内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第二课时 热化学方程式
基础达标
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.C(s) +O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
B.CH4+2O2=CO2 + 2H2O ΔΗ =-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔΗ = +285.8 kJ·mol-1
D.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1
2.关于热化学方程式1/2H2(g)+ 1/2I2(g)=HI(g) △H=+26 kJ/mol,下列叙述正确的是( )
A.1 mol 氢气与1 mol碘蒸气反应时吸热26 kJ
B.1 mol氢气与1 mol碘蒸气反应生成2 mol碘化氢气体时吸热 52 kJ
C.0.5 mol氢气与0.5 mol碘蒸气反应时放热 26 kJ
D.0.5 mol氢气与 0.5 mol碘反应时吸热26 kJ
3.已知2H2(g) +O2(g)=2H2O(1)ΔΗ = -571.6 kJ·mol-1,则下列关于热化学方程式2H2O(1)=2H2(g) +O2(g)的△H的说法正确的是( )
A.方程式中的化学计量数表示分子数 B.该反应可表示36g水蒸气分解时的热效应
C.该反应的ΔH大于0 D.该反应的△H=-571.6 kJ·mol-1
4.铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器等领域有着广泛应用。实验室中可利
用FeCO3和O2为原料制备少量Fe2O3,每生成160 g固体Fe2O3放出130 kJ热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是( )
A. 2FeCO3(s)+1/2O2(g)=Fe2O3(s) +2CO2(g) ΔΗ = +130 kJ·mol-1
B.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ = +260 kJ•mol-1
C.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ =-260 kJ·mol-1
D.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ = -130 kJ•mol-1
5.已知3.6 g 碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,测得放出热量akJ。又知 12 g碳完全燃烧放出的热量为bkJ。则热化学方程式C(s) + 1/2O2(g)=CO(g)的ΔH等于( )
A.-(a-b) kJ·mol-1 B.-(a+b) kJ·mol-1
C. -(5a-0.5b) kJ·mol-1 D.-(10a-b) kJ·mol-1
6.下列关于热化学方程式的说法正确的是( )
A. N2 (g) +3H2 (g)2NH3 (g) ΔΗ= -92.4 kJ/mol,将1.5 mol H2和过量的N2充分反应,放出热量46.2 kJ
B.若1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应放热98.3 kJ,则热化学方程式为2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ/mol
C.若H+(aq) +OH-(aq)=H2O(1) ΔH= -57.3 kJ/mol,则稀硫酸与稀Ba(OH)2反应的热化学方程式为H2SO(aq) +Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s) +2H2O(1) ΔΗ=-114.6 kJ/mol
D.若31 g白磷的能量比31g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)=4P(红磷,s)ΔΗ = -4b kJ/mol
7.下列热化学方程式的书写正确的是( )
A.1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)时放出890 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(1) ΔΗ = -890 kJ• mol-1
B.1 mol H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成H2O(1)放出热量285.8kJ,其热化学方程式为2H2(g) +O2(g)=2H2O(1) △H= -285.8 kJ·mol-1
C.2 mol NO2(g)分解生成1 mol O2(g)和2 mol NO(g),并吸收 116.2 kJ的热量,其热化学方程式为2NO2=O2+2NO ΔH= +116.2 kJ·mol-1
D.1 mol CaCO3(s)完全分解生成CaO(s)和CO2(g)吸收178.2 kJ的热量,其热化学方程式为CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) ΔΗ=-178.2 kJ·mol-1
8.298 K、1.01×105 Pa下,O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应焓变数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与H2化合的热化学方程式的书写正确的是( )
A.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ = -242 kJ· mol-1 B.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔH= -20 kJ·mol -1
