第一章 化学反应的热效应 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-18
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内容正文:
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、单选题(共20题)
1.下列变化中,属于氧化还原反应且属于吸热反应的是
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓H2SO4稀释④KClO3分解制O2⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥CaCO3高温分解⑦⑧与固体NH4Cl混合⑨⑩Al与盐酸反应
A.④⑦⑨ B.④⑥⑦⑧⑨ C.①④⑧⑨⑩ D.①②④⑧⑨
2.工业上高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料,而将赤铁矿中的转化为铁的过程中实际起作用的是CO。反应过程中发生的一系列变化:
则反应的为
A. B.
C. D.
3.下列反应或过程会吸收能量的是
A.木炭在氧气中的燃烧反应 B.H原子形成H-H键
C.氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
4.N4分子结构为正四面体形(如图所示)。已知:断裂N4(g)中1 mol N—N键吸收193 kJ能量。则形成1 mol N4(g),其化学键放出的能量为
A.193 kJ B.579 kJ C.965 kJ D.1158 kJ
5.下列有关中和热及中和热测定的实验说法正确的是
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热
C.用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的ΔH的热数值前者大
D.在测定中和反应热的实验中,增大酸碱的用量,则测得的中和反应热数值增大
6.已知1mol氢气和氧气完全燃烧生成水蒸气放出241.8千焦热量,下列热化学方程式正确的是
A.2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+241.8kJ
B.H2(g)+1/2O2(g)→H2O(s)+241.8 kJ
C.H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)-241.8 kJ
D.H2O(g)→H2(g)+1/2O2(g)-241.8 kJ
7.下表是某些化学键的键能,则H2跟O2反应生成2molH2O(g)时,放出的能量为
化学键
H-H
O=O
H-O
键能(kJ/mol)
436
496
463
A.484kJ B.442kJ C.242kJ D.448kJ
8.物质的变化伴随能盘的变化,下列属于吸热反应的是
A.氢原子和氯原子形成键 B.生石灰吸水
C.镁条与稀盐酸反应 D.木炭与水反应生成CO和H2
9.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷(g)→异丁烷(g) △H<0,则异丁烷比正丁烷稳定
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热△H=-571.6 kJ·mol-1
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1>△H2
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol,若将含0.5 mol H2SO4的稀硫酸与含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
10.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ•mol-1,则氢气的燃烧热为241.8 kJ•mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,则金刚石比石墨稳定
C.分别向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入浓硫酸、稀硫酸、稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3,则△H1>△H2>△H3
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1<△H2
11.下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是( )
A.在一定条件下,某可逆反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,则该反应的正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol-1
B.图中A、B曲线可分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)→CH3CH3(g)未使用催化剂和使用催化剂时反应过程中的能量变化
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D.图示的能量变化可判断出该化学反应是放热反应
12.二甲醚是一种重要的精细化工产品,被广泛用于制药、染料及日用化工。已知几个热化学方程式如下:
①
②
③
④
⑤
下列判断正确的是
A.上述反应中, B.
C. D.
13.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸,②稀盐酸,③浓硫酸,恰好完全反应时对应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( )
A.ΔH1<ΔH3<ΔH2 B.ΔH1>ΔH2>ΔH3
C.ΔH1<ΔH2<ΔH3 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
14.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
15.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应的反应热
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA―A键和1molB―B键,放出akJ能量
16.已知: 。相关共价键的键能如下表:
共价键
Si-Cl
H-Cl
Si-Si
H-H
键能/()
