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跟踪练(29) 化学反应与热能
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.依据图示关系,下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨,s)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多
C.C(石墨,s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
C 解析:所有的燃烧都是放热反应,根据图示,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol,ΔH1<0,则石墨燃烧是放热反应,A正确;根据图示,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ/mol,根据反应可知都是放热反应,1 mol C(石墨,s)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,1 mol C(石墨,s)放热多,B正确;根据B项分析,①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ/mol,根据盖斯定律①-②×2可得:C(石墨,s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2,C错误;根据盖斯定律可知,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确。
2.(2023·河北沧州模拟)臭氧层中O3分解过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.催化反应①②均为放热反应
B.决定O3分解反应速率的是催化反应②
C.E1是催化反应①对应的正反应的活化能,(E2+E3)是催化反应②对应的逆反应的活化能
D.温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大
C 解析:反应①中生成物能量高于反应物,反应①是吸热反应,A错误;决定总反应速率的是慢反应,活化能越大反应越慢,据图可知催化反应①的正反应活化能更大,反应更慢,故催化反应①决定臭氧的分解速率,B错误;E1为催化反应①中反应物断键吸收的能量,即催化反应①对应的正反应的活化能,E2+E3为催化反应②生成物成键时释放的能量,即催化反应②对应的逆反应的活化能,C正确;总反应的反应物能量高于生成物的能量,则总反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,平衡常数减小,D错误。
3.(改编题)2022年8月5日,我国在酒泉卫星发射中心,运用长征二号F运载火箭,成功发射一型可重复使用的试验航天器,运载火箭第三级使用液氧—液氢作推进剂。已知:
①H2(g)===H2(l) ΔH1=-0.92 kJ/mol
②O2(g)===O2(l) ΔH2=-6.84 kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ/mol
B.氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ/mol
C.火箭中液氢燃烧的热化学方程式:2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-474.92 kJ/mol
D.H2O(g)===H2O(l) ΔH=-88 kJ/mol
C 解析:由题图可知,每2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放热483.6 kJ,选项中未指明反应物的物质的量,A错误;氢气的燃烧热ΔH=- kJ/mol=-285.8 kJ/mol,B错误;由盖斯定律可知,火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-(483.6-2×0.92-6.84)kJ/mol=-474.92 kJ/mol,C正确;H2O(g)===H2O(l) ΔH= kJ/mol=-44 kJ/mol,D错误。
4.(2021·浙江1月选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H—H
H—O
键能/(kJ/mol)
436
463
热化学方程式
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ/mol
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A.428 kJ/mol B.-428 kJ/mol
C.498 kJ/mol D.-498 kJ/mol
D 解析:根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算,该反应的ΔH=2E(H—H)+E(O===O)-4E(H—O),则有-482 kJ/mol=2×436 kJ/mol+E(O===O)-4×463 kJ/mol,解得E(O===O)=498 kJ/mol,即断裂1 mol O===O吸收498 kJ能量。根据盖斯定律推知,2 mol