1.1 反应热 课后测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-09-12
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1.1 反应热 课后测试题
2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1
2.下列说法不正确的是
A.反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了化学反应是放热还是吸热
B.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,则金刚石比石墨稳定
C.锌和稀硫酸反应是放热反应
D.吸热反应在常温、常压下也可能发生
3.为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化,研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是
A.原电池是电能转化为化学能的装置
B.冰融化成水不属于吸热反应
C.化学反应速率慢的反应一定是可逆反应
D.温度升高,吸热反应的反应速率会减小
4.中华优秀传统文化涉及了很多化学知识。下列有关说法错误的是( )
A.白居易《赋得古原草送别》的诗句“野火烧不尽,春风吹又生”主要涉及放热反应
B.刘长卿《酬张夏雪夜赴州访别途中苦寒作》的诗句“水声冰下咽,砂路雪中平”涉及固态冰和雪转化为液态水的吸热过程
C.苏味道《正月十五夜》的诗句“火树银花合,星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能
D.赵学敏《本草纲目拾遗》中有对强水的记载:“性最猛烈,能蚀五金。”强水属于强电解质
5.下列反应前后物质的总能能量变化能用如图表示的是( )
A.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应 B.生石灰和水的反应
C.木炭在氧气中燃烧 D.盐酸与氢氧化钠溶液的反应
6.利用右图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中,正确的是( )
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.电极a表面发生还原反应
C.该装置工作时,H+从b极区向a极区移动
D.该装置中每生成1 mol CO,同时生成1 mol O2
7.某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下的恒容密闭容器中进行,B、D的起始浓度均为0,反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表所示:
实验
序号
浓度/mol·L-1
温度/℃
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
I
800
1.00
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
II
800
1.00
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
III
800
c
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
IV
820
1.00
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
下列说法错误的是( )
A.实验I中10~20min内的平均反应速率v(B)=0.013mol·L-1·min-1
B.实验II与实验I条件不同,可能是使用了催化剂
C.实验III中c=1.20
D.比较实验I和实验IV可知,该反应为吸热反应
8.反应物(S)转化为产物(P)的能量与反应历程的关系如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.该反应为放热反应
B.X提高了反应物(S)的转化率
C.璔大X的用量,反应历程不变
D.为该反应的决速步骤
9.利用下列实验装置进行的实验或操作不能达到相应目的的是
A.①测量中和反应的反应热
B.②探究反应物的接触面积对反应速率的影响
C.③探究压强对化学平衡的影响
D.④探究温度对化学平衡的影响
10.下列有关反应热和能量的说法正确的是( )
A.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示的反应热是在标况下测得的
B.化学能:2mol H原子>1mol H2分子
C.根据能量守恒定律,反应物总能量之和等于生成物总能量之和
D.运用盖斯定律也无法计算碳不完全燃烧时的反应热
11.周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛,甲烷具有较大的燃烧热,是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面能与氢氟酸(HF,弱酸)反应生成(在水中完全电离为和);1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗;下列化学反应表示正确的是
A.与HF溶液反应:
B.高温下还原:
C.铅蓄电池放电时的正极反应:
D.甲烷的燃烧:
12.化学反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如图所示(△E为能量变化值,a、b、c均为正值)。下列相关说法正确的是( )
A.此反应为吸热反应
B.1mol N+3mol H中的总能量等于1mol NH3中的能量
C.1mol NH3(l)转变为1mol NH3(g)需要吸收c kJ能量
D.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的能量变化值为a+b
13.用与适量反应,生成,放出78.5kJ的热量,该反应的热化学方程式表达正确的是( )
A.
B.
C.
D.
