第一章 化学反应的热效应 章节卷 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-19
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内容正文:
第一章 化学反应的热效应 章节卷
2024-2025学年高二上期人教版(2019)化学选择性必修1
一、单选题
1.下列反应属于吸热反应的是( )
A.镁与稀硫酸反应 B.碳与水反应
C.铝与五氧化二钒反应 D.铜与氯气反应
2.下列有关化学反应与能量的说法错误的是( )
A.与的反应是吸热反应
B.镁条、碳酸氢钠与盐酸的反应都是放热反应
C.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
D.如果反应物的总能量高于生成物的总能量,发生反应时会向环境释放能量
3.下列属于放热反应的是
A.煤的燃烧 B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
C.碳酸钙高温分解 D.氯化铵受热分解
4.科学家结合实验和计算机模拟结果,研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中,一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=Ed-EakJ•mol-1
B.决定整个反应速率快慢的步骤是①
C.反应过程中断裂与形成的化学键都包含极性键
D.改变催化剂不能使反应的焓变和熵变发生改变
5.下列反应过程中体系的能量变化如图所示的是
A.酒精燃烧 B.食醋与烧碱混合
C.焦炭和反应 D.双氧水中加少量二氧化锰
6.化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.2molA与2molB变成2molAB(g)吸收bkJ热量
B.1molA2(g)和1molB2(g)的总能量低于2molAB(g)的总能量
C.该反应为放热反应
D.断裂1molA-A键和1molB-B键,放出akJ能量
7.已知wg液态苯(C6H6)完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水,并放出mkJ的热量,下列能正确表示苯燃烧热的热化学方程式的是( )
A.2C6H6(l)+15O2(g)=12CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2mkJ·mol-1
B.C6H6(l)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1
C.C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1
D.C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3mkJ·mol-1
8.以CO和 为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以 为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用 人工合成淀粉时,第一步就需要将 转化为甲醇。
已知:①
②
③
下列说法错误的是( )
A.若温度不变,反应①中生成 时,放出的热量大于90.5kJ
B. 与 合成甲醇的热化学方程式为:
C.通过电解制 和选用高效催化剂,可降低 与 合成甲醇的反应的焓变
D.以 和 为原料合成甲醇,同时生成 ,该反应需要吸收能量
9.某种含二价铜微粒[CuII(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2.下列说法错误的是( )
A.总反应焓变∆H<0
B.状态③到状态④的变化过程中有O-H键的形成
C.反应过程中只发生了两次氧化还原反应
D.该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2
10.COS(结构式为O=C=S)是煤气中主要的含硫杂质之一,煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染。利用H2还原法脱除煤气中COS可能使工业气体总含硫量降至环保要求,相关反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g)。已知断裂1mol化学键所需的能量如表所示。则该反应的△H为( )
化学键
H—H
C=O
C=S
H—S
C O
E/kJ·mol-1
436
745
577
339
1072
A.+8kJ·mol-1 B.-8kJ·mol-1
C.+347kJ·mol-1 D.-347kJ·mol-1
11.下列反应中,既属于置换反应同时又是吸热反应的是( )
A.与反应 B.镁与稀硫酸反应
C.高温下氢气与氧化铜的反应 D.铝在中燃烧
12.已知25℃时,键能为436kJ/mol,键能为151kJ/mol,反应 的平衡常数。25℃下,某时刻下测得四组实验体系中反应物浓度和反应速率数据如表:
下列有关说法不正确的是( )
实验编号
①
②
③
④
⑤
c
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v
0.080
0.161
0.239
0.159
0.241
A.在第④组实验时,同时刻测得体系中,则该时刻反应的
B.1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为288kJ
C.实验数据说明该反应的速率与反应物浓度的乘积成正比关系
D.若该反应速率公式为,则速率常数
13.已知:
已知a、b、c均大于零,下列说法正确的是
A.与反应生成水放出的热量为akJ
B.氢分子变为氢原子需要放出的热量
C.断开键需要的能量为
D.可通过a、b、c的具体数值判断键与键的相对牢固程度
