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第一章 化学反应的热效应 单元同步练习题
2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.下列过程能实现化学能转化为电能的是( )
A.镍镉电池放电
B.电解熔融氯化钠
C.风力发电
D.太阳能发电
A.A B.B C.C D.D
2.生活处处都与化学反应有关,下列生活中发生的反应属于吸热反应的是( )
A.钢铁生锈
B.蒸馒头时小苏打受热分解
C.食物的腐败
D.生石灰制熟石灰
A.A B.B C.C D.D
3.下列反应中,生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.强酸强碱的中和反应 B.酒精燃烧
C.氯化铵溶液中铵离子的水解 D.工业合成氨
4.某化学反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.该反应可能不需要加热就能够发生
B.该反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
C.该反应可能是化合反应,也可能是分解反应
D.该反应的化学方程式可能为 2Na+2H2O =2NaOH+2H2↑
5.下列设备工作时,将化学能主要转化为热能的是 ( )
太阳能路灯
太阳能集热器
干电池工作
燃气灶
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
6.在25℃和101kPa条件下,断开1molH2(g)中的化学键要吸收436kJ的能量,断开1 molCl2(g)中的化学键要吸收243kJ的能量,形成2molHCl(g)中的化学键要释放862kJ的能量。下列说法错误的是( )
A.断开1molHCl(g)中的化学键要吸收431kJ的能量
B.2 mol H(g)比1molH2(g)具有的能量低
C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l)为放热反应
D.在H2和Cl2的反应过程中,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量
7.已知反应:①
②
相关化学键的键能数据如下:
化学键
C-H
C-F
H-F
F-F
键能/(kJ/mol)
a
b
c
d
下列说法正确的是
A.①中反应物的总能量小于生成物的总能量
B.
C.
D.
8.-月桂烯与的加成反应的部分机理和反应势能变化如图所示。
下列说法错误的是
A.-月桂烯与丁基苯互为同分异构体
B.POZ-Anti比POZ-Syn更稳定
C.升高温度,一定减小
D.-月桂烯与经历两种历程得到释放的能量相同
9.根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是( )
A.1molC(g)与1molO2(g)的能量之和为393.5kJ
B.反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由C→CO的热化学方程式为:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.2kJ·mol-1
D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO热值ΔH=-10.1 kJ·mol-1
10.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化,其中一定正确的是( )
A.生成1mol H2O时放出热量245 kJ
B.H2O分解为H2与O2时放出热量
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D.氢气和氧气的总能量小于水的能量
11.下列反应中属于吸热反应的是( )
A.铝跟盐酸反应
B.酒精的燃烧
C.盐酸与氢氧化钠溶液反应
D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
12.已知:、广泛用于化工合成作硫化剂、氯化剂。与氯气在一定条件下反应如图所示。已知键的键能为。下列叙述正确的是( )
A.
B.
C.
D.与氯气一步生成放出的热量比两步的多
13. 分子中只存在S-F键。已知:1moLS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1moLS-F键需吸收330kJ能量。 ,则断裂1moLF-F键需要的能量为( )
A. B.
C. D.
14.运用有关概念判断下列叙述正确的是 ( )
A.1molH2燃烧放出的热量为H2的燃烧热
B.Na2SO3和H2O2的反应为氧化还原反应
C. 和 互为同系物
D.Fe(OH)3胶体和 FeSO4溶液均能产生丁达尔效应
15.工业制取硫酸涉及可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH= -198 k·mol-1,在V2O5做催化剂的条件下,经历2步基元反应如下:
反应①:V2O5(s)+SO2(g)V2O4(s)+SO3(g) ΔH1
反应②:2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s) ΔH2= -246kJ/mol
下列符合这个反应的反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
16.下列说法正确的是( )
A.石墨与金刚石之间的转化是物理变化
B.
