内容正文:
第一章:化学反应的热效应强基习题
一、单选题
1.已知:H2(g)+F2(g) = 2HF(g) ΔH= -270 kJ/mol,下列说法正确的是
A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B.如图可表示由H2和F2生成HF的反应过程和能量关系
C.H2(g)与F2(g) 反应放出540 kJ热量时,电子转移数为2.408×1024
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
2.已知石墨和金刚石与氧气反应生成二氧化碳的能量变化图如下。下列说法正确的是
A.石墨(s)比金刚石(s)的能量高
B.断开石墨中的共价键吸收的能量小于断开金刚石中的共价键吸收的能量
C.由石墨制备金刚石的过程是物理变化
D.这两个反应均为放热反应
3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应热效应表示为:H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3KJ•mol﹣1分别向1L0.5mol•L﹣1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3,下列关系正确的是
A.△H1>△H2>△H3 B.△H1<△H2<△H3
C.△H1>△H2=△H3 D.△H1=△H2<△H3
4.0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,又知:H2O (l ) == H2O(g) △H = +44 kJ·mol-1,下列热化学方程式,正确的是
A.B2H6(g)+O2(g) =B2O3 (g)+H2O (g) △H = -677.7 kJ·mol-1
B.B2H6(g)+3O2(g) =B2O3(s)+3H2O (g) △H = -2165 kJ·mol-1
C.B2H6(g)+3O2(g) = B2O3(s)+3H2O (g) △H = -2033 kJ·mol-1
D.B2H6(g)+3O2(g) =B2O3(s)+3H2O(l) △H = -2033 kJ·mol-1
5.下列说法正确的是
①需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
②化学反应的发生一定会伴随能量变化
③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
④旧化学键的断裂说明- 一定发生了化学反应
A.③④ B.①② C.②③ D.②③④
6.在标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质
O
能量
249
218
39
0
0
下列说法不正确的是
A.的键能为
B.的燃烧热为
C.中氧氧单键的键能为
D.
7.下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.所有的放热反应不需要加热就能进行反应
B.浓稀释是放热反应
C.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
D.可逆反应的表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关
8.下列关于热化学方程式的说法错误的是
A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
B.热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数
C.热化学方程式未注明温度和压强时 ,ΔH表示标准状况下的数据
D.同一化学反应,反应条件不同ΔH可能相同
9.王安石的《元日》:“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏。千门万户曈曈日,总把新桃换旧符”。诗中涉及了许多化学知识。下列说法正确的是
A.“爆竹声中一岁除”中的爆竹爆炸时发生了复分解反应
B.“春风送暖入屠苏”中,屠苏酒中只含有乙醇和水
C.“千门万户曈曈日”中的能量转化方式包括将太阳能转化为热能
D.“总把新桃换旧符”中的桃符主要成分为纤维素,纤维素和淀粉互为同分异构体
10.某类反应的能量变化如图所示,下列有关化学反应与能量变化的说法错误的是
A.白磷转化为红磷的能量变化可由如图表示时,热化学方程式为P4(s,白磷)=4P(s,红磷) △H=-(E1-E3)kJ•mol-1
B.相同条件下,相同质量的固态硫与气态硫分别和足量氧气充分反应,前者的△H大
C.如图所示能量变化可表示氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
D.如图所示的化学反应中,逆反应的活化能为(E2-E3)kJ•mol-1
11.下列说法中不正确的是
A.任何化学反应都伴随着能量的变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量,反应释放能量
D.若化学键形成时释放的能量小于旧化学键被破坏时需吸收的能量,则反应吸收能量
12.下列说法不正确的是
A.对于同一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应的焓变相同
B.盐酸与某强碱中和放出的热随反应物的用量改变而改变,但中和热不变
C.燃烧热随化学方程式前面的化学计量数的改变而改变
D.放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量
13.土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化如图。
下列说法不正确的是
A.O的非金属性大于S,推知热稳定性:
B.两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C.
D.结合的燃烧热,可求算的
14.如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A.由MgF2制取Mg是放热过程
B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.此条件下热化学反应方程式为MgI2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+I2(g)的∆H=-287kJ/mol
D.1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量大于形成1molMgX2成键放出的能量
二、填空题
15.为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出a kJ的热量,试写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: ;
(2)已知反应CH3—CH3(g)→ CH2===CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下:
化学键
C—H
C===C
C—C
H—H
键能/kJ·mol-1
414.4
615.3
347.3
435.3
通过计算得出该反应的反应热为 ;
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算25OC时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:ΔH= 。
16.
