内容正文:
第一章:化学反应的热效应
一、单选题
1.下列与能量变化相关的叙述正确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件的∆H不同
2.2021年我国首次实现以CO2为原料人工合成淀粉,该过程涉及CO2加氢(电解水得氢气)转化为甲醇(CH3OH)的过程,其能量变化如图所示。
下列叙述正确的是
A.CO2合成甲醇的反应中,反应物总能量比产物总能量低
B.CO2合成甲醇的反应中,破坏反应物化学键吸收的能量大于形成产物化学键释放的能量
C.CO2合成甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=-(Q1+Q2)kJ·mol-1
D.上述过程中存在电能转化为化学能、化学能转化为热能的能量转化形式
3.已知:(CH3)3C-Br+C2H5OH→(CH3)3COC2H5+HBr,(CH3)3C-Br与C2H5OH反应的进程与能量关系如图所示。下列说法错误的是
A.(CH3)3C-Br与C2H5OH反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B.化学键发生异裂时,可以产生正、负离子
C.C2H5OH分子亲核进攻碳正离子时需要吸收能量
D.在过渡态1、中间体1、过渡态2、中间体2、过渡态3中,中间体2最稳定
4.下列反应吸收热量的是
A.铁与稀盐酸反应 B.铁丝在氧气中燃烧
C.铝还原氧化铁 D.碳与二氧化碳反应
5.同温同压下,下列各组热化学方程式中,化学反应的的有
①;
②已知两个放热反应:;
③,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为、
④;
⑤;
⑥;
A.5项 B.4项 C.3项 D.2项
6.下列有关叙述正确的是
A.CuSO4(aq)+Fe(s)=FeSO4(aq)+Cu(s) △H其他条件不变,增大反应物的量,△H也发生相应的变化
B.相同条件下,若1 mol O、1 mol O2所具有的能量分别为E1、E2,则2E1<E2
C.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同
D.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1,则1 mol NaOH固体与足量稀盐酸充分混合放出57.3 kJ热量
7.下列关于化学反应与热能的说法正确的是
A.化学反应放热是因为反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
B.化学反应吸热是因为反应物的焓大于生成物的焓
C.多数化合反应是吸热反应,多数分解反应是放热反应
D.研究化学反应与能量变化的关系可以找到更多解决能源问题的途径
8.已知的氢气在足量氧气中燃烧生成的液态水时,放出热量,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
9.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者小于后者的是
①C(s)+O2(g)=CO2(g);C(s)+O2(g)=CO(g)
②S(s)+O2(g)=SO2(g);S(g)+O2(g)=SO2(g)
③H2(g)+O2(g)=H2O(l);2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
④2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l); 2KOH(aq)+H2SO4(浓)=K2SO4(aq)+2H2O(l)
⑤NaOH(aq)+HCl (aq)=NaCl (aq)+H2O(l); NaOH(aq)+HAc(aq)=NaAc(aq)+H2O(l)
A.①⑤ B.②④⑤ C.②③④ D.①②③
10.下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.图①中,反应开始后,针筒活塞向右移
B.图②中,温度计的水银柱上升
C.图③中,反应物总能量大于生成物总能量
D.图④中,镁条燃烧
11.已知: ; 则的等于
A.+1528.6 B.+1473
C.−1528.6 D.−1473
12.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.氢气的燃烧热为-285.5kJ/mol,则电解水的热化学方程式为:2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ/mol
B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量,则它的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=-890kJ/mol
C.已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1,则C的燃烧热为-110.5kJ/mol
D.HF与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ/mol
二、填空题
13.请完成下列问题:
(1)Cl2和水蒸气通过灼热的炭层生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ热量。写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+1/2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a 238.6(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知:As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+5/2O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH = 。
(4)已知在一定温度下:
C(s)+ CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1
C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g) 平衡常数 K2
CO(g)+ H2O(g) H2(g)+ CO2(g)平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是 。
