内容正文:
第一章 化学反应的热效应(单元检测卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列反应中,生成物能量总和高于反应物能量总和的
A.氧化钙溶于水 B.硫磺的燃烧
C.氢气与氯气的化合 D.大理石的分解
2.下列有关中和热的说法正确的是
A.中和热
B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度4次
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和热数值更准确
D.若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大
3.如图所示H2和Cl2反应生成HCl的能量变化示意图,由图可知
A..反应物总能量低于生成物总能量
B.H2+Cl2=2HCl+184.6kJ
C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) △H<-184.6kJ/mol
D.1molCl2(g)的能量高于2molHCl(g)的能量
4.已知热化学方程式:
则的焓变为
A.()kJ/mol B.()kJ/mol
C.()kJ/mol D.()kJ/mol
5.下列反应的能量变化与示意图相符的是
A.NaOH溶液与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C.木炭的燃烧 D.钠与水反应
6.利用实验装置测量,测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50mL的盐酸,则还需加入
A.溶液 B.溶液
C.固体 D.含的稀溶液
7.“中和热”是衡量化学反应能量变化的重要参数,也是科学家们探究能量利用的一种思路。某实验中分别取40 mL 盐酸与40 mL 氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是玻璃搅拌器
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用稀硫酸代替稀盐酸,结果不一样
8.已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是
A.X的焓一定高于M
B.Y的焓一定高于N
C.X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
9.甲烷燃烧的热化学方程式为: 。其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关
C.断开C-H键放出能量
D.该反应是吸热反应
10.已知:①CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-akJ/mol
② 2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H=-bkJ/mol
③ C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+ckJ/mol
且a、b、c均大于0,则甲烷的燃烧热(△H)为
A.-(a++c)kJ/mol B.+(a++c)kJ/mol
C.-(2a+b+2c)kJ/mol D.+(2a+b+2c)kJ/mol
11.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=—50kJ•mol-1; CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=—91kJ•mol-1,则1molCO断键吸收的能量为
C=O
H-H
H-O
键能/(kJ•mol-1)
803
436
463
A.1075kJ B.1157kJ C.735kJ D.817kJ
12.下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B.H>0表示放热反应,H<0表示吸热反应
C.H的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,H>0
13.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.使用催化剂可以降低过渡态的能量
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.N2O(g)+NO(g)→N2(g)+NO2(g)+139kJ
D.断键吸收能量之和大于成键释放能量之和
14.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ•mol-1,造成这一结果的原因不可能的是
A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
15.由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.使用催化剂可以降低过渡态的能量
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.
D.反应物的键能总和大于生成物的键能总和
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。
①钠与冷水的反应 ②氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应 ③蓝矾失水变为白色粉末 ④干冰升华
⑤固体溶于水
(2)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时的反应热。若用一定浓度的稀硫酸与含10gNaOH的稀碱溶液完全反应,反应放出的热量为 。(结果保留小数点后一位)
(3)已知1g完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ,则氢气的燃烧热为 ,试写出该反应的热化学方程式为 。
(4)试比较反应热的大小:
①
则 (填“>”或“<”,下同)。
②已知常温时红磷比白磷稳定。
则 。
(5)已知:25℃、101kPa时,
①
②
③
则 。
17.(14分)化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。
(1)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成,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。
②全部氧化成热化学方程式为 。
(2)已知红磷比白磷稳定,且有反应:
(填写“>”、“<”或“=”)。