C.Se(g) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ =+81 kJ·mol-1 D.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ=+81 kJ·mol-1
9.单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体,下列说法正确的是( )
A.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含的能量高
B.单斜硫比正交硫稳定
C.S(s,单斜)=S(s,正交) ΔH=-0.33 kJ·mol-1
D.由曲线①可知断裂1 mol O2和1 mol单斜硫中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ
10.书写下列反应的热化学方程式。
(1)将1g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:
(2)充分燃烧a g C2H2(g)时生成1 molCO2(g)和0.5 mol H2O(1),放出bkJ热量:
(3)1g碳单质与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94 kJ的热量:
热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,CH4(g)的热值为55.625 kJ.g-1,则CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为:
能力提升
11.【双选题】在一定条件下,N2O(g) 和NO (g)反应生成N2 (g)和NO2(g)的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该反应放出了348 kJ的热量
B.按照曲线 a 反应,△H不变
C.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
D.该反应的热化学方程式为N2O+NO=N2+ NO2 ΔΗ=-139kJ/mol
12.我国首次实现以CO2为原料人工合成淀粉,该过程涉及CO2加氢(电解水得氢气)转化为甲醇(CH3OH)的过程,其能量变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.CO2合成甲醇的反应中,反应物总能量比生成物总能量高
B.CO2合成甲醇的反应中,破坏反应物化学键吸收的能量小于形成生成物化学键释放的能量
C.CO2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g) +3H2 (g)=CH3OH(g)+H2O (g) △H= -(Q1+Q2)kJ/mol
D.上述过程中存在电能转化为化学能、化学能转化为热能的能量转化形式
13.已知X转化为R和W分步进行:①X(g)Y (g)+2W (g) △H1;②Y (g) R (g)+W (g) △H2。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 1 mol X(g)的能量低于1 mol Y (g)的能量B.反应①、反应②均属于放热反应
C.反应①的△H1小于反应②的△H2 D.R (g)+W (g)Y (g) △H=(Ea4-Ea3)kJ/mol
14.分析图像书写热化学方程式
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,请写出NO2 (g)和CO (g)反应的热化学方程式: 。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式: 。
(3)图丙表示一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、CIOx-,(x=1,2,3,4)的能量相对大小,请回答: ①D是 (填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为 (用离子符号表示
直击高考
15. 氧炔焰是乙炔(俗称电石气)在空气中燃烧产生的火焰,温度可达3 000℃以上,常用来切割和焊接金属。已知充分燃烧 a g乙炔(C2H2)气体生成液态水和1 mol二氧化碳气体时,放出bkJ热量,则下列表示乙炔气体燃烧的热化学方程式正确的是( )
A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2 (g)+ 2H2O(1)△H=-4b kJ/mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+ H2O(1) △H=-2b kJ/mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(1) △H=-2b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2 (g)=4CO2(g)+ 2H2O(1) △H=+b kJ/mol
16.在标准状况下,将指定单质生成1 mol某物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,符号为△fHmθ。由题图所给的数据可得,下列说法正确的是( )
A.生成NaF时放出热量最多,故化合时反应速率最快
B.2NaCl (s)=2Na (s)+Cl2 (g) △H=+822 kJ/mol
C.NaI的热稳定性比 NaBr 高
D.由图可知,断开 1 mol Cl2(g)中的化学键所吸收的能量大于断开1 mol Br2 (1)中的化学键所吸收的能量
17.丙烷与溴原子能发生以下两种反应:
① CH3CH2CH3(g)+Br·(g)→CH3CH3CH2·(g)+HBr(g)
② CH3CH2CH3(g)(g)+Br·(g)→+HBr (g)
反应过程的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.反应①与②均为吸热反应
B.稳定性:CH3CH3CH2·(g)>