360
431
176
436
则1mol Si中Si-Si键的数目为
A. B. C. D.
17.相同温度和压强下,关于反应的∆H,下列判断不正确的是
a. ∆H1
b. ∆H2
c. ∆H3
d. ∆H4
e. ∆H5
A.∆H1=∆H2-∆H4 B.∆H2>0,∆H4>0
C.∆H1=∆H2+∆H3-∆H5 D.∆H3>∆H5
18.晶体硅与氧气可在加热条件下反应生成二氧化硅,已知,1mol晶体硅中含2molSi-Si键,1mol二氧化硅中含4molSi-O键,Si-Si键键能为akJ·mol-1,O=O键键能为bkJ·mol-1,Si-O键键能为ckJ·mol-1,则晶体硅燃烧的反应热为( )
A.(a+b-2c)kJ·mol-1
B.(2a+b-2c)kJ·mol-1
C.(2c-a-b)kJ·mol-1
D.(2a+b-4c)kJ·mol-1
19.298 K、101 kPa时,根据6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)设计的反应路径如下:
上述条件下石墨、氢气、苯的燃烧热依次为△H(石墨)、△H(H2)、△H(C6H6),下列说法正确的是
A.△H1=△H2+△H3
B.C6H6的能量一定高于CO2和H2O的能量
C.1 mol C6H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的△H>△H3
D.6×△H(石墨)+3×△H(H2)=△H2
20.神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,两个航天员乘组首次实现“太空会师”。发射火箭的燃料常用联氨、液氢,氧化剂有液氧、液态等。
下列叙述错误的是
A.液氢和液氧燃烧放出大量热量,产物对环境友好
B.发射场因液态产生大量而呈红棕色
C.液氢和液氧在气化过程中发生了吸热反应
D.和反应中产物总能量小于反应物总能量
二、非选择题(共5题)
21.根据放热反应的化学方程式:,在图中绘制反应方向箭头,并标出反应物和生成物 。
22.完成下列各题:
(1)已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出11.05 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的 ,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、 和 。
(2)已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.15 kJ·mol-1。求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g C的 是多少,然后乘碳的燃烧热来求算;也可以直接按热化学方程式来列 计算。
(3)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。求氢气的燃烧热时,要算出 H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。
(4)已知物质的键能数据,求反应热,要先写出 ,然后按公式 求算。
(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用 定律来求。首先确定 ,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。
23.家用液化气的成分之一是丁烷。当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出的热量。
(1)写出1mol丁烷完全燃烧时热化学方程式 。
(2)已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,计算1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量 。
24.A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。A、D同主族,B的氢化物水溶液呈碱性,C、E同主族,形成的化合物EC2是形成酸雨的主要物质之一。请用化学用语回答下列问题:
(1)F在元素周期表中的位置为 。
(2)常温下,液态的B2A4与气态的BC2两者发生反应生成无毒物质,16g B2A4发生反应放热akJ,该反应的热化学方程式为 。
(3)D2E溶液在空气中长期放置发生反应,生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似,其溶液显黄色,H的电子式为 。写出在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为: 。H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为 。
(4)化学家发现一种化学式为A4B4的离子化合物,一定条件下1mol 熔融A4B4电离生成两种离子各1mol,则该物质熔融时的电离方程式为 。
(5)向30mL某浓度由A、B、C、D中三种元素形成的一元强碱溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol/L盐酸,产生的气体V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq)]的关系有下列图示两种情况(不计CO2的溶解)。则曲线Y表明M中的溶质为 ;原NaOH溶液的物质的量浓度为 ;由曲线X、Y可知,两次实验通入的CO2的体积比为 。
25.钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(Fe,Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:
其中A、B、C都是钨的化合物。
(1)写出上述流程中A、B、C的化学式:A 、B 、C ,以及步骤(1)、(2)、(3)中发生反应的化学方程式(1) 、(2) 、(3) 。
(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
①写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式 。
②用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化。推出该反应在什么温度条件下能自发进行 。(假设表中数据不随温度变化)
物质
(kJ·mol-1)
(J·mol-1·K-1)
W(s)
WO3(s)
C(石墨)
CO(g)
CO2(g)
H2(g)
H2O(g)
H2O(l)
0
-842.87
0
-110.52
-393.51
0
-241.82
-285.31
32.64
75.90
5.74
197.56
