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1、化學反應與能量的變化考查反應熱與能量變化的關系 1.如圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化，下列說法中正確的是() A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反應放出的能量為180 kJB.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的總能量小于2 mol NO(g)具有的總能量C.通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.NO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應生成鹽和水【解析】選B。該反應的反應熱是946 kJmol-1+498 kJmol-1-2632 kJmol-1=180 kJmol-1，該反應是吸熱反應，A錯誤，B正確；氮氣和氧

2、氣反應需要一定條件，C錯誤；NO不是酸性氧化物，和氫氧化鈉溶液不反應，D錯誤。2.(雙選)(2020北京師大附中模擬改編)中國學者在水煤氣變換CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H中突破了低溫下高轉化率與高反應速率不能兼得的難題，該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現(xiàn)的。反應過程示意圖如下：下列說法正確的是()A.過程、過程均為吸熱過程B.過程生成了具有極性共價鍵的H2、CO2C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應的HD.圖示過程中的H2O均參與了反應過程【解析】選A、D。根據(jù)反應過程示意圖，過程、過程中水分子中的化學鍵斷裂的過程，為吸熱過程，故A正確；過程中CO、氫氧原子

3、團和氫原子形成了二氧化碳、水和氫氣，H2中的化學鍵為非極性鍵，故B錯誤；催化劑不能改變反應的H，故C錯誤；根據(jù)反應過程示意圖，過程中水分子中的化學鍵斷裂，過程也是水分子中的化學鍵斷裂的過程，過程中形成了水分子，因此H2O均參與了反應過程，故D正確。焓變、反應熱的圖象分析3.由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A.反應生成1 mol N2時轉移4 mol e-B.反應物能量之和大于生成物能量之和C.N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g) H=-139 kJmol-1D.斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和【解析】選A。N2O和NO反應生成N2和N

4、O2的化學方程式為N2O+NON2+NO2，反應生成1 mol N2時轉移2 mol e-，A不正確；根據(jù)圖示，反應物能量之和大于生成物能量之和，B正確；該反應的反應熱H=(209-348)kJmol-1=-139 kJmol-1，C正確；由于該反應放熱，所以斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和，D正確。4.炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧，活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列說法錯誤的是()A.氧分子的活化包括O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成B.每活化一個氧分子放出0.29 eV的能量C.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42

5、 eVD.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑【解析】選C。由題圖可知，氧分子的活化是O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成過程，A正確；由題圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，因此每活化一個氧分子放出0.29 eV的能量，B正確；由題圖可知，水可使氧分子活化反應的活化能降低0.18 eV，C錯誤；活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑顆?？梢曰罨醴肿?，因此炭黑顆粒可以看作大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑，D正確?！炯庸逃柧殹孔钚聢蟮溃嚎茖W家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是()A.CO和O生成CO2是吸熱反應B.在

6、該過程中，CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應的過程【解析】選C。由題干上圖可知狀態(tài)的能量低于狀態(tài)的能量，因此該過程是放熱過程，A項錯誤；由題干下圖可知該過程中CO的化學鍵沒有斷開，B項錯誤；CO與O生成的CO2具有極性共價鍵，C項正確；狀態(tài)到狀態(tài)表示CO與O生成CO2的過程，D項錯誤。【歸納提升】圖解反應熱與活化能的關系(1)在無催化劑的情況，E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，H=E1-E2。(2)催化劑能降低反應所需活化能，但不影響焓變的大小。利用鍵能計算H5.斷裂1 mol化學鍵所需的能量如表，火箭燃料肼(H2NNH2)的有關

7、化學反應的能量變化如圖所示，則下列說法錯誤的是()化學鍵NNOONNNH鍵能(kJ)154500942aA.N2(g)比O2(g)穩(wěn)定B.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H1=-534 kJmol-1C.圖中的H3=+2 218 kJmol-1D.表中的a=194【解析】選D。由表中數(shù)據(jù)可知，NN鍵的鍵能大于OO鍵的鍵能，則N2(g)比O2(g)穩(wěn)定，A正確；由能量變化圖示可知，反應N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)的H1=-534 kJmol-1，B正確；根據(jù)蓋斯定律，反應N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)的H1=H2+H3=(-2 7

8、52 kJmol-1)+H3=-534 kJmol-1，則H3=+2 218 kJmol-1，C正確；N2H4(g)+O2(g)2N(g)+4H(g)+2O(g)的H3=+2 218 kJmol-1，根據(jù)反應熱與鍵能的關系可得H3=(4a kJmol-1+154 kJmol-1+500 kJmol-1)=+2 218 kJmol-1，解得a=391，D錯誤。6.甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用CO2和H2在催化劑的作用下合成甲醇，主要發(fā)生的反應如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41.2 kJmol-1已知化學鍵的鍵能如下(CO表示CO的化學鍵)：化學鍵HH

9、COHOE/(kJmol-1)4361 076465碳氧雙鍵的鍵能為_?！窘馕觥坑煞磻狢O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41.2 kJmol-1，根據(jù)化學鍵的鍵能計算：2x+436-1 076-4652=+41.2，求出x=805.6 kJmol-1。答案：805.6 kJmol-1 【加固訓練】根據(jù)如圖能量關系示意圖，下列說法正確的是()A.1 mol C(s)與1 mol O2(g)的能量之和為393.5 kJB.反應2CO(g)+O2(g)2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應物的總能量C.由C(s)CO(g)的熱化學方程式為：2C(s)+O2(g)2CO(g)H

10、=-221.2 kJmol-1D.熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出熱量，則CO熱值H=-10.1 kJmol-1【解析】選C。A項，由題圖可知1 mol C(s)與1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2(g)能量高393.5 kJ，錯誤；B項，2CO(g)+O2(g)2CO2(g)為放熱反應，生成物的總能量小于反應物的總能量，錯誤；C項，由圖可知1 mol C(s)與O2(g)生成1 mol CO(g)放出熱量為393.5 kJ-282.9 kJ=110.6 kJ，且物質(zhì)的量與熱量成正比，焓變?yōu)樨?，則熱化學方程式為2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2 kJmol-1，正確；D項，若熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出熱量，則CO的熱值為10.1 kJg-1，錯誤?！練w納提升】利用鍵能計算H的方法(1)計算公式：H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。(2)計算關鍵：利用鍵能計算反應熱的關鍵，就是要算清物質(zhì)中化學鍵的種類和數(shù)目。 (3)常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨CC金剛石CCS8(SS)SiH2O2鍵數(shù)24641.52823- 6 -