专题02 盖斯定律反应热的计算-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编(新高考通用)
2024-09-09
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内容正文:
专题02 盖斯定律反应热的计算
内容概览
考点01 盖斯定律的理解与应用
考点02 反应的计算方法及其应用
考点03 反应热的大小比较
考点01 盖斯定律的理解与应用
1.(2023-2024高二上·广东江门·期中)实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
2.(2023-2024高二上·浙江·期中)如图所示为NH4Cl的热循环过程,结合数据计算可得ΔH6(kJ·mol-1)为
A.–2332 B.+248 C.+876 D.–1704
3.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)点阵能()是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环:
由此可得为
A.+786.5 B.-786.5 C.+749.6 D.-785.6
4.(2023-2024高二上·吉林四平·期中)已知:①
②
③
则为 (用a、b表示)
A. B. C. D.
5.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,以达成有用资源的合理利用,其中发生的反应:
已知:① ;
② 。
则 (用含、的式子表示)。
6.(2023-2024高二上·福建福州·期中)氨气催化氧化生产硝酸,硝酸厂常用催化还原法处理尾气:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
则反应4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)的反应热ΔH= 。
考点02 反应的计算方法及其应用
7.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)向溶液中加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,经测定该过程中放出1.5kJ的热量。继续加入NaHSO4溶液至溶液呈中性,该过程中放出1.16kJ的热量。则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
8.(2023-2024高二上·福建福州·期中)取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中,产生2.33g白色沉淀,同时放热0.59kJ,若已知: ,则
A. B. C. D.
9.(2023-2024高二上·广东清远·期中)将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
10.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)晶体硅是重要的半导体材料。工业上用石英砂作原料通过如下反应生产晶体硅:
①
②
③
则用石英砂生产28g纯硅理论上放出的热量为
A.21.44kJ B.600.20kJ C.1965.10kJ D.21435.71kJ
11.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)已知① ②,③(a、b、c均>0)。若使酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:)
A. B. C. D.
12.(2023-2024高二上·广东广州·期中)C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。已知:
①
②
下列推断正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.
D.欲分解2mol,至少需要提供的热量
13.(2023-2024高二上·四川达州·期中)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25℃时,6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) △H=
A.-30.9kJ/mol B.+49.1kJ/mol C.+104.7kJ/mol D.-2588.2kJ/mol
14.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)共价键的强弱可用键能来衡量。键能是指气态分子中1化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知: ,,则的键能为
化学键
键能/()
347.7
a
413.4
436
462.8
b
A.497.3 B.994.6
C.615 D.1230
15.(2023-2024高二上·辽宁·期中)在、条件下,将通入溶液中充分反应,测得反应放出热量;已知在该条件下,通入溶液中充分反应放出热量,则与溶液反应生成的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
16.(2023-2024高二上·天津·期中)生物天然气是一种生物质能,它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的,主要成分为。回答下列问题:
(1)。若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(2)甲烷可用于生产合成气,其反应 ΔH=+206kJ/mol,已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表,则a= kJ/mol。
化学键
键能/kJ/mol
436
465
a
1076
考点03 反应热的大小比较
17.(2023-2024高二上·河南·期中)已知:
; ;;。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D.代表的燃烧热
18.(2023-2024高二上·黑龙江大庆·期中)根据以下热化学方程式,和的大小比较错误的是
A. , ,则
B. , ,则
C. , ,则
D. , 则
19.(2023-2024高二上·广东深圳·期中)根据以下热化学方程式,和的大小比较不正确的是
A. ; ,则
B. ; ,则
C. ; ,则
D. ; ,则
20.(2023-2024高二上·重庆·期中)有以下三个反应
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3
下列说法错误的是
A.ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0 B.2ΔH2=ΔH3
C.ΔH1>ΔH2 D.2ΔH1<ΔH3