C.CH3CH2CH3(g)+Br·(g)→CH3CH3CH2·(g)+HBr (1) △H,△H小于反应①中的△H
D.CH3CH3CH2·(g)转变为放出热量
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第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第二课时 热化学方程式
基础达标
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.C(s) +O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
B.CH4+2O2=CO2 + 2H2O ΔΗ =-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔΗ = +285.8 kJ·mol-1
D.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】△H的单位是kJ/mol,A错误;热化学方程式中要标出各物质的聚集状态,B错误;H2燃烧是放热反应,△H小于0,C错误;硫在氧气中燃烧是放热反应,该热化学方程式书写正确,D正确。
2.关于热化学方程式1/2H2(g)+ 1/2I2(g)=HI(g) △H=+26 kJ/mol,下列叙述正确的是( )
A.1 mol 氢气与1 mol碘蒸气反应时吸热26 kJ
B.1 mol氢气与1 mol碘蒸气反应生成2 mol碘化氢气体时吸热 52 kJ
C.0.5 mol氢气与0.5 mol碘蒸气反应时放热 26 kJ
D.0.5 mol氢气与 0.5 mol碘反应时吸热26 kJ
【答案】B
【解析】C、D中均未指明生成物的状态,且C项将反应错认为是放热反应,而A未将反应的化学计量数与△H正确对应起来,故A、C、D都不正确,B正确。
3.已知2H2(g) +O2(g)=2H2O(1)ΔΗ = -571.6 kJ·mol-1,则下列关于热化学方程式2H2O(1)=2H2(g) +O2(g)的△H的说法正确的是( )
A.方程式中的化学计量数表示分子数 B.该反应可表示36g水蒸气分解时的热效应
C.该反应的ΔH大于0 D.该反应的△H=-571.6 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】热化学方程式中的化学计量数仅表示物质的量,不表示物质的分子数,A项错误;该反应可表示36 g液态水分解时的热效应,B项错误;H2O的分解反应是吸热反应,吸热反应的反应热大于0,故该反应的△H大于0,C项正确;该反应的△H=+571.6 kJ·mol-1,D项错误。
4.铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器等领域有着广泛应用。实验室中可利
用FeCO3和O2为原料制备少量Fe2O3,每生成160 g固体Fe2O3放出130 kJ热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是( )
A. 2FeCO3(s)+1/2O2(g)=Fe2O3(s) +2CO2(g) ΔΗ = +130 kJ·mol-1
B.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ = +260 kJ•mol-1
C.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ =-260 kJ·mol-1
D.4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ = -130 kJ•mol-1
【答案】C
【解析】160 g Fe2O3,的物质的量为1 mol,每生成160g固体Fe2O3,放出130 kJ热量,则生成2 molFe2O3,放出260 kJ热量,所以该反应的热化学方程式为2FeCO3(s) +1/2O2(g)=Fe2O3(s) +2CO2(g) △H=-130 kJ·mol-或4FeCO3(s) +O2(g)=2Fe2O3(s) +4CO2(g) ΔΗ =-260 kJ·mol-1,C项正确。
5.已知3.6 g 碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,测得放出热量akJ。又知 12 g碳完全燃烧放出的热量为bkJ。则热化学方程式C(s) + 1/2O2(g)=CO(g)的ΔH等于( )
A.-(a-b) kJ·mol-1 B.-(a+b) kJ·mol-1
C. -(5a-0.5b) kJ·mol-1 D.-(10a-b) kJ·mol-1
【答案】C
【解析】在有关焓变的计算中,要搞清热量与物质的量的关系,再结合化学计量数计算△H。n(C) =3.6 g/12 g·mol-1 =0.3 mol, n(O2)=6.4 g/32 g·mol-1=0.2 mol,C过量,燃烧产物为CO和CO2的混合物,由题意可得:n(CO2)+n(CO)=0.3 mol①,2n(CO2)+n(CO)=0.2 mol×2②。由①②解得n(CO)=0.2 mol,n(CO2)= 0.1 mol。根据题意可知,生成0.2 mol CO放出的热量是(a-0.1b) kJ,则生成1 mol CO放出的热量是(5a- 0.5b) kJ,ΔH=-(5a-0.5b) kJ·mol-1。
6.下列关于热化学方程式的说法正确的是( )
A. N2 (g) +3H2 (g)2NH3 (g) ΔΗ= -92.4 kJ/mol,将1.5 mol H2和过量的N2充分反应,放出热量46.2 kJ
B.若1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应放热98.3 kJ,则热化学方程式为2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ/mol
C.若H+(aq) +OH-(aq)=H2O(1) ΔH= -57.3 kJ/mol,则稀硫酸与稀Ba(OH)2反应的热化学方程式为H2SO(aq) +Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s) +2H2O(1) ΔΗ=-114.6 kJ/mol