(3)研究表明,化学反应能量变化与键能有关。下列是部分化学键的键能数据。
化学键
键能()
197
360
499
x
已知: ,白磷()及的结构如图,则x= 。
(4)取溶液与硫酸置于如图所示的简易量热计装置中进行中和反应反应热的测定实验,回答下列问题:
①图中简易量热计装置中缺少的仪器的名称为 。
②分析下列因素会导致测得的中和反应反应热()的数值变化情况。
a.量取硫酸时仰视读数: 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同)
b.测定KOH溶液温度的温度计未洗涤直接用于测定硫酸的温度: 。
18.(15分)(1)将0.3 mol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649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ•mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知:2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中,正确的是 (填字母)。
(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(石墨,s)+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298 K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/(kJ •mol-1)
348
414
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
19.(12分)根据所学知识,回答下列问题。
(1)向的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、,则三者由大到小的顺序为 。
(2)已知:①
②
③
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据:
化学键
H—H
H—O
C—O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C—H键的键能为 。
(4)一定条件下,在水溶液中、的相对能量(kJ)大小如图所示:
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)。
(5)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: 。
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第一章 化学反应的热效应(单元检测卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列反应中,生成物能量总和高于反应物能量总和的
A.氧化钙溶于水 B.硫磺的燃烧
C.氢气与氯气的化合 D.大理石的分解
【答案】D
【分析】生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应,大多数的化合反应、燃烧、酸碱中和反应、活泼金属跟水或酸发生的置换反应都是放热反应,而大多数的分解反应、碳和二氧化碳的反应、碳和水蒸气的反应以及Ba(OH)2▪8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应。
【详解】A.氧化钙溶于水生成氢氧化钙是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,故A不符合题意;
B.硫磺燃烧生成二氧化硫是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,故B不符合题意;
C.氢气与氯气反应是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,故C不符合题意;
D.大理石主要是碳酸钙,碳酸钙受热分解是吸热反应,生成物的总能量高于反应物的总能量,故D符合题意;
故答案选D。
2.下列有关中和热的说法正确的是
A.中和热
B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度4次
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和热数值更准确
D.若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大
【答案】D
【详解】A.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;中和反应放热,焓变为负值,A错误;
B.准确测量中和热的实验过程中,需要测量初始酸、碱温度以及反应后溶液温度,为减小实验误差,需要重复2次实验,故至少需测定温度9次,B错误;
C.若稀酸溶液中与稀碱溶液中的物质的量应该有一种稍微过量,保证另一种完全反应,C错误;
D.浓硫酸溶于水放出热量,若将浓硫酸用于测定中和热实验,会导致放出的热量偏大,D正确;
故选D。
3.如图所示H2和Cl2反应生成HCl的能量变化示意图,由图可知
A..反应物总能量低于生成物总能量
B.H2+Cl2=2HCl+184.6kJ
C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) △H<-184.6kJ/mol
D.1molCl2(g)的能量高于2molHCl(g)的能量
【答案】C
【详解】A.根据图示可知:反应物的总能量比生成物的总能量高,A错误;
B.没有标明反应物和生成物的状态,书写错误,B错误;
C.根据图示可知,2molHCl比1molH2和1molCl2的能量低184.6kJ,氯化氢气体变为液态氯化氢要放出热量,故(Q>184.6kJ),放热焓变为负,故△H<-184.6kJ/mol,C正确;
D.1molH2和1molCl2的总能量比高184.6kJ,但是不能比较1molCl2(g)的能量与2molHCl(g)的能量的大小,D错误;
故选C。
4.已知热化学方程式:
则的焓变为
A.()kJ/mol B.()kJ/mol
C.()kJ/mol D.()kJ/mol
【答案】C
【详解】已知:
①
②
依据盖斯定律①-②×2即得到反应的焓变=()kJ/mol。
答案选C。
5.下列反应的能量变化与示意图相符的是
A.NaOH溶液与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C.木炭的燃烧 D.钠与水反应
【答案】B
【分析】题干图示信息可知,冰转化为液态水是一个焓增即吸热过程,据此分析解题。
