考查反应热与能量变化的关系
1.(2020·北京西城区模拟)甲烷与氯气光照条件下发生取代反应的部分反应历程和能量变化如下:
第一步:Cl2(g)
2Cl·(g) ΔH1=+242 kJ·mol-1
第二步:CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)
ΔH2=+7.5 kJ·mol-1
第三步:CH3·(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+Cl·(g)
ΔH3=-112.9 kJ·mol-1……
(其中Cl·表示氯原子,CH3·表示甲基)
下列说法不正确的是 ( )
A.由题可知,甲烷和氯气在室温暗处较难反应
B.CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4 kJ·mol-1
C.形成1 mol CH3Cl中C—Cl键放出的能量比拆开1 mol Cl2中化学键吸收的能量多
D.若是甲烷与Br2发生取代反应,则第二步反应ΔH<+7.5 kJ·mol-1
【解析】选D。光照下发生取代反应,常温下不能反应,故A正确;由第二步与第三步相加得到CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4 kJ·mol-1,故B正确;由第三步反应可知,形成C—Cl键,拆开Cl2中化学键,且为放热反应,则形成1 mol CH3Cl中C—Cl键放出的能量比拆开1 mol Cl2中化学键吸收的能量多,故C正确;若是甲烷与Br2发生取代反应,Cl比Br的能量高,则第二步反应ΔH>+7.5 kJ·mol-1,故D错误。
2.(2020·北京师大附中模拟)中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+
H2(g) ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是 ( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D.图示过程中的H2O均参与了反应过程
【解析】选D。根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,故A错误;过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2中的化学键为非极性键,故B错误;催化剂不能改变反应的ΔH,故C错误;根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,故D正确。
焓变、反应热的图象分析