1.(2023-2024高二上·山东济宁·期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,若将0.5mol•L-1的稀H2SO4与1mol•L-1的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3kJ
B.氢气燃烧热:285.5kJ/mol,则水分解的热方程式为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+571kJ/mol
C.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 则ΔH1<ΔH2
2.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是
A.的燃烧热为,则燃烧的热化学方程式可表示为
B.取和进行中和反应反应热的测定,用温度计测定起始温度后,直接测定的温度,会使中和反应反应热偏小
C.500℃、30MPa下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
D.已知25℃、101KPa条件下: , ,则比稳定
3.(2023-2024高二上·陕西·期中)已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.51kJ/mol,金刚石的燃烧热为395.41kJ/mol。下列说法或表达正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH=-1.9kJ/mol
C.ΔH1>ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
4.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)将和置于密闭容器中,在250℃下只发生如下两个反应:
一段时间后,和恰好全部消耗,共放出热量。
已知:部分化学键的键能(化学键断裂时吸收或释放的能量)如下表所示:
化学键
F—F
Cl—Cl
F—Cl(中)
F—Cl(中)
键能
157
X
248
172
则X的值为
A.168 B.243 C.258 D.308
5.(2023-2024高二上·四川成都·期中)下列有关反应热的叙述中正确的是
A. ; ,则
B.相同条件下,若1mol O、1mol 所具有的能量分别为、,则
C.在相同条件下,金刚石(s)或石墨(s)燃烧生成1mol 时,放出的热量相等
D. ,在恒温恒压的条件下,达到平衡后加入Y,该反应的不变
6.(2023-2024高二上·江苏徐州·期中)下列热化学方程式或依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.一定条件下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式
B.已知: ,则的燃烧热为
C.已知: ,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.已知:;,则
7.(2023-2024高二上·四川眉山·期中)已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键
H—N
N—N
Cl—Cl
N≡N
H—Cl
390.8
193
242.7
946
431.8
N2H4(g)+2Cl2(g)=N2(g)+4HCl(g) ΔH,下列推断正确的是
A.H(g)+Cl(g)=HCl(g) ΔH=+431.8kJ·mol-1
B.断裂1molCl—Cl吸收能量比断裂1molN≡N多514kJ
C.上述反应中,ΔH=-431.6kJ·mol-1
D.上述反应中,断裂极性键和非极性键,只形成极性键
8.(2023-2024高二上·河南·期中)在金催化剂表面反应的历程如图所示。
下列叙述错误的是
A.总反应分两步进行 B.总反应的
C.是中间产物 D.
9.(2023-2024高二上·浙江绍兴·期中)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的小
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.
10.(2023-2024高二上·海南海口·期中)根据下表数据估算氢气和氯气恰好完全反应的总能量变化
化学键
键能
436.0
242.7
431.8
A.吸收能量 B.吸收能量
C.放出能量 D.放出能量
11.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)同温同压下,下列各热化学方程式中,最小的是(均为放热反应)
A. B.
C. D.
12.(2023-2024高二上·北京·期中)现有如下3个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=-akJ/mo ①
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2=-bkJ/mol ②
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-ckJ/mol ③
则由下表所列的原因能推导出后面结论的是
选项
原因
结论
A
H2的燃烧是放热反应
a、b、c均大于0
B
①和②中物质的化学计量数均相同
a=b
C
③中H2O的状态不同,化学计最数不同
a、b、c不会有任何等量或不等量关系
D
③的化学计量数是②的2倍
ΔH2<ΔH1
13.(2023-2024高二上·河北保定·期中)下列有关反应热的叙述正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ∆H=+1.9kJ/mol),说明石墨比金刚石稳定
C.,∆H>0恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的∆H增大
D.已知;;则
14.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1mol与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.C的燃烧热的热化学方程式为:
D.CO气体燃烧的热化学方程式为:
15.(2023-2024高二上·福建福州·期中)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.在稀溶液中: ,若将含的稀溶液与含的稀溶液混合,放出的热量大于
B.时,和的燃烧热相等
C.的族烧热,则反应的
D. ; ,
16.(2023-2024高二上·安徽滁州·期中)下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法正确的是
A.
B.
C.按照的顺序,依次减小
D.一定条件下,拆开键需要吸收热量,则该条件下
17.(2023-2024高二上·浙江·期中)反应的能量变化示意图如图。下列说法不正确的是
A.
B.
