1.2 反应热的计算同步练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-12
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1.2 反应热的计算同步练习题
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.已知:25℃,101 kPa时,反应①Mn(s)+ O2(g)=MnO2(s) ΔH1 =-520 kJ·mol-1;反应②Mn(s)+ SO2(g)+ O2(g)=MnSO4(s) ΔH2 =-768 kJ·mol-1,则反应MnO2 (s)+SO2(g)=MnSO4(s)的 ΔH为( )
A.-248 kJ·mol-1 B.+248 kJ·mol-1
C.-1288 kJ·mol-1 D.+1288 kJ·mol-1
2.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.已知 ; ,则
B.已知 ,则氢气的燃烧热为
C.已知 ,则含的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于
D.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) ,则白磷比红磷稳定
3.已知 键的键能约为413kJ/mol,键的键能约为463kJ/mol,键的键能约为436kJ/mol,则中键的键能约为( )
A.797.5kJ/mol B.900.5kJ/mol C.962.5kJ/mol D.1595kJ/mol
4.已知:(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s),△H=﹣348.3 kJ/mol
(1)2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣31.0 kJ/mol
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A.﹣317.3 kJ/mol B.﹣379.3 kJ/mol
C.﹣332.8 kJ/mol D.+317.3 kJ/mol
5.知反应:,反应产物中的S实为,它是一个八元环状分子(即),中可看成含2个键。部分共价键键能的数据如下::;:;:;:。则a为( )
A. B. C. D.
6.在Pt2O+表面发生反应:,利用该反应能够处理汽车尾气中的污染物.物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法错误的是( )
A.
B.使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率增大
C.反应物总键能小于生成物总键能
D.对于该反应,升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快
7.研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知几种物质中化学键的键能如表:
化学键
H2O中的H-O键
O2中的O=O键
H2中的H-H键
H2O2中的O-O键
H2O2中的O-H键
键能kJ/mol
463
498
436
138
463
若反应过程中分解了2mol水,则下列说法错误的是( )
A.过程I吸收了926kJ能量
B.过程II形成了非极性共价键
C.过程III属于放热反应
D.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
8.和的能量关系如图所示:
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强.下列说法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.对于和
9.已知 转化为 和 分步进行:① ,② ,其反应过程能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.Ea1是反应①的活化能
B. 的能量一定低于 的能量
C.
D.反应②更容易发生,气体 很难大量累积
10.CaCO3/CaO相互转化的能量关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.ΔH4<0 B.ΔH1+ΔH2=0
C.ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5<0 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
11.反应 的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A. 和 的总能量为
B.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
C. ,固体碳的质量不再改变说明反应已达平衡
D. 和 反应生成 和 吸收的热量大于
12.根据下表的数据,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热应为( )
部分物质的键能
H2
Cl2
HCl
键能(kJ·mol-1)
436
243
431
A.+183.0 kJ·mol-1 B.-366.0 kJ·mol-1
C.-183.0 kJ·mol-1 D.+211.0 kJ·mol-1
13.在时,已知:
①
②
③
下列叙述正确的是( )
A.乙炔的摩尔燃烧焓为
B.
C.反应②放出的热量为
D.
14.四氯化钛是乙烯聚合催化剂的重要成分。已知有如下反应:
①TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH1>0
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2<0
③
下列说法中正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.反应①中的能量变化如图所示
C.反应①若使用催化剂,不会改变反应的活化能
D.反应②中,增加碳的用量,则反应速率加快
15.已知A转化为C和D分步进行:①;②,其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是( )
A.1mol A(g)的能量低于2mol D(g)的能量
B.反应过程中,由于,反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累
C.
D.断裂1mol A(g)化学键吸收的热量小于形成1mol B(g)和2mol D(g)化学键所放出的热量
16.氢能是一种高效清洁的能源,工业上可以下三种方法获取H2。
①焦炭与水反应制氢:
②甲烷与水反应制氢:
③太阳光催化分解水制氢:
根据以上热化学方程式判断,下列有关说法错误的是
A.氢气的燃烧热
B.反应②使用催化剂,减小
C.反应③中太阳能转化为化学能
D.反应的
17.已知溶液与盐酸反应生成吸热,溶液与盐酸反应生成放热。关于下列的判断正确的是( )
A. B.
C. D.
18.已知:在标准压强101kPa、298K下,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫作物质B的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的如图所示。、、的标准摩尔生成焓为0,下列有关判断正确的是
A.的键能大于与的键能之和
B.根据图中信息,可判断热稳定性肼大于氨
C.根据上表所给数据,可求得的燃烧热
D.NO与反应的热化学方程式:
19.工业生产甲醇的常用方法是。已知:。则的为( )
