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.下列热化学方程式正确的是
A.已知:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1,则Q1<Q2
B.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),达到平衡时放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.25℃、101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol-1,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2KOH(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.与盐酸的反应 B.与的反应
C.灼热的碳与的反应 D.镁条与稀盐酸的反应
3.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
4.下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是( )
A.化石能源物质内部蕴涵着大量的能量
B.吸热反应没有利用价值
C.物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能“贮存”起来
5.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知 ,说明金刚石比石墨稳定
B.已知 ,说明正反应活化能小于逆反应活化能
C.已知 ,则的燃烧热
D.已知 ,则
6.下列说法正确的是
A.已知NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) ΔH = - 57.3 kJ/mol ,则含有40.0g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于57.3kJ的热量。
B.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=akJ/mol,2C(s)+2O2(g)=2CO (g) ΔH =b kJ/mol,则a>b。
C.取50mL 0.55mol/LNaOH(aq)和50mL 0.50mol/L HCl(aq)进行中和热的测定实验,用温度计测定HCl(aq)起始温度后,直接测定NaOH(aq)的温度,会使中和热ΔH偏小
D.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) ΔH<0,则白磷比红磷稳定。
7.已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(、、均为正值):① ,② ,③ ,下列判断正确的是
A.
B.与的相对大小无法判断
C.溴蒸气转化为液态溴需要放出的热量
D.和反应生成时放出热量
8.下列关于反应热的叙述正确的是
A.需要加热的反应一定是吸热反应
B.放热反应不需要加热
C.化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键生成会释放能量
D.若,则 SO2(g)的能量大于 SO3的能量
9.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化,测定化学反应的焓变。下列判断正确的是
A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后测得温度偏高,释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定,则测定数值偏高,计算所得ΔH偏小
10.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下,用、、分别表示N2、H2、NH3,已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ,该反应属于放热反应。下列说法正确的是
A.催化剂仅起到吸附N2和H2的作用,对化学反应速率没有影响
B.②→③过程,是放热过程
C.③→④过程,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D.合成氨反应中,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
11.下列说法正确的是
A.化学反应都是吸热反应
B.化学反应都是放热反应
C.物质发生化学反应都伴随着能量变化
D.有能量变化的物质变化都是化学变化
12.下列说法正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量更多
B.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1 ,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+ 2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.同温同压下,H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的ΔH 相同
D.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = -38.6 kJ·mol- 1
13.在25 ℃、101 kPa下,1 g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.71 kJ,下列热化学方程式正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=+1 366.7 kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.7 kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+O2(g)=CO2+H2O(l) ΔH=-29.71 kJ·mol-1
D.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-29.71 kJ·mol-1
14.下列有关热化学方程式的叙述,正确的是
A.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
B.由N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1,可知将1molN2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9kJ