C.该反应的活化能为
D.形成1molN―H键可释放391kJ的能量
18.(2023-2024高二上·湖北·期中)下列说法正确的是
A.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ·mol-1,则:由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
B.已知C2H5OH(1)的燃烧热是1366.8kJ·mol-1,则C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)反应的ΔH=-1366.8kJ·mol-1
C.一定条件下2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH1,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.在一定温度和压强下,将0.5molN2和1.5molH2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
19.(2023-2024高二上·安徽合肥·期中)化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________(填字母)。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)还原法可将还原为脱除,已知:4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g)。若有15g NO被还原,则该反应 (填“释放”或“吸收”)的能量为 。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
941.7
154.8
283.0
则3F2(g) + N2(g) = 2NF3(g) 。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式: 。
②比较热稳定性:MgBr2 (填“>”或“<”)MgCl2。
③反应MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g ) △H= kJ·mol-1。
20.(2023-2024高二上·湖北·期中)2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g,M在常温常压下完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出66.77kJ的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的燃烧热Q= 。(保留一位小数)
Ⅱ.长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、101kPa下,
H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH1=+241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ·mol-1
(2)25℃、101kPa下,CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的热化学方程式为 。
III.火箭发射常用N2H4(l)(肼)作燃料,与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。
已知:
(3)请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。
(4)1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时,放出的热量是 kJ。
(5)上述N2H4与NO2反应能够成功用于火箭推进器的原因:①反应释放大量的热;② 。
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专题02 盖斯定律反应热的计算
内容概览
考点01 盖斯定律的理解与应用
考点02 反应的计算方法及其应用
考点03 反应热的大小比较
考点01 盖斯定律的理解与应用
1.(2023-2024高二上·广东江门·期中)实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据盖斯定律,,则=(-393.5)-(-283.0)=;故选B。
2.(2023-2024高二上·浙江·期中)如图所示为NH4Cl的热循环过程,结合数据计算可得ΔH6(kJ·mol-1)为
A.–2332 B.+248 C.+876 D.–1704
【答案】C
【解析】根据图示①
②
③
④
⑤
根据盖斯定律③+④-①-②-⑤得,故选C。
3.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)点阵能()是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环:
由此可得为
A.+786.5 B.-786.5 C.+749.6 D.-785.6
【答案】D
【解析】由题干信息可知:
根据盖斯定律可知,可得U=-785.6,故答案为:-785.6,故选D。
4.(2023-2024高二上·吉林四平·期中)已知:①
②
③
则为 (用a、b表示)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据盖斯定律可知反应,A正确。
5.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,以达成有用资源的合理利用,其中发生的反应:
已知:① ;
② 。
则 (用含、的式子表示)。
【答案】
【解析】已知反应①:;反应②;根据盖斯定律,①×2+②可得。
6.(2023-2024高二上·福建福州·期中)氨气催化氧化生产硝酸,硝酸厂常用催化还原法处理尾气:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
则反应4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)的反应热ΔH= 。
【答案】-1034.9kJ/mol
【解析】已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol ①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol ②
由盖斯定律可知,①×2﹣②得4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),ΔH=2×(-483.6kJ/mol)-67.7kJ/mol=-1034.9kJ/mol,故热化学方程式为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1034.9kJ/mol,故答案为:-1034.9kJ/mol。
考点02 反应的计算方法及其应用
7.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)向溶液中加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,经测定该过程中放出1.5kJ的热量。继续加入NaHSO4溶液至溶液呈中性,该过程中放出1.16kJ的热量。则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】向溶液中加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,经测定该过程中放出1.5kJ的热量,有①;然后发生的反应为②;将①-②:;答案选C。
8.(2023-2024高二上·福建福州·期中)取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中,产生2.33g白色沉淀,同时放热0.59kJ,若已知: ,则
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题干知产生2.33g白色沉淀,知生成和,同时放热0.59kJ对应的热化学方程式为;结合题干所给信息知酸碱中和对应生成放出57.3kJ热量,由此可得知;故答案选D
9.(2023-2024高二上·广东清远·期中)将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据盖斯定律①+②可得,则x=(-44.2)+(+1411.0) =+1366.8,故选D。
10.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)晶体硅是重要的半导体材料。工业上用石英砂作原料通过如下反应生产晶体硅:
①
②
③
则用石英砂生产28g纯硅理论上放出的热量为
A.21.44kJ B.600.20kJ C.1965.10kJ D.21435.71kJ
【答案】B
【解析】由三个热化学方程式可知,生成1molSi,理论上放出热量:,B项正确。
11.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)已知① ②,③(a、b、c均>0)。若使酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据盖斯定律,①×3-②+③得,C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3a-b+c)kJ•mol-1,故选:A。
12.(2023-2024高二上·广东广州·期中)C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。已知:
①
②
下列推断正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.