14.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为:N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g)ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是( )
A.由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B.反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C.由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.1molN2O和1molCO的总能量小于1molCO2和1molN2的总能量
15.“舌尖上的美食”享誉国内外。下列有关美食的叙述错误的是
A.金凤扒鸡——腌制时使用的醋的主要成分是弱电解质
B.牛肉罩饼——牛肉的主要成分是蛋白质
C.棋子烧饼——使用的油是天然高分子
D.平泉羊汤——制作过程中发生了放热反应
16.锌锰干电池是生活中常见的化学电源,其电池反应为,图a为锌锰干电池构造示意图,图b为电池反应前后能量变化。
下列说法错误的是( )
A.锌锰干电池中,锌筒作电池的负极
B.电流从锌筒经外电路流到石墨棒上
C.该电池放电时发生反应为放热反应
D.该原电池装置将化学能转化为电能
17.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法错误的是( )
① 太阳光催化分解水制氢:2H2O(1)=2H2(g)+O2(g) △H1= +571.6kJ/mol
② 焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2=+131.3kJ/mol
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ/mol
A.由反应①知H2的燃烧热为571.6kJ/mol
B.反应② 中生成物的总能量高于反应物的总能量
C.反应③ 若改用新催化剂,△H3不变化
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74.8kJ/mol
18.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A.在原电池中,电能转化为化学能
B.化合反应大多数是放热反应,也有吸热反应
C.加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.若反应物的总能量小于生成物的总能量,则该反应放热
19.在25℃、101kPa下,1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如下图所示:由此判断,下列说法正确的是( )
A.由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应
B.由红磷转化为白磷是放热反应
C.由红磷转化为白磷是吸热反应,等质量时白磷比红磷稳定
D.由红磷转化为白磷是吸热反应,等质量时红磷比白磷稳定
20.下列说法中正确的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应是吸热反应
B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C.含有共价键的化合物一定是共价化合物
D.非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强
二、综合题
21.放热反应在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)前期的火箭曾用液态肼()与双氧水反应来提供能量。已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。
①此反应的化学方程式为 。
②16g液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出 kJ热量。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为800℃的条件下,向恒容密闭的容器中通入(g)和(g),使,,在不同催化剂作用下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验序号
10
20
30
40
50
1
800
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
2
800
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
实验1中,在10~20min内, ,40min时v(正) (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
(3)催化效率:实验1 (填“>”“<”或“=”)实验2.
(4)乙醇()应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示。a极为原电池的 (填“正”或“负”)极;b极电极反应式为 。
(5)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图所示,整个反应中物质B属于 (填“催化剂”或“中间产物”)。
22.按要求写出相关内容
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H= -283 kJ/mol
则1 mol C(s)与O2(g)反应生成CO(g)放出的热量为 ,反应的热化学方程式为: 。
(2)1 L 1 mol/LH2SO4溶液与2 L 1 mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,表示该中和热的热化学方程式为 。
23.化学反应伴随着能量变化。根据所学知识,回答下列问题:
(1)和均是有害气体,可在表面转化为无害气体,其反应原理如下: 。有关化学反应的能量变化过程如图所示。
①图中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,该正反应的活化能为 。该反应的 。
②若在反应体系中加入作为该反应的催化剂,则 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同), 。
(2)利用还原法可将还原为进行脱除。已知:。若有0.5mol 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。
①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
②已知:在25℃,101kPa时。反应I. ;
反应II. 。
写出与Na反应生成的热化学方程式: 。