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量少
17.下列反应是吸热反应的是( )
A. B.
C. D.
18.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均符合题意)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HI(aq)=NaI(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+3/2O2(g)=SO3(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1(燃烧热)
D.2NO2=O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
19.甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图。下列说法错误的是( )
A.该反应为放热反应
B.反应过程中,甲醛的C-H键断裂
C.中的氧原子全部来自
D.化学方程式为
20.已知反应 的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该图可以表示甲烷的燃烧反应
B.只有在加热条件下该反应才能进行
C.反应中断开反应物的化学键吸收的能量高于形成生成物的化学键放出的能量
D.物质C一定比物质A稳定
二、综合题
21.按要求填空:
(1)是一种无色气体,在空气中能发生爆炸性自燃生成固态和液态。已知室温下自燃放出热量。写出室温下自燃的热化学方程式 。
(2)在时,在中完全燃烧生成液态水,放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式为 。
(3)在25℃、下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量,燃烧生成的用过量电和石灰水吸收可得沉淀,则在此条件下,乙醇完全燃烧的 。
(4)可转化为,在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃、时:
则 。
22.下图是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应过程中的能量变化图。
(1)由图可知,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量 (填“>”、“<”或者“=”) 2 mol HCl(g)的能量。
(2)该反应是 (填“吸”或者 “放”)热反应,从化学键的角度进行解释 。
23.煤炭燃烧过程中会释放出大量的,直接排放含的烟气至空气中会形成酸雨,危害环境。
(1)利用钠碱循环法可脱除烟气中的。
在钠碱循环法中,溶液作为吸收液,试写出溶液吸收,反应的离子方程式: 。
(2)为减少的排放,常采用“钙基固硫法”。
“钙基固硫法”即将生石灰和含硫的煤炭混合燃烧,将含硫煤炭产生的转化为,则生石灰将转化为发生反应的化学方程式为 ,以该反应为原理处理1t含硫1.6%的煤炭时,理论上至少加入 kg生石灰。
(3)“钙基固硫”时煤炭燃绕过程中产生的CO会与发生反应I和反应II,降低脱硫效率,反应I: ;反应II:
①反应I为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②已知:转化为的能量关系如图所示。
写出该反应的热化学方程式: 。以该反应为原理,稀硫酸为电解质溶液,设计CO燃料电池,则CO由 (填“正极”或“负极”)通入,通入的一极的电极反应式为 。
③根据上述反应。则 。
24.化学反应的能量变化通常表现为热量的变化,反应热的研究对于化学学科发展具有重要意义。
(1)为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示的两套实验装置:
图中装置 (填“I”或“II”)能证明氯化铵与氢氧化钙的反应吸热,现象是 。
(2)在化学科学研究中,物质发生化学反应的反应热可通过实验测定。
①中和反应反应热的测定:用的盐酸与的NaOH溶液进行中和反应。实验中使用的简易量热计中外筒的作用是 。实验过程中,若将NaOH溶液分多次倒入盛有盐酸的量热计内筒中,测得放出的热量值 (“偏大”、“偏小”、“不变”)。
②该学生依据实验数据计算,测得的中和热,请写出表示中和热的热化学反应方程式 。
(3)在化学科学研究中,物质发生化学反应的反应热可也通过化学计算间接获得。已知:二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳其总反应为: 。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
则 。
25.化工原料异丁烯(i-C4H8)可由异丁烷(i-C4H10)直接催化脱氢制备,相关反应如下:
主反应:(i-C4H10)(g)(i-C4H8)(g)+H2(g) △H1
副反应:(i-C4H10)(g)C3H6(g)+CH4(g) △H2>0
(1)已知(i-C4H10)(g)、(i-C4H8)(g)、H2(g)的燃烧热分别为△H3、△H4、△H5,则△H1= (用△H3、△H4、△H5表示)。
(2)实验室模拟异丁烷脱氢反应,改变温度、压强对异丁烷平衡转化率的影响如图所示:
△H1 0(填“>”或“<”),p1 p2(填“>”或“<”)。
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,随着的增大,异丁烷的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷,t min后达到平衡状态,异丁烷的转化率为50%,其中异丁烯的选择性为80%,则生成异丁烯的速率v(i-C4H8)= 。脱氢反应的平衡常数K= 。(异丁烯的选择性=×100%)
