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.氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如表和图所示。下列说法中正确的是
化学键
N—H
N—Cl
H—Cl
键能(kJ/mol)
391.3
x
431.8
A.表中的x=191.2
B.反应过程中的△H2=1405.6kJ·mol-1
C.选用合适的催化剂,可降低反应过程中的H值
D.NH3(g)+2Cl2(g)=NHCl2(g)+2HCl(g)△H= -22.6kJ·mol-1
2.运载火箭常使用偏二甲肼()和液态四氧化二氮作推进剂,发生反应:,下列说法中正确的是
A.该反应属于氧化还原反应,被氧化
B.具有的能量高于具有的能量
C.反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量
D.断裂和中的化学键时放出能量
3.1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子( );第二步Br- 进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法错误的是
A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
B.两种产物的化学键种类和数目相同,但1,2-加成产物的总键能更大
C.相同条件下,第二步正反应(或逆反应)比较:1,2-加成较1,4-加成更易发生
D.从0℃升至40℃,1,2-加成正反 应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
4.根据已知条件判断下列热化学方程式正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
氢气的燃烧热为
B
1molCO和完全反应生成气态放热
C
D
12g金刚石比12g石墨能量高
A.A B.B C.C D.D
5.下列热化学方程式中,错误的是
A.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) ,由此推知红磷更稳定
B.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
C.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为:
D.用溶液和NaOH溶液反应测定中和热:
6.已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol
2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
下列说法正确的是
A.常温常压下,1mol H2充分燃烧,放出热量571.6kJ
B.醋酸溶液和氢氧化钠溶液反应生成1mol水时,放出热量大于57.3kJ
C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)═BaSO4(s)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.4kJ/mol
7.下列说法错误的是
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.当生成物总能量高于反应物总能量时,反应吸热
D.化学反应能量变化多少与反应物和生成物的聚集状态有关
8.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。
①
②
下列判断正确的是
A.比热稳定性更好
B.1mol固态碘升华时将吸热17kJ
C.①中的为固态,②中的为气态
D.①的反应物总能量比②的反应物总能量高
9.下列说法错误的是
A.因为C-H键能大于Si-H,所以比稳定
B.沸点高于的主要原因是分子间范德华力更强
C.键角大于是因为的成键电子对间的斥力更大
D.因为F-C极性强于Cl-C,所以酸性强于
10.下列热化学方程式正确的是
A.;则处于相同条件的石墨更加稳定
B.混合反应后,放出热量,则
C.,则
D.的燃烧热为,则
11.某反应的反应物和生成物的相对能量如图所示,下列有关说法错误的是
A.该反应的发生可能需要加热或点燃
B.该反应可看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”
C.该图可表示活泼金属与稀盐酸的反应过程的能量变化
D.该反应过程反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
12.某硝酸厂处理尾气中NO的方法是在催化剂存在时用H2将NO还原为N2,相关转变过程的能量变化如图:
已知O2(g)→2O(g)的焓变为ΔH5。下列说法正确的是
A.ΔH1、ΔH2均大于0 ,ΔH3、ΔH4均小于0
B.ΔH =ΔH1 +ΔH2 -(ΔH3 +ΔH4 )
C.H2的标准燃烧热ΔH6 =( ΔH2+ΔH5 +ΔH4 )/2
D.若反应N2(g) +O2(g)=2NO(g)的ΔH7>0,则│-ΔH3+ΔH5│<│ΔH1│
13.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.生成物能量一定低于反应物总能量
B.放热反应不必加热就一定能发生
C.同温同压下,在光照和点燃条件的不同
D.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应的焓变
14.实验室进行中和热测定实验, 下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯间塞碎泡沫,可减少热损失,提高准确率
B.测最终止温度时, 应当记录混合溶液的最高温度
C.缓慢多次加入 NaOH 溶液、搅拌,使酸碱充分反应
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
15.下列变化过程,既属于氧化还原反应又是放热反应的是
A.与反应 B.浓稀释
C.灼热的炭与反应 D.甲烷与的燃烧反应
16.25℃、101kPa下充分燃烧一定量丁烷(C4H10)气体放出的热量为QkJ,用5mol/L的KOH溶液400mL完全吸收生成的CO2,并恰好全部转化生成正盐(K2CO3),则丁烷的燃烧热的数值是
A.16Q B.8Q C.4Q D.2Q