(1)甲醇是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
反应过程中的能量关系
①甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同? 原因是 。
③写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式 。
(2)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是________。
A.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
B.①反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量
C.根据②推知反应:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
D.反应②的能量变化如图所示
17.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)在25℃、101kPa时,8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ,则CH4燃烧的热化学方程式 。
(2)已知:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H=-437.3kJ·mol -1
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) △H=-285.8kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
则煤气化反应C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)的焓变△H= kJ·mol-1。
18.回答下列问题:
(1)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 。
A.HCN比HNC稳定 B.该异构化反应的
C.正反应与逆反应的活化能相等 D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
(2)已知共价键的健能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H-H
H-O
键能/()
436
463
热化学方程式
则的为
A. B. C. D.
19.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ/mol,
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/moL。
回答下列各问:
(1)36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为 kJ。
(2)C的燃烧热△H= kJ/mol。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 kJ。
20.氨(NH3)、肼(N2H4)是两种氮的氢化物。
(1)合成氨的反应是一个放热反应。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如图:
状态②、③、④中,能量最高的状态是 。
(2)已知途径Ⅰ两步转化反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2,途径Ⅱ所示反应的反应热为ΔH,能否由途径Ⅰ的反应热推出途径Ⅱ的ΔH? ,(若能,请说明理由),(若不能,请说明还需补充的数据) 。
途径Ⅰ.N2NH3(ΔH1)NO、H2O(l)(ΔH2)
途径Ⅱ.N2NO(ΔH)
(3)发射卫星时用肼(N2H4)作燃料、二氧化氮(NO2)作氧化剂。
已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1= +67kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2= -500kJ·mol-1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式: 。
(4)在微生物的作用下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
②1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 。
21.回答下列问题:
(1)已知化学反应的能量变化如图所示:
①该反应的 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
②写出该反应的热化学方程式 。
(2)联氨(又称肼,,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
①
②
③
④
上述反应热效应之间的关系式为 ,联氨和可作为火箭推进剂的主要原因为 。(至少答两条)
22.氮氧化物(NOx)是一种主要的大气污染物,必须进行处理。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其反应过程中的能量变化如下:
反应
N2(g)→2N(g)
O2(g)→2O(g)
N(g)+O(g)→NO(g)
反应热
ΔH 1
ΔH 2
ΔH 3
热量值kJ·mol-1
945
498
630
①ΔH 1 0,ΔH 3 0.(填“>”或“<”)
②N2(g)+O2(g) = 2NO(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。其热化学方程式为:4NH3 (g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.98 kJ·mol-1,下列能表示该反应中能量变化的是 (填字母)。
A.
B.
C 。
(3)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
H2O(l) = H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1