C.由:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,可知:含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出热量为57.3kJ
D.已知101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ
15.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知 ,则含 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于
B.已知 ,则标况下1mol氢气完全燃烧放出 kJ的热量
C.已知 , ,则
D.已知P 白磷, 红磷,,则白磷比红磷稳定
16.下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向蔗糖溶液中加入3-5滴稀硫酸,将混合液煮沸几分钟,冷却,加入银氨溶液,水浴加热,观察是否有银镜产生
蔗糖水解产物中是否有还原糖
B
测定中和反应的反应热时,将量筒中的NaOH溶液缓倒入量热计内筒,用另一只温度计测量最高温度记为反应后体系的温度
利用体系温度差计算中和反应放出的热量
C
在酒精灯的外焰灼烧一小块织物,闻其灼烧后的气味
织物为蚕丝还是人造丝
D
将淀粉和4mL稀硫酸混合加热,一段时间后冷却加过量碱液中和稀硫酸再滴加碘水,观察是否变蓝
淀粉的水解是否完全
A.A B.B C.C D.D
17.化学与生产、生活、社会密切相关,下列说法正确的是
A.山东品牌之一“玻璃纤维超细纱”是一种无机非金属材料
B.汽车尾气污染物中含有的氮氧化物,主要是汽油或柴油不完全燃烧造成的
C.食品脱氧剂使用后,其中的铁粉转化成
D.“中国天眼”,其镜片材料为,断裂其中化学键,需要释放能量
18.金刚石和石墨燃烧时能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.石墨的燃烧热是110.5kJ·mol-1
C.C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.4kJ·mol-1
D.1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能小1.9kJ
19.下列说法中正确的是
A.需要加热才能发生的化学反应,可能是吸热反应,也可能是放热反应
B.发生化学反应,不一定发生能量变化
C.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D.的单位中的是指每摩尔反应物
20.已知:①2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H=-220kJ·mol-1
②氢气燃烧的能量变化示意图:
下列说法正确的是
A.1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量
B.H2(g) +O2(g)=H2O(g) △H=-240 kJ·mol-1
C.C(s) +H2O(g)= CO(g) +H2(g) △H=-130 kJ·mol-1
D.欲分解2 mol H2O(1), 至少需要提供4×462 kJ的热量
二、非选择题(共5题)
21.汽车尾气中的主要污染物是NOx和CO。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其能量变化如图所示,则图中三种分子最稳定的是 (填化学式),图中对应反应的热化学方程式为 。
(2)N2O和CO均是有害气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理如下:N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) △H。有关能量变化过程如图所示。
①图中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,该反应的活化能为 kJ/mol,该反应的△H= 。
②在反应体系中加入Pt2O+作为该反应的催化剂,则Ea (填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H 。
(3)利用NH3可将NOx还原为N2进行脱除。已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070kJ/mol。若有0.5molNO被还原,则 (填“释放"或“吸收”)的热量为 kJ。
22.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 。
23.在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图:
变化示意图如图:
(1)第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
(2)1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 。
(3)HCl与氧气在催化剂加热条件下可生成氯气和气态水:4HCl+O22Cl2+2H2O,已知某些化学键的键能数据如表:
化学键
H-Cl
O=O
Cl-Cl
H-O
键能/kJmol
431
498
243
463
该反应的热化学方程式是 。
24.(1)常温下,0.5mol 甲醇(CH3OH)在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热 量363.3kJ。写出该反应的热化学方程式 。
(2)请设计一个燃料电池:电解质溶液为强碱溶液,Pt 作电极,在电极上分别通入CO和氧气。通入 CO的电极应为 极(填“正”或“负”),该电极上发生的电极反应式为 。
25.由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)CH3OH是优质液体燃料。在25℃、101kPa下,每充分燃烧1gCH3OH并恢复到原状态,会释放22.68kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式: 。
(2)利用CO和H2在催化剂的作用下合成CH3OH,发生的主反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1,已知键能是指断裂1mol化学键所需要吸收的能量。相关化学键的键能数据如下:(其中CO中的碳氧键为C O)
化学键
H—H
C—O
C O
H—O
C—H
E/(kJ‧mol-1)
436
343
1076
465
413
由此计算△H1= kJ·mol-1。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H=-169 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1
2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H=-314 kJ·mol-1