14.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及形成的化合物是人类生产生活的主要能源物质。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成物质N,其能量变化如图所示。则M、N相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)已知:C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=b kJ·moL-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=c kJ·moL-1,则C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= (用a、b、c表示)kJ·moL-1。
(3)根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH= 。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能(kJ·mol-1)
414
489
565
155
15.请结合题中数据,写出对应的热化学方程式。
(1)16gCH3OH(l)与适量O2反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出683.4kJ热量 。
(2)N2(g)和H2(g)反应生成2 molNH3(g),放出92.2kJ热量 。
(3)稀溶液中,1molH2SO4与NaOH完全反应时,放出114.6kJ热量,写出表示中和热的热化学方程式 。
(4)agC(s)与足量O2反应生成CO2气体时,放出bkJ热量 。
16.回答下列问题。
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。已知:
①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1=-126.4 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.8 kJ·mol-1
则SO2氧化CO的热化学方程式为 。
(2)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效率,减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。
其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为 (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
①用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);
②用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图所示,则方法②中反应的ΔH= 。
17.碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃,100kPa时:
①1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2804kJ热量。
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1。
(1)25℃时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为 。
(2)25℃,100kPa时,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知O=O、C≡O键的键焓分别为495kJ·mol-1、799kJ·mol-1,CO2(g)分子中碳氧键的键焓为 kJ·mol-1。
18.(1)下列过程不一定释放能量的是 。
A.化合反应 B.分解反应 C.形成化学键 D.燃料燃烧 E. 酸碱中和
(2)已知:稀溶液中1 molH2SO4和NaOH恰好完全反应时放出Q kJ热量,则其中和热为 kJ/mol。
(3)已知:2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJ·mol-1
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是 。
(4)如图所示,把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5mL稀盐酸。 回答下列问题:
①实验中观察到的现象是 。
②由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
19.“长征”系列火箭用偏二甲肼作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气、水和二氧化碳气体。
(1)写出反应的化学方程式: 。
(2)该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,反应物的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量,断开化学键 (填“吸收”或“放出”,下空同)的总能量小于形成化学键 的总能量。
(3)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:
则相同条件下,丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 。
20.甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇之间转化的能量关系如图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应;过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热 (填“相同”或“不同”)
(2)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式 ;
(3)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700℃,需向体系中通入空气,通过计算确定进料甲醇与空气的物质的量理论比值为 (假设:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,空气中氧气含量为20%)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.“冰,水为之,而寒于水.”说明冰转化为水吸热,则相同质量的水和冰,水的能量高,A错误;
