内容正文:
第一章:化学反应的热效应强基习题
一、单选题
1.将V1 mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL,下列叙述不正确的是
A.当V1=30mL时,实验测得的中和热数值最大
B.做该实验时环境温度低于22℃
C.NaOH溶液的浓度约为1.50mol·L-1
D.该实验表明化学能可转化为热能
2.下列热化学方程式正确的是
A.乙烷的燃烧热为1560 kJ·mol-1,则乙烷燃烧热的热化学方程式可表示为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1560 kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g),放热80 kJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H>-160 kJ·mol-1
C.已知1 g液态偏二甲肼(C2H8N2)和足量液态四氧化二氮反应生成CO2、N2和水蒸气时放出a kJ的热量,肼和过氧化氢反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+4H2O(l)+3N2(g) △H=-60a kJ·mol-1
D.含29.0 g KOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出21 kJ的热量,则稀盐酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-42 kJ·mol-1
3.下列关于放热反应和吸热反应的说法正确的是
A.吸热反应一定需要加热才能发生
B.反应条件决定一个反应是放热还是吸热
C.断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量,则为放热反应
D.反应是放热还是吸热,取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
4.下列说法中正确的是
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
②放热反应在常温下一定很容易发生
③反应是吸热还是放热可以看反应物和生成物所具有的总能量的大小
④某些吸热反应在一定条件下也能发生
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
5.在实验室进行中和反应的反应热测定实验,下列有关叙述错误的是
A.使用隔热层是为了减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.不可用金属材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
6.下列热化学方程式书写正确的是(的绝对值均正确)
A. (燃烧热)
B.
C. (中和热)
D. (反应热)
7.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知 ,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应的反应热
B.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ
C.已知 , ,则
D.测定中和热时,若用铜丝代替玻璃棒搅拌,会使测定的中和热的数值偏大
8.分析表中的3个热化学方程式,下列说法错误的是
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的燃料
H2
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ•mol-1
2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料
C3H8
②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ•mol-1
③2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(g) ΔH=-2380kJ•mol-1
A.3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=-504kJ•mol-1
B.等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多
C.3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=-381kJ•mol-1
D.丙烷的燃烧热为-2039kJ•mol-1
9.在298 K、101 kPa时,已知:
①2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=2ΔH2-ΔH1 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
10.已知在25℃、下,(辛烷,相对分子质量为114)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量。表示上述反应的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
11.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH5
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
③NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH3
NaOH(aq)+HNO3(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH4
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A.① B.③④ C.②④ D.①②③
12.下列说法正确的是
A.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
B.改变温度不一定能使平衡移动
C.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH< 0,则56g CO和32g O2所具有的总能量小于88g CO2所具有的总能量
13.热值(calorific vlue)又称卡值或发热量,燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值。已知几种可燃物的燃烧热如下表所示:
可燃物
燃烧热
热值最高的是
A. B.
C. D.
14.下列叙述正确的是
A.加热条件下发生的反应均是吸热反应
B.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,放出的热量相等
C.有能量变化的过程一定有化学键的断裂与形成
D.物质发生化学变化时一定伴随着能量变化
15.研究表明(g)与CO(g)在作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.未使用催化剂时,该反应的逆反应活化能为557.8
B.催化剂参与的两步反应均为放热反应
C.、CO、夺取O的能力依次增大
D.总反应的热化学方程式为
二、填空题
16.Ⅰ.已知下列热化学方程式:① kJ/mol,
② kJ/mol,
③ kJ/mol,
④ kJ/mol,回答下列问题:
(1)C燃烧热的热化学方程式为 ;(填序号)
(2)燃烧1 g生成气态水,放出的热量为 。
Ⅱ.中和热是一类重要的反应热,也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为 kJ/mol。
(3)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为的是 (填序号)。
A.盐酸与氢氧化钠溶液
B.稀硫酸与氢氧化钡溶液
C.醋酸与氢氧化钠固体
D.硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液
E.氢氧化镁溶于稀盐酸
(4)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol,则反应放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)57.3kJ。
Ⅲ.如图所示,某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b。