17.反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应进程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.物质X转化为物质Y需要吸收能量能量
B.M为反应的中间产物
C.其他条件相同时,②的反应速率比①的更快
D.相比反应①,反应②中Y的平衡产率更大
18.碳纳米点是一种新型碳纳米材料,我国化学家研究的一种新型复微合光催化剂[碳纳米点/(氮化碳纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.水分解过程中H2O2作催化剂
B.H2O2分子为非极性分子
C.若反应II是放热反应,则反应I一定是吸热反应
D.催化剂中两种纳米材料均为含碳化合物
19.下列传统文化描述中,没有发生放热反应的是
A.北宋·王安石“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”
B.明·于谦“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
C.宋·苏轼“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”
D.唐·张九龄“松叶堪为酒,春来酿几多”
20.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H2>△H 1的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2
B.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2
C.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1;C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2
D.HCl(g)=1/2 H2(g)+1/2 Cl2(g)△H1; H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H2
二、非选择题(共5题)
21.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成lmol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 ;
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3= ,一步反应生成1molPCl5的∆H4 ∆H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是 。
22.甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
I. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25℃、101 kPa时,1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)已知:25℃、101 kPa时,CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(l) Δ H=-726.5 kJ/mol。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时,放出热量较多的是 。
(3)某研究者分别以甲醇和汽油做燃料,实验测得在发动机高负荷工作情况下,汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如右所示。
根据图信息分析,与汽油相比,甲醇作为燃料的优点是 。
II. 甲醇的合成
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。
① 补全上图:图中A处应填入 。
② 该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的ΔH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)已知: CO(g)+1/2 O2(g) ==== CO2(g) ΔH1=-283 kJ/mol
H2(g)+1/2 O2(g) ==== H2O(g) ΔH2=-242 kJ/mol
CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(g) ΔH3=-676 kJ/mol
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g) + 2H2(g) ==== CH3OH(g) 。该反应的ΔH为 kJ/mol。
23.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在101 kPa时,H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol液态H2O,放出571.6 kJ的热量,表示H2燃烧的热化学方程式为 。
(2)卫星发射时可用肼(N2H4)为燃料,3.2 g N2H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(气态),放出53.4 kJ的热量
(3)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。写出CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式
(4)已知稀溶液中,1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ的热量,表示其中和热的热化学方程式
(5)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
则碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
24.回答问题:
(1)已知,。
①石墨中键键能 (填“大于”“小于”或“等于”)金刚石中键键能。
②由石墨转化为金刚石的热化学方程式为 。
(2)将完全燃烧生成气态和液态水,放出热量,其热化学反应方程式为: 。