14.已知在25℃、101kPa下,1gC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40kJ的热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A. ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B. ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C. ΔH=+5 518 kJ·mol-1
D. ΔH=-48.40 kJ·mol-1
15.实验证据推理是化学研究的常用方法,下列实验操作和现象均符合题意,并一定能得到正确结论的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
密闭环境中,将浓盐酸滴加到小苏打溶液中,并将产生的气体通入水玻璃中
水玻璃中出现白色胶状沉淀
非金属性:C>Si
B
取少量硫酸酸化的溶液,先加入几滴双氧水,再加入几滴KSCN溶液
加入KSCN后溶液变红
该溶液已经氧化变质
C
取两支相同的试管,分别加入2mL 0.1mol/L和1mL 0.1mol/L溶液,再同时向两支试管中加入2mL 0.1mol/L 溶液
加入2mL 溶液的试管出现浑浊时间短
其他条件相同,溶液浓度越大,和反应的速率越快
D
取2mL 0.5mol/L的溶液于试管中,置于冷水中,一段时间后取出逐渐加热
冷水中的溶液为蓝色,加热后逐渐变黄
是吸热反应
A.A B.B C.C D.D
16.图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
D.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
17.化学反应中一定伴随着能量的变化,下列有关能量的说法正确的是
A.相同条件下,等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,后者放出热量多
B.时,,所以碳的燃烧热等于
C.在稀水溶液中,将含的浓硫酸与含的溶液混合时,放出的热量大于
D.下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
18.已知:①
② ;
③ ;
则反应的等于
A.+753kJ/mol B.-753kJ/mol C.+3351kJ/mol D.-3351kJ/mol
19.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-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
20.25℃和101KPa下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.1molH2(g)比1molCl2(g)的能量高
B.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2molHCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量
D.2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的反应热△H=-183kJ•mol-1
二、综合题
21.氨既是重要的化工产品,又是染料、医药等工业的重要原料。回答下列问题:
(1)“哈伯—博施法”合成氨反应的能量变化如图(a)所示,则合成氨的热化学方程式为: 。
(2)在不同条件下达到平衡,设体系中氨气的物质的量分数为,在下的与p、在下的与T关系如图(b)所示。
① (填“曲线a”或“曲线b”)表示的是下的与p关系图像。
②当时,反应条件可能是 。
(3)Fe表面催化循环合成氨机理如下(*代表空白活性位,吸附在活性位上的物种用*标注,如),其中的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
a. b.
c. d.
e. f.
g.
①反应f为 。实际生产中,原料气中和物质的量之比为。如此操作的原因有两点: 、 。
②已知:当2个原子被1个活性位吸附,这2个原子就容易成键。反应a~d中被1个活性位吸附的微粒是 (填标号)。
A. B.H C. D.N E.
③研究表明,某些物质(例如硫)能使催化剂永久中毒。依据上述反应机理分析催化剂中毒原因: 。
22.有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是 (任答一点)
(2)在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题
①该反应反应物总能量 生成物总能量(填“大于”,“小于”或“等于”)
②氢气的燃烧热为
③该反应的热化学方程式为
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O键能为463 kJ·mol-1,O=O键能为498 kJ·mol-1,计算H-H键能为 kJ·mol-1
(3)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3。
则ΔH3= kJ·mol-1
23.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=﹣285kJ/mol
②H2O(g)=H2(g)+ O2(g);△H=+241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO(g);△H=﹣110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣393.5kJ/mol
回答下列各问:
(1)上述反应中属于放热反应的是 .(用序号填写)
(2)C的燃烧热为 .
(3)燃烧10g H2生成液态水,放出的热量为 .
(4)CO的燃烧热的热化学方程式为 .
