内容正文:
第1章《化学反应的热效应》练习题
一、单选题
1.下列依据热化学方程式得出的结论不正确的是
A.由C(s,石墨)═C(s,金刚石) △H>0可知,金刚石比石墨稳定
B.CO(g)燃烧热是283.0kJ•mol﹣1,则2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)△H=+566.0kJ•mol﹣1
C.CH4(g)+2O2(g)═CO2+2H2O(l) △H<0,该反应的化学能可以转化为电能
D.已知C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1,C(s)+O2(g)═CO(g)△H2,则△H1<△H2
2.下列有关反应热的叙述中正确的是
①已知 ,则氢气的燃烧热为;
②单质A和单质B互为同素异形体,由单质A转化为单质B是吸热反应,由此可知单质B比单质A稳定;
③ ,在恒温恒压的条件下,达到平衡后加入X,上述反应的增大;
④反应可用于纯硅的制备,用表示键能,该反应
;
⑤根据盖斯定律可推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成时,放出的热量相等;
⑥25℃、时,稀硫酸与足量稀溶液完全反应的中和热。
A.①②③④ B.②④⑥ C.④⑥ D.⑥
3.下列说法或表示方法不正确的是
A.由 ,可知石墨比金刚石稳定
B.在稀溶液中: ,含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
C.在101 kPa时,4 g H2完全燃烧生成液态水,放出571.6 kJ热量,氢气燃烧热的热化学方程式表示为:
D.已知 ,则1 mol S(s)完全反应,放出的热量小于20.1 kJ
4.下列说法或表示方法中正确的是
A.在一定温度和压强下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
B.101kPa时,的摩尔燃烧焓为,则表示氢气摩尔燃烧焓的热化学方程式为:
C.由“C(石墨)=C(金刚石) ”可知,金刚石比石墨稳定
D.已知中和热为,则反应
5.有关热化学方程式书写与对应表述正确的是
A.稀醋酸与溶液反应:
B.在101kPa下的燃烧热为,则水分解的热化学方程式:
C.已知的燃烧热为,则有
D.已知9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成时放出19.12kJ热量,则
6.化学与生产、生活、能量等密切相关。下列说法正确的是
A.化石燃料燃烧使化学能全部转化为热能
B.陶瓷、水泥、石灰石的主要成分都是硅酸盐
C.三星堆出土的黄金面具材料属于合金
D.塑料、纤维、橡胶均属于有机合成材料
7.合成氨工作在国民经济中占有重要地位,对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示:
已知:① ,② ΔH,则反应②的ΔH为
A. B. C. D.
8.C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①
②
下列推断正确的是
A.C(s)的燃烧热110kJ/mol
B.
C.欲分解2mol (l)。至少需要提供4×462kJ的热量
D.
9.已知:
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A., B.,
C. D.
10.下列说法正确的是
A.在中性溶液中能大量共存:、、、
B.含有大量能大量共存:、、、
C.已知辛烷的燃烧热为5518KJ/mol,则辛烷燃烧的热化学方程式:,
D.已知中和热为57.3KJ/mol,则稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3KJ
11.完全燃烧5.6L标准状况下的,冷却至室温放出222.4kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
12.以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确
①6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH1
②C6H12O6(s)=2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3
A.2ΔH3= -ΔH1-2ΔH2
B.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
C.在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3不会不同
D.若反应①生成1.12 L O2,则转移的电子数为0.2×6.02×1023
13.已知中的化学键断裂时需要吸收的能量,中的化学键断裂时需要吸收的能量,中的化学键形成时释放的能量,与反应生成的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
14.从图所示的某气体反应的能量变化分析,以下判断错误的是
A.这是一个放热反应
B.该反应可能需要加热
C.生成物从气态变成液态时会放出热量
D.生成物具有的总能量高于反应物具有的总能量
15.某实验小组学生用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。下列说法正确的是
A.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
B.若不在烧杯上加盖硬纸板则所测中和热偏低
C.若只将上述实验中的酸碱浓度相互调换,从理论上讲所测得的中和热不相等
D.若用浓硫酸代替盐酸(其他不变),则测得的中和热不变
二、填空题
16.热化学方程式的书写
(1)1 g碳(s)与适量水蒸气完全反应生成CO(g)和H2(g),需要吸收10.94 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
(2)已知某反应的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式: 。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=−1275.6
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(4)图为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。
则硫化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为 。
17.反应热的测量实验步骤
(1)用量筒量取50mL0.50mol·L-1盐酸,倒入简易量热计中,测量并记录 (t1)。
(2)另取一量筒量取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液,测量并记录 (t2)。
(3)将量筒中的氢氧化钠溶液 盛有盐酸的简易量热计中,立即 。用 轻轻搅拌,并准确读出反应体系的 (t3)。
18.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-570 kJ/mol
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6 kJ/mol
③2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH=+220.8 kJ/mol
④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=-787 kJ/mol