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.镍镉电池放电,是通过发生化学反应,将化学能转化为电能,A符合题意;
B.电解熔融氯化钠,是提供电能使化学反应发生,将电能转化为化学能,B不符合题意;
C.风力发电,是将风能转化为电能,C不符合题意;
D.太阳能发电,是将太阳能转化为电能,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.将化学能转化为电能;
B.将电能转化为化学能;
C.将风能转化为电能;
D.将太阳能转化为电能。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.钢铁生锈为铁被潮湿的氧气氧化的反应,属于放热反应,A不符合题意;
B.小苏打受热分解属于分解反应,为吸热反应,B符合题意;
C.食物腐败属于缓慢的氧化过程,为放热反应,C不符合题意;
D.生石灰制熟石灰,为氧化钙与水的化合反应,属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
3.【答案】C
【解析】【解答】 生成物总能量高于反应物总能量,即反应为吸热反应;
A、酸碱中和属于放热反应,A错误;
B、酒精燃烧属于放热反应,B错误;
C、铵根离子的水解属于吸热反应,C正确;
D、工业合成氨属于放热反应,D错误;
故答案为:C
【分析】常见放热反应:燃烧、爆炸、金属腐蚀、食物腐烂、金属的置换反应、大部分化合反应、中和反应;
常见吸热反应:一氧化碳、碳、氢气为还原剂的氧化还原反应,电解质的电离,盐的水解,大部分分解反应,八水合氢氧化钡和氯化铵的反应。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.加热时促使反应发生的条件,与反应放热或吸热无关,因此该反应可能不需要加热就能够发生,A不符合题意;
B.由于该反应为吸热反应,因此反应物断键吸收的总能量大于成键释放的总能量,B不符合题意;
C.化合反应、分解反应都有可能是吸热反应,C不符合题意;
D.金属与水的反应为放热反应,因此该反应的化学方程式不可能为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,D符合题意;
故答案为:D
【分析】由图可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,因此该反应为吸热反应。据此结合选项进行分析。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.太阳能路灯工作时,主要将电能转化为光能和热能,A不符合题意;
B.太阳能集热器是把太阳能转化为热能,B不符合题意;
C.干电池工作时主要将化学能转化为电能,C不符合题意;
D.燃气灶燃烧时主要将化学能转化为热能,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】AB都为太阳能电池,将太阳能转化为电能或者热能,C为原电池,将化学能转化为电能,D为燃烧,将化学能转化为热能。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.形成2molHCl(g)中的化学键要释放862kJ的能量,故断开1molHCl(g)中的化学键要吸收431kJ的能量,A不符合题意;
B.1molH2(g)断键生成2mol H(g),断键过程需要吸热,故2 molH(g)比1molH2(g)具有的能量高,B符合题意;
C.由题意可知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热为:(436+243-862)kJ/mol=-183kJ/mol,为放热反应,HCl(g)转化为HCl(l)也需要放热,故H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l)为放热反应,C不符合题意;
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)为放热反应,故断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.吸收热量与化学键的断裂有关;
B.断键过程需要吸热;
C.利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算;
D.根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.①是放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,A不符合题意;
B.反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值,因此,B不符合题意;
C.反应①②中生成物不同,,C不符合题意;
D.依据盖斯定律②-①即得到 ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量;
B.反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值;
C.反应中生成物不同,无法判断;
D.依据盖斯定律计算。
8.【答案】A,C
9.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,1molC(s)与1molO2(g)的能量之和比1molCO2(g)的能量高393.5kJ,A不符合题意;