(3)的气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出热量,其热化学反应方程式为: 。
(4)已知下列反应的反应热:
则与反应生成和的热化学方程式为 。
25.2022年2月4日至2022年2月20日,第24届冬奥会在中国北京、张家口两地举行。中国绿色碳汇基金会发起了“我们的冬奥碳汇林”众筹项目,在张家口市崇礼区种植小树。碳汇,是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施,利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g),并将其固定在植被和土壤中,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470kJ。请回答下列问题:
(1)碳汇过程中能量的转化形式为 能转化为 能;有资料表明,某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107kJ能量,则吸收的CO2为 kg;葡萄糖完全燃烧生成液态水的热化学方程式为 。
(2)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知:
①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=-akJ·mol-1;
②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=-bkJ·mol-1。
则反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(3)利用工业废气中的CO2加氢合成乙醇(CH3CH2OH),已知每转化0.5mol CO2生成CH3CH2OH(g)和水蒸气放出43.5kJ热量,请写出该反应的热化学方程式: 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
B
C
D
A
D
B
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
A
D
C
D
C
C
C
B
B
1.A
本题用到的焓变(△H)计算关系:(1) △H=反应物键能和 - 生成物键能和;(2) △H=△H1 + △H2。
△H1表示的是1mol NH3与1mol Cl2断键形成原子吸收的能量,数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和等值。△H2表示的是中间状态的原子成键形成1mol NH2Cl和1mol HCl放出的能量,数值上与1mol NH2Cl和1mol HCl键能和等值。
A.根据图中物质转化关系,化学反应方程式为。题中Cl—Cl键键能未知,故用△H1绝对值代入代替反应物键能和,生成物键能和。那么由焓变计算式(1)代入数据得,,解之,得x=191.2。A项符合题意;
B.根据焓变计算式(2),代入已知数据,可得,解之,得,△H2= -1405.6 kJ•mol-1。这也符合实情,毕竟△H2表示成键放热,数值前应用负号表示。故B项不符题意;
C.催化剂通过改变反应进程而改变反应活化能,进而影响化学反应速率。但反应物总能量,生成物总能量没有改变,物质H值未发生变化,所以反应的△H也不变。C项不符题意;
D.△H1数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和同值,设Cl—Cl键键能为y kJ•mol-1,则有,解之,得y=243。再根据D项方程式计算相应焓变值,。所以,D项不符题意;
综上,本题选A。
2.C
A.该反应中,中O为−2价,氮元素为+4价,反应后N变为0价,化合价降低,作氧化剂,被还原,故A错误;
B.该反应是放热反应,则反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,具有的能量不一定高于具有的能量,故B错误;
C.该反应是放热反应,则反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,故C正确;
D.断裂和中的化学键时需要吸收能量,故D错误。
综上所述,答案为C。
3.B
A.由图示可知1,2-加成产物的能量比1,4-加成产物的能量高,所以1,4-加成产物稳定,A正确;
B.两种产物为同分异构体且化学键种类和数目相同,但生成1,4-加成产物放出的热量相对较高,故1,4-加成产物的总键能更大,B错误;
C.相同条件下,第二步正反应(或逆反应)比较:1,2-加成的活化能较1,4-加成的低,故更易发生,选项C正确;
D.升高温度,反应的正、逆反应速率均增大,根据题干的信息可以看出,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,选项D正确;
答案选B。
4.B
A.HCl不是氧化物,不符合燃烧热的概念要求,符合已知条件的应是H2和O2反应生成液态水,A错误;
B.1molCO(g)与0.5molO2(g)完全反应生成气态放热,则2mol CO(g)完全反应,反应放热为2bkJ,B正确;
C.反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热,硫酸钡沉淀的生成也伴随有热量的变化,C错误;
D.12g金刚石12g金刚石物质的量为,比12g石墨能量高,则1mol金刚石完全生成1mol石墨,放出akJ热量,但由于反应是可逆反应,金刚石不可能完全转化为石墨,所以放出的热量变少,△H变大,D错误;
故答案选B。
5.C
A.P(白磷,s)=P(红磷,s) ,该反应放热,则红磷的能量更低,由此推知红磷更稳定,A项正确;
B.燃烧热指的是1mo可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: ,B项正确;
C.和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,因反应为可逆反应,则热化学反应方程式中的反应热数值大于38.6kJ,C项错误;
D.醋酸为弱酸,电离时吸热,则用溶液和NaOH溶液反应测定中和热:,D项正确;
答案选C。
6.D
A.根据热化学方程式2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol可知,氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,即常温常压下,1mol H2充分燃烧,放出热量285.8kJ,A错误;