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填写序号)。
(2)H2的燃烧热为 。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为 。
(4)C(s)的燃烧热的热化学方程式为 。
(5)已知:1 L1 mol/LH2SO4溶液与2 L1 mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应,写出该中和热的热化学方程式为 。
19.完成下列问题。
(1)①如图所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。
请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
②下图表示氧族元素中氧、硫、硒、碲在相同条件下生成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。
试写出该条件下硒化氢发生分解反应的热化学方程式: 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ·mol-1
共价键
H-H
Cl-Cl
键能/(kJ·mol-1)
436
247
则H—Cl的键能为 kJ·mol-1。
②CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
C—O
H—H
C≡O(CO)
键能(kJ·mol-1)
413
745
436
1075
则该反应的△H= 。
(3)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下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
②lmol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是 。
20.煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一,二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是 。
(2)写出表示的燃烧热的热化学方程式: 。
(3)从图中可看出将氧化成有两条途径:①经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成;②经过程Ⅱ转化成。这两种途径相比,①改变的条件是 ,改变该条件主要是降低了 。已知过程Ⅳ的化学方程式为,则过程Ⅲ的热化学方程式为 。
(4)和在一定条件下连续发生过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应,充分反应后无固体剩余,测得放出的热量为。则反应后的体系中各组分的物质的量分别为 (保留两位有效数字)。
21.在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2,当它们混合时,即产生大量的的氮气和水蒸气,并放出大量的热量.已知0.4mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65KJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式 肼 ,过氧化氢 。
(2)上述反应应用于火箭推进剂,除释放出大量热量和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是 。
(3)写出肼和双氧水反应的热化学方程式 。
(4)已知H2O(l)═H2O(g);△H=+44KJ/mol,则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量是 。
(5)已知:
N2 (g)+2O2(g)=2NO2 (g)△H=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2 (g)=N2(g)+2H2O (g)△H=-543kJ/mol
则肼与NO2完全反应的热化学方程式为 。
22.丙烯(分子式为C3H6)是重要的有机化工原料,丙烷(分子式为C3H8)脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。
(1)已知:Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) △H=-238kJ·mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的正反应的活化能为akJ·mol-1,则该反应的逆反应的活化能为 kJ·mol-1(用带有a的代数式表示)。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2molC3H8,发生丙烷脱氢制丙烯反应,容器内起始压强为2×10-5Pa。
①欲提高丙烷转化率,采取的措施是 (填标号)。
A.升高温度 B.再充入1molC3H8 C.加催化剂 D.及时分离出H2
②丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示
此温度下该反应的平衡常数Kp= Pa(Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
(3)若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是 。
(4)以丙烷(C3H8)为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐。则电池负极的电极反应式为 。
23.1mol CO(g)和1mol NO2(g)反应生成1mol CO2(g)和1mol NO(g),反应过程中能量变化如图,已知:
① N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +179.5kJ/mol
② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH= -112.3kJ/mol
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式 。
24.联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
(1)联氨分子的电子式为 ,
(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。写出在水中联氨第一步电离反应的方程式 。
(3)已知12.8 g的液态高能燃料联氨在氧气中燃烧,生成气态N2和液态水,放出248.8kJ的热量。写出表示液态联氨燃烧热的热化学方程式 。
(4)已知①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ;ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ;ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ; ΔH3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ;ΔH4
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 (至少答2点)。
25.依据事实,写出下列反应的热化学方程式.