D.若31 g白磷的能量比31g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)=4P(红磷,s)ΔΗ = -4b kJ/mol
【答案】D
【解析】A.由 N2 (g) +3H2 (g)2NH3 (g) ΔΗ= -92.4 kJ/mol可知,合成氨为可逆反应,氮气过量时, 1.5 mol H2也不能完全转化,则此条件下充分反应,放出的热量小于46.2 kJ,A错误;B.反应热与反应的物质多少相对应,由于该反应为可逆反应,求不出生成的三氧化硫的物质的量,写不出其热化学方程式,B错误;C.稀硫酸与Ba(OH)2,发生中和反应时除产生2 mol的H2O放出热量外,反应产生BaSO4沉淀时也会放出热量,反应放出热量越多,则反应热越小,故稀硫酸与稀Ba(OH)2反应△H<-114.6 kJ/mol,C错误;D.1 mol的白磷质量是124 g,若31 g白磷的能量比 31 g红磷多 b kJ,则1 mol白磷的能量比等质量的红磷的能量多4b kJ,故白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)= 4P(红磷,s) △H=-4b kJ/mol,D正确。
7.下列热化学方程式的书写正确的是( )
A.1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)时放出890 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(1) ΔΗ = -890 kJ• mol-1
B.1 mol H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成H2O(1)放出热量285.8kJ,其热化学方程式为2H2(g) +O2(g)=2H2O(1) △H= -285.8 kJ·mol-1
C.2 mol NO2(g)分解生成1 mol O2(g)和2 mol NO(g),并吸收 116.2 kJ的热量,其热化学方程式为2NO2=O2+2NO ΔH= +116.2 kJ·mol-1
D.1 mol CaCO3(s)完全分解生成CaO(s)和CO2(g)吸收178.2 kJ的热量,其热化学方程式为CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) ΔΗ=-178.2 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和 H2O(1)时放出890 kJ的热量,则其热化学方程式为CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(1) ΔΗ=-890 kJ·mol-1, A项正确;1 mol H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成H2O(1)时放出的热量是285.8 kJ,所以2H2(g) +O2(g)=2H2O(1) ΔΗ=-571.6kJ·mol-1 ,B项错误;热化学方程式中应注明物质的状态,C项错误;碳酸钙分解吸热,其热化学方程式为CaCO3(s)=CaO(s) +CO2(g) △H= +178.2 kJ·mol-1,D项错误。
8.298 K、1.01×105 Pa下,O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应焓变数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与H2化合的热化学方程式的书写正确的是( )
A.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ = -242 kJ· mol-1 B.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔH= -20 kJ·mol -1
C.Se(g) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ =+81 kJ·mol-1 D.Se(s) + H2 (g) =H2Se(g) ΔΗ=+81 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】 H2O、H2S、H2Se、H2Te的稳定性逐渐减弱,所以b表示H2Se,故A、B项错误;Se在题述条件下是固体,所以Se与H2化合的热化学方程式是Se(s) +H2(g)=H2Se(g) ΔΗ=+81 kJ.mol-1,故C项错误,D项正确。
9.单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体,下列说法正确的是( )
A.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含的能量高
B.单斜硫比正交硫稳定
C.S(s,单斜)=S(s,正交) ΔH=-0.33 kJ·mol-1
D.由曲线①可知断裂1 mol O2和1 mol单斜硫中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ
【答案】C
【解析】物质所含能量越低越稳定,由题图知,相同物质的量的单斜硫所含的能量高于正交硫,所以正交硫较稳定,故A、B错误;单斜硫能量高于正交硫,所以单斜硫转化为正交硫会放出热量,焓变为(296.83-297.16)kJ·mol-1= -0.33 kJ·mol-1,所以S(s,单斜)=S(s,正交)的 ΔH3= -0.33 kJ·mol-1,故C正确;由曲线1可知断裂1 mol O2和1 mol单斜硫中的共价键所吸收的总能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ,故D错误。
10.书写下列反应的热化学方程式。
(1)将1g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:
(2)充分燃烧a g C2H2(g)时生成1 molCO2(g)和0.5 mol H2O(1),放出bkJ热量:
(3)1g碳单质与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94 kJ的热量:
热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,CH4(g)的热值为55.625 kJ.g-1,则CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为:
【答案】 (1)1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H= -92.4 kJ·mol-1
(2)2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2(g)+2H2O(1) △H=-4b kJ·mol-1
(3)C(s) +H2O (g)=CO (g) +H2(g) △H= +131.28 kJ·mol-1
(4)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H= -890 kJ·mol-1
【解析】(1)将1g(0.5 mol)H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4kJ热量,则
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H= -92.4 kJ·mol-1
(2)解题导引:
第一步:写对应化学方程式2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2(g)+2H2O(1)
第二步:分析题干信息agC2H2 (g)→1 mol CO2(g)+0.5 mol H2O(1),放出bkJ热量
第三步:根据方程式求算C2H2 (g)→4 mol CO2(g)+2 mol H2O(1),放出4b kJ热量
则热化学方程式为2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2(g)+2H2O(1) △H=-4b kJ·mol-1
(3)解题导引:
第一步:写对应化学方程式C(s) +H2O (g)=CO (g) +H2(g)
第二步:分析题干信息:1g碳单质与适量H2O(g)反应生成CO和H,吸收10.94kJ热量
第三步:根据方程式求算12 g(1 mol)碳单质完全反应需吸收12 × 10.94 kJ=131.28 k热
量,则热化学方程式为C(s) +H2O (g)=CO (g) +H2(g) △H= +131.28 kJ·mol-1
(4)解题导引:
第一步:写对应化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)
第二步:分析题干信息CH4(g)的热值为55.625 kJ/g
第三步:根据方程式求算1 mol (16 g)CH4(g)完全燃烧放热16g × 55.625 kJ.g=890 kJ
则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H= -890 kJ·mol-1。
能力提升
11.【双选题】在一定条件下,N2O(g) 和NO (g)反应生成N2 (g)和NO2(g)的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该反应放出了348 kJ的热量
B.按照曲线 a 反应,△H不变
C.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
D.该反应的热化学方程式为N2O+NO=N2+ NO2 ΔΗ=-139kJ/mol
【答案】AD
【解析】根据题图可知,反应物的量未知,因此不能确定反应放出热量的多少,且348 kJ是从过渡态到生成物过程中释放的热量,不是从反应物到生成物释放的热量,A错误;反应物和生成物的能量不变,因此△H不变,B正确;断键吸收能量,成键释放能量,此反应是放热反应,说明断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,C正确;反应过程中的能量变化不仅与物质多少有关,还与物质的存在状态有关,选项中的热化学方程式未注明物质的存在状态,因此不能表示反应的热化学方程式,D错误。
12.我国首次实现以CO2为原料人工合成淀粉,该过程涉及CO2加氢(电解水得氢气)转化为甲醇(CH3OH)的过程,其能量变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.CO2合成甲醇的反应中,反应物总能量比生成物总能量高
B.CO2合成甲醇的反应中,破坏反应物化学键吸收的能量小于形成生成物化学键释放的能量
C.CO2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g) +3H2 (g)=CH3OH(g)+H2O (g) △H= -(Q1+Q2)kJ/mol
D.上述过程中存在电能转化为化学能、化学能转化为热能的能量转化形式
【答案】C
【解析】由题图可知,CO2合成甲醇的反应中,反应物总能量比生成物总能量高,属于放热反应,A正确;题干反应中破坏反应物的化学键吸收的能量小于形成生成物化学键释放的能量,B正确;根据题图可知,反应的热化学方程式为CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O (g) △H=-Q2kJ/mol,C错误;根据题意可知,电解水制H2的过程中,电能转化为化学能,CO2加氢转化为甲醇的过程中,化学能转化为热能,D正确。
13.已知X转化为R和W分步进行:①X(g)Y (g)+2W (g) △H1;②Y (g) R (g)+W (g) △H2。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 1 mol X(g)的能量低于1 mol Y (g)的能量B.反应①、反应②均属于放热反应
C.反应①的△H1小于反应②的△H2 D.R (g)+W (g)Y (g) △H=(Ea4-Ea3)kJ/mol
【答案】D