24.写出下列反应的热化学方程式。
(1)4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出37kJ热量,热化学方程式
(2)命名有机物:
25.已知 和 的热值分别为 和 。某 和 的混合气体 (已折算为标准状况下体积)充分燃烧,共产生 热量。请计算:
(1) 的 。
(2) 和 的体积比为 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.镁与稀硫酸的反应为放热反应,故A不符合题意;
B.碳与水的反应为吸热反应,故B符合题意;
C.铝与五氧化二钒的反应为放热反应,故C不符合题意;
D.铜与氯气的反应为放热反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据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,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
2.【答案】B
【解析】【解答】A、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,A不符合题意。
B、镁条与稀盐酸反应为放热反应;NaHCO3与稀盐酸的反应为吸热反应,B符合题意。
C、断裂化学键需要吸收能量,形成化学键需要释放能量。吸收和释放能量的大小决定了反应的热效应。因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,C不符合题意。
D、如果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,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。
B、NaHCO3与盐酸的反应为吸热反应。
C、化学键断裂与形成是反应过程中能量变化的主要原因。
D、若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。
3.【答案】A
4.【答案】A
【解析】【解答】A.该过程表示一个分子还原的能量变化,热化学方程式对应的能量变化应该是2mol分子被还原的能量,A符合题意;
B.活化能大速率慢,是决定速率步骤,①的活化能大于②,决定整个反应速率快慢的步骤是①,B不符合题意;
C.反应物分子有极性键,NO有极性键生成物CO2有极性键,所以反应过程中断裂与形成的化学键都有极性键,C不符合题意;
D.催化剂只能改变反应历程,不能改变焓变和熵变,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、结合盖斯定律的角度进行判断;
B、决速步骤由活化能大的决定;
C、相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
D、催化剂不影响焓变和熵变。
5.【答案】C
6.【答案】B
【解析】【解答】A. 形成化学键放出能量,由图可知,2molA与2molB变成2molAB(g)放出bkJ热量,故A不符合题意;
B. 由图可知,1molA2(g)和1molB2(g)的总能量低于2molAB(g)的总能量,故B符合题意;
C. 由图可知,1molA2(g)和1molB2(g)的总能量低于2molAB(g)的总能量,故该反应为吸热反应,故C不符合题意;
D. 断裂化学键吸收能量,由图可知,断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收akJ能量,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据反应物和产物的能量大小,判断反应的类型,断键吸热,成键放热,反应的的大小与物质的量成正比分析。
7.【答案】D
【解析】【解答】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,苯完全燃烧的稳定产物是二氧化碳和液态水, wg液态苯(C6H6)完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水,并放出mkJ的热量, 1mol苯燃烧生成6mol二氧化碳和3mol水,放出的热量为3mkJ/mol,则表示苯燃烧热的热化学方程式为:C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3mkJ·mol-1,故选D;
故答案为:D。
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.CH3OH从气态转化为液态放出热量,则反应①中生成 时,放出的热量大于90.5kJ,A不符合题意;
B.根据盖斯定律,反应①-②得到目标方程 , ,B不符合题意;
C.催化剂只改变反应历程,不改变反应的焓变,C符合题意;
D.根据盖斯定律,反应①-②-③得到 +3H2O CH3OH+ , ,∆H>0,是吸热反应,需要吸收能量,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据盖斯定律和反应热及焓变分析解答即可。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图2可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,则总反应焓变ΔH<0,A项不符合题意;
B.状态③到状态④的变化过程为[CuI(H2NNO)(NH3)2]+→[CuI(NH3)2]++N2+H2O,有O-H键的形成,B项不符合题意;
C.由图1可知,状态②到状态③、状态④到状态⑤,Cu元素的化合价发生改变,而状态③到状态④、状态⑤到状态①,N元素的化合价发生改变,则不只生了两次氧化还原反应,C项符合题意;
D.根据图1,加入2NH3、2NO、 O2,生成2N2、3H2O,该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据起始物和最终产物的能量即可判断焓变的大小
B.根据状态③和状态④ 的变化即可判断键的断裂和形成
C.根据标出过程中元素的化合价即可判断出氧化还原反应
D.根据起始物和最终的产物即可写出方程式
10.【答案】A
【解析】【解答】反应热=反应物的键能−生成物的键能=(436+745+577)kJ⋅mol−1−339×2kJ⋅mol−1−1072kJ⋅mol−1=+8kJ⋅mol−1,
故答案为:A。
【分析】 △H =反应物的键能−生成物的键能
易错点 CO 中含有的是三键,可以用等电子体考虑,CO和N2是等等电子体具有相似的结构
11.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应是吸热反应,但不是置换反应,A不符合题意;
B.该反应是置换反应,但属于放热反应,B不符合题意;
C.该反应既属于置换反应同时又是吸热反应,C符合题意;