B.由图可知,1molCO(g)和0.5mol的O2(g)生成1molCO2(g)放出282.9kJ的热量,所以反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)中,反应物的总能量大于生成物的总能量,B不符合题意;
C.由图可知,1molC(s)和0.5molO2(g)转化为1mol的CO(g),放出热量为:393.5 kJ-282.9 kJ=110.6 kJ,所以2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1,C符合题意;
D.热值指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态,则CO的热值为 kJ·g-1≈10.1 kJ·g-1,单位不符合题意,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、根据图示无法得出,一摩尔碳和一摩尔氧气的能量;
B、反应放热,说明生成物的总能量小于反应物的总能量;
C、反应寒冰用生成物的总能量减去反应物的总能量;
D、燃烧热是指在一定条件下生成稳定产物所放出的热量。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.由图可知,1molH2和0.5molO2反应时,断裂化学键需要吸收的能量为436kJ+249kJ=685kJ,生成1molH2O时,形成化学键所释放的能量为930kJ,因此反应过程中放出的热量为930kJ-685kJ=245kJ,A符合题意;
B.由A的分析可知,H2与O2反应生成H2O为放热反应,则H2O分解为H2和O2为吸热反应,B不符合题意;
C.由于甲到乙的过程为吸热反应,因此甲所具有的总能量小于乙;由于乙到丙的过程为放热反应,因此乙所具有的总能量大于丙,由于甲到丙的过程为放热反应,因此甲所具有的总能量大于丙,因此甲乙丙所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙,C不符合题意;
D.1molH2和0.5molO2反应生成1molH2O的过程为放热反应,因此1molH2和0.5molO2所具有的能量大于1molH2O所具有的能量,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对反应能量变化和反应热计算的考查,结合图示能量变化进行分析。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.铝与盐酸反应的过程中放出热量,因此为放热反应,A不符合题意;
B.酒精的燃烧过程中放出热量,因此为放热反应,B不符合题意;
C.盐酸与NaOH溶液的反应过程中放出热量,因此为放热反应,C不符合题意;
D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应过程中吸收热量,因此为吸热反应,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据选项所给反应过程中的热效应进行分析,从而得出答案。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示,固态硫转化成气态硫,吸收热量,故A不符合题意;
B.断裂键吸收热量,,B不符合题意;
C.根据盖斯定律,,故C符合题意;
D.根据盖斯定律,等物质的量的分两步或一步生成,放出热量相等,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据盖斯定律和图示关系判断。
13.【答案】B
【解析】【解答】反应热△H=反应物总键能-生成物总键能,设断裂1molF-F键需吸收的能量为x,热化学方程式为S(s)+3F2(g)═SF6(g)△H=-1220kJ/mol,则反应热△H=280KJ/mol+3×xKJ/mol-6x330kJ/mol=-1220kJ/mol,x=160kJ/mol,即断裂1molF-F键需吸收的能量为160kJ,
故答案为:B。
【分析】依据化学方程式结合物质结构分析,反应热△H=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出能量。
14.【答案】B
【解析】【解答】A. 1molH2完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为H2的燃烧热,故A不符合题意
B.亚硫酸钠具有还原性,过氧化氢具有氧化性,能发生氧化还原反应,故B符合题意
C.一个为酚类、一个为醇类,故不是同系物,故C不符合题意
D.丁达尔效应是胶体独有的性质,溶液不能发生丁达尔效应,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】易错项C同系物:结构相似,分子式相差1个或n个-CH2-
15.【答案】C
16.【答案】B
【解析】【解答】A.金刚石和石墨之间的转化是化学变化,故A不符合题意;
B.石墨能量低于金刚石,因此石墨转化金刚石吸收能量,焓变大于0,故热化学方程式为: ;故B符合题意;
C. 金刚石的能量高于石墨,石墨较金刚石稳定,故C不符合题意;
D. 断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量多,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.产生新物质是化学变化;
B.根据能量高低判断;
C.能量越低越稳定;
D.石墨能量低于金刚石,断键时吸收更多能量。
17.【答案】A
【解析】【解答】A.由图像可知,生成物的总能量高于反应物的总能量,因此A反应为吸热反应;
B.由图像可知,生成物的总能量低于反应物的总能量,因此B反应为放热反应;
C.铝热反应为放热反应,C反应为放热反应;