24.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热23.0kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)若适量的NO和O2完全反应,每生成23g NO2需要放出17.0kJ热量 。
25.如图表示1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,已知E1=134kJ•mol-1、E2=368kJ•mol-1。
(1)若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),△H的变化是 。
(2)请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(3)当上述反应中放出46.8kJ的热量时,生成标准状况下二氧化碳的体积 。
(4)已知甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2
③CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) △H3
已知反应②中相关化学键键能(断裂或形成1mol化学键吸收或放出的能量)数据如表所示:
化学键
H-H
C=O
C≡O
H-O
E/kJ•mol-1
436
803
1076
465
由此计算△H2= kJ•mol-1。已知△H3=+99kJ•mol-1,则△H1= kJ•mol-1。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.题干信息1molH2燃烧生成H2O(l),放出的热量为285.8kJ,因此2molH2燃烧生成H2O(l)的反应热为-571.6kJ·mol-1,A不符合题意;
B.题干信息1molCH4完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g),放出890.3kJ热量,因此1molCH4燃烧的反应热为-890.kJ·mol-1,B符合题意;
C.反应热为-890.3kJ·mol-1时,其燃烧产物为H2O(l)和CO2(g),C不符合题意;
D.CH4的燃烧为放热反应,其ΔH<0,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】根据题干描述,结合选项化学方程式进行分析。
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】D
【解析】【解答】A、该诗句中涉及物质的燃烧,燃烧均为放热反应,故A不符合题意;
B、固态冰和雪吸收热量转化为水,故B不符合题意;
C、火树银花是比喻灿烂绚丽的灯光和焰火,特指上元节的灯景,灯火和焰火都需要燃烧,其中主要涉及化学能转化为热能和光能,故C不符合题意;
D、强水为硝酸溶液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、燃烧均为放热反应;
B、固态冰和雪转化为液态水吸热;
C、灯火和焰火都需要燃烧,将化学能转化为热能和光能;
D、电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,A符合题意;
B.氧化钙和水反应放出大量热,B不符合题意;
C.木炭燃烧为放热反应,C不符合题意;
D.盐酸与氢氧化钠溶液的反应为中和反应,放出热量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由图可知,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,因此该反应为吸热反应,据此结合选项进行分析。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.根据图示,该过程是将太阳能转化为化学能的过程,故A符合题意;
B.根据图示,电极a表面发生水转化为氧气的过程,反应中O元素的化合价升高,被氧化,发生氧化反应,故B不符合题意;
C.根据图示,a为负极,b为正极,H+从a极区向b极区移动,故C不符合题意;
D.根据得失电子守恒,该装置中每生成1 mol CO,同时生成 mol O2,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】该装置中,根据电子流向知,a是负极,b是正极,负极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,正极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O,电解质溶液中阳离子向正极移动,据此分析解答。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.根据表中数据计算可知,实验I中10~20 min内的平均反应速率v(B) ==0.0065 mol·L-1·min-1,A符合题意;
B.实验II 相比于实验I ,化学反应速率加快,平衡状态相同,因此改变的条件可能是使用了催化剂,B不符合题意;
C.该反应前后气体分子数不变,实验III控制的温度与实验I 、II相同,平衡时III中A的浓度是I、 II中的倍,开始时只加入A,则实验Ⅲ和实验Ⅰ、Ⅱ为等效平衡,所以实验Ⅲ开始时A的浓度也是实验Ⅰ、Ⅱ起始浓度的倍,所以c=1.20,C不符合题意;
D.比较实验I和实验Ⅳ可知,升高温度时平衡正向移动,则该反应为吸热反应,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据计算;
B.催化剂能加快反应速率,且不改变平衡状态;
C.实验Ⅲ和实验Ⅰ、Ⅱ为等效平衡;
D.升温平衡正向移动,为吸热反应。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.从图中可以看出,该反应反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故A不符合题意;
B.X为催化剂,催化剂只能改变反应速率,不能提高转化率,故B符合题意;
C.催化剂可以降低活化能,提高反应速率,与用量多少无关,增大用量,反应历程不变,故C不符合题意;
D.如图,该反应分为三步进行,其中的活化能最大,反应速率最慢,为该反应的决速步骤,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.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;
B.催化剂只能改变反应速率,不能提高转化率;
C.催化剂可以降低活化能,提高反应速率,与用量多少无关;
D.依据活化能最大,反应速率最慢,为该反应的决速步骤判断。
9.【答案】C
10.【答案】B
【解析】【解答】A.热化学方程式中,如果没注明温度和压强,则表示的是在通常状况下测得的反应热,而不是标准状况,A说法不符合题意;
B.由H转化为H2时要形成化学键,会放出热量,B说法符合题意;
C.反应中都存在吸热和放热的过程,反应物总能量之和与生成物总能量之和不可能相等,C说法不符合题意;
D.运用盖斯定律可以通过C、CO的完全燃烧,间接计算碳不完全燃烧时的反应热,D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 A.在常温、常压下,焓变可以不标温度;