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ.则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23g NO2需要吸收16.95kJ 。
(3)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能,单位为kJ·mol-1):
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能
414
489
565
158
根据键能数据,计算并写出CH4(g)与F2(g)反应生CF4(g)和另一种气体的热化学方程式: ;
(4)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe (s)+3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ· mol-1,
C(s) +CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1,则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(5)在298K下,C、Al的单质各1mol完全燃烧,分别放出热量m kJ和n kJ。又知一定条件下,Al能将C从CO2置换出来,写出此置换反应的热化学方程式 ;
(6)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
1 mol NH4+(aq) 全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.由C(石墨,s)═C(金刚石,s)△H>0,石墨转化为金刚石吸热,说明石墨的能量低于金刚石的能量,能量越低越稳定,故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,热化学方程式改变方向,反应焓变符号随之变化,系数加倍焓变随之加倍,CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0KJ/mol/mol,则反应2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)的△H=+566.0KJ/mol,故B正确;
C.反应是氧化还原反应,可以设计成原电池,将该反应的化学能可以转化为电能,故C正确;
D.碳完全燃烧放出的热量多,且反应热为负值,所以C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1,C(s)+O2(g)═CO(g)△H2,则△H1<△H2,故D正确;
故选A。
2.D
【详解】①氢气的燃烧热要求产物H2O为液态水,故①错误;
②单质A转化为单质B是吸热反应,则单质A能量更低,物质能量越低越稳定,所以单质A比单质B稳定,故②错误;
③恒温恒压的条件下,达到平衡后加入X,不会变,故③错误;
④1molSi含2molSi-Si键,故④错误;
⑤金刚石和石墨的能量不同,所以金刚石或石墨燃烧生成时,放出的热量不相等,故⑤错误;
⑥中和热为在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量,稀硫酸与足量稀溶液完全反应生成1molH2O,故⑥正确。
故答案选D。
3.C
【详解】A.由焓变可知石墨的能量低,则石墨比金刚石稳定,故A正确;
B.浓硫酸稀释放热,则含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,故B正确;
C.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,4 g H2物质的量即2mol完全燃烧放出571.6 kJ热量,则H2(g)的燃烧热是285.8kJ•mol-1,则 ,故C错误;
D.固态硫变为气体硫会吸收热量,改用固态硫,则1 mol S(s)完全反应放出的热量小于20.1 kJ,故D正确;
故选:C。
4.B
【详解】A. 在一定温度和压强下,合成氨反应是可逆反应,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,则实际消耗氮气小于0.5mol,难以计算反应的焓变,A错误;
B. 101kPa时,的摩尔燃烧焓为,则表示氢气摩尔燃烧焓的热化学方程式中氢气的化学计量数为1,即: ,B正确;
C.由“C(石墨)=C(金刚石) ”可知,金刚石能量比等量石墨能量高,金刚石不如石墨稳定,C错误;
D.在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出57.3kJ的热量,生成硫酸钡沉淀也会放热,则反应 ,D错误;
答案选B。
5.D
【详解】A.醋酸是弱酸,其与NaOH反应放热量小,故△H数值小于,故A错误;
B.燃烧热指的是101 kPa下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,定义要点:可燃物必须为1mol,故可以知道H2燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)△H =-285.5×2kJ/mol=-571 kJ/mol,则水分解的热化学方程式:2H2O(l) =2H2(g)+O2(g) △H =+571 kJ/mol,故B错误;
C.燃烧热指的是101 kPa下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,定义要点:必须完全燃烧生成稳定的氧化物,如C→CO2(g),H→H2O(l),热化学方程式中应为液态水,故C错误;
D.生成硫化亚铁17.6 g即生成0.2molFeS时,放出19.12 kJ热量,可以知道生成1molFeS(s)时放出 kJ=95.6 kJ的热量,即Fe(s)+S(s) = FeS(s) △H=−95.6,故D正确;
故选:D。
6.C
【详解】A.化石燃料的燃烧是化学能转化为热能与光能,A项错误;
B.石灰石的主要成分是碳酸盐,B项错误;
C.三星堆出土的黄金面具材料属于合金,C项正确;
D.纤维有天然纤维和合成纤维,橡胶有天然橡胶和合成橡胶,D项错误;
故选C。
7.A
【详解】由图可知,氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应,反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol,故选A。
8.D