B.反应速率与反应是吸热还是放热无关,反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关,B错误;
C.根据盖斯定律,反应热的大小与反应的途径无关,无论是一步完成还是分几步完成,其总的热效应完全相同,C正确;
D.ΔH=Q(生成物的能量和)-Q(反应物的能量和),与反应途径、反应条件无关,D错误;
故选C。
2.D
【详解】A.由图可知,二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应,故A错误;
B.由图可知,二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应,则反应中破坏反应物化学键吸收的能量小于形成产物化学键释放的能量,故B错误;
C.由图可知,二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应,反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=- Q2kJ ·mol-1,故C错误;
D.由题意可知,电解水得氢气的过程中存在电能转化为化学能的能量转化形式,二氧化碳加氢转化为甲醇的过程中存在化学能转化为热能的能量转化形式,故D正确;
故选D。
3.A
【详解】A.根据图中信息可知,(CH3)3C-Br与C2H5OH反应时反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,选项A错误;
B.根据图中信息可知,化学键发生异裂时,可以产生正、负离子,然后它们重新结合产生新的物质,选项B正确;
C.根据图示信息可知碳正离子与C2H5OH结合产生的过渡态2时能量增加,说明C2H5OH分子作为亲核进攻碳正离子时需要吸收能量,选项C正确;
D.物质含有的能量越低,物质的稳定性越强。根据图示可知在过渡态1、中间体1、过渡态2、中间体2、过渡态3中,中间体2的能量最低,因此中间体2最稳定,选项D正确;
答案选A。
4.D
【详解】A.金属与酸反应放热,铁与稀盐酸反应为放热反应,故不选A;
B.燃烧反应放热,铁丝在氧气中燃烧放热,故不选B;
C.铝热反应放热,铝还原氧化铁放出热量,故不选C;
D.碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,反应吸热,故选D;
选D。
5.D
【详解】①中两式相减得:(固态硫变为硫蒸汽是吸热过程),所以(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多);①不符合题意;
②中两式相减得:(气态转为液态是放热),所以,②符合题意;
③,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为、,根据盖斯定律,反应的条件不会影响焓变的,所以说相同物质的量的氢气氯气在点燃和光照条件下反应放出的热量一样,③不符合题意;
④,,所以,④不符合题意;
⑤中两式相减得:(水蒸气变为液态水是放热过程),所以(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多),⑤符合题意;
⑥等质量的碳和氧气反应生成二氧化碳放出的热量大,因此,⑥不符合题意,综上②⑤符合题意;
故答案选:D。
6.C
【详解】A.增大反应物的量,反应过程中放出或吸收的热量会发生变化,但反应热△H不变,A错误;
B.2 mol O原子结合形成O=O键会放出能量,因此相同条件下,若1 mol O、1 mol O2所具有的能量分别为E1、E2,则2E1>E2,B错误;
C.反应热只与反应物及生成物有关,与反应条件无关,因此同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,C正确;
D.NaOH固体溶于水会放出热量,则1 mol NaOH固体与足量稀盐酸充分混合放出热量大于,57.3 kJ,D错误;
故合理选项是C。
7.D
【详解】A.化学反应放热是因为反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量,A错误;
B.反应物的焓大于生成物的焓,反应放热,B错误;
C.多数化合反应是放热反应,多数分解反应是吸热反应,C错误;
D.研究化学反应与能量变化的关系,可以找到更多解决能源问题的途径,从而节约能源,D正确;
答案选D。
8.A
【分析】的氢气在足量氧气中燃烧生成的液态水时,放出热量,据此书写热化学方程式。
【详解】A.,反应焓变为,A正确;
B.,反应焓变为,B错误;
C.,反应焓变,而水从液态转化为气态需吸热,则的反应焓变,C错误;
D.,反应焓变,D错误;
故选A。
9.A
【分析】比较△H的大小,吸热反应的大于放热反应,如果是吸热反应,只比较数值就行,如果是放热反应,△H的绝对值越大,△H就越小,据此分析;
【详解】①反应都是放热反应,△H<0,前者是完全反应,放出热量多,因此前者△H小于后者,故①符合题意;
②反应都是放热反应,△H<0,固体转化成气体需要吸收热量,则前者放出的热量少,即△H前者大于后者,故②不符合题意;
③反应都是放热反应,△H<0,消耗的氢气越多,放出的热量越多,△H前者大于后者,故③不符合题意;
④反应都是放热反应,△H<0,浓硫酸稀释放出热量,△H前者大于后者,故④不符合题意;
⑤反应都是放热反应,HAc为弱酸,电离是吸热过程,后者放出热量少,△H前者小于后者,故⑤符合题意;
故答案选A。
10.A
【详解】A.Zn与稀硫酸反应生成氢气,氢气可使针筒活塞向右移动,不能充分说明相应的化学反应是放热反应,故A选;
B.温度计的水银柱不断上升,则中和反应放出热量,说明相应的化学反应是放热反应,故B不选;
C.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,说明相应的化学反应是放热反应,故C不选;
D.镁条燃烧产生发光发热想象,说明相应的化学反应是放热反应,故D不选;
答案选A。
11.D
【详解】由信息可知,① ;② ,结合盖斯定律可知,①−②×2得到,则生成的反应热,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
12.B
【详解】A.氢气燃烧是放热反应,焓变为负值,水电解过程是吸热反应,2mol水电解吸收热量为571.0 kJ,故A错误;
B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量,则它的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=-890kJ/mol,故B正确;
C.该反应生成的CO不是稳定的氧化物,反应热不是燃烧热,故C错误;
D.HF是弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,热化学方程式中不能拆成离子,NaOH溶液与HF溶液反应放热小于57.3kJ,故D错误;
