ΔH2
相關化學鍵的鍵能數據如下:
化學鍵 C—H C—F H—F F—F
鍵能/(kJ·mol-1) a b c d
下列說法正確的是 (　　)
A.①中反應物的總能量小于生成物的總能量
B.ΔH1=2(b-a+c-d) kJ·mol-1
C.ΔH2=ΔH1
D.CH2F2(g)+2F2(g) CF4(g)+2HF(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1
易錯點2　對蓋斯定律理解不充分,導致計算或比較ΔH時出錯
3.分析3個熱化學方程式,下列說法正確的是 (　　)
①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH1=-484 kJ·mol-1
②C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=-2 039 kJ·mol-1
③C3H8(g)+O2(g) 3CO(g)+4H2O(g)　ΔH3=-1 190 kJ·mol-1
A.丙烷的燃燒熱為2 039 kJ·mol-1
B.相同條件下,等質量的H2(g)與C3H8(g)相比較,充分燃燒時,C3H8(g)放熱更多
C.3CO2(g)+10H2(g) C3H8(g)+6H2O(g)　ΔH=-381 kJ·mol-1
D.3CO(g)+7H2(g) C3H8(g)+3H2O(g)　ΔH=+504 kJ·mol-1
4.(經典題)MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M=Ca、Mg):
已知:離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強。下列說法不正確的是 (　　)
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.對于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
思想方法練
利用“微觀與宏觀”結合的思想理解反應熱
方法概述
　　化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成,在化學鍵變化過程中,伴隨著能量的變化,表現為從環境吸收熱量或向環境釋放熱量。在進行相關計算和判斷時,要注意微觀和宏觀的區別,微觀上是以反應中化學鍵的斷裂和形成導致的能量變化來進行計算的,而宏觀上是以反應物和生成物“靜態”的能量差異來進行計算的。掌握宏觀與微觀相結合的思想,可以深入探尋很多知識的本質。
1.某反應的熱化學方程式可表示為2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)　ΔH<0,其能量變化如圖所示,則該反應的ΔH為 (　　)
A.-(a+c-b-d) kJ·mol-1
B.-(b+d-a-c) kJ·mol-1
C.-(2a+c-b-d) kJ·mol-1
D.-(b+d-2a-c) kJ·mol-1
2.肼(N2H4)在不同條件下的分解產物不同,200 ℃時在Cu表面分解的機理如圖1所示。已知200 ℃時,反應Ⅰ:3N2H4(g) N2(g)+4NH3(g)　ΔH1=-33 kJ·mol-1,反應Ⅱ:N2H4(g)+H2(g) 2NH3(g)　ΔH2=-41.8 kJ·mol-1,下列說法不正確的是 (　　)
圖1
圖2
A.圖1所示過程①、②都是放熱反應
B.反應Ⅱ的能量變化示意圖如圖2所示
C.斷開3 mol N2H4(g)中的化學鍵吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化學鍵釋放的能量
D.200 ℃時,N2H4分解生成N2和H2的熱化學方程式為N2H4(g) N2(g)+2H2(g)　ΔH=+50.6 kJ·mol-1
3.Na2CO3(aq)與鹽酸反應過程中的能量變化如圖所示(a、b、c均大于0),下列選項正確的是 (　　)
A.H2CO3(aq) CO2(g)+H2O(l)為放熱反應
B.C(aq)　ΔH=a kJ·mol-1
C.HC(aq)+H+(aq) CO2(g)+H2O(l)　ΔH=(c-b) kJ·mol-1
D.C(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l)　ΔH=(a+b-c) kJ·mol-1
答案與分層梯度式解析
易混易錯練
1.C 2.D 3.C 4.C
1.C　根據ΔH=反應物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量,則該反應的ΔH=(×8×a+6×b-6×c-3b) kJ·mol-1=(3a+3b-6c) kJ·mol-1。