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。
(4)N2和H2反应生成2 mol NH3的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每生成1 mol NH3放出热量为 。若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2,达平衡时有20%的N2转化,则反应中放出的热量为 。
参考答案:
1.A
A.由于物质从固态到气态要吸收能量,故相同物质的量的气态硫单质比固态硫单质能量高,因此,相同物质的量的固态硫单质和气态硫单质充分燃烧且均生成气态二氧化硫时后者放出更多的热量,所以Q1<Q2,故A正确;
B.合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,根据题给条件无法确定该反应的反应热,故B错误;
C.燃烧热指101kPa时,1mol可燃物完全生成稳定氧化物时的反应热,水的状态为液态,故C错误;
D.中和热是指25℃、101kPa时时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水和易溶强电解质时的反应热,题干热化学方程式中生成水的物质的量为2mol,故D错误;
故选A。
2.C
A.与盐酸的反应为非氧化还原反应,A错误;
B.与的反应为吸热反应,但不是氧化还原反应,B错误;
C.灼热的碳与的反应是吸热反应,也是氧化还原反应,C正确;
D.镁条与稀盐酸的反应为氧化还原反应,是放热反应,D错误;
故选C。
3.A
由热化学方程式可知,反应物、生成物均为气态,焓变为负,为放热反应,且生成物为液态时放出热量更多,选项A中图符合。
故答案选A。
4.B
A. 化石燃料是由数百万年前的动植物演化而来的,因此内部储存着大量的能量,这类燃料中的能量最原始的来源是太阳能,故A正确;
B. 吸热反应可存储能量,一定条件下具有特殊的价值,故B错误;
C. 化学能可以转化为热能(如放热反应),可以转换为电能(如原电池),也可以转化为光能(如镁条燃烧),故C正确;
D. 光合作用即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和暗反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程,将太阳能转化为化学能储存起来,故D正确;
答案选B。
5.C
A.金刚石转化为石墨为放热反应,说明金刚石的能量高于石墨,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石更稳定,故A错误;
B.反应为吸热反应,正反应的活化能大于逆反应的活化能,故B错误;
C.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,题中生成的水为气态,生成的水为液态时放热更多,故C正确;
D.强酸和强碱生成1mol水时所放出的热比弱酸强碱生成1mol水时所放出的热要多,故D错误;
故答案为:C。
6.A
A.40gNaOH的物质的量为1mol,醋酸完全反应,生成水是1mol,但醋酸是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以1molNaOH与稀醋酸反应,反应放出的热量小于57.3kJ,选项A正确;
B.①2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=akJ/mol,②2C(s)+2O2(g)=2CO (g) ΔH =b kJ/mol,两个反应均为放热反应,△H均小于0,反应①是碳的完全燃烧,放出的热量多,故a值越小;反应②碳的不完全燃烧,放出的热量少,故b值越大,故a<b, 选项B错误;
C.用温度计测定HCl(aq)起始温度后,直接测定NaOH(aq)的温度,NaOH(aq)的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,会使中和热ΔH偏大,选项C错误;
D.P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0,反应放热,可知白磷的能量高于红磷,而能量越高物质越不稳定,故白磷不如红磷稳定,选项D错误;
答案选A。
7.A
A.具有的总能量大于具有的总能量,则,具有的总能量大于具有的总能量,则,所以,A项正确;B项错误;
C.根据盖斯定律,由②-③得 ,所以1 mol溴蒸气转化为1 mol液态溴需要放出的热量,选项中没有指明溴蒸气的物质的量,C项错误;
D.由 可知,和反应生成时放出的热量,D项错误。
故选A。
8.C
A.反应的吸热放热与反应条件无关,A错误;
B.可燃物燃烧需加热到着点火才能反应,B错误;
C.化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键生成会释放能量,C正确;
D.若,说明反应物二氧化硫和氧气能量大于生成物三氧化硫能量,D错误;
答案选C。
9.D
A.活泼金属与酸的反应为放热反应,氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应,中和反应为放热反应,A错误;
B.等质量的铝片与铝粉与盐酸反应放出的热量相同,B错误;
C.铁的导热性良好,换用铁制搅拌棒后会有热量损失,导致测定的数值偏低,C错误;
D.氢氧化钠固体溶于水放热,会使测定的数值偏高,放热焓变为负值,则计算所得ΔH偏小,D正确;
故选D。
10.D
A. 由图知,通过催化剂的参与,N2和H2生成了NH3,催化剂通过改变反应条件而改变了反应速率, A错误;
B. ②→③过程,断裂为,H-H键断裂为两个H原子,均为吸热过程,B错误;
C. ③→④过程, N原子和H原子通过共用电子对形成NH3,N-H是极性键,C错误;
D. 合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D正确。
答案选D。
11.C
A.化学反应不一定都是吸热反应,比如氢气燃烧是放热反应,故A错误;
B.化学反应不一定都是放热反应,比如碳酸钙高温受热分解是吸热反应,故B错误;
C.物质发生化学反应都伴随着能量变化,比如碳酸钙高温分解,物质能量降低,故C正确;
D.有能量变化的物质变化不一定是化学变化,比如气态水变为液态水,能量降低,但没有发生化学变化,故D错误;
答案为C。
12.C
A.硫蒸气的能量高于硫固体,则等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,硫蒸气放出热量更多,故A错误;
B.1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的热量为燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+ 2O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,故B错误;