B.化学键的断裂吸收能量;
C.任何反应均伴随着热效应;
D.盖斯定律能计算出一些不容易直接测量的反应热。
11.【答案】A
12.【答案】C
【解析】【解答】A. 反应物总能量高于生成物总能量,此反应为放热反应,A不符合题意;
B. 1mol N+3mol H中的总能量高于1mol NH3中的能量,B不符合题意;
C. 根据示意图可判断1mol NH3(l)转变为1mol NH3(g)需要吸收c kJ能量,C符合题意;
D. 根据示意图可判断反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的能量变化值为2b-2a,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据物质具有能量的高低可以确定反应物的能量高于生成物的能量,故是放热反应,焓变=反应物的键能-生成物的键能,故反应物的键能>生成物的键能。液体转化为气态需要吸收能量。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.没有标出反应物和生成物的聚集状态,A不符合题意;
B.该反应为放热反应,ΔH<0,B不符合题意;
C.反应热与反应物、生成物的物质的量成正比,2molCu(s)参加反应,ΔH=-(78.5×4)kJ/mol=-314.0kJ/mol,C不符合题意;
D.反应物、生成物的状态都已标出,2molCu(s)参加反应,ΔH=-(78.5×4)kJ/mol=-314.0kJ/mol,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】0.5molCu(s)反应放出78.5kJ的热量,则2molCu(s)反应,放出的热量为314.0kJ。书写反应的热化学方程式时,应标明物质的聚集状态,且放热反应的反应热ΔH<0。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.焓变=正反应活化能-逆反应活化能,图中ΔE1为正反应活化能,ΔE2为逆反应活化能,所以ΔH=ΔE1—ΔE2,故A不符合题意;
B.据图可知Pt2O+为催化剂,不影响反应的焓变,故B不符合题意;
C.ΔE1为正反应活化能,ΔE2为逆反应活化能,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故C符合题意;
D.该反应的反应物能量高于生成物,为放热反应,所以反应物的总能量大于生成物的总能量,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.由图1及盖斯定律可知,反应①②得到;
B.加入 Pt2O+ ,可降低反应的活化能, Pt2O+ 是该反应的催化剂;
C.结合图象分析活化能的大小;
D.根据△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,结合图象分析该反应为放热反应。
15.【答案】C
16.【答案】B
【解析】【解答】A.失去电子,作电池负极,故A不符合题意;
B.电池中电子流向从负极沿外电路流向正极,电流从正极流向负极,电流从石墨棒经外电路流到上锌筒,故B 符合题意;
C.由图可知,反应物总能量大于生成物,该原电池放电过程为放热反应,故C不符合题意;
D.该原电池装置将化学能转化为电能,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】依据原电池的相关知识和化学反应中能量的变化分析解答。
17.【答案】A
【解析】【解答】A.在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,由反应① 知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,A符合题意;
B.反应②的焓变大于0,说明该反应为吸热反应,生成物的总能量高于反应物的总能量,B不符合题意;
C.反应③使用催化剂,可以加快反应速率,但是催化剂不影响反应热,所以使用催化剂后△H3不变,C不符合题意;
D.根据盖斯定律,③-②可得:反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H3=(+206.1kJ•mol-1)-(+131.3kJ•mol-1)=+74.8kJ•mol-1,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】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;
B. △H >0,反应为吸热反应;
C.催化剂不影响反应热;
D.根据盖斯定律,目标反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的,相当于③-②。
18.【答案】B
【解析】【解答】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A不符合题意;
B.化合反应大多数都是放热反应,但是也有的化合反应例如二氧化碳和碳单质在高温的条件下生成一氧化碳这个反应是吸热反应,故B符合题意;
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要在高温下发生,但该反应是放热反应,故C不符合题意;
D.反应物总能量小于生成物总能量,该反应一定为吸热反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置。
B.化合反应大多数都是放热反应,也有吸热反应,如CO2+C2CO。
C.加热才能发生的反应可能是放热反应,如铝热反应。
D.△H=生成物总能量-反应物总能量,△H>0表示吸热反应,△H<0表示放热反应。
19.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,由红磷转化为五氧化二磷是放热反应,故A不符合题意;
B.由图可知,由红磷转化为白磷是吸热反应,故B不符合题意;
C.由红磷转化为白磷是吸热反应,等质量时白磷比红磷能量高,能量越低物质越稳定,则红磷稳定,故C不符合题意;
D.由红磷转化为白磷是吸热反应,等质量时白磷比红磷能量高,能量越低物质越稳定,则红磷稳定,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.红磷的总能量高于五氧化二磷;
B.红磷的总能量低于白磷;
C.能量越低物质越稳定;
D.能量越低物质越稳定。
20.【答案】A
【解析】【解答】A. Ba(OH)2⋅8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为反应物总能量小于生成物总能量,所以为吸热反应,故A符合题意;
B.化学反应的能量变化和物质的质量有关,和物质的聚集状态有关,故B不符合题意;
C. 含有共价键的化合物不一定是共价化合物,如氢氧化钠中即有离子键又有共价键,属于离子化合物,故C不符合题意;
D. 非金属性最强的元素为F,无正价,不存在最高价氧化物对应水化物,故D不符合题意;
故答案为:A.