(5)据图可判断出反应物的总键能 (填“>”“<”或“=”,下同)生成物的总键能,则该反应的反应热 0。
17.CO、 SO2、NO均为大气污染物,通过下列反应可以实现可持续发展。已知:
①2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ/mol-1
②2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) ΔH=+90.4kJ·mol -1
③2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ·mol -1
请回答:
(1)反应①属于 填“吸热”或“放热”反应。
(2)反应②生成0.5mol S(g)时,ΔH= kJ·mol -1。
(3)反应③消耗30g NO(g)时,ΔH= kJ·mol -1。
(4)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH= kJ·mol -1。
18.回答下列问题:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、 、 。
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是 (填序号)。
A.50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液 B.50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液 C.1.0 g NaOH固体
(3)由甲、乙两人组成的实验小组,在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物
起始温度
t1/℃
终了温度
t2/℃
中和热
/kJ·mol-1
A.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NaOH溶液50 mL
13.0
ΔH1
B.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NH3·H2O溶液50 mL
13.0
ΔH2
①甲在实验之前预计ΔH1=ΔH2.他的根据是 ;乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2,他的根据是 。
②实验测得的温度是:A的起始温度为13.0℃、终了温度为19.8℃;B的起始温度为13.0℃、终了温度为19.3℃。设充分反应后溶液的比热容c=4.184 J·(g·℃)-1,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则ΔH1= ;ΔH2= 。(已知溶液密度均为1 g·cm-3)
19.(1)有关化学反应的能量变化如图所示。此反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。判断依据是 。
(2)CH4(g)+1.5O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H1=akJ/mol,则a ﹣564.3(填“>”、“<”、“=”)。
(3)已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(l),△H=﹣572kJ/mol;H﹣H键的键能为436kJ/mol;O=O键的键能为498kJ/mol,则H2O分子中O﹣H键的键能为 kJ/mol。
20.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将的盐酸与的溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等,。)回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成时所测得中和反应的反应热()将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验中改用的盐酸和的溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。
(4)已知酸碱中和热。若用的醋酸与的溶液进行上述实验,发现体系温度升高了,写出醋酸电离的热化学方程式 。
(5)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.向内筒中加入稀碱时,应当迅速加入
B.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
C.整个实验装置看作反应体系,空气看作环境
D.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成时所测得的中和反应的反应热()无影响
21.回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
已知:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH1
②C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为 kJ·mol-1。
(2)已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量。该反应的热化学方程式为: 。
(3)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1 ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。
(4)氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436 kJ·mol-1、391 kJ·mol-1、946 kJ·mol-1。写出合成氨的热化学方程式: 。
22.利用工业尾气中的生产高附加值产品,可以降低碳排放量。某科研团队设计的电催化还原制甲醇的工艺流程如图,离子液体{氟硼酸盐[Bmim][],用IL表示,仅起导电作用}和的物质的量之比为1:3。请根据所学知识回答下列问题:
(1)已知19.2g完全燃烧生成和放出435.9kJ热量,则该反应的热化学方程式为 ;若相同质量的完全燃烧生成和,则其释放的能量 (填“大于”“小于”或“等于”)435.9 kJ。
(2)电催化还原制甲醇的工艺流程中能循环使用的物质除、KOH外还有 (填名称)。
(3)直接甲醇燃料电池的工作原理示意图如图。
①甲物质为 (填化学式,下同),Y气体为 。
②电极A为 (填“正”或“负”)极,该电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
③写出电极B上的电极反应式: ;每转移,理论上可消耗甲醇的质量为 g。
23.回答下列问题:
(1)已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,表示乙炔燃烧热的热化学方程式为 。
(2)→ ,有关化学键的键能如下表:
化学键
键能
414
615
347
435
则该反应的反应热 。
(3)碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成。因此无法通过实验直接测得反应:的。但可设计实验利用盖斯定律计算出该反应的,计算时需要测得的实验数据有 。
(4)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(5)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚其反应为(m、n均大于0):
反应①:
反应②:
反应③:
则m与n的关系为 。
24.
(1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3,请回答:
①若反应物的总能量为E1,生成物的总能最为E2,且E1>E2,则该反应为 ,(填“吸热”或“放热”)反应。
②已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂,已知: 16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(1),放出310.6 kJ的热量; 2H2O2(1)=O2(g)+2H2O(1) ΔH=-196.4kJ/mol.反应N2H4(1)+2H2O2(g)=N2(g)+4H2O(l)的ΔH= kJ•mol-1.