C.反应热的大小与反应条件无关,则同温同压下,H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的ΔH 相同,故C正确;
D.合成氨的反应为可逆反应,500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3的物质的量小于1mol,则生成2mol NH3放出的热量应大于38.6 kJ,故D错误;
故选C。
13.B
A.乙醇燃烧是放热反应,ΔH应为“-”,A错误;
B.1 g C2H5OH燃烧放出29.71 kJ热量,则1 mol(46 g)C2H5OH燃烧放出的热量为1 366.7 kJ,B正确;
C.1 g C2H5OH燃烧放出29.71 kJ热量,则molC2H5OH的质量为23g,燃烧放出热量应为683.35 kJ,C错误;
D.热化学方程式中1mol C2H5OH,燃烧放出热量应为1 366.7kJ,D错误;
故选B。
14.D
A.1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,A错误;
B.N2O4(g) ⇌2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1,这是一个可逆反应,1mol N2O4(g)不完全反应,放出的热量小于56.9kJ,B错误;
C.醋酸是弱电解质,电离的过程要吸收热量,因此1mol CH3COOH的溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出热量要小于57.3kJ,C错误;
D.已知101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,1mol碳完全燃烧生成1mol CO2,放出的热量大于110.5kJ,D正确;
故选D。
15.A
A.中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,醋酸是弱酸,其电离过程是吸热过,即1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于 kJ的热量,故A正确;
B.根据热化学方程式,2mol氢气燃烧生成气态水放出483.6kJ的热量,则1mol氢气燃烧生成气态水放出241.8kJ的热量,标况下水不是气体,所以标况下1mol氢气完全燃烧放出的热量不是241.8kJ,故B错误;
C.焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,焓变是负值,即,故C错误;
D.P 白磷, 红磷,,所以红磷的能量低于白磷的能量,所以白磷不如红磷稳定,故D错误。
故选:A。
16.C
A.蔗糖加入稀硫酸水解后,溶液呈酸性,加入银氨溶液之前需要调节溶液呈碱性再检验葡萄糖,A错误;
B.测定中和热时,要确保热量不散失、一定量的稀盐酸反应完全,故要在保温性能好、绝热的体系中反应、一次性迅速把NaOH溶液倒入小烧杯中,并用环形玻璃搅拌棒、为防止误差,用同一个温度计(洗净、干燥)量取最高温度;利用体系温度差计算中和反应放出的热量、并计算出中和热,B错误;
C.蚕丝烧焦时有烧焦羽毛的气味,人造丝无此性质,可以通过灼烧后闻气味的方式鉴别,C正确;
D.加入过量碱液中和稀硫酸再滴加碘水,碘单质可以在强碱性条件下发生歧化,因此无法判断淀粉的水解是否完全,D错误;
答案选C。
17.A
A.“玻璃纤维超细纱”成分为玻璃、是无机非金属材料,A正确;
B.汽油或柴油中不含有氮元素,汽车尾气污染物中含有的氮氧化物,是空气中的氮气在高温下被氧气氧化的缘故,故B错误;
C.食品脱氧剂使用后,其中的铁粉与空气中的氧气反应转化成Fe2O3,C错误;
D.“中国天眼”的镜片材料耐高温,属于新型无机非金属材料,成分为SiC,旧的化学键断裂需要吸收能量,断裂其中化学键Si-C,需要吸收能量,D错误;
故答案选A。
18.C
A.从图中可知,金刚石的能量高于石墨的能量,因此石墨比金刚石稳定,A错误;
B.燃烧热指物质与氧气进行完全燃烧反应放出的热量,图中放出110.5kJ热量时生成CO,并没有燃烧完全,B错误;
C.根据图示可知,C(金刚石,s)与O2(g)完全反应生成CO2(g),放出热量395.4kJ,因此C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.4kJ·mol-1,C正确;
D.1mol石墨转化成1mol金刚石吸收热量1.9kJ,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,故1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能大1.9kJ,D错误;
故答案选C。
19.A
A.反应条件与反应中能量变化无关,则需要加热才能发生的化学反应,它可能是吸热反应也可能是放热反应,A正确;
B.化学反应一定伴随能量变化,B错误;
C.反应热的大小与反应物、生成物的能量大小有关,C错误;
D.mol-1是指每摩尔反应,D错误;
故选A。
20.B
A.完全燃烧生成二氧化碳,由2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ•mol-1可知,1molC(s)完全燃烧放出热量大于110kJ,A错误;
B.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,则H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=(436kJ•mol-1+×496kJ•mol-1)-2×(462kJ•mol-1)=-240kJ•mol-1,B正确;
C.由2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ•mol-1、H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=(436kJ•mol-1+×496kJ•mol-1)-2×(462kJ•mol-1)=-240kJ•mol-1,结合盖斯定律可知
×①-②得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=×(-220kJ•mol-1)-(-240kJ•mol-1)=+130 kJ•mol-1,C错误;
D.由图可知,欲分解2 mol H2O(g),至少需要提供4×462 kJ的热量,但气态水的能量比液态水的能量高,液态水生成气态水吸收热量,则欲分解2 mol H2O(l),需要提供热量大于4×462 kJ,故D错误;
故答案为:B。
21.(1) N2 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
(2) 放热 134kJ·mol-1 -226kJ·mol-1 减小 不变
(3) 放出 172.5kJ
(1)从图中可以看出,N2的键能为946 kJ·mol-1、O2的键能为498 kJ·mol-1、NO的键能为632 kJ·mol-1,键能越大越稳定,图中三种分子最稳定的是N2;图中对应反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=+180kJ·mol-1;