【分析】B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关;
C.含共价键的物质可能为离子化合物;
D.非金属性最强的元素为F元素,F元素没有正化合价。
21.【答案】(1);320.875
(2)0.026;等于
(3)<
(4)负;
(5)中间产物
【解析】【解答】 (1)①已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。则此反应的热化学方程式为, 此反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
②16g液态肼的物质的量为,与足量的双氧水发生上述反应,放出热量o为,故答案为:320.875;
(3)从表格中可以看出实验1中10~20min时CH4的浓度变化量为:0.13mol/L,根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比,则NO2的浓度变化量为0.26mol/L,用NO2表示的化学反应速率为:;40~50minCH4的浓度不再变化,可知实验1中40min时已经达到平衡,故v(正) 等于v(逆);
故答案为:0.026mol/(L•min);等于;
(4)②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同,实验2比实验1反应速率快的原因可能是:实验2使用了催化剂;
故答案为:实验2使用了高效催化剂或实验2使用的催化剂效果比实验1的好;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;该装置为原电池装置,a极乙醇生成二氧化碳,电极反应式为CH3CH2OH−12e−+6O2−=2CO2↑+3H2O,空气通入的电极为正极,即b极为正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-;
故答案为:负极;O2+4e-=2O2-;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现;
乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应生成乙醛,Cu为催化剂,故A为Cu,与氧气生成CuO,CuO与CH3CH2OH反应生成乙醛和水,则物质B为CuO,是中间产物;
故答案为:中间产物。
【分析】 (1)①利用反应的热化学方程式判断 ;
②依据反应热与物质的量成比例;
(3)根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比计算;依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断;
(4)催化剂只能加速化学反应的速度,而不能使平衡移动;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现。
22.【答案】(1)110.5 kJ;C(s)+ O2(g)=CO(g) △H = -110.5 kJ/mol
(2) H2SO4(aq)+NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) △H =-57.3 kJ/mol
【解析】【解答】(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5 kJ/mol
②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H= -283 kJ/mol
根据盖斯定律,将① -②,整理可得:C(s)+ O2(g)=CO(g) △H = -110.5 kJ/mol.根据该热化学方程式可知:将1 mol C(s)与O2(g)反应生成CO(g)放出的热量110.5 kJ;
(2)1 L 1 mol/LH2SO4溶液中含有H2SO4的物质的量n(H2SO4)=1 mol/L×1 L=1 mol,2 L 1 mol/LNaOH溶液中含有溶质NaOH的物质的量n(NaOH)=1 mol/L×2 L=2 mol,二者会发生反应:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,根据二者反应关系可知1 mol H2SO4恰好与2 mol NaOH反应产生1 mol Na2SO4和2 mol H2O,反应放出114.6 kJ的热量,则反应产生1 mol H2O时反应放出57.3 kJ的热量,故表示该中和热的热化学方程式为 H2SO4(aq)+NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) △H =-57.3 kJ/mol。
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2)中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量。
23.【答案】(1)放热;134;-226;减小;不变
(2)释放;172.5kJ
(3)-291.9;
【解析】【解答】(1)根据图像分析,参与反应的反应物总能量大于生成物总能量,图中反应是放热反应;该反应的活化能是134;该反应的-(360-134)= - 226;
(2)催化剂可降低反应的活化能,不影响反应热大小。若在反应体系中加入作为该反应的催化剂,反应正活化能减小,不变;
(3)已知键能,等于反应物键能大小减去生成物键能大小。该反应的=(3×154.8+941.7 - 6×283)=-291.9;由题意推导目标反应式为,其通过反应I和II计算,根据盖斯定律,=-412×2-(-511)=-313;
【分析】(1)根据图像分析,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)催化剂可降低反应的活化能,不影响反应热大小;
(3)利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算;根据盖斯定律计算。
24.【答案】(1)CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-736.0kJ/mol
(2)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-68 kJ/mol
【解析】【解答】(1) 由25℃、101kPa下1g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热23.0kJ可知,1mol甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为 =736.0kJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-736.0kJ/mol,故答案为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-736kJ/mol;
(2) 由适量的一氧化氮和氧气完全反应生成23g二氧化氮放出17.0kJ热量可知,生成2mol二氧化氮放出的热量为 =68 kJ/mol,则一氧化氮与氧气反应的热化学方程式为2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-68 kJ/mol,故答案为:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-68 kJ/mol。
【分析】(1)计算出1mol甲醇完全燃烧产生二氧化碳气体和液态水放出的热量即可
(2)根据条件写出方程式,根据 生成23g NO2需要放出17.0kJ热量计算出该方程式放出的热量即可
25.【答案】(1)减小;不变
(2)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
(3)4.48L
(4)+36;-63
【解析】【解答】(1)催化剂能改变反应历程,减小反应的活化能,对反应热无影响,答案:减小;不变;
(2)1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO的△H= E1- E2=134kJ•mol-1-368kJ•mol-1= -234 kJ•mol-1,则热化学方程式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ•mol-1,答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ•mol-1;
(3)由题意可知生成1molCO2放出234 kJ热量,当放出46.8kJ的热量时,生成标准状况下二氧化碳的体积L,答案为:4.48L;
(4) ,由盖斯定律得②-③=①,则,答案:+36;-63;
【分析】
(1)催化剂只能改变反应的途径降低反应所需要的活化能,不能改变反应的始态和终态,即不改变反应热;
(2)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;
(3)依据热化学方程式计算;
(4)根据盖斯定律计算。
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