D.欲分解2mol,至少需要提供的热量
【答案】C
【解析】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,即C生成CO2放出的热量,而不是生成CO时放出的热量,A错误;B.反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和,,B错误;C.①
②
由盖斯定律可知,①-②得,则,C正确;D.由B项分析可知,,故分解2mol,至少需要提供480kJ的热量,D错误;故选C。
13.(2023-2024高二上·四川达州·期中)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25℃时,6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) △H=
A.-30.9kJ/mol B.+49.1kJ/mol C.+104.7kJ/mol D.-2588.2kJ/mol
【答案】B
【解析】由题给燃烧热数据可得,①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ·mol-1,②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1,③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3267.5kJ·mol-1,根据盖斯定律,目标方程式可由3×①+6×②-③得到,其ΔH=(-285.8kJ·mol-1)×3+(-393.5kJ·mol-1)×6-(-3267.5kJ·mol-1)=+49.1kJ·mol-1,故H2(g)与C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)+6C(石墨,s)=C6H6(l) ΔH=+49.1kJ·mol-1。
故选B。
14.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)共价键的强弱可用键能来衡量。键能是指气态分子中1化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知: ,,则的键能为
化学键
键能/()
347.7
a
413.4
436
462.8
b
A.497.3 B.994.6
C.615 D.1230
【答案】A
【解析】已知:
利用盖斯定率②-2①:
利用键能和焓变之间的关系:△H=(2×436+b-4×462.8)kJ/mol=-481.9 kJ/mol,则b=497.3;答案为:A。
15.(2023-2024高二上·辽宁·期中)在、条件下,将通入溶液中充分反应,测得反应放出热量;已知在该条件下,通入溶液中充分反应放出热量,则与溶液反应生成的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设22gCO2与375mL2mol/L氢氧化钠溶液充分反应生成amol碳酸钠、bmol碳酸氢钠,由碳原子个数守恒可得:a+b=,由钠原子个数守恒可得:2a+b=2mol/L×0.375L,解联立方程可得a=b=0.25,由反应放出xkJ热量可知,反应的焓变ΔH=—=—4xkJmol/L,反应的热化学方程式为①,由1mol二氧化碳与1L2mol/L氢氧化钠溶液中充分反应放出ykJ热量可知,反应的焓变ΔH=—=—ykJmol/L,反应的热化学方程式为②,由盖斯定律可知,反应①—②可得反应,则反应,反应的热化学方程式为,故选D。
16.(2023-2024高二上·天津·期中)生物天然气是一种生物质能,它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的,主要成分为。回答下列问题:
(1)。若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(2)甲烷可用于生产合成气,其反应 ΔH=+206kJ/mol,已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表,则a= kJ/mol。
化学键
键能/kJ/mol
436
465
a
1076
【答案】(1)
(2)415
【解析】(1) ①;1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则有: ②;反应①+②2得到,,根据盖斯定律可计算出,该反应的==,则表示燃烧热的热化学方程式为 ;
(2)=反应物键能总和-生成物键能总和,则==+206,则a=415。
考点03 反应热的大小比较
17.(2023-2024高二上·河南·期中)已知:
; ;;。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D.代表的燃烧热
【答案】C
【解析】A.氢气生成等量液态水放出热量比生成等量气态水多,反应热更小,A错误;B.等物质的量的C(s)生成CO时放出的热量比生成CO2时少,反应热更大,B错误;C.根据盖斯定律,选项中的方程式可由(反应②-反应①)×2得到,ΔH=2(ΔH2-ΔH1),C正确;D.氢气的燃烧热化学方程式中,氢气前系数为1,表示1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水放出的热量,D错误;故答案选C。
18.(2023-2024高二上·黑龙江大庆·期中)根据以下热化学方程式,和的大小比较错误的是
A. , ,则
B. , ,则
C. , ,则
D. , 则
【答案】B
【解析】A.已知 ,根据盖斯定律可得,即,故A正确;B.已知为放热反应,根据盖斯定律可得,即,故B错误;C.已知为吸热反应,,为放热反应,,即,故C正确;D.已知氯元素的非金属性强于溴元素,因此氯气与氢气反应放出的热量多余溴与氢气,又因放热焓变为负值,放热越多焓变值越小,即,故D正确;故答案选B选项。
19.(2023-2024高二上·广东深圳·期中)根据以下热化学方程式,和的大小比较不正确的是
A. ; ,则
B. ; ,则
C. ; ,则
D. ; ,则
【答案】A