(2)①图中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应是放热反应,该反应的活化能为134kJ·mol-1,该反应的△H=(134-360) kJ·mol-1=-226kJ·mol-1。
②加入Pt2O+作为该反应的催化剂,反应的活化能减小,即Ea减小;但反应物和生成物的总能量不变,所以△H不变;
(3)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070 kJ∙mol-1,该反应为放热反应,因此若有0.5molNO被还原,放出的热量为=172.5kJ。
22.(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
(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。
23.(1) 放热 反应物总能量大于生成物总能量
(2)
(3)
(1)由图可知,第一步反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应为放热反应,故答案为:放热;反应物总能量大于生成物总能量;
(2)由图可知,第一步反应的热化学方程式为,第二步反应的热化学方程式为,根据盖斯定律,将两步方程式相加可得1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式为,故答案为:;
(3)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(431kJ/mol×4+498kJ/mol)-(243kJ/mol×2+463kJ/mol×4)=-116kJ/mol,则该反应的热化学方程式为,故答案为:。
24. CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.6KJ·mol-1 负 CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O
(1)在热化学方程式中物质的计量系数表示的是物质的量,0.5mol甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量363.3kJ,则1mol甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量726.6KJ,其热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.6KJ·mol-1,故答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.6KJ·mol-1。
(2)燃料电池中,通入燃料的电极为负极,即通入CO的电极为负极,在负极上甲烷一氧化碳失电子发生氧化反应,在强碱性溶液中CO的氧化产物应为碳酸盐,故电极上发生的电极反应为:CO+4OH—-2e—=CO32—+2H2O,故答案为负,CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O。
【点睛】明确原电池的工作原理、各个电极上发生的反应是解答本题的关键,难点是电极反应式的书写,注意电解质溶液的性质,以及电解质溶液中阴阳离子移动方向,为易错点。
25. CH3OH(l)+O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-725.76kJ‧mol-1 -99 C(s)+2CuO(s) =Cu2O(s)+CO(g) ∆H=+34.5kJ‧mol-1 46.1kJ 18.44 kJ
(1)依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,结合题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,在书写热化学方程式;
(2)根据反应热=反应物总键能-生成物总键能计算;
(3)根据盖斯定律结合热化学方程式分析解答;
(4)根据反应焓变=断裂化学键吸收能量-形成化学键放出能量计算得到1mol氨气放出热量;依据反应的氮气计算生成氨气放出的热量。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76kJ,表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1,故答案为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1
(2)反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,故△H1=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413+343+465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1;故答案为:-99;
(3)已知:①2Cu(s)+O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJ•mol-1,②C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1,③2Cu(s)+O2(g)═CuO(s)△H=-314kJ•mol-1,用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的化学方程式为C(s)+2CuO (s)=Cu2O (s)+CO(g),根据盖斯定律,该反应可以由②-③-×①得到,因此反应的焓变=(-110.5kJ•mol-1)-(-314kJ•mol-1)- ×(-169kJ•mol-1)=34.5kJ•mol-1,故答案为:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ•mol-1;
(4)根据N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图,反应焓变△H=335kJ/mol-427.2kJ/mol=-92.2kJ•mol-1,所以生成1mol氨气放热46.1kJ; 若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2,达平衡时有20%的N2转化,即有0.2mol N2反应,则反应中放出的热量为92.2kJ•mol-1×0.2mol=18.44 kJ,故答案为:46.1 kJ;18.44 kJ。
【点睛】本题的易错点为(1),要注意燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1,难点为(3),要注意盖斯定律的理解和应用。
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