1.2 反应热的计算 同步测试 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-17
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1.2 反应热的计算 同步测试
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.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图,用、 、分别表示N2、H2、NH3,已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol,下列说法正确的是( )
A.使用催化剂导致反应过程发生变化,但合成2mol氨反应放出的热量不变
B.②→③过程,是吸热过程且只有H—H键的断裂
C.③→④过程,N原子和H原子形成NH3是能量升高的过程
D.向反应器中充入1molN2和3molH2,反应后会放出92kJ的热量
2.我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫有重要的现实意义。天然飞脱硫工艺涉及如下反应:
①2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=ckJ·mol-1
④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g) ΔH4,则ΔH4的正确表达式为
A. B. C. D.
3.已知H2O(g)=H2O(1) ΔH=-Q1kJ•mol-1,
C2H5OH(g)=C2H5OH(1) ΔH=-Q2kJ•mol-1,
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3kJ•mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为 kJ
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
4.下图为反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A.拆开2 mol 和1 mol 中的化学键成为H、O原子,共放出1368 kJ能量
B.
C.2mol 和1 mol 反应生成2 mol ,放出能量小于484 kJ
D.
5.已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH是( )
A.3ΔH1-2ΔH2 B.ΔH2-ΔH1
C.ΔH1-ΔH2 D.ΔH2-ΔH1
6.已知:,,H—H键、O—H键和O=O键的键能()分别为436、462和495,则b为( )
A.+352 B.-330 C.+132 D.-120
7.肼()在不同条件下的分解产物不同,200℃时在Cu表面分解的机理如图1所示。已知200℃时,反应Ⅰ: ,反应Ⅱ: ,下列说法不正确的是( )。
图1
图2
A.图1所示过程①②都是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C.断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量
D.200℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为
8.一定温度下,的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图,下列叙述正确的是( )
A.的氯化、溴化反应的均小于0
B.稳定性:
C.
D.和的键能差
9.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的 ΔH= -12.1kJ/mol ,HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH= -55.6kJ/mol。则H+(aq)与CN-(aq)反应生成HCN(aq)的等于( )
A.+43.5kJ/mol B.- 67.7kJ/mol
C.- 43.5kJ/mol D.+ 67.7kJ/mol
10.天然气水蒸气转化法是目前获取的主流方法,经过两步反应完全转化为和,其能量变化如图:
则总反应的等于( )
A. B.
C. D.
11.根据如图能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1molC(s)与1molO2(g)的能量之和等于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(s)→CO(g)的热化学方程式为:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.2kJ·mol-1,该方程式中的化学计量数不可表示分子个数
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≈-10.1kJ·mol-1
12.下列关于如图所示转化关系(X代表),说法正确的是
A.
B.
C.是该反应的活化能
D.若X分别是,则过程Ⅲ放出的热量依次减少
13.P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如表所示。
共价键
S—S
P—P
P—S
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
则反应S8(s)+P4(s)=P4S3(s)的△H为( )
A.(a+b-c)kJ·mol-1 B.(c-a-b)kJ·mol-1
C.(3a+3b-6c)kJ·mol-1 D.3(2c-b-a)kJ·mol-1
14.制备过程中的能量变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A.,
B.中共价键的键能约为
C.
D.很小,说明沸点很高
15.已知I.碳碳双键加氢时总要放出热量,并且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比;II.1,3-环己二烯()脱氢生成苯是放热反应。相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是( )
①(g)+H2(g)→(g)ΔH1
②(g)+2H2(g)→(g)ΔH2
③(g)+3H2(g)→(g) ΔH3
④(g)+H2(g)→(g) ΔH4
A.ΔH1>0,ΔH2>0 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH1>ΔH2,ΔH2﹤ΔH4 D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
16.以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确的是
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-ΔH2
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
17.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.