则CH4 (g)+2NO2(g)=N2 (g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= ,1.6 g CH4还原NO2 生成N2和液态水时放出的热量为 kJ。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.根据题意可得热化学方程式2HF(g)=H2(g)+F2(g) ΔH=270 kJ/mol,即2mol氟化氢气体分解生成1mol氢气与1mol氟气吸收270 kJ热量,故A错误;
B.根据题意可知H2和F2生成HF的过程焓变小于0,且没有注明反应物、生成物的状态和物质的量,故B错误;
C.H2(g)与F2(g) 反应放出540 kJ热量时,则有2mol氟气与2mol氢气发生反应,转移4mol电子,即2.408×1024个,故C正确;
D.热化学方程式中的系数指的是物质的量,所以是1mol氢气分子与1mol氟气分子反应生成2mol氟化氢气体分子放出270kJ热量,故D错误;
综上所述答案为C。
2.D
【详解】A.从图中可以看出,1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量低,故A错误;
B.由于1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量低,所以石墨比金刚石稳定,断开 1mol 石墨中的共价键吸收的能量大于断开 1mol 金刚石中的共价键吸收的能量,故B错误;
C.石墨和金刚石是不同物质,由石墨制备金刚石的过程有新物质生成,是化学变化,故C错误;
D.从图中可以看出,石墨和金刚石燃烧反应中,反应物的总能量均高于生成物的总能量,所以这两个反应均为放热反应,故D正确;
故选D。
3.B
【详解】因为浓硫酸溶于水放热,醋酸作为弱酸,电离吸热,则恰好完全反应时的放出的热量为①>②>③,所以△H1<△H2<△H3,故B正确;
答案:B
【点睛】根据稀的强酸与强碱生成1molH2O放出的热量为中和热,注意弱电解质的电离吸热,浓硫酸溶于水放热来解答。
4.C
【详解】0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,由此可知,1mol的气态乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出的热量为2165kJ,其热化学方程式可表示为B2H6(g)+3O2(g) =B2O3(s)+3H2O(l) △H = -2165 kJ·mol-1。又知H2O (l ) == H2O(g) △H = +44 kJ·mol-1,则1mol的气态乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和气态水,放出的热量为2165kJ-44 kJ3=2033 kJ,其热化学方程式可表示为B2H6(g)+3O2(g) = B2O3(s)+3H2O (g) △H = -2033 kJ·mol-1。反应热与化学计量数成正比,则有B2H6(g)+O2(g) =B2O3 (s)+H2O (g) △H = -677.7 kJ·mol-1,因此,热化学方程式正确的是C,本题选C。
5.C
【详解】①需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧,故错误;②化学反应的发生一定会伴随能量变化,故正确;③从宏观角度来说,反应物总能量大于生成物总能量,反应放热,反之吸热,故正确;④旧化学键的断裂不一定发生了化学反应,如溶解有时也有化学键断裂,但是物理变化,故错误。答案选C。
6.B
【详解】A.根据表格中的数据可知,H2的键能为218=436 kJ / mol,A正确;
B.根据燃烧热热化学方程式:,表格中没有H2O(l)的能量,不可算燃烧热,B错误;
C.根据OH(g)+OH(g)=H2O2(g)可以计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ/mol,C正确;
D.,D正确;
故选B。
7.D
【详解】A.反应的反应条件与反应的热效应是两个概念,两者没有必然关系,有些放热反应需要加热才能引发,某些吸热反应,在室温下不用加热也可以发生,A错误;
B.浓稀释过程为物理变化,不是放热反应,B错误;
C.同温同压下,反应的△H只与反应的反应物和生成物状态有关,与反应途径和条件无关,C错误;
D.可逆反应的表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关,D正确;
故选D。
8.C
【详解】A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比,参加反应的物质的物质的量越多,化学反应过程所吸收和放出的热量越多,故A不符合题意;
B.热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数,不能表示分子的个数,故B不符合题意;
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示室温常压下的数据,故C符合题意;
D.ΔH只与反应物和生成物状态有关,与反应过程无关,故D不符合题意;
答案选C。
9.C
【详解】A.爆竹中含有黑火药,黑火药的成分是“一硫二硝三木炭”,即主要成分是硫、硝酸钾和碳,三者发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和氮气,不属于复分解反应,故A错误;
B.屠苏酒中除了乙醇和水之外,还有酯、屠苏草汁或中草药汁等,故B错误;
C.“千门万户曈曈日”是指初升的太阳照耀着千家万户,能量转化方式包括将太阳能转化为热能,故C正确;
D.纤维素和淀粉的分子式都为(C6H10O5)n,都属于高分子化合物,由于n的数值不同,不能称为同分异构体,故D错误;
答案选C。
10.C
【分析】由图可知,该反应的反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应。
【详解】A.白磷转化为红磷的能量变化可由如图表示时,反应放热,放出的热量为E1-E3,放热反应的△H为负值,所以该反应的热化学方程式为P4(s,白磷)=4P(s,红磷) △H=-(E1-E3)kJ•mol-1,正确;
B.气态硫的能量高于液态硫的能量,相同条件下,相同质量的固态硫与气态硫分别和足量氧气充分反应,气态硫放热多,但由于放热反应△H为负值,所以前者的△H大,正确;
C.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应是吸热反应,而图示反应是放热反应,错误;
D.逆反应的活化能是从生成物到最高点的能量差值,如图所示的化学反应中,逆反应的活化能为(E2-E3)kJ•mol-1,正确;
故选C。
11.B