【解析】由题图可知,1molX(g)的能量低于1mol Y(g)和2molW (g)的能量总和,不能说明1molX(g)的能量低于1 mol Y (g)的能量,A错误;由图示可知,这两步反应生成物的能量均高于反应物的能量,因此均属于吸热反应,B错误;由图示可知,△H1=Ea1-Ea2,△H2=Ea3 -Ea4,且Ea1-Ea2>Ea3-Ea4,这两步反应均为吸热反应,因此△H1>△H2,C错误;R(g)+W(g)Y(g) △H=(Ea4-Ea3)kJ/mol,D正确。
14.分析图像书写热化学方程式
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,请写出NO2 (g)和CO (g)反应的热化学方程式: 。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式: 。
(3)图丙表示一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、CIOx-,(x=1,2,3,4)的能量相对大小,请回答: ①D是 (填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为 (用离子符号表示
【答案】(1)NO2 (g)+CO (g)=NO (g)+CO2 (g) ΔH= -234 kJ/mol (2)H2Se (g)=Se (s)+H2
(g)ΔH=-81 kJ/mol (3)①ClO4- ②3ClO- (aq)= ClO3- (aq)+2Cl- (aq) ΔH= -117kJ/mol
【解析】(1)根据图甲可知,此反应是放热反应,热化学方程式为NO2 (g)+CO (g)=CO2 (g)+NO (g) △H= (134-368)kJ/mol=-234 kJ/mol。(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,其气态氢化物的稳定性逐渐降低,能量逐渐增大,则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素,生成1 mol H2Se(g)的∆H=+81 kJ/mol,则其分解反应的热化学方程式为H2Se (g)=Se (s)+H2 (g) ∆H=-81 kJ.mol (3)①D中氯元素的化合价为+7,应为ClO4- ; ②利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得△H= (63-60×3)kJ/mol=-117 kJ/mol,写出热化学方程式即可。
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15. 氧炔焰是乙炔(俗称电石气)在空气中燃烧产生的火焰,温度可达3 000℃以上,常用来切割和焊接金属。已知充分燃烧 a g乙炔(C2H2)气体生成液态水和1 mol二氧化碳气体时,放出bkJ热量,则下列表示乙炔气体燃烧的热化学方程式正确的是( )
A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2 (g)+ 2H2O(1)△H=-4b kJ/mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+ H2O(1) △H=-2b kJ/mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(1) △H=-2b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2 (g)=4CO2(g)+ 2H2O(1) △H=+b kJ/mol
【答案】B
【解析】生成 1 mol CO2消耗 0. 5 mol C2H2,故乙炔燃烧的热量是2b kJ,B项正确。
16.在标准状况下,将指定单质生成1 mol某物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,符号为△fHmθ。由题图所给的数据可得,下列说法正确的是( )
A.生成NaF时放出热量最多,故化合时反应速率最快
B.2NaCl (s)=2Na (s)+Cl2 (g) △H=+822 kJ/mol
C.NaI的热稳定性比 NaBr 高
D.由图可知,断开 1 mol Cl2(g)中的化学键所吸收的能量大于断开1 mol Br2 (1)中的化学键所吸收的能量
【答案】B
【解析】由题干及图示信息可知,生成NaF时放出热量最多,但反应速率快慢与焓变的大小没有必然的关系,A错误;由题干及图示信息可知,△fHmθNaCl(s) =-411 kJ/mol,2NaCl (s)=2Na (s)+C12(g) △H=+822 kJ/mol,B 正确;相同物质的量的NaI具有的总能量高于NaBr的,能量越高越不稳定,故NaI的热稳定性比NaBr低,C错误;根据反应热等于反应物总的键能减去生成物总的键能,由于生成物总的键能各不相同,故根据题图示信息无法比较断开1 mol Cl2 (g)中的化学键所吸收的能量与断开1 mol Br2(1)中的化学键所吸收的能量的相对大小,D错误。
17.丙烷与溴原子能发生以下两种反应:
① CH3CH2CH3(g)+Br·(g)→CH3CH3CH2·(g)+HBr(g)
② CH3CH2CH3(g)(g)+Br·(g)→+HBr (g)
反应过程的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.反应①与②均为吸热反应
B.稳定性:CH3CH3CH2·(g)>
C.CH3CH2CH3(g)+Br·(g)→CH3CH3CH2·(g)+HBr (1) △H,△H小于反应①中的△H
D.CH3CH3CH2·(g)转变为放出热量
【答案】 B
【解析】由图示可知,反应①、②生成物的能量均高于反应物,均为吸热反应,A正确;CH3CH3CH2·(g)的能量高于,因此稳定性CH3CH3CH2·(g)< ,B错误,D正确;生成HBr (l)比生成HBr (g)吸收的热量少,且该反应为吸热反应,因此该反应吸收的热量小于反应①中,所以该反应的△H小于反应①中的△H,C正确。
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