18.碘在不同状态(固态或气态)下与氢气反应的热化学方程式如下:
①
②
下列判断正确的是
A.①中的为固态,②中的为气态
B.固态碘升华时将吸热
C.①的反应物总能量比②的反应物总能量高
D.比的热稳定性更好
19.在 25℃ 、101kPa 下,0.2mol C2H2 完全燃烧生成CO2 和液态水时放出 259.92kJ 热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( )
A.2C2 H2(g)+5O2 (g)4CO2 (g)+2H2 O(g)H =259.92 kJ / mol
B.2C2 H2(g)+5O2 (g)4CO2(g)+2H2 O(l)H=-259.92 kJ / mol
C.2C2 H2 (g)+5O2 (g)4CO2(g)+2H2 O (g)H =-2599.2 kJ / mol
D.2C2 H2 (g+5O2(g) 4CO2(g+2H2 O(l)H =-2599.2 kJ / mol
20.肼在不同条件下分解产物不同,200℃时在Cu表面分解的机理如图1。
已知200℃时:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
下列说法不正确的是( )
A.图1所示过程①是放热反应、②是吸热反应。
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C.200℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为
D.断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量
二、综合题
21.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)9.6gS和16g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109.8kJ。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)。
(5)工业上常用NaOH溶液吸收,若将0.4mol通入500mLNaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ热量。已知该条件下,1mol通入足量的NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量。则和NaOH溶液反应生成的热化学反应方程式为 。
22.回答下列问题
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇()液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出QkJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为: 。
(2)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为 。
已知:碳的燃烧热, , ,则x为 kJ/mol。
(3)一定条件下,在水溶液中所含离子、、、、各1mol,其相对能量的大小如图所示(各离子在图中用氯元素的相应化合价表示),则反应的 kJ/mol。
23.以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的反应历程与能量变化示意图如下:
(1)图中的两步反应属于放热反应的ΔH= kJ·mol-1。(用Ea1、Ea2、 Ea3、Ea4表示,下同)
(2)根据图像写出以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式 。
(3)根据上述反应历程与能量变化示意图,过程 (填“第一步反应”或“第二步反应”)为决速步。
24.反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
25.研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和形式存在,处理过程中在微生物的作用下经过两步反应被氧化成,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1 mol 全部被氧化成热化学方程式为 。
使用更高效的催化剂,第二步反应的(填“变大”、“变小”或“不变”) 。
(2)已知 kJ⋅mol,其他相关数据如下表:
物质
键能/kJ·mol
436
200
a
则表中 。
(3)已知:
kJ⋅mol
kJ⋅mol
若某反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.催化剂降低反应活化能不会改变反应的热效应,不会使合成氨反应放出的热量发生变化,选项A符合题意;
B.②→③过程为氮氮三键和H—H键的断裂过程,选项B不符合题意;
C.N原子和H原子形成NH3放出能量,是能量降低的过程,选项C不符合题意;
D.合成氨反应为可逆反应,1molN2和3molH2不能完全转化,反应放出热量小于92kJ,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、催化剂不影响热效应;
B、根据图示可以知道有氮氮键和氢氢键的断裂;
C、成键放热;
D、可逆反应无法完全转化。
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】C
【解析】【解答】①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;
②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2;
根据盖斯定律①-②得Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH=ΔH1-ΔH2,