答案选B。
13. 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1 < 2△H1-3△H2-△H3 K3= K2/ K1 (K1= K2/K3或K2=K1·K3)
【分析】根据反应热与物质的量有关,也与物质的状态有关进行分析。根据反应热与反应前后的物质有关,与过程无关进行分析。
【详解】(1)根据热化学方程式中系数为物质的量分析,1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ热量,故热化学方程式为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1;
(2) 已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol-1,燃烧热是指生成稳定的氧化物,即生成液态水时的热量,所以当反应生成气态水时,反应放出的热量少,即a<238.6。
(3)根据盖斯定律分析,①As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 ,②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2,③2As(s)+5/2O2(g) =As2O5(s) ΔH3 ,①×2-3×②-③即可得热化学方程式为As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =2△H1-3△H2-△H3。
(4) ①C(s)+ CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1=,②C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g) 平衡常数 K2=,
可以根据盖斯定律有②-①可得热化学方程式:CO(g)+ H2O(g) H2(g)+ CO2(g) 则平衡常数K3= =K2/ K1。
14. M a+ -1940 kJ·mol-1
【分析】(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定;
(2)燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,根据盖斯定律来回答;
(3)化学反应的焓变可以用反应物和生成物的键能计算,依据△H=反应物键能之和−生成物键能之和计算得到。
【详解】(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,:△H=+88.6kJ⋅mol−1,过程是吸热反应,N暗处转化为M,是放热反应,能量越低越稳定,说明M稳定,故答案为:M;
(2)将已知反应依次编号为①、②、③,由盖斯定律可知2×①+②+③]×得到热化学方程式C(s)+O2(g)=CO2(g),则△H=△H1+= a+,故答案为:a+;
(3)由反应热△H=反应物键能之和−生成物键能之和,结合图表中键能数据可知△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol−(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=−1940kJ/mol,故答案为:−1940kJ/mol。
15. CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−1366.8kJ·mol−1 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=−92.2kJ·mol−1 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3kJ·mol−1 C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=−kJ·mol−1
【分析】先写出相应反应的化学方程式,然后注明物质的存在状态,并在方程式后面注明与反应相应的能量变化。对于放热反应,反应热为负值,若为吸热反应,反应热为正值。中和热是强酸与强碱反应产生1mol水时放出的热量。
【详解】(1)16g CH3OH(l)的物质的量为n(CH3OH)=16g÷32g/mol=0.5mol,0.5mol甲醇完全氧化产生CO2气体和液态水放出热量为683.4kJ,则1mol液态甲醇发生氧化反应,放出热量为1366.8kJ,所以该反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−1366.8kJ·mol−1;
(2) 1molN2(g)和3molH2(g)反应生成2 molNH3(g),放出92.2kJ热量,则该反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=−92.2kJ·mol−1;
(3)在稀溶液中,1molH2SO4与2molNaOH完全反应时,放出114.6kJ热量,则反应产生1mol水时放出热量是57.3kJ,所以表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3kJ·mol−1;
(1)agC(s)与足量O2反应生成CO2气体时,放出bkJ热量,则1molC完全燃烧产生CO2气体放出热量是Q=×bkJ,所以该反应的热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−kJ·mol−1。
【点睛】本题考查了热化学方程式的书写的知识。在书写热化学方程式时,既要注明物质的存在状态,同时也要注明与反应物的物质的量相对应的反应热。反应热既有数值大小、单位,同时还要有符号,放热反应的反应热符号为“-”,吸热反应的反应热符号为“+”,不要注明反应条件。同时还应该注意结合中和热、燃烧热的概念进行书写。
16.(1)SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-237.4 kJ·mol-1
(2)4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2ΔH1+2ΔH2
(3)(a+3b-c) kJ·mol-1
【详解】(1)①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1=-126.4 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.8 kJ·mol-1