【详解】A.NaOH溶液与稀盐酸的反应是一个焓减即放热反应,A不合题意;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是一个焓增即吸热反应,B符合题意;
C.木炭的燃烧是一个焓减即放热反应,C不合题意;
D.钠与水反应是一个焓减即放热反应,D不合题意;
故答案为:B。
6.利用实验装置测量,测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50mL的盐酸,则还需加入
A.溶液 B.溶液
C.固体 D.含的稀溶液
【答案】B
【详解】A.测定中和热,因盐酸易挥发,需加稍过量的NaOH,保证盐酸完全反应,A错误;
B.溶液中含稍过量的氢氧化钠保证盐酸完全反应,B正确;
C.固体溶解放热,需选用溶液,C错误;
D.测定中和热,因盐酸易挥发,需加稍过量的NaOH,保证盐酸完全反应,故含的稀溶液一个是量需稍过量,而是浓度太稀不可以,D错误;
故选B。
7.“中和热”是衡量化学反应能量变化的重要参数,也是科学家们探究能量利用的一种思路。某实验中分别取40 mL 盐酸与40 mL 氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是玻璃搅拌器
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用稀硫酸代替稀盐酸,结果不一样
【答案】D
【详解】A.为了确保盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液,故A正确;
B.根据A结构可知为玻璃搅拌器,故B正确;
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度,避免残余盐酸与NaOH溶液反应,导致测得温度有误差,故C正确;
D.稀硫酸与稀盐酸都是强酸,且无沉淀生成,因此替换后结果是一样的,故D错误;
答案选D。
8.已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是
A.X的焓一定高于M
B.Y的焓一定高于N
C.X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
【答案】C
【详解】A.焓变是反应物焓之和与生成物焓之和的差值,X和Y的焓之和一定高于M和N的焓之和,故A错误;
B.焓变是反应物焓之和与生成物焓之和的差值,不能确定Y的焓是否高于N,故B错误;
C.该反应为放热反应,X和Y的总焓一定高于M和N的总焓,故C正确;
D.放热反应有的也需要条件,入燃烧,故D错误;
故答案为C。
9.甲烷燃烧的热化学方程式为: 。其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关
C.断开C-H键放出能量
D.该反应是吸热反应
【答案】B
【详解】A.根据热化学方程式可知,反应为放热反应,则反应物能量高于生成物能量,A错误;
B.化学反应总是伴随着能量的变化,吸热或放热的原因主要是化学物质内部的化学键断裂和形成所发生的能量差而表现成热量变化,B正确;
C.断开化学键需要吸收能量,故断开C-H键吸收能量,C错误;
D.由和能量变化图可知,该反应为放热反应,D错误;
故选B。
10.已知:①CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-akJ/mol
② 2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H=-bkJ/mol
③ C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+ckJ/mol
且a、b、c均大于0,则甲烷的燃烧热(△H)为
A.-(a++c)kJ/mol B.+(a++c)kJ/mol
C.-(2a+b+2c)kJ/mol D.+(2a+b+2c)kJ/mol
【答案】A
【详解】甲烷的燃烧热为1mol甲烷生成二氧化碳和液态水放出的热量。根据盖斯定律①+②×-③得,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-(a++c)kJ/mol,故选A。
11.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=—50kJ•mol-1; CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=—91kJ•mol-1,则1molCO断键吸收的能量为
C=O
H-H
H-O
键能/(kJ•mol-1)
803
436
463
A.1075kJ B.1157kJ C.735kJ D.817kJ
【答案】A
【详解】将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应①—②得到反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),则反应的ΔH=(—50kJ/mol)—(—91kJ/mol)=+41kJ/mol,设一氧化碳的键能为akJ/mol,由反应热与反应物的键能之和与生成物键能之和的差值相等可得:(803×2+436)kJ/mol—(463×2+a)kJ/mol=+41kJ/mol,解得a=1075,则1mol一氧化碳断键吸收的能量为1075 kJ/mol×1mol=1075kJ,故选A。
12.下列说法正确的是
A.在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B.H>0表示放热反应,H<0表示吸热反应
C.H的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,H>0
【答案】A
【详解】A.任何化学变化,其过程均伴随着能量的变化,故A正确;
B.△H表示反应热,ΔH>0为吸热反应,ΔH<0为放热反应,故B错误;
C.对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同,故C错误;
D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,表示放热反应,ΔH<0,故D错误;
答案选A。
13.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.使用催化剂可以降低过渡态的能量
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.N2O(g)+NO(g)→N2(g)+NO2(g)+139kJ
D.断键吸收能量之和大于成键释放能量之和
【答案】D
【分析】催化剂可以降低活化能,由图可知反应物总能量高于生成物的能量。
【详解】A.催化剂可以降低活化能,降低过渡态的能量,A正确;