故答案为:C。
【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。
6.【答案】C
【解析】【解答】根据盖斯定律,反应①等式两边×2与反应②相减可得,其中H—H键、O—H键和O=O键的键能()分别为436、462和495,则,解得b=+132,
故答案为:C。
【分析】△H=反应物总键能-生成物总键能。
7.【答案】A
【解析】【解答】A、根据盖斯定律,将反应Ⅰ-2×反应Ⅱ可得过程②的热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)ΔH=+50.7kJ/mol,则过程②为吸热反应,故A错误;
B、反应Ⅱ为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故B正确;
C、反应Ⅰ为放热反应,则断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量,故C正确;
D、由A的分析可知,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 ,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A、过程②的热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol;
B、放热反应反应物的总能量高于生成物的总能量;
C、反应 I为放热反应;
D、根据盖斯定律,将反应Ⅰ-2×反应Ⅱ可得肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知溴化的,氯化的,A错误;
B.由于能量越低越稳定,由图可知,更稳定,B错误;
C.根据图像可知①;②;根据盖斯定律①-②得;③;④,根据盖斯定律③-④得,所以,C正确;
D.由图可知,①,③,根据盖斯定律③-①得到,即,和的键能分别为、,则,D错误;
故答案为:C
【分析】A.根据反应物和生成物的能量高低判断是放热反应还是吸热反应;
B.物质能量越低越稳定,键能越大越稳定;
C.D.根据盖斯定律计算即可。
9.【答案】C
【解析】【解答】HCN与NaOH反应的热化学方程式为:HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl与NaOH反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-55.6kJ·mol-1。根据盖斯定律可得,H+(aq)+CN-(aq)=HCN(aq)的反应热ΔH=(-55.6kJ·mol-1)-(-12.1kJ·mol-1)=-43.5kJ·mol-1,C符合题意;
故答案为:C
【分析】HCN与NaOH反应的热化学方程式为:HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl与NaOH反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-55.6kJ·mol-1。结合盖斯定律计算目标反应的反应热。
10.【答案】A
【解析】【解答】由图知第一步反应的热化学方程式,第二步反应的热化学方程式,由盖斯定律,(第一步+第二步反应)可得总反应,=(+206.4-41.0)= ,
故答案为:A。
【分析】根据反应能量变化图书写反应的热化学方程式,再结合盖斯定律计算目标反应的反应热。
11.【答案】C
12.【答案】D
13.【答案】C
【解析】【解答】根据反应方程式:S8(s)+P4(s)=P4S3(s),结合盖斯定律,可以列出以下等式:
故答案为:C
【分析】盖斯定律的内容:
一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成的,其反应热(焓变)是相同的。
(1)化学反应的反应热,只与反应体系的始态、终态有关,与反应进行的途径无关。
(2)反应热总值一定,表示始态到终态的反应热。
(3)方程式乘以n倍,△H乘以n倍,方程式逆写,△H等值异号,方程式相加,△H相加。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.和是化学键断裂吸收的能量过程,和是形成化学键释放的能量过程,故A不符合题意;
B.CCl4中共价键的键能是不同的,但是一般取平均值,是断裂键吸收的能量,因此CCl4的化学键键能约为
C.根据盖斯定律得到 ;故C不符合题意;
D.COCl2是分子晶体,沸点是克服范德华力,是形成键的能量变化,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据找出,是破坏键的能量判断;
B.结合破坏键的能量计算;
C.根据盖斯定律计算;
D.对于分子晶体,沸点是克服范德华力。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、反应①和②都是和氢气加成,都是是放热反应,所以,,故A选项错误;
B、根据盖斯定律,将反应①和②相加不能得到反应③,所以,故B选项错误;
C、反应①和②都是放热反应,,根据已知,加氢放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比,所以;反应④是1,3-环己二烯脱氢生成苯的逆反应,是吸热反应,所以,所以,故C选项正确;
D、将反应②和④和相加得到反应③,所以,故D选项错误;
故答案为:C
【分析】A、氢气加成的反应,一般都是是放热反应;
B、根据盖斯定律,一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成的,其反应热(焓变)是相同的;
C、反应①和②都是放热反应,,根据已知,加氢放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比,所以;