A. B.
C. D.
20.合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-890.3 kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
二、综合题
21.回答下列问题:
(1)实验测得,1g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出29.7kJ的热量,试写出乙醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)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理论推算。试依据下列热化学方程式,计算反应 的焓变为 。
①
②
③
(3)某实验小组用0.5mol/L NaOH溶液和0.5mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
①环形玻璃搅拌棒 (填“能”或“不能”)改为环形金属(如铜)棒,其原因是 。
②碎泡沫的作用是 。
③测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如上图所示。取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,三次测定温度差的平均值为4.0℃,若近似认为0.5mol/L NaOH溶液和0.5mol/L硫酸溶液的密度都是1 ,中和后生成溶液的比热容 。则中和热 (取小数点后一位)。
④上述实验数值结果与57.3 有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.反应时未用搅拌器搅拌
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
22.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途,对其研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化为N,转化过程为:△H=+88.6kJ•mol-1,则M、N相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气),发生的反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),反应过程的能量变化如图所示,则该反应的△H= kJ•mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
(3)乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,可通过乙烷的热裂解和氧化裂解制取。若C-C键、C=C键、C-H键和H-H键的键能分别为akJ•mol-1、bkJ•mol-1、ckJ•mol-1和dkJ•mol-1,反应C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)△H,则△H= kJ•mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(4)利用煤制合成气,再由合成气间接制乙烯包含的反应有:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=akJ•mol-1
②2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=bkJ•mol-1
则反应2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H= kJ•mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(5)甲醇(CH3OH)属于可再生资源,能够代替汽油作为汽车的燃料。常温下,实验测得1g甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出22.7kJ的热量,试写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(6)已知CO和丙烷的燃烧热分别为283kJ•mol-1和2220kJ•mol-1。现有CO和C3H8的混合气体共3mol,完全燃烧时放出2786kJ的热量,则在混合气体中CO和C3H8的体积比是 。
23.已知下列热化学方程式:
①
②
(1)氢气的摩尔燃烧焓是
(2)已知: 。写出丙烷( )燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)实验测得 和 的混合气体共3 ,完全燃烧生成液态水时放热2791.6 ,则混合气体中 和 的体积比是 。
(4)当反应②中转移10 电子时,燃烧的丙烷( )的质量是 g,生成的 在标准状况下的体积是 L。
24.、CO、等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)25℃,101kPa时,8.0g完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式: 。
(2)水煤气中的CO和在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1molCO和,一定温度下发生反应:。测得CO和的转化率随时间变化如图-1所示。
①从反应开始到6min,CO的平均反应速率 6min时,的转化率为
②下列叙述措施中能加快生成甲烷反应速率的是 。(填字母)
a.容器中充入一定量惰性气体 b.升高容器温度
c.增大CO和的用量 d.加入适量催化剂
(3)甲烷燃料电池装置如图-2,电池总反应为。通入一端电极反应方程式为: ;通入氧气的电极为电池的 (填“正极”或“负极”),若通入0.1mol充分反应,离子交换膜右侧区域质量减轻 g。
25.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫做活化能,其单位通常用kJ•mol-1表示。请认真观察图像,然后回答问题:
(1)对于同一反应,图中虚线(II)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是 。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1 ΔH2(填“>”“<”或“=”)。
(3)在298K、101kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是____(填字母)。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
(4)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ•mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如表:
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
200
a
则表中a= 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】已知目标反应MnO2(s)+ SO2(g)=MnSO4(s)由反应②-①可得,根据盖斯定律可知=ΔH2 -ΔH1=(-768 kJ·mol-1)-( -520 kJ·mol-1)=-248 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点:
1.当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
2.反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
3.当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.碳单质完全燃烧生成稳定氧化物CO2放出的热量更多,但△H是负数,因此a<b,A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,H生成H2O(l),不是H2O(g),B错误;
C.醋酸是弱电解质,电离时吸收热量,含40.0g即1molNaOH的稀溶液,与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ,C正确;
D.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) ,白磷能量高,根据能量越低越稳定,则红磷比白磷稳定,D错误;
答案:C
【分析】A.碳单质完全燃烧生成稳定氧化物CO2放出的热量更多,但△H是负数;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,H生成H2O(l);
C.醋酸是弱电解质,电离时吸收热量,1molNaOH的稀溶液,与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ;
D.白磷能量高,能量越低越稳定,则红磷比白磷稳定。
3.【答案】A
【解析】【解答】设① ,② ,根据盖斯定律,将①×2-②可得, CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165kJ/mol,设C=O键的键能为xkJ/mol,则+165=413×4+463×4-2x-436×4,解得x=797.5,故选A;
故答案为:A。
【分析】根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能计算。
4.【答案】(1)A
【解析】【解答】已知:(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s),△H=﹣348.3kJ/mol
(2)2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣31.0kJ/mol
根据盖斯定律,将(1)-(2),整理可得:Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H=﹣317.3 kJ/mol,
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律计算。
5.【答案】A
【解析】【解答】ΔH=(2×2×364+2×522)kJ/mol-(×8×266+2×2×463) kJ/mol=-150kJ/mol,A符合题意;
答案为A。
【分析】反应热=反应物的总键能−生成物的总键能。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,对于多步反应,反应的总能量等于各步化学反应的反应热的和;反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差,则,A不符合题意;
B.催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应的始态与终态,因此化学平衡发生移动,故使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率不变,B符合题意;
C.断裂化学键吸收能量,形成化学键会释放能量,该反应是放热反应,说明断裂反应物化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键释放的总能量,即反应物总键能小于生成物总键能,C不符合题意;
D.对于该反应,升高温度,分子运动速率加快,物质分子内能增加,更多普通分子变为活化分子,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据盖斯定律计算;
C.该反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能;
D.升高温度,分子运动速率加快,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.由过程Ⅰ可知,断裂了,则吸收的能量为,A不符合题意;
B.由过程Ⅱ可知,形成了键和等非极性共价键,B不符合题意;
C.由过程Ⅲ可知,断裂了和,形成了和键,能量变化为:,为吸热反应,C符合题意;
D.由反应过程可知,总反应为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据图示确定反应过程断裂或形成的化学键,结合表格中键能的数据,计算反应过程中吸收或放出的热量。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.根据已知信息,离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。由于r(Mg2+)<r(Ca2+),所以MgCO3的离子键强于CaCO3,由于化学键断裂需要吸热,因此ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A不符合题意;
B.由于ΔH2只与CO32-相关,故ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B不符合题意;
C.根据能量关系图可知,ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3,由于ΔH(MgCO3)≠ΔH(CaCO3),故ΔH1(MgCO3)+ΔH2(MgCO3)-ΔH3(MgO)≠ΔH1(CaCO3)+ΔH2(CaCO3)-ΔH2(CaO),而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3),故ΔH1(MgCO3)-ΔH3(MgO)≠ΔH1(CaCO3)-ΔH3(CaO),ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)≠ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO),C不符合题意;
D.由于ΔH+ΔH3=ΔH1+ΔH2,而ΔH>0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D符合题意;
故答案为:D
【分析】结合盖斯定律进行分析。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.从图中可以看出,Ea1是活化分子所具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值,所以Ea1是反应①的活化能,A不符合题意;
B.从图中可以看出, 的能量低于 和 的能量之和,但不能确定 的能量一定低于 的能量,B符合题意;
C.由图中信息可以得出,Y(g)+2W(g) Z(g)+3W(g)△H=+(Ea3-Ea4)kJ∙mol-1,所以Y(g) Z(g)+W(g)△H=(Ea3-Ea4)kJ∙mol-1,C不符合题意;
D.从图中可以看出,反应②的活化能比反应①小,所以反应②更容易发生,反应①生成的Y(g)很容易发生转化,所以气体Y很难大量累积,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据图示即可判断其未分子活化能