213.64
130.57
188.72
69.90
(3)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么 ?写出用氢气还原氧化钨的化学方程式 。
(4)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含1个中心W原子和6个配位0原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2Wl2O40]6-。在下面3张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由 。
(5)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值 。
②一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价2种价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这2种价态的钨原子数比 。(相对原子质量:W-183.84;O-16.00)
参考答案:
1.A
①液态水汽化为吸热过程,为物理变化,故不选;
②将胆矾加热变为白色粉末,为非氧化还原反应,属于吸热反应,故不选;
③浓H2SO4稀释放出大量的热,为物理变化,故不选;
④KClO3分解制O2,为氧化还原反应,属于吸热反应,故选;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰,为放热反应,故不选;
⑥CaCO3高温分解,为非氧化还原反应,属于吸热反应,故不选;
⑦CO2+C2CO为氧化还原反应,为吸热反应,故选;
⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合,为非氧化还原反应,为吸热反应,故不选;
⑨C+H2O(g)CO+H2,为氧化还原反应,为吸热反应,故选;
⑩Al与HCl反应为放热反应,故不选;
答案选A。
2.A
①
②
③
由盖斯定律计算可得方程式,则;
故选A。
3.D
反应吸收能量的属于吸热反应,常见的有:大多数的分解反应、木炭还原水蒸气和氧化铜等的反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、弱电解质的电离和盐类的水解反应等。
A.所有的燃烧反应为放热反应,反应过程中放出热量,A不符合题意;
B.H原子形成H-H键需要释放能量,B不符合题意;
C.所有的中和反应为放热反应,反应过程中放出热量,C不符合题意;
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,D符合题意;
故选D。
4.D
由图可知,1个N4分子中含有6个N—N键,则形成1 mol N4(g),其化学键放出的能量为6 mol×193 kJ·mol-1=1158 kJ,故选D。
5.A
A. 环形玻璃搅拌棒上下搅拌液体,使反应充分发生,加快反应速率,A项正确;
B. 强酸与强碱在稀溶液中反应生成可溶性盐和1 mol水时放出的热量是中和热,B项错误;
C. 醋酸属于弱酸,电离时要吸收热量,放出的热量偏少,因此测得的ΔH的热数值前者小,C项错误;
D. 中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热量,与酸或者碱的用量无关,中和热不变,D项错误;
答案选A。
6.D
1mol氢气和氧气完全燃烧生成水蒸气放出241.8kJ热量,该反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,即H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+241.8 kJ,选项B、C均错误;
2mol氢气和氧气完全燃烧生成水蒸气放出483.6kJ热量,该反应的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,即2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+483.6kJ,选项A错误;
1mol水蒸气分解生成氢气和氧气吸收241.8kJ热量,该反应的热化学方程式为: H2O(g)= H2(g)+O2(g)△H=+241.8kJ/mol,即H2O(g)→H2(g)+1/2O2(g)-241.8 kJ,选项D正确。
答案选D。
【点睛】据热化学方程式的书写原则写出氢气燃烧生成气态水的热化学方程式,方程中的热量和化学计量数要对应,根据1mol气态水转化成液态水放出的热量,结合氢气与氧气反应生成气态水的反应热计算生成液态水的反应热。
7.A
依据反应焓变=反应物总键能-生成物总键能计算反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的焓变即可。
设反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=a kJ/mol,则该反应的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能=a kJ/mol=2×436kJ/mol+496kJ/mol-2×2×463kJ/mol,解得:a=-484,所以生成2molH2O(g)放出热量为484kJ,故选A。
8.D
A.氢原子和氯原子形成H-Cl键,是放热反应,故A不选;
B.生石灰与水反应放出大量的热,则属于放热反应,放出热量,故B不选;
C.镁与稀盐酸反应,是常见放热反应,在反应中放出热量,故C不选;
D.木炭与水反应生成CO和H2反应是吸热反应,在反应中吸收热量,故D选;
故选D。
9.A
A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。由于正丁烷(g)→异丁烷(g) △H<0,该反应的正反应是放热反应,说明异丁烷比正丁烷的能量低,因此异丁烷比正丁烷更稳定,A正确;
B.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,2 mol H2燃烧产生液态水放出热量571.6 kJ,则H2的燃烧热△H=-285.8 kJ·mol-1,B错误;
C.C燃烧产生CO或CO2的反应是放热反应,反应放出的热量越多,则反应热就越小,故反应热△H1<△H2,C错误;
D.若将含0.5 mol H2SO4的稀硫酸与含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液混合,除发生反应H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),还存在Ba2+与形成BaSO4放出热量的反应,因此放出的热量大于57.3 kJ,D错误;
故合理选项是A。
10.D