【详解】A. 化学变化的两个基本特征是有新物质生成、伴随能量变化,因此任何化学反应都伴随能量变化,A正确;B. 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,但也可以转化为其它能量,例如电能等,B错误;C. 反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应释放出能量,为放热反应,C正确;D. 若化学键形成时释放的能量小于破坏旧化学键所需要吸收的能量,则根据能量守恒定律可知反应吸收能量,D正确,答案选B。
12.C
【详解】A.根据能量守恒定律可知对于同一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应的焓变相同,即盖斯定律,故A正确;
B.中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量,因此盐酸与某强碱中和放出的热随反应物的用量改变而改变,但中和热不变,故B正确;
C.在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,因此燃烧热不会随化学方程式前面的化学计量数的改变而改变,故C错误;
D.反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,故D正确;
答案选C。
13.C
【详解】A.非金属性越强的元素简单气态氢化物稳定性越强,O的非金属性大于S,推知热稳定性,A正确;
B.由图可知两步反应均为放热反应,所以反应物化学键断裂吸收的能量小于生成物化学键形成放出的能量,B正确;
C.由图可知,第一步热化学反应为 ,第二步反应为 ,根据盖斯定律两步反应式相加 ,故C错误;
D.结合的燃烧热可得到代表S(s)的燃烧热的热化学方程式,再结合第一步热化学方程式,按盖斯定律,可求算的,D正确;
故本题答案选C。
14.C
【详解】A.由图可知,Mg与F2的能量高于MgF2,则由MgF2制取Mg是吸热反应,故A错误;
B.一般而言,物质的能量越低越稳定,由图可知化合物的热稳定性顺序为MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,故B错误;
C.依据图象Mg(s)+Cl2(l)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol,Mg(s)+I2(l)=MgI2(s)△H=-354kJ/mol,将第一个方程式减去第二方程式得MgI2(s)+Cl2(g)═MgCl2(s)+I2(g)△H=-287kJ•mol-1,故C正确;
D.根据图象,金属镁和卤素单质(X2)的能量均比生成物能量高,金属镁和卤素单质(X2)生成MgX2(s)的反应均为放热反应,则1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量小于形成1molMgX2成键放出的能量,故D错误;
故选C。
15. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)ΔH=-2akJ/mol +125.5kJ/mol +226.7kJ/mol
【详解】(1)燃烧热:1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,1mol甲烷放出的热量为22.4×a/11.2kJ = 2akJ,CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = -2akJ·mol-1;
(2)根据反应热 = 反应物键能总和-生成物键能总和 = (347.3 + 6 × 414.4-615.3-4×414.4-435.3)kJ·mol-1 = + 125.5kJ·mol-1;(3)①C(s) + O2(g) = CO2(g) ,②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l),③2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l),目标反应:2C(s) + H2(g) = C2H2(g),因此有:2 × ① + ②/2-③/2得出△H = (-393.5 × 2-571.6/2 + 2599/2)kJ·mol-1 = +226.7kJ/mol。
16.(1) 吸热 相同 一个化学反应的反应热仅与反应始态和终态有关,而与反应的途径无关 CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1)kJ·mol-1
(2)C
【详解】(1)①E1<E2,甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应;
②反应热与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关,故反应热相同;
③由图可知,甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式为CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1)kJ·mol-1;
(2)A.采用反应①将CH3OH转变成H2时,反应吸热,采用反应②将CH3OH转变成H2时,反应放热,A错误;
B.反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热,B错误;
C.液态甲醇转变成气态甲醇时,要吸收热量,液态甲醇参与反应时,放出的热量比气态甲醇的少,ΔH变大,C正确;
D.反应②放热,1 mol CH3OH(g)和mol O2(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和2 mol H2(g)的总能量,与图示不符,D错误;
故选C。
17. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol +131.5kJ/mol
【分析】(1)计算1mol甲烷完全燃烧放出的热量,注明物质的聚集状态与焓变书写热化学方程式;
(2)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减,构造目标热化学方程式,焓变也进行相应的计算;
【详解】(1)在25℃、101kPa时,8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ,则1mol甲烷燃烧放出的热量为:445.15kJ×1mol×16g/mol8g=890.3kJ,则CH4燃烧的热化学方程式是:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−890.3kJ/mol,