(3)实验室用50mL 0.50mol/L盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有两处明显的错误,其中一处是缺少一种玻璃仪器,该仪器的名称为 ;实验室提供了0.50mol/L和0.55mol/L两种浓度的NaOH溶液。应选择 mol/L的溶液进行实验。
25.化学反应原理对研究能源与环境具有重要意义。
(1)微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如图所示。
电池中的质子交换膜只允许H+和水分子通过,电池工作时,H+移向电池的 极(填“石墨”或“铂碳”);石墨上所发生的电极反应式为: 。
(2)葡萄糖的燃烧热为,写出葡萄糖完全燃烧的热化学方程式: 。
(3)化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖,其相对分子质量为:180)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的实际意义,则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是 (填序号)。
序号
A
B
C
D
E
污水类型
生活污水
电镀
印染
造纸
硫酸工业废水
COD值/
590
30
830
980
130
(4)电解法处理含和的酸性废水,两极产物继续反应,最终生成逸出。其装置及转化如图所示:
①阳极附近的pH值 (填“变大”、“变小”或“不变”),阴极的电极反应式为 。
②生成N2的离子方程式为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.中和热是强酸强碱的稀溶液中,发生中和反应,生成1molH2O时放出的热量,是一个定值,与加多少毫升的酸碱无关,A错误;
B.温度为22℃时,已经加入盐酸10mL,即已经放热,温度升高,故做该实验时环境温度低于22℃,B正确;
C.恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL,由HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,恰好反应时n(NaOH)=n(HCl)=1.0mol/L×0.03L=0.03mol,所以浓度c(NaOH)==1.5mol/L,C正确;
D.酸碱中和为放热反应,化学能转化为热能,D正确;
故选A。
2.A
【详解】A.乙烷的燃烧热为1560 kJ·mol-1,即1mol乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出1560 kJ热量,则乙烷燃烧热的热化学方程式可表示为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1560 kJ·mol-1,故A正确;
B.500℃、30MPa下,SO2和O2反应生成SO3属于可逆反应,放热80 kJ,并不是生成1mol SO3(g)放出的热量,且题给热化学方程式中生成的三氧化硫为2mol,故其热化学方程式错误,故B错误;
C.1 gC2H8N2的物质的量为=mol,则1mol液态偏二甲肼(C2H8N2)和足量液态四氧化二氮反应生成CO2、N2和水蒸气时放出的热量为60a kJ,由于水蒸气转化为液态水还要放热,故其热化学方程式错误,故C错误;
D.29.0 g KOH的物质的量为0.5mol,则1molKOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出42 kJ的热量,但醋酸为弱酸,电离吸热,反应放出的热量比盐酸少,故其热化学方程式错误,故D错误;
答案选A。
3.D
【详解】A.物质发生化学反应是否需要加热条件与反应类型是吸热反应还是放热反应无关,A错误;
B.一个化学反应是放热反应还是吸热反应是由反应物总能量与生成物的总能量的差值决定,与反应条件无关,B错误;
C.断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量,则反应为吸热反应,C错误;
D.反应是放热反应还是吸热反应,取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。若反应物总能量比生成物的高,则反应为放热反应,否则为吸热反应,D正确;
故合理选项是D。
4.D
【详解】①碳的燃烧是放热反应,但需要加热到着火点,①错误;
②很多可燃物的燃烧,需要加热至着火点,比如硫的燃烧,②错误;
③反应热决定于反应物和生成物能量的相对高低,△H=生成物的能量之和-反应物的能量之和,③正确;
④氯化铵和氢氧化钡反应是吸热反应,在常温下就能发生,④正确;
综上所述,③④正确,故选D。
5.C
【详解】A. 大小烧杯之用隔热层,目的是减少热量损失,减小测量误差,故A正确;
B. 充分反应,放出热量最多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,故B正确;
C. 为了使酸碱充分反应,应当快速一次倒入溶液并搅拌,防止热量散失,故C错误;
D. 金属材质的环形搅拌棒导热能力强,会造成热量散失,不可用金属材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确;
故选C。
6.C
【详解】A.燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物即液态水,故A错误;
B.乙醇燃烧是放热反应,故B错误;
C.中和热是强酸和强碱的稀溶液生成1mol液态水放出的热量,中和热的热反应方程式为 (中和热),故C正确;
D.该反应热的热化学方程式没有写状态,故D错误。
综上所述,答案为C。
7.B
【详解】A.20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应放出的热量为,但中和热不变,故A错误;
B.已知,与反应为可逆反应,进行不完全,则在一定条件下将2mol和6mol置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ,故B正确;