A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所释放出来的热量,在热化学方程式中,H2O 的状态应为液态,此时241.8kJ•mol-1不是氢气的燃烧热,故A错误;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,则金刚石的能量比石墨高,石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.酸碱中和均为放热反应,△H<0,浓硫酸稀释放热,醋酸电离吸热,放出的热量越多,△H越小,则△H3>△H2>△H1,故C错误;
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1 ,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,由于前一反应 C(s)燃烧得更充分,所以放热更多,△H1<△H 2,故D正确;
答案选D。
11.A
A.在一定条件下,某可逆反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,所以该反应的正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol-1, A正确;
B.图中A、B曲线可分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)→CH3CH3(g)未使用催化剂和使用催化剂时反应过程中的活化能的变化,反应物和生成物的能量不变,其ΔH不变,B错误;
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不变,因为反应物和生成物的能量均不变,所以ΔH不变,C错误;
D.反应物的总能量小于生成物总能量,为吸热反应;图示的能量变化可判断出该化学反应是吸热反应,D错误;
故选A。
12.C
A.物质燃烧放出热量,反应⑤是CH3OH完全燃烧,放出热量比反应④CH3OH不完全燃烧放出的热量多,反应放出的热量越多,则反应热就越小,所以反应热△H4>△H5,A错误;
B.已知:②
③
根据盖斯定律,将(③-②)×,整理可得△H1=(△H3-△H2),B错误;
C.已知:①
②
③
根据盖斯定律,将①×2+②,整理可得,C正确;
D.物质的燃烧反应都是放热反应,放热反应的焓变小于0,所以,D错误;
故合理选项是C。
13.B
强酸与强碱的稀溶液发生中和反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,由于稀醋酸中主要是醋酸分子,当醋酸和NaOH发生中和反应时,醋酸的电离平衡向电离的方向移动,电离过程要吸热,因此中和反应放出的热量小于57.3kJ,ΔH1>−57.3 kJ/mol;而浓H2SO4稀释时要放出热量,所以ΔH3<−57.3 kJ/mol,即ΔH1>ΔH2>ΔH3,故B符合题意;
答案选B。
14.C
A.图1所示过程①发生的是反应Ⅰ,该过程焓变小于零,是放热反应,过程②是的分解,由反应Ⅰ-反应Ⅱ×3可得,焓变大于零,该过程是吸热反应,A正确;
B.反应Ⅱ是放热反应,生成物能量大于反应物能量,图2所示能量变化示意图正确,B正确;
C.根据盖斯定律,反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得 ,C错误;
D.由于反应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正确;
故答案选:C。
15.B
A.依据图像分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b) kJ热量,故A错误;
B.反应热△H=反应物能量总和-生成物能量总和,所以反应热△H=+(a-b) k J•mol-1,故B正确;
C.依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量,故C错误;
D.旧键断裂吸收能量,断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,吸收a kJ能量,故D错误;
故选:B。
16.C
由方程式知SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g),ΔH=+236kJ⋅mol−1,这个热化学方程式表示的是1molSiCl4与2molH2反应生成1molSi和4molHCl,吸收236kJ的能量,根据表格中化学键键能大小,设Si-Si数目为xmol,可以得到:4ESi-Cl+2EH-H-xESi-Si-4EH-Cl=236kJ,代入数值,得到4×360kJ+2×436kJ-x×176-4×431kJ=236,解之x=2mol,故选C。
17.B
A.方程式a可由方程式b-方程式d得到,根据盖斯定律,∆H1=∆H2-∆H4,A正确;
B.反应CO2+C2CO为吸热反应,故反应d为放热反应,∆H4<0,B错误;
C.方程式a可以由方程式b+方程式c-方程式e得到,根据盖斯定律,∆H1=∆H2+∆H3-∆H5,C正确;
D.方程式c-方程式e可得方程式CO2+C2CO,该反应为吸热反应,根据盖斯定律,∆H3-∆H5>0,故∆H3>∆H5,D正确;
故选B。
18.D
晶体硅的燃烧热化学方程式为Si(s)+ O2(g)=SiO2(s) △H,焓变=反应物总键能-生成物总键能,所以△H=2a kJ·mol-1+ bkJ·mol-1-4 ckJ·mol-1=(2a+b-4c)kJ·mol-1,故答案为D。
19.D
A.由题中图象,结合盖斯定律的原理,有△H2=△H1+△H3,故A错误;
B.C6H6与氧气反应生成CO2和H2O是放热反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,反应物还有O2,故不能判断C6H6的能量与CO2和H2O的能量高低,故B错误;
C.C6H6(g)是气态,能量要高于C6H6(l),1 mol C6H6(g)燃烧时放出的能量要高,但是△H要更小,故1 mol C6H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的△H<△H3,故C错误;
D.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H(石墨)
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H(H2)
①+3②得:6 C(石墨)+3H2(g)+ O2(g)=6 CO2(g)+3H2O(l) △H2
△H2=6×△H(石墨)+3×△H(H2),故D正确。
答案选D。
20.C
A.液氢和液氧燃烧是放热反应,产物为水,不污染环境,A项正确;
B.液体气化过程中,部分转化成释放,产生红棕色雾,B项正确;
C.液氢、液氧气化过程属于物理变化,不属于吸热反应,C项错误;
D.和反应是放热反应,反应物总能量高于产物总能量,D项正确;
故选C。
21.