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,C燃烧的稳定产物为CO2,所以燃烧热应大于110kJ/mol,故A错误;
B.,根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则该反应的反应热为,故B错误;
C.ΔH=-480kJ/mol,分解2mol H2O(g)至少需要提供480kJ热量,而H2O(g)比H2O(l)能量高,故C错误;
D.结合反应ΔH=-480kJ/mol和反应① ,根据盖斯定律可知ΔH=,故D正确;
故选D。
9.C
【详解】A.所有的燃烧反应都属于放热反应,因此,A项错误;
B.铝热反应是一个放热反应,铝比铁还原性强,更活泼,铝和氧气燃烧放出的热量多,,B项错误;
C.根据盖斯定律可知,,C项正确;
D.根据盖斯定律可知,,D项错误;
答案选C。
10.D
【详解】A.水解的方程式为:使溶液显酸性,在中性环境下不能大量共存,A错误;
B.、、三者之间发生氧化还原反应而不能大量共存,B错误;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,生成气态水时放出热量减小,C错误;
D.稀氨水电离时要吸收热量,导致最终放出的热量小于57.3KJ,D正确;
故本题选D。
11.D
【详解】完全燃烧5.6L标准状况下的(物质的量为0.25mol),冷却至室温,说明生成液态水,放出222.4kJ热量,则1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水,则放出889.6kJ的热,热化学方程式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
12.C
【详解】A.由盖斯定律可知:-①-②=③×2,则2ΔH3=-ΔH1-ΔH2,A错误;
B.假设反应热均小于0,根据2ΔH3=-ΔH1-ΔH2可知ΔH2=-ΔH1-2ΔH3,则若ΔH1<0,ΔH3<0,则ΔH2>0,与假设矛盾,B错误;
C.焓变与反应的始态和终态有关,则在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3相同,C正确;
D.植物的光合作用利用太阳能,将太阳能转化成化学能,D错误;
故选C。
13.D
【详解】断裂1 molN2(g)和1 molO2(g)中化学键吸收能量分别为946kJ、498kJ,形成1 mol NO(g)中化学键释放出632kJ能量。反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)中,断裂反应物中化学键吸收总能量为946kJ+498kJ=1444kJ,形成反应物中化学键释放的总能量为632kJ×2=1264kJ,则该反应是吸热反应,二者的能量差为1444kJ-1264kJ=180kJ,故△H=+180 kJ/mol,与反应生成的热化学方程式为,故选D。
14.D
【详解】A.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,A项正确;
B.该反应可能需要加热达到反应所需的温度才能反应,B项正确;
C.生成物从气态变为液态时为液化,液化时需要放出热量,C项正确;
D.由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,D项错误;
答案选D。
15.B
【详解】A.烧杯间填满碎纸条的作用是保温,减少热量损失,故A错误;
B.若不在烧杯上加盖硬纸板会导致热量损失,所测得温差偏低则所测中和热偏低,故B正确;
C.若只将上述实验中的酸碱浓度相互调换,理论上参加反应的酸和碱量无影响测得中和热相等,故C错误;
D.加入碱后,浓硫酸得到稀释会放出大量的热,导致测得中和热偏大,故D错误;
故答案为:B。
16.(1)C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ∙mol−1
(2)A2(g)+B2(g)=2AB(g) ΔH=+(a−b) kJ∙mol−1
(3)CH3OH+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−725.8 kJ∙mol−1
(4)H2S(g)=H2(g)+ S(s) ΔH=+20 kJ∙mol−1
【详解】(1)1 g碳(s)与适量水蒸气完全反应生成CO(g)和H2(g),需要吸收10.94 kJ热量,则1mol碳固体(质量为12g)与1mol水蒸气完全反应生成CO(g)和H2(g),需要吸收131.28 kJ热量,则该反应的热化学方程式为C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ∙mol−1;故答案为:C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ∙mol−1。
(2)已知某反应的能量变化如图所示,焓变等于反应的活化能减去生成物的活化能,因此该反应的热化学方程式:A2(g)+B2(g)=2AB(g) ΔH=+(a−b) kJ∙mol−1;故答案为:A2(g)+B2(g)=2AB(g) ΔH=+(a−b) kJ∙mol−1。
(3)根据盖斯定律,将反应①减去反应②的4倍得到甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−725.8 kJ∙mol−1;故答案为:CH3OH+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−725.8 kJ∙mol−1。
(4)图为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图,根据非金属越强,与氢气反应生成的氢化物放出的热量越多,因此c为生成硫化氢放出的热量,则硫化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为H2S(g)=H2(g)+ S(s) ΔH=+20 kJ∙mol−1;故答案为:H2S(g)=H2(g)+ S(s) ΔH=+20 kJ∙mol−1。
17.(1)盐酸的温度
(2)氢氧化钠溶液的温度
(3) 迅速倒入 盖上盖板 环形玻璃搅拌棒 最高温度
【分析】根据公式测出酸碱中和反应的反应热,需要测的数据是酸和碱的初始温度,再测定酸碱中和反应后的最高温度,代入公式进行计算。
【详解】(1)先用量筒量取50mL0.50mol·L-1盐酸,倒入简易量热计中,测量并记录盐酸的温度;
(2)另取一量筒量取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液,测量并记录氢氧化钠溶液的温度;