【解析】A.将热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由②-①得4Al(s)+2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)+4Fe(s),则有<0,即,故A错误;B.液态水比气态水稳定,生成液态水放出的热量多,放热反应的焓变值为负值,则,故B正确;C.将热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①-②可得2S(s)+2O2(g)=2SO2(g)<0,即,故C正确;D.等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1molBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1molBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有,故D正确;故选A。
20.(2023-2024高二上·重庆·期中)有以下三个反应
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3
下列说法错误的是
A.ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0 B.2ΔH2=ΔH3
C.ΔH1>ΔH2 D.2ΔH1<ΔH3
【答案】D
【分析】为便于分析与比较,我们给三个反应进行编号:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3
【解析】A.三个反应均为H2的燃烧反应,它们都是放热反应,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0,A正确;B.反应②、③相比,反应③=反应②×2,所以2ΔH2=ΔH3,B正确;C.反应①、②相比,反应物相同、化学计量数相同,但产物的状态不同,H2O(g)转化为H2O(l)时,放出热量,所以反应②放出的热量更多,ΔH1>ΔH2,C正确;D.反应②、③相比,2ΔH2=ΔH3,反应①②相比,ΔH1>ΔH2,所以2ΔH1>ΔH3,D错误;故选D。
1.(2023-2024高二上·山东济宁·期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,若将0.5mol•L-1的稀H2SO4与1mol•L-1的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3kJ
B.氢气燃烧热:285.5kJ/mol,则水分解的热方程式为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+571kJ/mol
C.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 则ΔH1<ΔH2
【答案】D
【解析】A.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,若将0.5mol⋅L−1的稀 H2SO4与1mol⋅L−1的NaOH的溶液各1L混合,放出的热量等于57.3 kJ,但酸碱溶液体积未知,所以放出的热量不确定,故A错误;B.氢气的燃烧热为285.5kJ/mol,指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是285.5KJ,则水分解的热化学方程式为:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571kJ/mol,故B错误;C.1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后,该反应是可逆反应,消耗氮气的物质的量小于1mol,则最多可放出的热量小于92.4kJ,故C错误;D.固体硫燃烧时要先变为气态硫,过程吸热,气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多,但反应热为负值,所以ΔH1<ΔH2,故D正确;答案选D。
2.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是
A.的燃烧热为,则燃烧的热化学方程式可表示为
B.取和进行中和反应反应热的测定,用温度计测定起始温度后,直接测定的温度,会使中和反应反应热偏小
C.500℃、30MPa下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
D.已知25℃、101KPa条件下: , ,则比稳定
【答案】D
【解析】A.的燃烧热为,生成的水为液态,则燃烧的热化学方程式可表示为:,A项错误;B.用温度计测定起始温度后,直接测定的温度,酸碱中和放热使的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,会使中和反应反应热偏大,B项错误;C.因反应为可逆反应,反应物的转化率未知,热化学方程式中的反应热无法计算,C项错误;D.已知25℃、101KPa条件下:,,利用盖斯定律,两式相减,,说明O3能量高,能量越低越稳定,则比稳定,D项正确;本题选D。
3.(2023-2024高二上·陕西·期中)已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.51kJ/mol,金刚石的燃烧热为395.41kJ/mol。下列说法或表达正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH=-1.9kJ/mol
C.ΔH1>ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
【答案】C
【分析】由题意得:①,②,利用盖斯定律将①-②可得:C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol,由此分析。