B.无法比较X和Y的能量高低
C.根据图示即可写出热化学方程式
D.②的活化能低速率快,Y作为中间产物消耗速率大于生成速率
10.【答案】B
【解析】【解答】A.同一物质,降温放热,故ΔH4<0,故A不符合题意;
B.由碳酸钙分解吸热,可知ΔH1>0,氧化钙化合放热,可知ΔH2<0,而分解和化合不在同一个温度下进行的,故ΔH1+ΔH2≠0,故B符合题意。
C.由盖斯定律知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,又ΔH1>0,故ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5<0,故C不符合题意;
D.由盖斯定律知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律分析。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.该反应的活化能为 ,不是 和 的总能量为 ,A符合题意;
B.反应中断键吸收能量,成键释放能量,B不符合题意;
C.固体碳的质量不变可以说明反应到平衡,C不符合题意;
D. 比 的能量高,所以 和 反应生成 和 吸收的热量大于 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据图示即可判断出
B.键的断裂时吸收能量,而键的形成需要释放能量
C.可根据碳的量不变即可判断平衡
D.根据液态水变为水蒸汽需要吸收热量
12.【答案】C
【解析】【解答】根据反应热和键能的关系,△H=(436+431-2×431)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,C符合题意。
【分析】△H=反应物的总键能-生成物的总键能
13.【答案】D
【解析】【解答】A.乙炔的摩尔燃烧焓为1mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,由热化学方程式 即可得到乙炔的摩尔燃烧焓为,故A不符合题意;
B.气态水的能量高于液态水,则1mol氢气完全燃烧生成气态水的反应热△H>-571.6KJ/mol/2=—285.8 kJ/mol,故B不符合题意;
C.没有明确反应②的反应物,无法计算反应放出热量,故C不符合题意;
D.根据盖斯定律计算反应①×2+②×0.5-③×0.5得到,即可计算出 ,因此 ,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据乙炔的摩尔燃烧焓为1mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量即可计算;
B.根据给出方程式可写出;
C.计算热量需要考虑物质的状态;
D.根据盖斯定律找出数量关系即可计算。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,反应①+2×反应②得到反应③,所以ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A符合题意;
B.反应①是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,故B不符合题意;
C.催化剂能降低反应的活化能,故C不符合题意;
D.碳是固体,其浓度不能改变,所以增加碳的量,不会加快反应速率,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据盖斯定律即可计算
B.反应①是吸热反应
C.催化剂可降低活化能
D.固体不影响反应速率
15.【答案】B
【解析】【解答】A.根据图示可知,1mol A(g)的能量低于1mol B(g)和2mol D(g)的总能量,A不符合题意;
B.反应过程中,由于Ea3<Ea1,即反应②的活化能小于反应①的活化能,故反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累,B符合题意;
C.根据图示可知,B(g)C(g)+D(g) ΔH=(Ea3−Ea4)kJ/mol,C不符合题意;
D.如图所示,Ea1>Ea2,断裂1mol A(g)化学键吸收的热量大于形成1mol B(g)和2mol D(g)化学键所放出的热量,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、由图可知,1molA(g)的能量低于1molB(g)和2molD(g)的总能量;
B、反应所需的活化能越大,其反应速率越小;
C、反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能;
D、反应①为吸热反应,据此判断断键吸收能量与成键释放能量的相对大小;
16.【答案】B
17.【答案】A
【解析】【解答】A.由题意得到: 、 ,②-①即得,A符合题意;
B.是一个吸热过程,所以 ,B不符合题意;
C.由题意得到:即,C不符合题意;
D.由题意得到:即 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律进行计算。
18.【答案】D
19.【答案】B
【解析】【解答】①
②
根据盖斯定律,2×②-①得出=2×(-241.8)kJ·mol-1-[(-90.8)kJ·mol-1]=-392.8kJ·mol-1,选项B符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律计算。
20.【答案】A
【解析】【解答】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,及④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,根据盖斯定律,将热化学方程式④+③-②-①×3,整理可得 ,
故答案为:A。
【分析】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。
21.【答案】(1)
(2)
(3)不能;金属导热性强,散失热量多,实验误差大;保温,防止热量散失;—53.5kJ/mol;ac
【解析】【解答】(1)由1g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出29.7kJ的热量可知,乙醇燃烧反应的反应热△H= =1366.2kJ/mol,反应的热化学方程式为 ,故答案为: ;
(2)由盖斯定律可知,②×2+③×2-①可得反应 ,则△H=(-393.5kJ/mol)×2+(-285.8kJ/mol)×2-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol,故答案为:-488.3kJ/mol;
(3)①中和热测定实验中不能将环形玻璃搅拌棒改为环形金属(如铜)棒,因为环形金属棒是热的良导体,导热性强,会造成热量会损失,导致实验误差大,故答案为:金属导热性强,散失热量多,实验误差大;
②中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料可以起到保温,防止实验过程中的热量散失,减少实验误差的作用,故答案为:保温,防止热量散失;
③50mL0.50mol/氢氧化钠溶液与30mL0.50mol/L硫酸溶液反应反应时,硫酸溶液过量,则反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,反应后溶液的质量为80mL×1g/mL=80g,反应放出的热量Q=mc△T=80g×4.18J/(g·℃)×4.0℃×10-3kJ/J=1.3376kJ,所以实验测得的中和热△H=- =-53.5 kJ/mol,故答案为:-53.5 kJ/mol;