B.醋酸为弱酸,水溶液中发生电离吸热,所以根据中和热的定义和上述第三个热化学方程式可知,醋酸溶液和氢氧化钠溶液反应生成1mol水时,放出热量小于57.3kJ,B错误;
C.钡离子与硫酸根离子生成沉淀放出热量,所以H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)═BaSO4(s)+H2O(l)的反应热小于-57.3kJ/mol,C错误;
D.①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol;②2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452kJ/mol,则根据盖斯定律可知,(①3-②)得3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l),对应的反应热△H=[(-571.6kJ/mol)3-(-1452kJ/mol)]= -131.4kJ/mol,D正确;
故选D。
7.A
A.在化学反应中,物质发生变化 ,是因为旧的化学键断裂,新的化学键生成,而旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量,这两股能量的不同而必然造成能量的变化,A错误;
B.旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量,这两股能量的不同而必然造成能量的变化,B正确;
C.当生成物的总能量高于反应反应物的总能量,则反应物需要吸收能量才能达到生成物的能量,C正确;
D.反应物和生成物的聚集状态不同,则能量不同,故化学反应能量变化的多少与反应物和生成物的聚集状态有关,D正确;
故选A。
8.D
气态碘的能量比固态碘的能量高,所以气态碘和氢气反应生成气态HI放出热量,而固态碘和氢气反应生成气态HI会吸收热量,所以反应①中的碘为气体,反应②中的碘为固体。
A.一般地,能量越低越稳定,同一物质,固态能量低于液态能量,液态能量低于气态能量,所以HI(s)比 HI(g)热稳定性更好,故A错误;
B.由以上分析可知,反应①中的碘为气体,反应②中的碘为固体,将反应②减去反应①,即可得到I2(s)= I2(g)的ΔH=+35.96kJ/mol,即1mol 固态碘升华时将吸热 35.96 kJ,故B错误;
C.由以上分析可知,反应①中的碘为气态,反应②中的碘为固态,故C错误;
D.一般地,同一物质,气态能量高于固态能量,所以①的反应物总能量比②的反应物总能量高,故D正确;
故选D。
9.B
A. 用键能大小判断氢化物的稳定性,因为C-H键能大于Si-H,所以比稳定,故A正确;
B. 沸点高于的主要原因是分子间形成氢键,而乙烷分子间不存在氢键,故B错误;
C. 键角大于是因为N的电负性大,N-H键中电子对靠近N原子,的成键电子对间的斥力更大,故C正确;
D. 因为F-C极性强于Cl-C,使羧基中羧基的极性强于,所以酸性强于,故D正确;
故选B。
10.A
A.已知石墨转化为金刚石为吸热反应,说明石墨比金刚石能量低,则处于相同条件的石墨更加稳定,故A正确;
B.2molSO2、1molO2混合反应后,放出热量akJ,由于实际是可逆反应,因此若消耗2mol SO2,则放出的热量大于akJ,则,故B错误;
C.由于生成了硫酸钡沉淀,因此放出的热量更多,焓变反而越小即,故C错误;
D.H2的燃烧热为,稳定氧化物是H2O(l),则,故D错误;
综上所述,答案为A。
11.B
由反应物的总能量高于生成物的总能量,故为放热反应。
A.加热是反应条件,与反应吸放热没有必然联系,故该反应的发生可能需要加热或点燃,A正确;
B.吸热反应可看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”,B错误;
C.活泼金属与稀盐酸的反应为放热反应,符合题意,C正确;
D.该反应为放热反应,故反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,D正确;
故选B。
12.A
A.气态分子变为气态原子,断裂化学键需要吸收能量,气态原子结合为气态分子,形成化学键释放能量,所以ΔH1、ΔH2均大于0,ΔH3、ΔH4均小于0,A说法正确;
B.结合能量变化图,根据盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4,B错误;
C.H2的标准燃烧热是指1mol H2(g)完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量,而( ΔH2+ΔH5 +ΔH4 )÷2所表示的是反应H2(g)+O2(g)= H2O(g)的焓变,C错误;
D.若反应N2(g) +O2(g)=2NO(g)的ΔH7>0,说明该反应为吸热反应,则N2、O2转变为N、O气态原子吸收的热量大于N、O气态原子生成NO分子释放的热量,则│-ΔH3+ΔH5│>│ΔH1│,D错误;
答案为A。
13.D
A.如果该反应为放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,如果该反应为吸热反应,生成物总能量高于反应物总能量,故A错误;
B.有些放热反应,也需要加热,如燃烧,故B错误;
C.焓变只与体系的始态和终态有关,与途径无关,因此氢气与氯气在光照还是点燃条件下,焓变相同,故C错误;
D.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量反应的焓变,故D正确;
答案为D。
14.C
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,可减少热量损失,减小测量误差,提高准确率,故A正确;
B.充分反应时放出的热量最多,温度最高,因此测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,故B正确;
C.为了减少热量损失,应当快速一次性倒入NaOH溶液并搅拌,使酸碱充分反应,故C错误;
D.塑料材质的环形搅拌棒导热能力差,可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确;
故答案选C。
15.D
A.与反应属于吸热反应,但不是氧化还原反应,A不符合;
B.浓稀释放热,不是化学变化,B不符合;
C.灼热的炭与反应生成CO,属于吸热反应,且是氧化还原反应,C不符合;
D.甲烷与的燃烧反应属于放热的氧化还原反应,D符合;