(3)为了减少热量的损失,将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中,立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌,并准确读出反应体系的最高温度。
18.(1)①④
(2)285kJ/mol或ΔH=-285kJ/mol
(3)1425kJ
(4)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
(5)NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
【分析】ΔH小于0的反应是放热反应;101KPa,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量为该物质的燃烧热,则根据题目所给出的热化学反应方程式可知,H2的燃烧热为-285kJ/mol,C(s)的燃烧热为-393.5kJ/mol;中和热是稀酸、稀碱中和生成1mol水放出的热量,根据题目所给出的热化学反应方程式可知H2SO4与NaOH发生中和反应,中和热为-57.3kJ/mol。
【详解】(1)①、④反应热小于0,属于放热反应;
(2)由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-570 kJ/mol可知,H2的燃烧热为ΔH=-285kJ/mol;
(3)H2的燃烧热为ΔH=-285kJ/mol,燃烧10 g H2生成液态水,即燃烧5mol氢气放出的热量为1425kJ;
(4)由2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=-787 kJ/mol可知,C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol;
(5)1 L1 mol/LH2SO4溶液与2 L1 mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,由中和热概念可知,H2SO4与NaOH发生中和反应的热化学方程式为,NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。
19.(1) NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1 H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1
(2) 434 +120kJ·mol-1
(3) 放热 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1
【详解】(1)①根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知,反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,反应焓变=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1,所以NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1。
②根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成气态氢化物越容易,气态氢化物越稳定,而能量越低越稳定,所以a、b、c、d依次为:H2Te、H2Se、H2S、H2O;b为气态硒化氢的生成热数据,则气态硒化氢分解放热,△H=-81kJ·mol-1,所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1。
(2)①△H=436kJ·mol-1+247kJ·mol-1-2E(H-Cl)=-185kJ·mol-1,解得:E(H-C1)=434kJ·mol-1。
②该反应中△H=断开旧化学键的键能总和一形成新化学键的键能总和,即△H=(413kJ·mol-1×4+745kJ·mol-1×2)-(1075kJ·mol-1×2+436kJ·mol-1×2)=+120kJ·mol-1。
(3)由能量变化示意图可知第一步为:(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-273kJ/mol,是放热反应;第二步为:(aq)+O2(g)=(aq)△H=-73kJ/mol,以此分析1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1。
20.(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
(2)S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=kJ/mol
(3) 使用催化剂 降低了反应的活化能 2SO2(g)+2V2O5(s)=2SO3(g)+2V2O4(s)△H=(E3−E2)kJ/mol
(4)n(SO2)=0.2mol,n(SO3)=0.1mol,n(O2)=0.15mol
【分析】(1)反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应;
(2)△H=生成物的总能量−反应物的总能量,S(s)的燃烧热是指在101kPa时,1molS(s)完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量;
(3)催化剂改变反应机理,降低反应的活化能,由于①SO2经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成SO3,反应机理改变了,则①改变的条件是使用催化剂,改变该条件主要是降低了反应的活化能,由于总反应是2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s),利用盖斯定律可至,总反应−过程Ⅳ=过程Ⅲ;
(4) n(S)=0.3mo,n(O2)=0.5mol,充分反应后无固体剩余,S完全反应,根据关系式:S~O2~SO2~SO3,过程Ⅰ消耗氧气0.3mol,生成SO20.3mol,放出热量89.01kJ,则过程Ⅱ中放出热量为9.9kJ,则过程Ⅱ中生成SO3的物质的量为0.1mol,即可计算最后气体的成分。
【详解】(1)反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应,则图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ;