故答案为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−890.3kJ/mol;
(2)已知:①.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=−437.3kJ⋅mol-1
②.H2(g)+12O2(g)═H2O(g)△H=−285.8kJ⋅mol-1
③.CO(g)+12O2(g)═CO2(g)△H=−283.0kJ⋅mol-1
根据盖斯定律,①−②−③可得:
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)
△H=−437.3kJ⋅mol-1−(−285.8kJ⋅mol-1)−(−283.0kJ⋅mol-1)=+131.5kJ⋅mol-1,
18.(1)CD
(2)D
【详解】(1)A.能量越低越稳定,HCN比HNC稳定,故A正确;
B.焓变=生成物总能量-反应物总能量,该异构化反应的,故B正确;
C.该反应吸热,正反应的活化能大于逆反应的活化能,故C错误;
D.催化剂不能改变物质的能量,使用催化剂,不改变反应的反应热,故D错误;
选C D。
(2)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,设氧气的键能为Q,则2×436+Q -4×=,解得 Q=,则的=,D正确;
故选D。
19. 87.6 -393.5 1429
【分析】此题考查盖斯定律的应用,根据需要计算的反应物和生成物判断所需的分反应方程式,利用各反应中物质的特点进行加合。对于燃烧热注意生成的稳定的化合物。
【详解】(1)根据反应①和②利用盖斯定律,②2-①得出2H2O (l) = 2H2O(g) △H=-87.6kJ/mol,所以36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为87.6 kJ;
(2)根据C的燃烧热是指燃烧1mol碳生成稳定的氧化物所放出的热量判断④是碳的燃烧热的热化学方程式。故C的燃烧热△H= -393.5 kJ/mol;
(3)根据反应②,10gH2的物质的量n=5 mol,所以放出的热量为:285.8kJ5=1429kJ。
【点睛】熟悉燃烧热的基本概念,掌握盖斯定律的应用的技巧,找准总反应的反应物和生成物进行书写方程式。
20. ③ 不能 还需知道2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应的热效应 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1067kJ·mol-1 放热 NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-373kJ·mol-1
【详解】(1)状态②→状态③发生N2和H2中化学键断裂,需要吸收能量,故状态③能量高于状态②,由状态③→状态④为N与H形成NH3的成键过程,放出能量,故状态④能量低于状态③,故能量最高的为状态③;
(2) 途径Ⅱ的方程式为:,途径Ⅰ两步方程式为:和,途径Ⅰ两步叠加不能消去H2O、H2,且多余O2,故还需知道2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应的热效应;
(3) 由已知方程式②×2-①得方程式:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH,由盖斯定律计算得该反应ΔH=2ΔH2 - ΔH1= -1067kJ·mol-1,故肼和NO2反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1067kJ·mol-1;
(4)由图象知,第一步反应△H<0,故为放热反应;第一步反应对应热化学方程式为:①NH(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH1=-300 kJ·mol-1,第二步反应对应热化学方程式为:②(aq)+O2(g)=(aq) ΔH2=-73 kJ·mol-1,两步叠加得目标热化学方程式为:NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-373kJ·mol-1。
21.(1) 大于 =+(a-b)kJ/mol
(2) 反应放热量大、产生大量气体、无污染
【详解】(1)①从图中看出,该反应为吸热反应,故大于0;
②反应物的总键能为akJ/mol;=+(a-b)kJ/mol,热化学方程式为=+(a-b)kJ/mol;
(2)根据盖斯定律可知,反应④=2③-2②-①,故;联氨和可作为火箭推进剂的主要原因为:反应放热量大、产生大量气体、无污染。
22.(1) > < 183
(2)C
(3) -867 kJ·mol-1 95.5
【解析】(1)
①氮气分子分解为氮原子,为断裂化学键吸收能量过程,则ΔH 1>0;氮原子和氧原子形成化学键放出能量过程,ΔH 3<0。
② Ⅰ:N2(g)→2N(g) ΔH 1=945 kJ·mol-1
Ⅱ:O2(g)→2O(g) ΔH 2=498 kJ·mol-1
Ⅲ:N(g)+O(g)→NO(g) ΔH 3=-630 kJ·mol-1
由盖斯定律可知,Ⅰ+Ⅱ+2×Ⅲ得到,N2(g)+O2(g) = 2NO(g) 故ΔH=183kJ·mol-1。
(2)
4NH3 (g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.98 kJ·mol-1,反应为放热反应,反应物能量高于生成物,反应焓变为负值,故C。
(3)
①CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(l) = H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1
由盖斯定律可知,(①+②)得到CH4 (g)+2NO2(g)=N2 (g)+CO2(g)+2H2O(g) ,故ΔH=-867 kJ·mol-1;
由盖斯定律可知,(①+②)- ③×2得到CH4 (g)+2NO2(g)=N2 (g)+CO2(g)+2H2O(l) ,故ΔH=-955 kJ·mol-1;1.6 g CH4的物质的量为,故还原NO2 生成N2和液态水时放出的热量为955 kJ·mol-1×0.1mol=95.5 kJ。
答案第1页,共2页
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