C.生成二氧化硫液体时放出的热量更多,则,故C错误;
D.若用铜丝代替玻璃棒搅拌,因铜丝导热,会导致热量损失,使测定的中和热数值偏小,故D错误;
故选:B。
8.D
【详解】A.根据盖斯定律,①×-③可得3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=(-484) ×-(-2380)=-504kJ/mol,故A正确;
B.由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol可知4g氢气反应放出484kJ热量,由C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol可知44g丙烷反应放出2039kJ热量,则4g丙烷反应放出185.4kJ热量,因此等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多,故B正确;
C.根据盖斯定律,①×5-②可得3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=5×(-484kJ/mol)-(- 2039kJ/mol)=-381kJ/mol,故C正确;
D.丙烷的燃烧热是指1mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳与液态水放出热量,C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol为生成气态水,则丙烷的燃烧热不是2039kJ/mol,故D错误;
故选D。
9.A
【分析】
【详解】运用盖斯定律,消去H2,将②式乘以2再减去①式得③式,则2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3=2ΔH2-ΔH1,答案选A。
10.B
【详解】在25℃、下,辛烷呈液态,辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量,则辛烷(即)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量,所以其热化学方程式为,故B正确。
11.C
【详解】①前一反应中C(s)燃烧更充分,放出的热量更多,但ΔH1、ΔH2都为负值,所以ΔH1<ΔH2;
②两反应中各物质的状态相同,但化学计量数后者为前者的二倍,2ΔH5=ΔH6,由于ΔH5、ΔH6都为负值,所以ΔH5>ΔH6;
③两反应的实质相同、化学计量数相同,所以ΔH3=ΔH4;
④前一反应为吸热反应,ΔH7>0,后一反应为放热反应,ΔH8<0,所以ΔH7>ΔH8;
综合以上分析,②④符合题意;故选C。
12.C
【详解】A.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,旧键断裂吸收能量,新键形成要放出能量,所以任何化学反应都伴随着能量的变化,但能量变化可以是热能、电能、光能等,故A错误;
B.任何化学反应都伴随着能量的变化,改变温度一定能使平衡移动,故B错误;
C.化学反应除了生成新物质外,一定还伴随着能量的变化,故C正确;
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH<0,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,则56g CO和32g O2所具有的总能量大于88g CO2所具有的总能量,故D错误。
故选:C。
13.A
【详解】根据燃料的热值以及燃烧热的定级,计算1g可燃物完全燃烧放出热量。
甲烷的热值为,
同理,液态甲醇的热值,
液态乙醇的热值,
丙烷的热值;
热值最大的是甲烷;
选项A符合题意;
答案为A。
14.D
【详解】A.铝热反应需要加热条件下才能发生,但属于放热反应,故A错误;
B.反应热与参与反应的物质含量多少有关,还与参与反应的物质的状态有关,硫固体变为硫蒸气需要吸收热量,则等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,放出的热量不相等,故B错误;
C.物质的三态(气、液、固)转化过程有能量的变化,但是没有化学键的断裂与形成
D.化学反应的实质是旧键断裂,同时形成新键,断键吸收能量,成键释放能量,则物质发生化学变化时一定伴随着能量变化,故D正确;
答案选D。
15.C
【详解】A.根据历程,反应物总能量大于生成物的总能量,即该反应为放热反应,逆反应的活化能358.9kJ·mol-1+198.9kJ·mol-1=557.8kJ·mol-1,故A说法正确;
B.由图可知,在Ir+催化下,两步反应能量均降低,均为放热反应,故B说法正确;
C.从N2O+Ir++CO到N2+IrO++CO,说明Ir+夺取O的能量强于N2O,从N2+IrO++CO到N2+CO2+Ir+,说明CO夺取O的能力强于IrO+,故C说法错误;
D.△H只与始态和终态有关,与反应的途径无关,因此总反应的热化学方程式为N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-358.9kJ·mol-1,故D说法正确;
答案为C。
16.(1)④
(2)120.9kJ
(3)AD
(4)大于
(5) < <
【详解】(1)表示C的燃烧热的化学方程式为 kJ/mol;即选④;
(2)由②可知,燃烧2gH2生成气态水,放出的热量为 kJ,则燃烧1gH2生成气态水,放出的热量为120.9kJ;
(3)A.盐酸与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为,故A符合题意;
B.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式为,故B不符合题意;
C.醋酸与氢氧化钠固体反应的离子方程式为,故C不符合题意;
D.硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为,故D符合题意;
E.氢氧化镁溶于稀盐酸反应的离子方程式为,故E不符合题意;
答案为AD;