该反应为放热反应,因此反应物总能量高于生成物总能量,在图中绘制反应方向箭头,并标出反应物和生成物为。
22.(1) 化学方程式 单位 符号
(2) 物质的量 比例式
(3)1 mol
(4) 反应的化学方程式 反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和
(5) 盖斯 始态物质和终态物质
(1)物质反应过程中放出热量的多少,不仅与反应的物质多少有关,也与物质的存在状态有关。因此书写热化学方程式时不仅要注明反应混合物的物质存在状态,也要在方程式后面书写与反应物质的物质的量相对应的能量变化。已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出11.05 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的化学方程式,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、单位和符号。
(2)已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.15 kJ·mol-1,要求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g 单质C的物质的量是多少,然后用C单质的物质的量乘以燃烧热就可以求算其反应放出热量的多少;也可以直接按热化学方程式来列比例式计算。
(3)燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,在求氢气的燃烧热时,根据反应的物质与反应放出的热量呈成正比,算出1 mol H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。
(4)已知物质的键能数据,要求反应热,应该首先写出反应的化学方程式,然后根据反应热等于各反应物的键能总和与各生成物的键能总和的差求算。
(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用盖斯定律来求。首先确定始态物质和终态物质,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。
23.(1)C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)=-2900kJ/mol
(2)2680kJ
(1)丁烷的摩尔质量为58g/mol,10kg丁烷的物质的量为,放出的热量,则1mol丁烷完全燃烧放出热量为2900kJ;丁烷燃烧的热化学方程式为:C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) =-2900kJ/mol;
(2)根据第一问分析,1mol丁烷完全燃烧时生成5mol液态水,放出热量2900kJ;而1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,因此生成5mol水蒸气需要吸收的热量5mol×44kJ/mol=220kJ;所以1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为2900kJ-220kJ=2680kJ。
24. 第三周期第ⅦA族 2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) △H=-4akJ/mol 4Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2Na2S2 溶液由黄色变为无色,产生浅黄色沉淀和气体 NH4N3NH4++N3- NaHCO3和Na2CO3 0.25mol/L 3:10
本题考查元素周期律和元素周期表的推断,B的氢化物水溶液显碱性,即B为N,C、E同主族,形成的化合物EC2是形成酸雨的主要物质之一,因此EC2为SO2,E为S,C为O,属于短周期元素,原子序数依次增大,即A为H,A和D属于同主族,即D为Na,F为Cl,(1)Cl位于第三周期VIIA族;(2)B2A4是N2H4,BC2是NO2,生成无毒物质,反应方程式为2N2H4+2NO2=3N2+4H2O,燃烧1molN2H4放出的热量是32×a/16kJ=2akJ,因此热化学反应方程式为:2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) △H=-4akJ·mol-1 ;(3)D2E为Na2S,生成物之一H,与Na2O2的结构和性质相似,H为Na2S2,过氧化钠电子式为,Na2S2的电子式为:;根据信息,生成Na2S2的反应方程式为4Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2Na2S2,Na2S2的化学性质与Na2O2相似,与硫酸反应,可以认为发生Na2S2+2H2O=2NaOH+H2S2,H2S2分解成H2S和S,硫酸与NaOH发生中和反应,因此现象是:溶液由黄色变为无色,产生浅黄色沉淀和气体产生;(4)A4B4的化学式为H4N4,属于离子化合物,应是铵盐,即NH4N3,其熔融状态下的电离方程式为:NH4N3NH4++N3-;(5)三种元素构成的一元强碱,此碱为NaOH,NaOH与CO2反应后溶液中的溶质,可能为NaOH、Na2CO3,Na2CO3,Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3,碳酸钠与盐