【解析】A.依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,故A错误;B.根据分析,C(s、石墨)=C(s、金刚石) ΔH=ΔH1-ΔH2=+1.9kJ/mol,故B错误;C.图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值,放出的热量越多,焓变的值越小,则ΔH1>ΔH2,故C正确;D.1mol石墨完全燃烧生成二氧化碳放热为393.51kJ,如果石墨燃烧产物为CO(g),为不完全燃烧,则放出热量小于|ΔH1|,故D错误;故答案选C。
4.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)将和置于密闭容器中,在250℃下只发生如下两个反应:
一段时间后,和恰好全部消耗,共放出热量。
已知:部分化学键的键能(化学键断裂时吸收或释放的能量)如下表所示:
化学键
F—F
Cl—Cl
F—Cl(中)
F—Cl(中)
键能
157
X
248
172
则X的值为
A.168 B.243 C.258 D.308
【答案】B
【解析】根据反应热与键能的关系△H=反应物的总键能−生成物的总键能,由题意Cl2+F2═2ClF ΔH1=akJ/mol;Cl2+3F2═2ClF3 ΔH2=bkJ/mol可知;ΔH1=(X+157−2×248)kJ/mol=(X-339)kJ/mol,ΔH2=(X+3×157−2×3×172)kJ/mol=(X−561)kJ/mol,即a=X-339,b=X−561,设参与Cl2+F2═2ClF ΔH1=akJ/mol的氯气物质的量为m,则消耗的氟气也为m,剩下的氯气和氟气正好按Cl2+3F2═2ClF3 ΔH2=bkJ/mol的系数比反应,即=,解之得,m=1.5mol,则有1.5mol×(339-X) kJ/mol+0.5mol×(561-X)kJ/mol=303kJ,解之得x=243,故答案选B。
5.(2023-2024高二上·四川成都·期中)下列有关反应热的叙述中正确的是
A. ; ,则
B.相同条件下,若1mol O、1mol 所具有的能量分别为、,则
C.在相同条件下,金刚石(s)或石墨(s)燃烧生成1mol 时,放出的热量相等
D. ,在恒温恒压的条件下,达到平衡后加入Y,该反应的不变
【答案】D
【解析】A. ; ,则生成液态水放出的热量更高,,A错误;B.原子形成化学键结合为分子时放出热量,说明原子具有的能量比分子多。相同条件下,如果1mol氧原子所具有的能量为E1,1mol氧分子所具有的能量为E2,则2E1>E2,B错误;C.石墨转化为金刚石是一个吸热过程,则金刚石的能量比石墨高,金刚石(s)或石墨(s)燃烧生成1mol 时,金刚石放出的热量多,C错误;D.一定条件下,反应热与平衡移动无关,与化学计量数及物质的状态有关,D正确; 故选D。
6.(2023-2024高二上·江苏徐州·期中)下列热化学方程式或依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.一定条件下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式
B.已知: ,则的燃烧热为
C.已知: ,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出57.3kJ热量
D.已知:;,则
【答案】D
【解析】A.氮气和氢气的反应可逆,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成的物质的量小于1mol,放热19.3kJ,则1mol完全反应放热大于38.6kJ,其热化学方程式,A错误;B.燃烧热是指1mol完全燃烧生成液态水放出的能量,B错误;C.稀和稀完全反应除了生成1mol放热外,Ba2+与硫酸根沉淀也会放出热量,因此所放出的热量大于57.3kJ,C错误;D.前者为C的不完全燃烧,而后者为完全燃烧释放的热量更多,则ΔH1>ΔH2,D正确;故选D。
7.(2023-2024高二上·四川眉山·期中)已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键
H—N
N—N
Cl—Cl
N≡N
H—Cl
390.8
193
242.7
946
431.8
N2H4(g)+2Cl2(g)=N2(g)+4HCl(g) ΔH,下列推断正确的是
A.H(g)+Cl(g)=HCl(g) ΔH=+431.8kJ·mol-1
B.断裂1molCl—Cl吸收能量比断裂1molN≡N多514kJ
C.上述反应中,ΔH=-431.6kJ·mol-1
D.上述反应中,断裂极性键和非极性键,只形成极性键
【答案】C
【解析】A.由表格数据可知,H-Cl键能为431.8kJ/mol,形成化学键放出能量,则H(g)+Cl(g)=HCl(g) ΔH=-431.8kJ•mol-1,故A错误;B.由表格数据可知,Cl-Cl键能为242.7kJ/mol,N≡N键能为946kJ/mol,断裂1mol Cl-Cl键吸收242.7kJ能量,断裂1mol N≡N键吸收946kJ能量,所以断裂1 mol Cl-Cl键吸收能量比断裂 1 mol N≡N键少703.3kJ,故B错误;C.反应N2H4(g)+2Cl2(g)=N2(g)+4HCl(g)的ΔH=(390.8×4+193+242.7×2)kJ/mol-(946+431.8×4)kJ/mol=-431.6kJ/mol,故C正确;D.反应N2H4(g)+2Cl2(g)=N2(g)+4HCl(g)中反应物N2H4、Cl2均含有非极性键,N2H4还含有极性键,生成物N2分子中只存在非极性键、HCl分子中只存在极性键,即上述反应中,断裂极性键和非极性键,形成极性键和非极性键,故D错误;答案选C。
8.(2023-2024高二上·河南·期中)在金催化剂表面反应的历程如图所示。
下列叙述错误的是
A.总反应分两步进行 B.总反应的
C.是中间产物 D.
【答案】B
【解析】A.总反应历程有2个过渡态,故总反应分两步反应,A正确;B.由图知,X的能量高于Z,总反应是放热反应,,B错误;C.Y是第一步反应产物,是第二步反应的反应物,Y是中间产物,C正确;D.X→Y的活化能小于Y→Z的活化能,所以速率快,D正确;故选B。
9.(2023-2024高二上·浙江绍兴·期中)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的小
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.
