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1、2011-2012 学年高二化学选修学年高二化学选修 4（人教版）同步练习第一章（人教版）同步练习第一章 第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 一. 教学内容： 化学反应与能量的变化 二. 重点、难点 1. 了解反应热和焓变的涵义； 2. 化学反应中的能量变化及其微观原因； 3. 正确认识、书写热化学方程式。 三. 具体内容 （一）绪言 1. 选修 4 的基本结构和地位、与必修的关系 2. 关于“化学暖炉” 、 “热敷袋”的构造和发热原理 3. 举出人们利用化学反应的其他形式的能量转变例子 （二）焓变和反应热 1. 为什么化学反应过程中会有能量的变化？ 2. 反应热的定义 3
2、. 反应热产生的原因 4. 反应热的表示 5. 有效碰撞 6. 活化分子 7. 活化能 8. 催化剂 能能量量 反反应应过过程程 E1 E2 反反应应物物 生生成成物物 活活化化分分子子 活活化化能能 活活化化分分子子 变变成成生生成成 物物分分子子放放 出出的的能能量量 反反应应热热 没没加加催催 化化剂剂 加加了了催催化化剂剂 （三）热化学方程式 1. 定义 2. 表示意义 3. 与普通化学方程式的区别 4. 热化学方程式的书写应注意的问题 （四）实验：中和反应、反应热的测定 【典型例题典型例题】 例 1 已知在 25、101kPa 下，1g C8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放
3、出 48.40kJ 的热量。 表示上述反应的热化学方程式正确的是（ ） A. C8H18（l）+25/2O2（g）8CO2（g）+9H2O（g） H=-48.40kJmol-1 B. C8H18（l）+25/2O2（g）8CO2（g）+9H2O（l） H=-5518kJmol-1 C. C8H18（l）+25/2O2（g）8CO2（g）+9H2O H=+5518kJmol-1 D. C8H18（l）+25/2O2（g）8CO2（g）+9H2O（l） H=-48.40kJmol-1 答案：答案：B 解析：解析：掌握书写热化学方程式的基本注意事项。 例 2 0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B2
4、H6）在 O2中燃烧，生成固态 B2O3和液态水，放出 649.5kJ 的热 量，其热化学方程式为_。 又知：H2O（l）=H2O（g） H=+44kJmol1，则 11.2L （标准状况下）B2H6完全燃烧生成气态 水时放出的热量是_kJ。 答案：答案：B2H6（g）+3O2（g）=B2O3（s）+3H2O（l） H=-2165kJmol-1；1016.5。 解析：解析：考察反应热的计算和两个热量变化过程的分析。 例 3 已知胆矾溶于水时溶液温度降低，室温下将 1mol 无水硫酸铜制成溶液时放出的热量为 Q1。又知 胆矾分解的热化学方程式为：CuSO45H2O（s）=CuSO4（s）+5H2
5、O（l） H=+Q2kJmol-1，则 Q1和 Q2的关系为（ ） A. Q1Q2 B. Q1Q2 C. Q1=Q2 D. 无法确定 答案：答案：A 解析：解析：掌握含有结晶水的物质的特点。 例 4 根据下表的数据，求 H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反应热。 物质H2Cl2HCl 键能/（kJmol-1）436243431 答案：答案：183 kJmol-1 解析：解析：掌握键能和反应热计算的关系。 例 5 已知 CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l） ；HQ1kJmol1， )()(2 22 gOgH 2H2O（g） ；H2Q2 kJ 1 mol， )()(2
6、 22 gOgH 2H2O（l） ；H3Q3 kJ 1 mol。 常温下，取体积比 4:1 的甲烷和氢气的混合气体 11.2L（标准状况下） ，经完全燃烧后恢复至室温，则 放出的热量为 。 答案：答案：0.4Q1+0.05Q3 解析：解析：根据物质的量和反应热的比例关系进行换算。 例 6 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应热，但可测出 CH4、石墨和 H2的燃烧热。 试求出石墨生成甲烷的反应热。 已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）H1=-890.5kJmol-1； C（石墨）+O2（g）= CO2（g） H2=393.5kJmol-1 ； H2（g）+
7、1/2O2（g）= H2O（l） H3=285.8kJmol1。 求：C（石墨）+ 2H2（g）= CH4（g）H4 答案：答案：74.6 kJmol1 解析：解析：学习根据间接的反应判断总反应的反应热。 例 7 已知 25、101kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： C（石墨，s）+O2（g）=CO2（g）H=-393.51kJmol1； C（金刚石，s）+O2（g）=CO2（g）H=395.41kJmol1。 据此判断，下列说法正确的是（ ） A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
8、 C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 答案：答案：A 解析：解析：学会根据热化学方程式比较不同物质的转化和稳定性。 例 8 下列各组热化学方程式中的H，前者大于后者的是（ ） C（s）+O2（g）=CO2（g） H1；C（s）+1/2O2（g）=CO（g） H2； S（s）+O2（g）=SO2（g） H3；S（g）+O2（g）=SO2（g） H4； H2（g）+1/2O2（g）= H2O（l） H5；2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l） H6； CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）
9、 H7；CaO（s）+H2O=Ca（OH）2（s） H8 A. B. C. D. 答案：答案：C 解析：解析：考察对于H 的基本理解和比较。 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：45 分钟） 1. 下列反应不是放热反应的是（ ） A. 生石灰与水反应 B. 木炭的燃烧反应 C. 盐酸和氢氧化钠的反应 D. 水蒸气液化 2. 下列说法正确的是（ ） A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C. 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 D. 吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生反应 3. 已知反应 X+Y= M+N 为放热反应
10、，对该反应的下列说法中正确的（ ） A. X 的能量一定高于 M B. Y 的能量一定高于 N C. X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N 的总能量 D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 4. 今有如下三个热化学方程式： H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；HaKJmol1， H2（g）1/2O2（g）H2O（l）；H= bkJmol1， 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H= ckJmol1， 关于它们的下列表述正确的是（ ） A. 它们都是吸热反应 B. a、b 和 c 均为正值 C. a= b D. 2b= c 5. 1g 碳与适量水蒸气反应生成 CO 和 H2，需吸
11、收 10.94KJ 热量，此反应的热化学方程式为 6. 下列说法正确的是（ ） A. 活化分子碰撞即发生化学反应。 B. 某一反应的活化分子的百分数是个定值。 C. 升高温度会加快化学反应速率，原因是增加了活化分子的碰撞次数。 D. 活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞。 7. 已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量 b kJ，则乙炔燃烧的热 化学方程式正确的是（ ） A. 2C2H2（g）5O2（g）4CO2（g）2H2O（l） ；H2b kJ / mol B. C2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g）H2O（l） ；H2b kJ / mol C.