④a.反应时未用搅拌器搅拌会使反应不充分,放出的热量偏低,所测结果小于57.3kJ/mol,故正确;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数会使量取的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,所测结果大于57.3kJ/mol,故不正确;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中会造成热量散失,放出的热量偏低,所测结果小于57.3kJ/mol,故正确;
故答案为:ac。
【分析】(1)表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol,产物为稳定氧化物;依据1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ,结合燃烧热的定义计算求出1mol乙醇完全燃烧放出的热量,然后写出热化学方程式;
(2)根据盖斯定律可知,②×2+③×2-①得到 ,以此分析;
(3)① 金属导热快,热量损失多;
② 中和热测定实验成败的关键是保温工作;
③ 根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=mc△T计算出反应放出的热量,最后计算出中和热;
④ a. 反应时未用搅拌器搅拌,反应不充分,测得的热量偏小;
b. 量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致量取的氢氧化钠体积偏大,反应放出的热量增大;
c. 将NaOH溶液倒入小烧杯中,不能分几次倒入,否则会导致热量散失;
22.【答案】(1)M
(2)E1-E2
(3)a+2c-b-d
(4)2a+b
(5)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4kJ•mol-1
(6)2:1
【解析】【解答】(1)转化过程是吸热反应,说明的能量低于,能量越低越稳定,所以更稳定。
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应,,所以该反应的。
(3)在反应中,消耗时,断裂键和键,生成和时,形成键、键和键。用键能来计算该反应的反应热时,该反应的反应物的键能之和-生成物的键能之和。
(4)由盖斯定律可知,①×2+②×1可得反应,所以该反应的。
(5)燃烧热是可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量,所以甲醇燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放热,依据热化学方程式的书写方法写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
(6)设混合气中的物质的量为,则的物质的量为,根据题意,列方程有:,解得,则的物质的量为,所以混合气体中与的体积比即物质的量之比为。
【分析】(1)能量越低物质越稳定;
(2)根据ΔH=反应物断键吸收的热量-成键释放的热量计算;
(3)根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算;
(4)根据盖斯定律计算;
(5)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量;
(6)CO和C3H8的混合气体共3mol,完全燃烧时放出2786kJ的热量,列出方程式求解。
23.【答案】(1)285.8
(2)
(3)
(4)22;33.6
【解析】【解答】(1)由反应①可知,每燃烧2molH2放出的热量为571.6kJ,故燃烧1molH2,放出的热量为285.8kJ,因此H2的摩尔燃烧焓为285.8kJ/mol。
(2)丙烷燃烧生成液态水的化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l),根据盖斯定律可得,该反应的燃烧热ΔH=(-2044.0kJ/mol)-4×44kJ/mol=-2220.0kJ/mol。因此反应的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0kJ/mol。
(3)设H2的物质的量为x mol,C3H8的物质的量为y mol,则可得,解得,因此H2和C3H8的体积比为2:1。
(4)反应②中转移电子数与C3H8、CO2的关系式为C3H8~3CO2~20e-,因此当转移10mol电子时,燃烧的丙烷的物质的量为0.5mol,其质量m=n×M=0.5mol×44g/mol=22g;反应生成CO2的物质的量为1.5mol,其在标准状态下的体积V=n×Vm=1.5mol×22.4L/mol=33.6L。
【分析】(1)摩尔燃烧焓是指1mol纯物质完全燃烧放出的热量。
(2)写出丙烷燃烧的化学方程式,结合盖斯定律计算器反应热,从而得出其热化学方程式。
(3)根据H2和C3H8燃烧的热化学方程式进行计算。
(4)根据丙烷燃烧过程中转移电子数进行计算。
24.【答案】(1)
(2);36%;bcd
(3);正极;7.2g
25.【答案】(1)使用了催化剂
(2)<
(3)A
(4)369
【解析】【解答】(1)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,说明反应中加入了催化剂。
(2)①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH1,②4P(红磷s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH2,根据盖斯定律,①-②得:P4(白磷,s)=4P(红磷,s)ΔH=ΔH1-ΔH2,红磷比白磷稳定,说明红磷的能量低于白磷的能量,该反应是放热反应,即ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2。
(3)①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)ΔH1,②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)ΔH2,③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)ΔH3,由盖斯定律可知,反应③=2×②+①,因此ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
(4)由化学键的键能可知①H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH=(436kJ•mol-1+200kJ•mol-1)-2akJ•mol-1=(636-2a)kJ•mol-1,因蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,即②Br2(l)=Br2(g)ΔH=+30kJ•mol-1,根据盖斯定律,①+②得H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=(636-2a)kJ•mol-1+(+30kJ•mol-1)=-72kJ•mol-1,解得a=369。
【分析】(1)催化剂能加快反应速率;
(2)根据盖斯定律计算;
(3)根据盖斯定律计算;
(4)根据盖斯定律计算。
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