B.根据图象可知,此反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,B正确;
C.根据图象可知,此反应放热Q=348kJ/mol-209kJ/mol=139kJ/mol,故热化学方程式为:,C正确;
D.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和<0,断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,D错误;
答案选D。
14.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ•mol-1,造成这一结果的原因不可能的是
A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
【答案】B
【分析】中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1,某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1mol水的反应热ΔH=-52.3kJ·mol-1,说明中和热的数值偏小,据此结合误差原因进行分析。
【详解】A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量有损失,中和热的数值会偏小,A不符合题意;
B.用量筒量取盐酸时仰视读数,导致所量取得盐酸的体积偏大,则因稀氢氧化钠溶液溶质稍微过量,所以所测中和热的数值会偏大,B符合题意;
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中,会使热量损失,中和热的数值会偏小,C不符合题意;
D.搅拌不充分导致不能充分反应,即中和热数值偏小,D不符符合题意;
故选B。
15.由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.使用催化剂可以降低过渡态的能量
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.
D.反应物的键能总和大于生成物的键能总和
【答案】D
【详解】A.使用催化剂可以降低反应的活化能,降低过渡态的能量,故A正确;
B.由图可知,该反应为反应物能量之和大于生成物能量之和的放热反应,故B正确;
C.由图可知,该反应为反应物能量之和大于生成物能量之和的放热反应,反应的热化学方程式为,故C正确;
D.由图可知,该反应为反应物能量之和大于生成物能量之和的放热反应,则反应物的键能总和小于生成物的键能总和,故D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。
①钠与冷水的反应 ②氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应 ③蓝矾失水变为白色粉末 ④干冰升华
⑤固体溶于水
(2)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时的反应热。若用一定浓度的稀硫酸与含10gNaOH的稀碱溶液完全反应,反应放出的热量为 。(结果保留小数点后一位)
(3)已知1g完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ,则氢气的燃烧热为 ,试写出该反应的热化学方程式为 。
(4)试比较反应热的大小:
①
则 (填“>”或“<”,下同)。
②已知常温时红磷比白磷稳定。
则 。
(5)已知:25℃、101kPa时,
①
②
③
则 。
【答案】(1)②③
(2)14.3kJ
(3)
(4) < <
(5)
【详解】(1)①钠与冷水的反应是放热反应;
②氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应属于吸热反应;
③蓝矾失去结晶水是吸热反应;
④干冰升华属于吸热过程,但属于物理变化;
⑤固体溶于水为吸热过程,但不属于化学变化。综上所述,属于吸热反应的有②③。
(2)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时的反应热,此反应消耗1mol NaOH,即40g,所以当有10g NaOH反应时放出的热量为。
(3)由已知1g完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ得:1mol完全燃烧生成1mol放出热量285.8kJ,则氢气的燃烧热为,该反应的热化学方程式为。
(4)①由 ; 可知,等量的碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,由于焓变是负值,所以。
②常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因,则放出的能量越多反应热越小,故答案为<。
(5)已知:①
②
③
依据盖斯定律,③―①―②可得。
17.(14分)化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。
(1)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成,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。
②全部氧化成热化学方程式为 。
(2)已知红磷比白磷稳定,且有反应:
(填写“>”、“<”或“=”)。
(3)研究表明,化学反应能量变化与键能有关。下列是部分化学键的键能数据。
化学键
键能()
197
360
499
x
已知: ,白磷()及的结构如图,则x= 。
(4)取溶液与硫酸置于如图所示的简易量热计装置中进行中和反应反应热的测定实验,回答下列问题:
①图中简易量热计装置中缺少的仪器的名称为 。
②分析下列因素会导致测得的中和反应反应热()的数值变化情况。
a.量取硫酸时仰视读数: 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同)
b.测定KOH溶液温度的温度计未洗涤直接用于测定硫酸的温度: 。
【答案】(1) 放热 +2O2(g)=+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ/mol
(2)<
(3)433.75
(4) 环形玻璃搅拌器 偏大 偏小
【详解】(1)①反应物总能量高于生成物总能量,则第一步反应为放热反应,故答案为:放热;
②利用盖斯定律可知,第一步反应+第二步反应得总反应:+2O2(g)=+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol,
故答案为:+2O2(g)=+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ/mol;