12、2C2H2（g）5O2（g）4CO2（g）2H2O（l） ；H4b kJ / mol D. 2C2H2（g）5O2（g）4CO2（g）2H2O（l） ；Hb kJ / mol 8. 已知： )()()( 22 gCOgOsC ； molkJH/5 .393 )()( 2 1 )( 222 lOHgOgH ； molkJH/ 8 . 241 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8 9. 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为： H2（g）1/2O2（g）H2O（l） ； H285.8kJ/
13、mol CO（g）1/2O2（g）CO2（g） ； H283.0kJ/mol C8H18（l）25/2O2（g）8CO2（g）9H2O（l） ；H5518kJ/mol CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l） ； H89.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（ ） A. H2（g） B. CO（g） C. C8H18（l） D. CH4（g） 10. 已知在 1105Pa、298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ 热量，下列热化学方程式正 确的是（ ） A. H2O（g）=2H2（g）+O2（g） H+242kJ/mo
14、l B. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H484kJ/mol C. H2（g）+1/2O2（g）=2H2O（g） H+242kJ/mol D. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） H+484kJ/mol 11. 已知单质铁和硫粉反应时需用酒精灯加热反应方能发生，但在铁粉和硫粉开始化合后把酒精灯撤去， 反应仍可进行完全。则此反应为_反应。 （填“吸热” “放热” ）原因是_。 12. 已知： （1）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） H1akJ/mol （2）2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） H2bkJ/mol （3）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）
15、H3ckJ/mol （4）2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H4dkJ/mol 下列关系式中正确的是（ ） A. ac0 B. bd0 C. 2a=b0 D. 2c=d0 【试试题答案题答案】 1. D 2. CD 3. C 4. D 5. C（S）H2O（g）= CO（g）H2（g） H +131.28 kJ 1 mol 6. D 7. C 8. B 9. D 10. A 11. 放热；反应开始后，不加热也可进行完全，说明此反应是放热反应，放出的热量足以维持反应继续 进行。 12. C 【试题解析试题解析】 1. 考察吸热反应和放热反应都是化学变化。 2. 燃烧需要先加热至达到可燃物
16、的着火点，但是放热反应；铁生锈的缓慢氧化是放热反应，但是在常 温下进行；生成物的能量总和减去反应物的能量总和所得为反应热；吸热反应如氢氧化钡晶体和氯化铵 在常温下进行，而碳和二氧化碳的吸热反应需要在高温的情况下进行。 3. 放热反应的本质是反应物的总能量大于生成物的总能量，所以放热。 4. 氢气的燃烧，均为放热反应，反应热为负值，而生成物状态不同，放出的热量不同，应该是等物质 的量的氢气生成液态水放出的热量比生成气态水放出的热量多，因为气态水的能量高，而反应热和物质 的量成正比，所以选择 D。 5. 将 1g 碳换算成 1mol 碳计算其反应热的数值。 6. 活化分子发生有效碰撞才会发生化学变
17、化；还要看条件，条件的改变，活化分子的数量也会改变； 是增加了活化分子的有效碰撞。 7. 根据二氧化碳的物质的量，反应热与其成正比 4 倍，而乙炔燃烧是放热反应，所以为负值。 8. 由题意可列得方程 molkJHnmolkJCn/8 .241)(/ 5 . 393)( 2 5 . 393 8 . 241 )( )( 2 Hn Cn 25 . 3 12 2 5 . 393 128 .241 )( )( 2 Hm Cm 答案 答案：B 9. 把反应热分别除所需可燃物的质量所得的值小的即为所得。 10. 根据生成水蒸气所以水为气体，则排除 B，因为氢气燃烧是放热反应，所以氢气为反应物的反应热 应为负值，所以选 A，反向为正值。 12. 根据（1）和（2）所有物质的状态相同，物质的量为 2 倍关系，所以 2a=b，而燃烧是放热反应， 所以反应热为负值。