【答案】D
【解析】A.已知HF气体溶于水放热,则HF的∆H1>0,HF的,A不正确;B.∆H2>0,HCl的热稳定性强于HBr,则相同条件下,HCl的比HBr的大,B不正确;C.相同条件下,HCl的和HI的,都表示气态氢原子到溶液中氢离子的形成,则二者的相同,C不正确;D.X(g)→X-(g),该过程中原子得电子生成稳定离子,放出热量,则,D正确;故选D。
10.(2023-2024高二上·海南海口·期中)根据下表数据估算氢气和氯气恰好完全反应的总能量变化
化学键
键能
436.0
242.7
431.8
A.吸收能量 B.吸收能量
C.放出能量 D.放出能量
【答案】D
【解析】反应中断裂1molH-H、1molCl-Cl,生成2molH-Cl,,放出能量;故选:D。
11.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)同温同压下,下列各热化学方程式中,最小的是(均为放热反应)
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】同物质的量的物质,气态时的能量大于液态时的能量,A(g)的能量大于A(l)、B(g)的能量大于B(l)、C(g)的能量大于C(l),所以反应放热最多,由于反应反应焓变为负值,所以反应的最小,故选A。
12.(2023-2024高二上·北京·期中)现有如下3个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=-akJ/mo ①
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2=-bkJ/mol ②
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-ckJ/mol ③
则由下表所列的原因能推导出后面结论的是
选项
原因
结论
A
H2的燃烧是放热反应
a、b、c均大于0
B
①和②中物质的化学计量数均相同
a=b
C
③中H2O的状态不同,化学计最数不同
a、b、c不会有任何等量或不等量关系
D
③的化学计量数是②的2倍
ΔH2<ΔH1
【答案】A
【解析】A、H2的燃烧是放热反应,焓变小于0,故a、b、c均大于零,A符合题意;B、焓变的大小与反应物和生成物的聚集状态有关,热化学方程式①、②中生成物H2O的聚集状态不同,故a≠b,B不合题意;C、③中物质的化学计量数时②的2倍,所以H3=2H2,因为气态水转变为液态水的过程放热,所以H2<H1,由于a、b、c均大于0,因此2b=c>2a,C不合题意;D、由以上分析可知,H3=2H2<0,故H2>H3,则推导不出ΔH2<ΔH1,D不合题意;故答案为:A。
13.(2023-2024高二上·河北保定·期中)下列有关反应热的叙述正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ∆H=+1.9kJ/mol),说明石墨比金刚石稳定
C.,∆H>0恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的∆H增大
D.已知;;则
【答案】B
【解析】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧生成液态水,由热化学方程式可知,氢气的燃烧热,故A错误;B.石墨转化为金刚石是一个吸热过程,则金刚石的能量比石墨高,能量越高越不稳定,说明石墨比金刚石稳定,故B正确;C.一定条件下,反应热与平衡移动无关,与化学计量数及物质的状态有关,故C错误;D.已知, ,则等量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,则 ,故D错误;故选B。
14.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1mol与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.C的燃烧热的热化学方程式为:
D.CO气体燃烧的热化学方程式为:
【答案】D
【解析】A.从图中可以看出,393.5kJ 是1mol和1mol 的总能量与1molCO2(g)的总能量之差,A不正确;B.从图中可以看出,1molCO(g)和0.5molO2(g)的能量和高于1molCO2(g)的能量,所以反应中,生成物的总能量小于反应物的总能量,B不正确;C.C的燃烧热是指1molC(s)完全燃烧生成1molCO2(g)所放出的热量,则C的燃烧热的热化学方程式为: ,C不正确;D.从图中可得出热化学方程式: ,则CO气体燃烧的热化学方程式为: ,D正确;故选D。
15.(2023-2024高二上·福建福州·期中)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.在稀溶液中: ,若将含的稀溶液与含的稀溶液混合,放出的热量大于
B.时,和的燃烧热相等
C.的族烧热,则反应的
D. ; ,
【答案】B
【解析】A.醋酸是弱酸,电离需要吸热,的稀溶液与含的稀溶液混合,放出的热量小于,故A错误;B.燃烧热指一定条件下,1mol可燃物质完全燃烧生成指定的物质所释放的能量,因此时,和的燃烧热相等,故B正确;C.CO(g)的燃烧热指1molCO(g)完全燃烧放出的热量,所给热化学方程式为其逆反应,系数扩大2倍,反应热也要扩大2倍,反应吸热,的故C错误;D.固态S的能量小于气态S,所以气态S燃烧放出的热量多,比较焓变要带正负号,反应,故D错误;答案选B。
16.(2023-2024高二上·安徽滁州·期中)下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法正确的是
A.
B.
C.按照的顺序,依次减小
D.一定条件下,拆开键需要吸收热量,则该条件下
【答案】C
【解析】A.形成化学键放出热量,即,A项错误;B.由盖斯定律可知,反应一步完成与分步完成的热效应相同,则,B项错误;C.原子半径:,中键能:键键键,由于断裂化学键吸热,则吸收的热量逐渐减小,所以途径Ⅱ吸收的热量依次减小,即依次减小,C项正确;D.一定条件下,拆开需要吸收能量,即形成放出热量是,因此形成放出热量为,所以该条件下,D项错误;故选C。
17.(2023-2024高二上·浙江·期中)反应的能量变化示意图如图。下列说法不正确的是
A.
B.