易錯分析　不能正確找出反應物和生成物中所含的化學鍵數目,是導致本類題出錯的主要原因。
2.D　①是放熱反應,則反應物的總能量大于生成物的總能量,A錯誤;ΔH1=斷鍵吸收的總能量-成鍵釋放的總能量,因此ΔH1=(4a+2d-2a-2b-2c) kJ·mol-1=2(a+d-b-c) kJ·mol-1,B錯誤;反應②中ΔH2=(4a+4d-4b-4c) kJ·mol-1,ΔH2=2ΔH1,C錯誤;根據蓋斯定律,②-①得CH2F2(g)+2F2(g) CF4(g)+2HF(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1,D正確。
3.C　反應②生成的H2O(g)不是穩定狀態,無法確定丙烷的燃燒熱,A錯誤;設H2(g)和C3H8(g)的質量均為44 g,其物質的量分別為22 mol和1 mol,由反應①、②可知,充分燃燒時,H2(g)放熱更多,B錯誤;根據蓋斯定律,①×5-②得3CO2(g)+10H2(g) C3H8(g)+6H2O(g)　ΔH=(-484×5+2 039)kJ·mol-1=-381 kJ·mol-1,C正確;根據蓋斯定律,①×-③得3CO(g)+7H2(g) C3H8(g)+3H2O(g)　ΔH=(-484×+1 190)kJ·mol-1=-504 kJ·mol-1,D錯誤。
易錯分析　熱化學方程式中物質的化學計量數擴大或縮小時,ΔH的數值沒有隨之改變,會導致計算錯誤。
4.C　ΔH1為破壞MCO3(s)中離子鍵所需吸收的能量,ΔH1>0,因Mg2+半徑比Ca2+小,故MgCO3中離子鍵比CaCO3中強,A正確;C分解為CO2和O2-為吸熱過程,ΔH2>0,因MgCO3和CaCO3中ΔH2均表示C分解所吸收的熱量,則ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3),B正確;根據題給能量關系及蓋斯定律可知:ΔH1(CaCO3)+ΔH2(CaCO3)=ΔH(CaCO3)+ΔH3(CaO)　①,ΔH1(MgCO3)+ΔH2(MgCO3)=ΔH(MgCO3)+ΔH3(MgO)　②,①-②結合ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)得:ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)+ΔH(CaCO3)-ΔH(MgCO3),因ΔH(CaCO3)≠ΔH(MgCO3),C錯誤;MCO3(s)分解為MO(s)和CO2(g)為吸熱過程,ΔH>0,考慮到ΔH1+ΔH2=ΔH+ΔH3,故有ΔH1+ΔH2>ΔH3,D正確。
思想方法練
1.B 2.A 3.C
1.B　2 mol NO2斷裂化學鍵吸收a kJ熱量,1 mol O3斷裂化學鍵吸收c kJ熱量,形成1 mol N2O5中的化學鍵放出b kJ熱量,形成1 mol O2中的化學鍵放出d kJ熱量,ΔH=斷鍵吸收的總能量-成鍵放出的總能量=[(a+c)-(b+d)] kJ·mol-1=-(b+d-a-c) kJ·mol-1。
方法點津　本題從物質變化的本質設問,從微觀角度給出斷鍵吸收的能量、成鍵釋放的能量,據此可計算出反應中的熱量變化,最終反映到宏觀上物質所具有的總能量發生了變化。本題體現了微觀與宏觀結合的思想在化學反應與能量變化解題中的應用。
2.A　圖1所示過程①發生的是反應Ⅰ,該過程ΔH<0,是放熱反應,過程②涉及NH3的分解,由反應Ⅰ-反應Ⅱ×3可得2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH=+92.4 kJ·mol-1,該反應是吸熱反應,A錯誤;反應Ⅱ是放熱反應,生成物總能量小于反應物總能量,圖2所示能量變化示意圖正確,B正確;反應Ⅰ為放熱反應,斷開3 mol N2H4(g)中的化學鍵吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化學鍵釋放的能量,C正確;根據蓋斯定律,反應Ⅰ-2×反應Ⅱ得N2H4(g) N2(g)+2H2(g)　ΔH=+50.6 kJ·mol-1,D正確。
3.C　由題圖可知H2CO3(aq) CO2(g)+H2O(l)為吸熱反應,A項錯誤;C(aq)+H+(aq) HC(aq)　ΔH=-a kJ·mol-1,B項錯誤;HC(aq)+H+(aq) CO2(g)+H2O(l),此反應為吸熱反應,ΔH>0,故ΔH=(c-b) kJ·mol-1,C項正確;C(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l)為放熱反應,ΔH<0,故ΔH=(c-a-b) kJ·mol-1,D項錯誤。
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