D、将反应②和④和相加得到反应③根据盖斯定律,一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成的,其反应热(焓变)是相同的。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.根据盖斯定律:反应③=(-反应①-②)可得,2ΔH3=-ΔH1-ΔH2,故A符合题意;
B.植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能,故B不符合题意;
C.焓变和反应的始终有关,在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3是相同的,故C不符合题意;
D.没有说明氧气是否在标况下,不能计算1.12 L O2的物质的量,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据盖斯定律;
B.光合作用将太阳能转化为化学能;
C.焓变和反应的始终有关;
D.没注明标况,不能计算。
17.【答案】C
18.【答案】C
19.【答案】D
【解析】【解答】0.2molC2H2完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为259.92kJ,因此2molC2H2燃烧放出的热量为2599.2kJ,因此该反应的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599.2kJ·mol-1,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据0.2molC2H2燃烧放出的热量,计算2molC2H2燃烧放出的热量,从而写出反应的热化学方程式。
20.【答案】C
【解析】【解答】A、图1所示过程①发生的是反应Ⅰ,该过程ΔH<0,是放热反应,过程②根据盖斯定律:Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol,为吸热反应, A不符合题意;
B、反应Ⅱ是放热反应,生成物能量大于反应物能量,B不符合题意;
C、根据盖斯定律,反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得,C符合题意;
D、反应Ⅰ为放热反应,因此断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应;
B、反应Ⅱ是放热反应;
C、根据盖斯定律分析;
D、反应Ⅰ为放热反应。
21.【答案】(1)I、II、IV
(2)
(3)添加了催化剂;反应的活化能;
(4)、、
(5)
【解析】【解答】 (1)依据图像,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可知,I、II、III、IV中属于放热反应的是I、II、IV;
(2)在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热,故表示的燃烧热的热化学方程式为 .
(3)依据图中信息可知,过程Ⅱ的热化学方程式为 ,依据盖斯定律可得,过程Ⅲ的热化学方程式为 .
(4)反应物中,,充分反应后无固体剩余,过程Ⅱ为可逆反应,故反应后的体系中含、和三种组分.依据热化学方程式: 和 ,令有转化为,列方程:,解得,故各组分的物质的量分别为、、.
(5)依据题意,① ;② ;③ .设,则.将0.4mol通入500mL溶液中,有0.25mol发生反应①,有0.15mol发生反应②,故有,解得,即.
【分析】依据图像,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;
(2)在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热;
(3)依据盖斯定律计算;
(4)利用原子守恒计算;
(5)热化学方程式能表示反应的热效应,反应的热效应与物质的状态、物质的量有关。
22.【答案】(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=—32QkJ/mol
(2)3a+b—c
(3)—117
【解析】【解答】(1) 在25℃、101kPa下,1g甲醇()液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出QkJ的热量 ,1mol甲醇完全燃烧放出热量为32QKJ, 甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-32QkJ/mol ;
(2)C(s)+O2(g)=CO2(g), ① ,② ③,3×①+②-③ 。 即可得到x= 3a+b- c ;
(3)A为Cl-,能量为0,B为ClO-,能量为60KJ,C为ClO3-,能量为63KJ, 焓变=生成物的能量-反应物能量=63-60×3=-117KJ/mol;
【分析】(1)根据计算出1mol甲醇完全燃烧释放的能量即可写出方程式;
(2)根据盖斯定律即可计算;
(3)根据能量与化合价的图找出物质的能量,利用焓变=生成物能量-反应物能量。
23.【答案】(1)Ea1-Ea2
(2)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4 kJ·mol-1
(3)第二步反应
【解析】【解答】(1)ΔH=生成物总能量-反应物总能量,若△H>0,表示吸热反应,若△H<0,表示放热反应,由图可知,第一步为放热反应,其△H= (Ea1-Ea2) kJ·mol-1。
(2)一定条件下,NH3和CO2反应生成CO(NH2)2和H2O,其热化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4kJ·mol-1。 (3)由分析可知,第二步反应是生产尿素的决速步骤。
【分析】(1)ΔH=生成物总能量-反应物总能量,若△H>0,表示吸热反应,若△H<0,表示放热反应。