(4)氢氧化钠固体在溶解时要放热,故稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol,则反应放出的热量大于57.3kJ;
(5)据图可判断该反应为放热反应,反应物的总键能<生成物的总键能,反应热<0。
17.(1)吸热
(2)45.2
(3)-373.25
(4)-41.2
【解析】(1)
该反应焓变大于0,为吸热反应;
(2)
根据反应②可知生成1mol S(g)时,ΔH=+90.4kJ·mol -1,则生成0.5mol S(g)时,ΔH=kJ·mol -1=45.2 kJ·mol -1;
(3)
30g NO(g)的物质的量为=1mol,根据反应③可知消耗2molNO(g)时ΔH=-746.5kJ·mol -1,所以消耗1mol NO(g)时,ΔH=kJ·mol -1=-373.25kJ·mol -1;
(4)
根据盖斯定律×(①-②)可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的ΔH=×[+8.0 kJ·mol -1-(+90.4 kJ·mol -1)]=-41.2 kJ·mol -1。
18.(1) 量筒 环形玻璃搅拌棒
(2)B
(3) A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同 NaOH是强碱,NH3•H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同 -56.9 kJ/mol -52.7 kJ/mol
【详解】(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、环形玻璃搅拌棒、温度计;
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol/L的盐酸,还需加入的试剂等体积但浓度略大的NaOH溶液,使碱过程或酸完全中和,并且根据酸的浓度和体积计算生成水的物质的量,答案选B;
(3)①甲认为A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同;而乙认为NaOH是强碱,NH3•H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同;
②△H1=-≈-56.9kJ/mol,△H2=-≈-52.7kJ/mol。
19. 放热 反应物的总能量大于生成物的总能量 < 485.5
【详解】(1)由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应为放热反应;判断依据是反应物的总能量大于生成物的总能量;
故答案为:放热;反应物的总能量大于生成物的总能量;
(2)从气态到液态放热,故CH4(g)+1.5O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H1=akJ/mol,放出的热量大于564.3kJ,则a<﹣564.3,故答案为:<;
(3)设H2O分子中O﹣H键的键能为xKJ,则2molH2O中含有4molO﹣H,其总键能为4xkJ;
△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能,即﹣572kJ/mol=436kJ/mol×2+498kJ/mol﹣4x,
所以x=485.5,即H2O分子中O﹣H键的键能为485.5kJ/mol,故答案为:485.5。
20.(1)玻璃搅拌器或环形玻璃搅拌棒
(2)偏大
(3)不相等
(4)
(5)A
【详解】(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是玻璃搅拌器,作用是搅拌,使强酸和强碱充分反应,故答案为:玻璃搅拌器;使强酸和强碱充分反应;
(2)简易量热计如果不盖杯盖,会有一部分热量散失,测得的中和热数值将会减小,但中和热焓变是负值,则生成1mol H2O时所测得中和反应的反应热(ΔH)将偏大,故答案为:偏大;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,实验中改用的盐酸和的溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量更少,即不相等,故答案为:不相等;
(4)根据Q=cm△t=4.18J·g-1·°C-1×200g×3°C=2508J=2.508kJ,的醋酸与的溶液反应生成0.05mol水,△H=-=-50.16kJ·mol-1,醋酸电离的反应热为-50.16kJ·mol-1-(-57.3 kJ·mol-1)=+7.14 kJ·mol-1,醋酸电离的热化学方程式 ;
(5)A.向内简中加入稀碱时,应当快速倒入内简中,以减少热量损失,故A正确;
B.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,溶液的质量增大,所以量筒中剩余的液体不要用水冲洗,故B错误;
C.整个实验中,反应物和生成物是反应体系,装置看作环境,C错误;
D.内简中有残留的水,使溶液的总质量偏大,导致溶液的最终温度偏低,故D错误;故答案为:A。
21.(1)+123
(2)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol
(3)=
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol
【详解】(1)已知:②C4H10(g)+O2(g)C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1根据盖斯定律,将②-③,整理可得①C4H10(g)C4H8(g)+H2(g) ΔH1=ΔH2-ΔH3=+123 kJ·mol-1,即反应①的反应热ΔH1=+123 kJ·mol-1;
(2)4.4 g CO2的物质的量是0.1 mol,4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量,则1 mol气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出Q=4.95 kJ×=49.5 kJ,故该反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol;