酸反应的方程式为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,因此Y表示的M中含有的溶质为Na2CO3和NaHCO3,当加入75mL的盐酸时,气体体积达到最大,其溶液中的溶质为NaCl,根据元素守恒,n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=75×10-3×0.1mol=7.5×10-3mol,,c(NaOH)=7.5×10-3/30×10-3mol·L-1=0.25mol·L-1;X对应物质为NaOH、Na2CO3,X对应吸收CO2的物质的量为(75-60)×10-3×0.1=1.5×10-3mol,Y对应CO2的物质的量(75-25)×10-3×0.1mol=5×10-3mol,因此两者CO2的体积比值为1.5×10-3:5×10-3=3:10。
点睛:本题的难点是问题(5),首先判断出氢氧化钠与CO2反应后溶液中的溶质可能是什么物质,即:NaOH、Na2CO3,Na2CO3,Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3,然后利用碳酸钠和盐酸反应实质进行分析,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,可以看到两者消耗盐酸的体积相等,因此根据从开始到出现气体,从出现气体到气体最大,消耗的盐酸的大小关系,判断溶质可能是谁。
25. Na2WO4 H2WO4或WO3·H2O WO3 4FeWO4(s)+8NaOH(l)+O2(g)=4Na2WO4(l)+2Fe2O3(s)+4H2O(g)、2MnWO4(s)+4NaOH(l)+O2(g)=2Na2WO4(1)+2MnO2(s)+2H2O(g) Na2WO4(aq)+2HCl(aq)=H2WO4(s)+2NaCl(aq) H2WO4(s)=WO3(s)+H2O(g) 2WO3(s)+3C(石墨)=2W(s)+3CO2(g) 当温度T>[505.21×1000/537.18]K=940.49K时,反应才有可能发生 因为钨的熔点很高,不容易转变为液态。如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨(WC,W2C),不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题 WO3(s)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g) 图(a)仲钨酸根[H2W12O42]10-展现在画面上的12个钨氧八面体的氧原子通过共顶共边排成图中所示的6:15:15:6四层结构。共有氧原子6+15+15+6=42个,所以图(a)是仲钨酸根[H2W12O42]10-的结构。
图(b):结构应含10个钨氧八面体,它们的氧原子通过共顶共边排列成1:4:9:4:9:4:1的层状结构。共有氧原子1+4+9+4+9+4+1=32个。因钨氧八面体不足12个,图(b)不会是仲钨酸根的结构,而是十钨酸根W10O的结构。
图(c)图中有12个钨氧八面体,形成了4个有3个八面体共顶又共3条边的W3O13单元,每个W3O13单元的外侧面。有6个氧原子,内侧面有7个氧原子。4个W3O13单元又通过共用内侧面周边的氧原子形成四面体结构,四面体的每条边上共用2个氧原子,6条边共用氧原子为12个。所以氧原子总数为4×13-12=40个,图(c)应当是偏钨酸根[Hz2W12O40]6-的结构。 0.10 0.25
(2)反应在298.15K时的标准焓变、标准熵变和标准自由能变化分别为:
△H==[2×0+3×(-393.51)-2×(一842.87)-3×0]kJ/mol=505.21kJ/mol。
△S=S=[2×32.64+3×213.64–2×75.90-3×5.74]J·mol-1·K-1=537.18J·mol-1·K-1
△G=△H-T△S=[505.21-298.15×537.18/1000]
kJ/mol=345.05kJ/mol
298.15K时反应的标准自由能变化是正值,说明此反应不能在该温度下自发进行。
当温度T>[505.21×1000/537.18]K=940.49K时,反应才有可能发生。
(5)①已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985;氧的质量分数即为1-0.7985=0.2015
1.000g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为:
nw=0.7985/183.84=4.343×10-3mol
no=0.2015/16.00=12.59×10-3mol
化合物中钨和氧的计量比为:nw:no=4.343×10-3:12.59×10-3=1:2.90
即在化学式WO3-x中:3-x=2.90,所以x值为:x=3-2.90=0.10
②把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO2.5和WO3,
设蓝色氧化钨的组成为xWO2.5·yWO3=WO2.90,所以有x+y=1;
2.5xr十3y=2.90
解上述联立方程得:x=0.20;y=0.80
所以蓝色氧化钨中五价和六价钨的原子数之比为:
nw(v)/nw(vI)=x/y=0.20/0.80=1/4=0.25
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