C.该反应的活化能为
D.形成1molN―H键可释放391kJ的能量
【答案】C
【解析】A.由图可知断裂1mol和3mol中的化学键需要吸收2254kJ的能量,形成2mol时放出2346kJ的能量,则=断键吸收的能量-成键放出的能量=(2254-2346) =,该反应热化学方程式为:,故A正确;B.正逆反应的反应热互为相反数,则,故B正确;C.是反应物断键吸收的能量,不是活化能,故C错误;D.气态氮原子与气态氢原子形成2mol时放出2346kJ的能量,此过程中形成6molN-H键,则形成1molN―H键可释放391kJ的能量,故D正确;故选:C。
18.(2023-2024高二上·湖北·期中)下列说法正确的是
A.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ·mol-1,则:由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
B.已知C2H5OH(1)的燃烧热是1366.8kJ·mol-1,则C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)反应的ΔH=-1366.8kJ·mol-1
C.一定条件下2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH1,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.在一定温度和压强下,将0.5molN2和1.5molH2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ·mol-1,则:由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,能量越低越稳定,石墨比稳定金刚石,A错误;B.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,水应该为液态,B错误;C.因为同种物质由气态变为液态会放热,所以生成2molSO3(g)比生成2molSO3(l)放出的热量少,即0>△H1>△H2,C正确;D.合成氨的反应为可逆反应,不能进行完全,D错误;故选C。
19.(2023-2024高二上·安徽合肥·期中)化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________(填字母)。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)还原法可将还原为脱除,已知:4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g)。若有15g NO被还原,则该反应 (填“释放”或“吸收”)的能量为 。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
941.7
154.8
283.0
则3F2(g) + N2(g) = 2NF3(g) 。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式: 。
②比较热稳定性:MgBr2 (填“>”或“<”)MgCl2。
③反应MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g ) △H= kJ·mol-1。
【答案】(1)C(2)释放 172.5kJ
(3)-291.9
(4) < 160
【解析】(1)Na2O与水反应是放热反应,A错误;铝和氧化铁反应是铝热反应剧烈放热,B错误;CaCO3受热分解吸热反应,C正确;锌与盐酸反应放热反应,D错误;故选C。
(2)若有15gNO被还原,则NO作氧化剂,反应正向进行即该反应释放能量,NO物质的量n =0.5mol,0.5molNO被还原释放的热量为。
(3)反应物键能总和-生成物键能总和=
(4)由图可知,假设MgF2相对能量为0,则molMgF2固体分解得到的mol固体镁和molF2共吸收相对能量是562kJ,那么当有1mol MgF2固体分解生成1mol固体镁和1mol F2时,反应吸收能量是2562kJ-0=1124kJ,则该温度下MgF2分解的热化学方程式为:,由图可知,等量的MgBr2和MgCl2分解得到单质镁和卤素单质,MgCl2需要吸收的能量更多,说明其热稳定性更高,所以热稳定性:MgBr2<MgCl2。由图可知①Mg(s)+Br2 (g)=MgBr2 (s) △H =-524kJ/mol,②Mg (s)+I2 (g)=MgI2 (s) △H =-364kJ/mol,结合盖斯定律可知①-②得到MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g ) △H =-160kJ/mol。
20.(2023-2024高二上·湖北·期中)2023年,中国航天又迎来了突飞猛进的一年,在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.2023年7月12日,朱雀二号发射升空,它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下,1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g,M在常温常压下完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出66.77kJ的热量。
(1)M的分子式为 。该气体的燃烧热Q= 。(保留一位小数)
Ⅱ.长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、101kPa下,
H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH1=+241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ·mol-1
(2)25℃、101kPa下,CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的热化学方程式为 。
III.火箭发射常用N2H4(l)(肼)作燃料,与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。
已知:
(3)请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。
(4)1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时,放出的热量是 kJ。
(5)上述N2H4与NO2反应能够成功用于火箭推进器的原因:①反应释放大量的热;② 。
【答案】(1)CH4 890.3 kJ・mol-1
(2)CO(g) +H2O(g) = H2(g)+ CO2(g) ΔH = -41.2 kJ·mol-1
(3)2N2H4(l) +2NO2(g) = 3N2(g) +4H2O(g) ΔH = -1134.4 kJ·mol-1
(4)655.2
(5)能快速产生大量气体
【解析】(1)标准状况下,气态燃料的物质的量为,其摩尔质量。该燃料仅由、元素组成,则其分子式为。根据题干可知完全燃烧生成和放出热量,则完全燃烧放出的热量为,则其燃烧热为。答案为:;。
(2)令上述热化学方程式分别为反应i、ii、iii,则i-ii+iii即得到反应iv:,根据盖斯定律可知。答案为:。
(3)根据图像可写出如下热化学方程式:
(1)
(2)
根据盖斯定律,(2)2-(1)即可得到反应式(3):,则。答案为:。
(4)已知反应(4),用上述反应(3)+(4)即可得到目标式:。根据热化学方程式的含义可知:与足量反应生成和液态水时,放出的热量为。答案为:。
(5)根据上述与反应,该反应能够成功用于火箭推进剂的原因除了反应释放大量的热之外,还能快速产生大量气体。答案为:能快速产生大量气体。
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