答案选D。
16.C
根据二氧化碳与碱的反应及丁烷的燃烧热的化学方程式进行计算;
根据用5mol/L的KOH溶液400mL完全吸收生成的CO2,并恰好全部转化生成正盐(K2CO3),利用化学方程式 解得生成的二氧化碳为x=1mol, ,解得y=4Q,故丁烷的燃烧热的数值为4Q;
故选答案C;
【点睛】此题考查燃烧热的计算;注意燃烧热的化学方程式的书写,燃烧1mol纯物质生成稳定的氧化物所放出的热量。
17.C
A.由图示可知,反应物X的能量高于生成物Y的能量,则物质X转化为物质Y放出能量,选项A错误;
B.由图示可知,M参与反应后,最后一步反应又生成M,则M为反应的催化剂,选项B错误;
C.因为过程②各步反应的活化能均小于过程①反应的活化能,所以其他条件相同时,②的反应速率比①的更快,选项C正确;
D.对于反应①,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应②Y的平衡产率将减小,选项D错误;
答案选C。
18.C
A.H2O2是水分解过程中中间产物而不是催化剂,选项A错误;
B.H2O2分子结构是不对称的,为极性分子,选项B错误;
C.水分解的总反应是吸热反应,根据盖斯定律,若反应Ⅱ是放热反应,则反应I一定是吸热反应,选项C正确;
D.碳纳米点是单质,选项D错误。
答案选C。
19.B
A.爆竹在燃烧过程中放出热量,发生了放热反应,A错误;
B.碳酸钙分解反应是吸热反应,B正确;
C.在赤热焦炭中洒一些水,生成水煤气,水煤气燃烧是放热反应,C错误;
D.粮食的主要成分是淀粉,淀粉发生水解、缓慢氧化制备乙醇,缓慢氧化过程包括放热反应,D错误;
故选B。
20.B
△H是有正负号的,燃烧是放热反应,△H<0
A、H2O(g)=H2O(l) △H<0,△H2=△H1+△H,推出△H1>△H2,故不符合题意;
B、S(s)=S(g) △H>0,△H2=△H1+△H,△H2>△H1,故正确;
C、前一反应是不完全燃烧,后一反应是完全燃烧,所以后一反应放出热量多,即△H1>△H2,故说法错误;
D、前者是吸热反应,△H1>0,后者是放热反应,△H2<0,前者大于后者,故不正确。
21.(1)P(s)+Cl2(g)=PCl3(g);△H=-306kJ/mol
(2)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g);∆H=+93kJ/mol
(3) -399kJ/mol 等于
(4)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl
(1)根据图示可得P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式:P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ/mol;
(2)根据图示可得PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ∆H=+93kJ/mol;
(3)根据盖斯定律,结合图示可知,P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3=∆H1+∆H2=-399kJ/mol,根据盖斯定律,一步反应生成1molPCl5的∆H4=∆H3;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,根据原子守恒可知其化学方程式是PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。
22. C8H18(l) + 25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol C8H18 汽车的加速性能相同的情况下,CO排放量低,污染小 1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g) 不变 -91
(1)根据书写热化学反应方程式的方法书写;
(2)假设质量均为1g,计算出1g CH3OH和1g辛烷完全燃烧放出的热量,再判断;
(3)根据图象可知,甲醇作为燃料时,根据汽车的加速性能与 CO排放量的关系分析解答;
(4)①CO2(g)和H2(g)为原料生成1mol甲醇和1mol水,根据质量守恒分析解答;②根据催化剂与焓变的关系判断;
(5)根据盖斯定律分析解答。
(1)在25℃、101 kPa时,1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518 kJ热量,所以其热化学反应方程式为:C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ•mol-1,故答案为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ•mol-1;
(2)假设质量均为1g,则1g CH3OH完全燃烧放出的热量==22kJ,1g辛烷完全燃烧放出的热量==48kJ,相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时,放出热量较多的是C8H18(或辛烷),故答案为C8H18(或辛烷);
(3)根据图象可知,汽车的加速性能相同的情况下,甲醇作为燃料时CO排放量低,污染小,故答案为汽车的加速性能相同的情况下,CO排放量低,污染小;
(4)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应生成1mol甲醇和1mol水,根据质量守恒,需要1mol二氧化碳和3mol氢气,因此图中A处应填入1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g),故答案为1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g);
②加入催化剂,不能改变反应的焓变,因此Δ H不变,故答案为不变;
(5)①CO(g)+1/2 O2(g) =CO2(g) Δ H1=-283 kJ/mol ,②H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(g) Δ H2=-242 kJ/mol,③CH3OH(g) + 3/2 O2(g) =CO2 (g) + 2H2O(g) Δ H3=-676 kJ/mol,根据盖斯定律,将①+②×2-③,得:CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g) ΔH=(-283 kJ/mol)+(-242 kJ/mol)×2-(-676 kJ/mol)=-91 kJ/mol,故答案为-91。