D.锌和稀盐酸的置换反应为放热反应,D反应为放热反应;
综上所述,属于吸热反应的是A,
故答案为:A。
【分析】A.图示反应物能量低于生成物能量,为吸热反应;
B.图示反应物能量高于生成物,为放热反应;
C.铝热反应为放热反应;
D.稀盐酸与金属的反应通常为放热反应。
18.【答案】B
【解析】【解答】A、燃烧热表示的热化学方程式中燃烧产物必须是稳定的氧化物,H的稳定氧化物为H2O(l),不符合题意;
B、中和热以生成1molH2O为标准,符合题意;
C、S燃烧生成的稳定氧化物为SO2,不符合题意;
D、热化学方程式中必须标明物质的聚集状态,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
B、中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量;
C、S燃烧不能生成SO3;
D、必须标明物质的聚集状态。
19.【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应为放热反应,A不符合题意。
B、反应后生成H2O和CO2,反应物中含有C-H键,生成物中不含有C-H键,因此反应过程中HCHO中C-H键断裂,B不符合题意。
C、由反应图可知,CO2中的氧原子来自O2和HCHO,C符合题意。
D、该反应中HCHO和O2反应生成H2O和CO2,因此反应的化学方程式为:,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、反应物的总能量高于生成物的总能练,为放热反应。
B、产物为CO2和H2O,不含C-H键。
C、CO2中的氧原子来自O2和HCHO。
D、该反应中HCHO和O2反应生成H2O和CO2,据此写出反应的化学方程式。
20.【答案】C
【解析】【解答】A.由图象可知反应物能量低于生成物,表示该反应是吸热反应,而甲烷的燃烧反应是放热反应,不符合,故A不符合题意;
B.某些吸热反应不需要加热也可以发生,如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应,故B不符合题意;
C.反应是吸热反应,依据反应实质分析,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量,故C符合题意;
D.图像表示反应物和生成物的总能量,未知具体物质A和物质C的能量,由能量越低物质越稳定,则无法比较A和C的稳定性,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.图示为吸热反应,甲烷燃烧为放热反应;
B.吸热反应不一定需要加热;
C.吸热反应中断键吸收的能量高于成键释放的能量;
D.A和B的总能量低于C和D的总能量,但物质A和物质C的能量无法比较。
21.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】【解答】 (1)由16g SiH4气体完全燃烧生成SiO2和液态H2O放出713.5kJ热量可知,则1mol SiH4燃烧时,反应的,该反应的热化学方程式为 ;
故答案为: ;
(2)H2的燃烧热为1mol H2完全燃烧生成液态H2O放出的热量,H2在1mol O2中完全燃烧生成2mol液态H2O放出571.6kJ的热量,则H2的燃烧热为,反应的热化学方程式为 ;
故答案为: ;
(3)由碳原子个数守恒可得如下转化关系:C2H5OH~2CO2~2CaCO3,由乙醇充分燃烧放出Q kJ热量,反应生成的二氧化碳与澄清石灰水反应生成100g碳酸钙可知,1mol乙醇完全燃烧的反应热为;
故答案为: ;
(4)将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①+②×4-③×2得到反应4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g),则该反应的。
故答案为:。
【分析】 (1)依据题意和热化学方程式书写规律分析 ;
(2)燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
(3)依据放出的热量与物质的量成比例计算 ;
(4)依据盖斯定律计算。
22.【答案】(1)>
(2)放;断裂1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于形成2molH-Cl键放出的总能量
【解析】【解答】图象分析可知反应物能量高于生成物,反应是放热反应,表示化学反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化,从化学键的角度进行解释 断裂1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于形成2molH-Cl键放出的总能量。
【分析】(1)根据能量的变化即可判断
(2)根据焓变=反应物的键能-反应物的键能进行判断
23.【答案】(1)
(2)或、;28
(3)放热; ;负极;;-956.4
【解析】【解答】(1)溶液吸收生成亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为。
(2)生石灰氧化钙在氧气的作用下转化为,发生反应的化学方程式为,以该反应为原理处理1t含硫1.6%的煤炭时,理论上消耗氧化钙的质量是。
(3)①反应I的ΔH<0,为放热反应。
②根据图像可知生成2mol二氧化碳放热566kJ,该反应的热化学方程式为 。原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,则CO燃料电池中CO由负极通入,电解质是稀硫酸,通入的一极的电极反应式为。
③已知:反应I:
反应Ⅲ:
根据盖斯定律反应Ⅲ×2-:反应I即得到 -956.4。