故答案为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ;
(2)△H=生成物的总能量−反应物的总能量,S(s)的燃烧热是指在101kPa时,1molS(s)完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量,则其的燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=kJ/mol;
故答案为S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=kJ/mol;
(3)催化剂改变反应机理,降低反应的活化能,由于①SO2经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成SO3,反应机理改变了,则①改变的条件是使用催化剂,改变该条件主要是降低了反应的活化能,由于总反应是2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s),利用盖斯定律可至,总反应−过程Ⅳ=过程Ⅲ,则过程Ⅲ的热化学方程式为2SO2(g)+2V2O5(s)=2SO3(g)+2V2O4(s)△H=(E3−E2)kJ/mol;
故答案为使用催化剂;降低了反应的活化能;2SO2(g)+2V2O5(s)=2SO3(g)+2V2O4(s)△H=(E3−E2)kJ/mol;
(4),,充分反应后无固体剩余,S完全反应,根据关系式:S~O2~SO2~SO3,过程Ⅰ消耗氧气0.3mol,生成SO20.3mol,放出热量:0.3mol×296.7kJ=89.01kJ,则过程Ⅱ中放出热量为(98.91kJ−89.01 kJ)=9.9kJ,则过程Ⅱ中生成SO3的物质的量为,所以最后气体的成分为:n(SO2)=0.3mol−0.1mol=0.2mol,n(SO3)=0.1mol,n(O2)=0.5mol−0.3mol−0.05mol=0.15mol;
故答案为n(SO2)=0.2mol,n(SO3)=0.1mol,n(O2)=0.15mol。
【点睛】本题考查反应过程中的能量变化,侧重考查学生盖斯定律、燃烧热和热化学方程式的书写。
21. H-O-O-H 产物为氮气和水,无污染 N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol 408.8kJ 2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7KJ/mol
【详解】(1)N2H4中N原子之间形成1对共用电子对,N原子H原子质量形成1对共用电子对,结构式为;H2O2中O原子之间形成1对共用电子对,O原子与H原子之间形成1对共用电子对,结构式为H-O-O-H; (2)肼(N2H4)和H2O2反应,产物为氮气和水,无污染,突出的优点是:产物为氮气和水,无污染;(3)0.4mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65KJ的热量,1mol液态肼放出的热量为=641.625kJ,该反应热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.625kJ/mol;(4)已知:①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.625kJ/mol,②H2O(l)═H2O(g)△H=+44KJ/mol,根据盖斯定律,①-②×4得N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-817.625kJ/mol,16g液态肼的物质的量为 =0.5mol,完全反应生成液态水时放出的热量为0.5mol×817.625kJ/mol=408.8kJ;(5)已知:Ⅰ、N2 (g)+2O2(g)=2NO2 (g)△H1=+67.7kJ/mol;Ⅱ、N2H4(g)+O2 (g)=N2(g)+2H2O (g)△H2=-543kJ/mol
根据盖斯定律,Ⅱ×2-Ⅰ得2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=2△H2-△H1=-1153.7KJ/mol。
22.(1)a-123
(2) AD 1.8×10-5
(3)该反应为气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大
(4)C3H8-20e-+10CO=13CO2+4H2O
【分析】侧重考查分析判断及知识综合运用、计算能力,明确化学平衡常数计算方法、外界条件对化学平衡移动影响原理是解本题关键,注意平衡常数Kp计算时各物质分压强为解答易错点,题目难度较大。
【详解】(1)根据反应I和反应II,结合盖斯定律(I-II)×1/2得到丙烷脱氢制丙烯反应
C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)的△H=(484-238)×1/2=+123KJ/mol,正反应活化能为a KJ/mol,则逆反应的活化能为(a-123)KJ/mol,故答案为:(a-123)KJ/mol
(2)① 已知总反应为C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g),△H=-92.4KJ/mol,开展判断
A.反应为吸热反应,升高温度平衡正向进行,丙烷转化率增大,故A增大;
B. 再充入1molC3H8总压增大,平衡逆向进行,丙烷转化率减小,故B错误;
C.加催化剂不改变化学平衡,不改变丙烷的转化率,故C错误;
D.及时分离出H2,平衡正向进行,丙烷转化率增大,故D正确;
故答案为AD;
②设达到平衡状态消耗丙烷的量为xmol,容器内充入2mol丙烷,达到平衡状态丙烷体积分数为25%,利用三段式解答
,平衡状态时,P平:P始=(2+x):2,P平=3.2×10-5Pa,平衡状态气体总物质的量为,代入平衡量数据,Kp=1.8×10-5 Pa,故答案为Kp=1.8×10-5 Pa;
(3)恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平衡正向移动。
故答案为:该反应为气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大;
(4)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐,燃料丙烷在原电池负极发生氧化反应,碳酸根离子为传导离子,结合电荷守恒和电子守恒书写电极反应。
故答案为:
【点睛】此题考查的目标是创设可逆反应并通过数据计算论证可逆反应是否达到平衡、平衡移动的方向、组分的平衡浓度,同时,也要考查盖斯定律的应用
23.