23.(1)H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
(3)CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2 H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1
(4)
(5)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(1)1mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量称为燃烧热,在101 kPa时,H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol液态H2O,放出571.6 kJ的热量,则表示H2燃烧的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1;
(2)卫星发射时可用肼(N2H4)为燃料,3.2 g N2H4(气态)O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(气态),放出53.4 kJ的热量,则1mol N2H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(气态),放出53.4 kJ×=534kJ的热量,则热化学方程式可表示为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1;
(3)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,则
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1;
②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-726.5kJ·mol-1;
根据盖斯定律,②-①得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1,即CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1;
(4)在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水放出的热量称为中和热,在稀溶液中,1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ的热量,则表示其中和热的热化学方程式为;
(5)①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律,①-②-③得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1,则碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1。
24.(1) 大于
(2)
(3)
(4)
(1)已知,。
①第一个方程式减去第二个方程式得到,该反应是放热反应,石墨能量低,键能大,因此石墨中键键能大于金刚石中键键能;故答案为:大于。
②根据前面得到由石墨转化为金刚石的热化学方程式为;故答案为:。
(2)将完全燃烧生成气态和液态水,放出热量,则16g即1mol甲烷完全燃烧生成气态和液态水,放出热量,其热化学反应方程式为:;故答案为:。
(3)的气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出热量,1mol的气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299kJ热量,其热化学反应方程式为:;故答案为:。
(4)将第一个方程式的2倍减去第二个方程式,则与反应生成和的热化学方程式为;故答案为:。
25.(1) 太阳 化学 1760 C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H=-2820kJ·mol-1
(2)(a-2b)
(3)2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=-174kJ·mol-1
【解析】(1)
碳汇主要利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳,发生6CO2(g)+6H2O(l)═C6H12O6(s)+6O2(g),则能量的转化形式由太阳能转化为化学能;已知每吸收1molCO2需要吸收能量约为470kJ,则每1m3林木,大约能吸收能量为1.88×107kJ,大约可以吸收的CO2的物质的量为=4×104mol,则大约可以吸收的质量为4×104mol×44g/mol×10-6t/g=1.76t=1760kg;每吸收1molCO2需要吸收能量约为470kJ,则生成6molCO2放出的热量为470kJ×6=2820kJ,葡萄糖燃烧放热,其焓变为负,故葡萄糖燃烧的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2820kJ/mol。
(2)
由I.CO2(g)+2NaOH(aq)═Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=-a kJ•mol-1,II.CO2(g)+NaOH(aq)═NaHCO3(aq)△H=-b kJ•mol-1,结合盖斯定律可知,Ⅱ×2-Ⅰ得到CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)═2NaHCO3(aq),其△H=(a-2b)kJ/mol。
(3)
根据CO2和氢气反应生成CH3CH2OH(g)和水蒸气的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g),则对应的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=(43.5×)kJ/mol=-174kJ·mol-1。
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