(2)红磷比白磷稳定,则红磷本身具有的能量比白磷本身具有的能量低,两个反应均为放热反应,ΔH<0,则ΔH1<ΔH2,故答案为:<;
(3)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=6×197kJ/mol+5×499kJ/mol-(12×360kJ/mol+4×xkJ/mol)=-2378.0 kJ/mol,则x=433.75kJ/mol,故答案为:433.75;
(4)①图中简易量热计需要搅拌,装置中缺少的仪器的名称为环形玻璃搅拌器,故答案为:环形玻璃搅拌器;
②ΔH=-,a.量取硫酸时仰视读数,硫酸体积偏大,Q偏大,反应热的数值偏大,b.测定KOH溶液温度的温度计未洗涤直接用于测定硫酸的温度,则初始温度偏大,温差偏小,反应热的数值偏小,故答案为:偏大;偏小。
18.(15分)(1)将0.3 mol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649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ•mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知:2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中,正确的是 (填字母)。
(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(石墨,s)+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298 K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/(kJ •mol-1)
348
414
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
【答案】(1)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1 1 016.5
(2)A
(3)[-393.5×4+(-571.6)-(-2 599)] kJ•mol-1×=226.7 kJ•mol-1
(4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-119 kJ•mol-1
【解析】(1)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,则1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2 165 kJ的热量,反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1。①B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ•mol-1,②H2O(l)===H2O(g) ΔH=44 kJ•mol-1,由盖斯定律可知①+②×3,得B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(g) ΔH=-2 033 kJ•mol-1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ×0.5=1 016.5 kJ。(2)由题给信息可知,ΔH1<0,ΔH2<0,两个反应均为放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高;同种物质气态变成液态会放出热量,即液态时能量比气态时能量低,则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低,A符合。(3)已知:①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ•mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ•mol-1,③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ•mol-1,根据盖斯定律,(①×4+②-③)×得到反应的热化学方程式为2C(石墨,s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3)×=[-393.5×4+(-571.6)-(-2 599)] kJ•mol-1× =226.7 kJ•mol-1。(4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),焓变=反应物总键能-生成物总键能,依据题表中提供的化学键的键能计算得ΔH=1 072 kJ•mol-1+2×436 kJ•mol-1-(3×414 kJ•mol-1+358 kJ•mol-1+463 kJ•mol-1)=-119 kJ•mol-1,则热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-119 kJ•mol-1。
19.(12分)根据所学知识,回答下列问题。
(1)向的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、,则三者由大到小的顺序为 。
(2)已知:①
②
③
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据:
化学键
H—H
H—O
C—O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C—H键的键能为 。
(4)一定条件下,在水溶液中、的相对能量(kJ)大小如图所示:
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)。
(5)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)
(2)
(3)413
(4)
(5)
【详解】(1)反应中放出热量越多,越小,与1LNaOH溶液反应时,与稀硝酸相比,浓硫酸稀释时放出大量热,醋酸电离时吸收热量,故。
(2)根据盖斯定律,①+②+③得碳与水制氢气的总反应,则,故热化学方程式为 。
(3)由题图可知,CO与合成的反应热,设甲醇中键的键能为,则,解得。
(4)①由题图可知,D点对应氯元素的化合价为价,则D为;
②由题图可知,A为、B为、C为,则转化为和的方程式为,,即热化学方程式为,。
(5)由题图可知,该反应的,故其热化学方程式为 。
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