根据装置斯定律:反应2×②-2×①-③得到,则SO2氧化CO的热化学方程式为SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH==2×(-393.5 kJ·mol-1)-2×(-126.4 kJ·mol-1)-(-296.8 kJ·mol-1)= -237.4 kJ·mol-1。故答案为:SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-237.4 kJ·mol-1;
(2)反应①为2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2,反应②的热化学方程式为CuCl2(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2,根据装置斯定律:反应2×①+2×②,则总反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2ΔH1+2ΔH2。故答案为:4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2ΔH1+2ΔH2;
(3)由图可知:Ⅰ.CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-akJ·mol-1;Ⅱ.O2(g)+H2(g)=H2O(g) ΔH=-bkJ·mol-1;Ⅲ.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-ckJ·mol-1。根据盖斯定律可知反应②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的ΔH=(a+3b-c) kJ·mol-1。故答案为:(a+3b-c) kJ·mol-1。
17.(1)6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g) ∆H=+2804kJ·mol-1
(2)664.75
【解析】(1)
由题意可知,反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量,反应的热化学方程式为=,二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应,生成1mol葡萄糖会吸收2804kJ的热量,反应的热化学方程式为=,
(2)
由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得:反应②的焓变=-283kJ∙mol-1,解得E(C=O)==664.75kJ∙mol-1。
18. AB 2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1 kJ/mol 镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊 小于
【详解】(1)A.某些化合反应为吸热反应,例如碳和CO的化合,故A符合题意;
B.大多数分解反应为吸热反应,如碳酸氢钠受热分解,故B符合题意;
C.化学键的形成为释放能量,故C不符合题意;
D.燃烧反应均为放热反应,故D不符合题意;
E.酸碱中和反应为放热反应,故E不符合题意;
综上所述答案为AB;
(2) 1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时生成2molH2O,放出QkJ热量,中和热指生成1mol水放出的热量,则H2SO4与NaOH反应则中和热为kJ;
(3)依次给两个反应方程式标号为①、②,根据盖斯定律①-②得:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)的△H=-752.1kJ•mol-1;
(4)①盐酸和镁片的反应生成氢气为放热反应,氢氧化钙的溶解度随温度上升而减小,所以可以看到的现象为镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊;
②稀盐酸和镁片的反应为放热反应,所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。
19.(1);
(2) 放热; 大于; 吸收; 放出;
(3) 。
【详解】(1)结合题干材料,偏二甲肼作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气、水和二氧化碳气体即可写出相应化学方程式。
(2)该反应通过燃料燃烧可提供飞船飞行所需能量,故该反应为放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量;在化学反应中,断开化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。
(3)① ,② ,根据盖斯定律①-②得 。
20. 吸热 相同 CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1) kJ·mol-1 n(CH3OH)∶n(空气)=2a∶5(E2-E1)
【分析】根据图像分析得到该反应是反应物总能量小于生成物总能量,要使反应温度维持在恒温条件,则甲醇催化脱氢吸收的热量等于氢气燃烧反应放出的热量。
【详解】(1)根据图像分析甲醇催化脱氢转化为甲醛,反应物总能量低于生成物总能量,因此该反应是吸热反应;反应热与反应物和生成物的总能量有关,与反应途径无关,因此过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同;故答案为:吸热;相同。
(2)根据图像得到甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1) kJ·mol-1;故答案为:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1) kJ·mol-1。
(3)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700℃,即反应吸收的热量等于氢气燃烧放出的热量,根据CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1) kJ·mol-1,则反应吸收的热量为n(CH3OH)×(E2-E1) kJ·mol-1,根据H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,反应放出的热量为,则有n(CH3OH)×(E2-E1) kJ·mol-1=,解得n(CH3OH)∶n(空气)=2a∶5(E2-E1);故答案为:n(CH3OH)∶n(空气)=2a∶5(E2-E1)。
【点睛】根据方程式进行计算反应吸收的热量和反应放出的热量,当两者热量相等时,温度保持在恒定温度。
答案第1页,共2页
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