D.该反应是化合反应,且属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应。而活泼金属与酸的置换反应反应是放热反应。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.根据题干数据不能计算判断Q、K的大小,不能判断反应进行方向,因此不能判断正逆反应速率大小,故A符合题意;
B.ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,则,,断键吸收能量,故B不符合题意;
C.根据①④⑤可知,反应速率与碘单质浓度成正比,根据①②③可知,反应速率与氢气浓度成正比,故C不符合题意;
D.若该反应速率公式为,由①数据可知,,则速率常数,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、当反应正向进行时, ;
B、断裂化学键吸收能量;
C、根据表中数据分析;
D、将数据代入计算。
13.【答案】D
14.【答案】B
【解析】【解答】A.H2O的状态标错,且能量变化与物质变化未对应,A不符合题意;
B.1gC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40kJ的热量,1molC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1mol×114g/mol×48.40kJ=5517.6kJ的热量, 热方程式准确无误,B符合题意;
C.燃烧属于放热反应,ΔH<0,C不符合题意;
D.能量变化与物质变化未对应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】1g C8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量,则1mol C8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量为48.40kJ×114=5517.6kJ。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.浓盐酸挥发出氯化氢也能导致水玻璃产生白色胶状沉淀,A项不符合题意;
B.双氧水具有氧化性,可将氧化为,B项不符合题意;
C.两试管中溶液体积不同导致浓度不同,不符合控制变量的思想,应向加入1mL 溶液的试管加入1mL蒸馏水进行比较,C项不符合题意;
D.显蓝色,显黄色,升温反应正向移动,是吸热反应,D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.盐酸易挥发,盐酸挥发出来的HCl杂质能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀;
B.双氧水能够将硫酸亚铁氧化为硫酸铁;
C.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同。
16.【答案】D
【解析】【解答】A.反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol,又1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)不可能完全反应到底,所以放出小于234 kJ热量,故A不符合题意;
B.两种反应物的化学平衡,增加一种物质的量,会提高另一种物质的转化率,故B不符合题意;
C.气体形成的平衡体系中气体质量不变,反应前后体积不变,所以密度不变,故C不符合题意;
D.该反应是放热反应,升温,化学平衡逆向进行,二氧化碳浓度减小,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.反应是可逆反应,物质的转化是不充分的,因此也不可能得到全部的反应热;
B.根据勒夏特列原理知,增加一种物质的浓度,反应会向减少这种物质的方向进行,也就是另一种反应物的转化率会增高;
C.平衡体系中,各气体的体积不变,质量不变,因此密度也是不会改变的。
17.【答案】C
18.【答案】C
【解析】【解答】由盖斯定律可知,将得,则该反应的反应热,
故答案为:C。
【分析】盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
19.【答案】A
20.【答案】B
【解析】【解答】A.能量变化图只是给出化学键断裂需要的能量,无法比较两者能量高低,故A不符合题意;
B .H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,反应物的总能量高于生成物的总能量,故B符合题意;
C.1molHCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,故C不符合题意;
D.结合B选项,2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的反应热△H=+183kJ•mol-1,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.能量变化图只是给出化学键断裂需要的能量,无法比较两者能量高低;
B .利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算;
C.化学键断裂时需要吸收能量;
D.利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。
21.【答案】(1)(Ea-Ea′)kJ/mol
(2)曲线a;410℃、或者450℃、
(3);的吸附分解反应是决速步骤,适度过量,有利于提高合成氨的整体反应速率;增加的用量可提高的转化率;BD;硫占据活性位,引起活性位减少,导致催化剂活性下降甚至失活
【解析】【解答】(1)由图可知,氮气和氢气反应生成氨气为放热反应,(Ea-Ea′)kJ/mol,则合成氨的热化学方程式为:(Ea-Ea′)kJ/mol。
(2)①合成氨的反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,NH3的物质的量分数为增大,则曲线a表示的是下的与p关系图像;
②由题意可知,曲线a表示的是下的与p关系图像,曲线b表示在下的与T关系,当时,反应条件可能是410℃、或者450℃、。
(3)①总反应为,由盖斯定律可知,用总方程式减去各分步反应,即可得到f为;的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率,适度过量,有利于提高合成氨的整体反应速率,所以实际生产中,原料气中和物质的量之比为;
②*代表空白活性位,吸附在活性位上的物种用*标注,由反应d可知和都是被1个活性位吸附的微粒,二者容易成键,
故答案为:BD。
③Fe表面催化循环过程中提供活性位点,若活性位点被其他不参与反应的原子占据则催化剂活性会降低,催化剂中毒原因是:硫占据活性位,引起活性位减少,导致催化剂活性下降甚至失活。