【分析】(1)可参考二氧化碳和碳酸钠溶液的反应,亚硫酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠;
(2)二氧化硫和氧化钙以及氧气生成硫酸钙,该反应为氧化还原反应;计算时需要结合质量分数以及初始质量进行计算;
(3) ① 反应I的焓变小于零,为放热氨反应;
② 根据图示可知该反应为一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳,反应物的总内能大于生成物的总内能,因此该反应为放热反应,放出的热量为566kJ/mol;
③ 盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
24.【答案】(1)I;U形管中的红墨水左端液柱升高,右端液柱降低
(2)保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;偏小;
(3)-90
【解析】【解答】(1)装置I可通过U形管中红墨水液面的变化判断氯化铵与氢氧化钙反应是放热还是吸热,装置II只是一个氯化铵与氢氧化钙反应并将生成的氨气用水吸收的装置,不能证明该反应是放热反应还是吸热反应;氯化铵与氢氧化钙反应是吸热反应,所以锥形瓶中气体被冷却,压强减小,导致U形管中的红墨水左端液柱升高,右端液柱降低,故答案为:I;U形管中的红墨水左端液柱升高,右端液柱降低;
(2)①中和热测定实验成败关键是防止热量散失,实验中使用的简易量热计中外筒的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;为了减少热量损失,NaOH溶液应一次性加入,若将NaOH溶液分多次加入,造成热量损失,测得放出的热量值偏小,故答案为:保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;偏小;
②中和热指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水所放出的热,若测得的中和热,则表示中和热的热化学反应方程式为 ,故答案为: ;
(3)根据盖斯定律,总反应-反应①=反应②,则=-49-41=-90,故答案为:-90。
【分析】(1)反应吸热,温度降低,结合热胀冷缩的原理判断;
(2) ① 多次倒入会使热量损耗;
② 氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,焓变 ;
(3)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
25.【答案】(1)△H3-△H4-△H5
(2)>;<
(3)增大
(4)mol·L-1·min-1;0.16mol·L-1
(5)寻找合适的催化剂
【解析】【解答】(1) (i-C4H10)(g)、(i-C4H8)(g)、H2(g)的燃烧热 的方程式分别是:
(i-C4H10)(g) +13/2O2(g) →4CO2(g)+5H2O(l) ①
(i-C4H8) +6O2(g) →4CO2(g)+4H2O(l ) ②
H2(g) +1/2O2(g) →H2O(l) ③
根据盖斯定律:①-②- ③可得:(i-C4H10)(g)(i-C4H8)(g)+H2(g) △H1 ,因此△H1=△H3-△H4-△H5 ;
(2)图象中曲线变化分析可知,随温度升高异丁烷的转化率增大,升温平衡向正反应方向进行,反应为吸热反应,△H1>0,反应前后气体体积增大,增大压强平衡逆向进行,异丁烷的转化率减小,则压强p1<P2;
故答案为:>;<;
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,为保持恒压,体积增大,压强减小,平衡正向进行,随着n(惰性气体)/n(异丁烷)的增大,异丁烷平衡转化率增大;
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷, tmin后达到平衡状态,异丁烷的转化率为50%,其中异丁烯的选择性为80%,结合三段式列式得到,
(i-C4H10)(g)
(i-C4H8)(g)
+H2(g)
起始量(mol)
1
0
0
变化量(mol)
0.4
0.4
0.4
平衡量(mol)
0.6
0.4
0.4
生成异丁烯的速率=0.4/2L/tmin=0.2/t mol ·L-1 ·min-1;
K=c(i-C4H8)×c(H2)/c(i-C4H10)=0.2×0.2/0.3≈0.16mol·L-1;
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是 : 寻找合适的催化剂 .
【分析】(1) 根据盖斯定律可以求出主反应的热效应;盖斯定律原理:一个反应,在定压或定容条件下,不论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,总反应方程式的焓变等于各部分分布反应按一定系数比加和的焓变;
(2)分析图像:温度升高异丁烷的转化率增大,升温平衡向正反应方向进行,反应为吸热反应,△H1>0,反应前后气体体积增大,增大压强平衡逆向进行,异丁烷的转化率减小,则压强p1<P2;
故答案为:>;<;
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,为保持恒压,体积增大,压强减小,平衡正向进行,随着n(惰性气体)/n(异丁烷)的增大,异丁烷平衡转化率增大;
(4)根据三段式:可以计算出平衡时各物质的物质的量,再根据体积计算出各组分的浓度,从而计算出平衡常数;
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是 : 寻找合适的催化剂 .
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