【分析】依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式。
【详解】由能量变化图可得热化学方程式③
,由盖斯定律②-①+2×③得,。
24. N2H4+H2O⇌N2H+OH- N2H4 (l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(l) ;△H= —622.0 kJ/mol 2ΔH3—2ΔH2—ΔH1 反应放热量大、产生大量气体、产物无污染
【详解】(1)联氨分子式为N2H4,氮氢原子间形成单键,氮氮原子间形成单键,电子式为;综上所述,本题答案是:。
(2)一水合氨的电离:NH3∙H2ONH4++OH- , 联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,第一步电离反应的方程式:N2H4+H2O⇌N2H+OH-;综上所述,本题答案是:N2H4+H2O⇌N2H+OH-。
(3)反应方程式为:N2H4+O2═N2+2H2O,0.4mol液态肼放出248.8kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为248.8/0.4=622kJ,所以反应的热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ/mol;综上所述,本题答案是: N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ•mol-1。
(4)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1,②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2,③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3,依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=2△H3-2△H2-△H1;根据反应④可知,联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体,且对环境无危害,因此可作为火箭推进剂;
综上所述,本题答案是:2ΔH3—2ΔH2—ΔH1 ;反应放热量大、产生大量气体、产物无污染。
25. CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8 kJ·mol﹣1 N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ·mol﹣1 CH4(g)+4F2(g)= CF4(g)+4HF(g) △H= —1928kJ/mol Fe2O3 (s)+ 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2 (g) △H =-28.5 kJ·mol-1 4Al(s)+ 3CO2(g)3C(s)+ 2Al2O3(s),= (3m-4n) kJ/mol NH4+ (aq)+2O2(g)===2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1
【详解】(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为22.68kJ×32=725.8KJ,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1;
(2)适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量,所以每生成92克NO2需要吸收67.8kJ热量,则热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ•mol-1;
(3)化学反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能,CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)△H=(414KJ/mol×4+158KJ/mol×4)-(489KJ/mol×4+565KJ/mol×4)=-1928KJ/mol;
(4)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1;②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1;由盖斯定律①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1;
(5)由题意可写出热化学方程式:
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-mkJ•mol-1,
②4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H=-4nkJ•mol-1.
高温下铝置换碳的反应为:4Al+3CO22Al2O3+3C,根据盖斯定律:②-①×3可得,4Al(s)+3CO2(g)═2Al2O3(s)+3C(s)△H=-(4n-3m)kJ/mol;
(6)第一步的热化学方程式为NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l),△H=-273KJ/mol,第二步的热化学方程式为:NO2-(aq)+0.5O2(g)═NO3-(aq),△H=-73KJ/mol,根据盖斯定律则NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq),△H=-346 kJ/mol。
点睛:关于热化学方程式的书写和正误判断均结合热化学方程式和普通化学方程式的区别进行分析,区别可以归纳为:①热化学方程式包含物质变化和能量变化,普通化学方程式只有物质变化;②热化学方程式需标明反应的温度和压强.对于25℃,101kPa时进行的反应可不注明.普通化学方程式不需要;③热化学方程式需要标明各物质的状态;④热化学方程式的化学计量数可以是整数或分数,普通化学方程式只能为整数。
答案第1页,共2页
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