(3)相同条件下反应的∆H只与反应物的总能量和生成物的总能量、方程式中的化学计量数有关,与反应条件无关,故同温同压下,H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H1=△H2;答案为:=。
(4)合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应的∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol,合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol;
22.(1) 小于
(2)离子液体或IL或氟硼酸盐
(3) ; ; 正; 还原; 16g
【分析】此题考查原电池的基本反应原理,对电解质中离子移动方向等正负极判断方法作为突破口。
【详解】(1)9.2g甲醇为0.6mol,放出热量为435.9KJ热量,换算为1mol甲醇则释放热量为726.5kJ,故答案为:
(2)根据题目信息分析,离子液体或IL或氟硼酸盐离子液体仅起导电作用,没有参加化学反应,无损耗,故还可以回收利用,故答案为:离子液体或IL或氟硼酸盐
(3)①电池中的氢离子移动方向往电极A,根据电池中离子移动方向规律,阳离子移向正极,则A极为正极,则B极为负极(通入燃料的电极),所以甲物质为;因为A极为正极,所以Y气体则是正极产生的二氧化碳,故答案为:、;
②因为电池中,阳离子移向正极,则A极为正极;电池中,正极发生还原反应,故答案为:正、还原;
③电极B是负极,失去电子,并且电池中电解质溶液显酸性,电极反应式为:;根据电极反应式,1mol甲醇消耗6mol电子,则3mol电子消耗甲醇为0.5mol,所以消耗甲醇的质量为:32g/mol×0.5mol=16g,故答案为:、16g。
23.(1)
(2)+125 kJ/mol
(3)的和的
(4)
(5)2m<n
【解析】(1)
C2H2分子中含有2 个C原子,充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则反应产生2 mol CO2气体和液体水时反应的乙炔的物质的量是1 mol,同时反应放出热量是2b kJ,故表示乙炔燃烧热的热化学方程式为: ;
(2)
反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,则反应→ △H=(414×6+347)kJ/mol-(414×4+615+435)kJ/mol=+125 kJ/mol;
(3)
碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成。因此无法通过实验直接测得反应:的。但可设计实验利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有的和的;
(4)
已知:①
②
根据盖斯定律,将(①+②)×,整理可得: ;
(5)
已知:反应①:
反应②:
反应③:
根据盖斯定律,②-①×2=③,整理可得△H=-(n-2m)<0,所以2m<n。
24.(1) 放热 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol
(2)-817.6
(3) 环形玻璃搅拌棒 0.55
【详解】(1)①反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,而当反应物的总能量大于生成物的总能量时,E1>E2,反应为放热反应;
②在反应N2+3H22NH3中,断裂3molH-H键,1mol NN键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为:2346kJ-2254kJ=92kJ,即N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;
(2)16g液态N2H4的物质的量为0.5mol,足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6kJ的热量,则热化学方程式为①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-621.2 kJ·mol-1,②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.4kJ·mol-1 ,根据盖斯定律,①+②得:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)ΔH=-817.6kJ·mol-1;
(3)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;为了使反应充分,NaOH应过量,所以选择0.55mol·L-1的溶液进行实验。
25.(1) 铂碳
(2)
(3)BE
(4) 变小
【详解】(1)由图可知,石墨电极为C6H12O6转化为CO2和H2O,C元素化合价从0价升高为+4价,失去电子,为负极,铂碳电极为O2转化为H2O,O元素化合价从0价降低为-2价,得到电子,为正极,原电池中阳离子向正极移动,则H+移向电池的铂碳极;石墨上所发生的电极反应式为;
(2)葡萄糖的燃烧热为,葡萄糖完全燃烧的热化学方程式为;
(3)依据题意写出葡萄糖氧化分解的热化学方程式为,则氧化提供的化学能等于5.6kJ时所需引起氧气的质量变化量,相当于384mg,由此可知选项BE符合题意;
(4)①由图可知,转化为 ,N元素化合价从+5价降低为-3价,得到电子,为阴极;Cl-转化为HClO,Cl元素从-1价升高为+1价,失去电子,为阳极,其电极反应式为Cl--2e-+H2O=HClO+H+,生成H+,则阳极附近的pH值变小;阴极的电极反应式为;
②由图可知,与HClO反应生成N2,其反应离子方程式为。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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