(2)书写热化学方程式时要注明物质的状态,常见的s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、溶液,注意物质化学式的化学计量数与ΔH相对应。
(3)反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大,据此分析。
24.【答案】(1)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol
(2) ΔH=-2550 kJ/mol
(3)-285kJ/mol
(4)将NaOH溶液迅速倒入内筒中;偏大
(5)>;+59.3
(6)(-a+b+c)
【解析】【解答】(1)1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,因此12g(即1mol)石墨完全燃烧,放出的热量为12akJ。所以石墨完全燃烧的热化学方程式为:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ·mol-1。
故答案为:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ·mol-1
(2)12.0g C2H8N2的物质的量,因此1molC2H8N2燃烧时放出的热量为。因此C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2和H2O的热化学方程式为:C2N8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2550kJ·mol-1。
故答案为:C2N8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2550kJ·mol-1
(3)反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应热ΔH=2×436kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×2×463kJ·mol-1=-482kJ·mol-1,所以H2燃烧生成H2O(g)的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-482kJ·mol-1。结合H2O(g)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1可得,反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的反应热ΔH=-482kJ·mol-1-2×(+44kJ·mol-1)=-570kJ·mol-1。而H2的燃烧热是指1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量,因此H2的燃烧热ΔH=-285kJ·mol-1。
故答案为:-285kJ·mol-1
(4)上述实验步骤③中将NaOH溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,由于操作较慢,导致热量散失,会使得测量结果产生较大误差。因此该操作应改进为:将NaOH溶液迅速倒入内筒中。NH3·H2O为弱碱,其电离过程要洗手热量,会使得中和反应过程中放出的热量部分被吸收,使得放出热量偏小,所得中和反应的反应热ΔH偏大。
故答案为:将NaOH溶液迅速倒入内筒中;偏大
(5)①由相对能量图可知,HCN的能量较低,HNC的能量较高。物质具有的能量越高,越不稳定,因此稳定性:HCN>HNC。
故答案为:>
②由相对能量图可知,该异构反应过程中,HCN转化为HNC,吸收了59.3kJ的热量,因此该异构反应的反应热ΔH=+59.3kJ·mol-1。
故答案为:+59.3
(6)根据盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=(-akJ·mol-1)+(+bkJ·mol-1)-(-ckJ·mol-1)=(-a+b+c)kJ·mol-1。
故答案为:(-a+b+c)
【分析】(1)石墨完全燃烧生成CO2,根据1g石墨燃烧放出的热量计算1mol石墨燃烧放出的热量,从而写出反应的热化学方程式。
(2)根据题干信息确定反应物和生成物,由12.0g液态C2H8N2燃烧放出的热量计算1molC2H8N2(l)燃烧放出的热量,从而得出反应的热化学方程式。
(3)根据化学键键能计算生成2H2O(g)的反应热,结合盖斯定律计算生成1molH2O(l)时的反应热,即为H2的燃烧热。
(4)为防止热量散失,应使NaOH溶液和稀盐酸快速混合。NH3·H2O为弱电解质,其电离过程要吸收热量。
(5)①物质所具有的能量越高,越不稳定。
②根据反应物和生成物相对能量的大小,计算反应热。
(6)根据盖斯定律进行计算。
25.【答案】(1) kJ⋅mol;不变
(2)369
(3) kJ⋅mol
【解析】【解答】(1)由图可知,第一步的热化学方程式 ΔH=−273kJ/mol,催化剂不影响反应的;
故答案为: ΔH=−273kJ/mol;不变;
(2)根据ΔH=反应物的总键能−生成物的总键能可知,436+200−2a=−102,解得a=369;
故答案为:369;
(3)平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为,则化学方程式为,已知反应① kJ⋅mol-1,反应② kJ⋅mol-1,根据盖斯定律,将①-②可得,则 kJ⋅mol-1,热化学方程式为 kJ⋅mol-1;
故答案为: kJ⋅mol-1。
【分析】(1)两步都是放热反应,催化剂不影响焓变;
(2)根据ΔH=反应物的总键能−生成物的总键能计算;
(3)根据盖斯定律分析。
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