【分析】(1)热化学方程式是表示化学反应所放出或吸收的热量的化学反应式;
(2)①依据影响化学平衡的因素分析;
②依据影响反应速率和化学平衡的因素选择反应条件;
(3)①依据盖斯定律分析;
②③利用已知信息分析。
22.【答案】(1)无污染 (其它合理也得分)
(2)大于;285.8 kJ·mol-1;2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1;436
(3)84.6
【解析】【解答】(1)氢能被称为绿色能源的原因是:氢气燃烧生成水,无污染,为清洁能源;
(2)①氢气的燃烧为放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量;
②1mol氢气为2g,完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量,可知氢气的燃烧热为285.8 kJ•mol-1;
③氢气的燃烧热为285.8 kJ•mol-1,则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1;
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-H键能为436kJ•mol-1,O=O键能为498kJ•mol-1,燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol;设1mol H-O键完全断裂时吸收热量为xkJ,2x+498-4×463=-482,解得x=436;
(3)①Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H1=-74.5kJ•mol-1;②Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)△H2=-64.4kJ•mol-1;Mg2Ni(s)+2MgH2(s)═2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3;
由盖斯定律②-2×①得到Mg2Ni(s)+2MgH2(s)═2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3 =-64.4kJ/mol-2×(-74.5kJ/mol)=+84.6kJ/mol,则△H3=+84.6kJ/mol。
【分析】(1)绿色能源指的是没有生成污染物;
(2) ① 反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,反之,吸热反应;
② 燃烧热要注意,是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量;
③ 热化学方程式的书写要注意化学计量数和焓变数值的对应关系;
④ 焓变=反应物的总键能-生成物的总键能;
(3)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
23.【答案】(1)①③④
(2)393.5kJ/mol
(3)1425 kJ
(4)CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△=﹣283.1kJ/mol
【解析】【解答】(1)热化学方程式中△H为负值的反应为放热反应,△H为正值的为吸热反应 ,所以4个反应中①③④为放热反应,②为吸热反应,故答案为①③④;
(2)1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热,C的燃烧热为393.5kJ/mol
(3)依据反应①可知1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为285kJ,10gH2的物质的量为5mol,所以放出的热量为285kJ/mol´5mol=1425kJ,故答案为1425 kJ;
(4)③C(s)+ O2(g)=CO(g);△H=﹣110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣393.5kJ/mol
依据盖斯定律④﹣③得到CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.1kJ/mol。
【分析】(1)若为放热反应 ,则ΔH<0。
(2)要体现碳的燃烧热,则应是1mol碳完全燃烧,生成CO2气体时放出的热量。
(3)根据反应①燃烧1molH2生成液态水放出的热量进行计算。
(4)写出CO燃烧的化学方程式,结合反应③和反应④,根据盖斯定律计算反应热,从而写出热化学方程式。
24.【答案】(1)S(s)+O2(g)=SO2(g),△H=-296kJ·mol-1
(2)3,3,4-三甲基己烷
【解析】【解答】(1)4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出37kJ的热量,所以32g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出296kJ的热量,则热化学方程式为:S(s)+O2(g)═SO2(g),△H=-296kJ·mol-1;故答案为:S(s)+O2(g)═SO2(g),△H=-296kJ·mol-1;(2)选取最长的链作为主链,离支链最近的一端开始编号,如图: ,名称为:3,3,4-三甲基己烷;故答案为:3,3,4-三甲基己烷。
【分析】(1)计算出1mol硫单质完全燃烧放出的热量即可
(2)根据烷烃的命名规则,定主链,定支链的编号即可
25.【答案】(1)
(2)2∶1
【解析】【解答】(1)分析可知,H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ∆H=-286kJ⋅mol−1,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-572kJ⋅mol−1;
(2)某H2和CO的体积为67.2L,即物质的量为3mol,则n(H2)+n(CO)=3mol,n(H2)×286kJ⋅mol−1+n(CO)×280kJ⋅mol−1=852 kJ,解得n(CO)=1mol,n(H2)=2mol,则n(H2):n(CO)=2:1,相同条件下,物质的量之比等于体积之比,则体积之比为2:1。
【分析】热值指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧后所放出的热量,已知H2和CO的热值分别为143kJ⋅g−1和10kJ⋅g−1,则H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ∆H=-286kJ⋅mol−1,CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ∆H=-280kJ⋅mol−1。
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