1.2反应热的计算 练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-09-18
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1.2反应热的计算 练习 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.CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1则该催化重整反应的ΔH等于( )
A.-580 kJ·mol−1 B.+247 kJ·mol−1
C.+208 kJ·mol−1 D.-430kJ·mol−1
2.我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫有重要的现实意义。天然飞脱硫工艺涉及如下反应:
①2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=ckJ·mol-1
④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g) ΔH4,则ΔH4的正确表达式为
A. B. C. D.
3.下列说法不正确的是( )
A.化学反应中一定伴随能量变化
B.S在纯氧中燃烧是将全部化学能转化为热能
C.物质所含化学键键能越大,其越稳定
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
4.下列推论正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1;S(s)+O2=SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
C.OH-(aq)+H+(aq)= H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,则:含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D.2C(s)+O2(g)= 2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1
5.碳是生命的核心元素,碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CO2生产CH3OH燃料,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。燃煤燃烧时生成的CO2用氨的饱和NaCl溶液吸收,可得到NaHCO3等化工产品。CO2会引起温室效应,我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,然后通过植物造树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的排放量,CO2实现“零排放”。对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列有关说法正确的是( )
A.增大的值,可提高H2的转化率
B.升高温度能提高CO2的反应速率和转化率
C.达平衡时缩小容器体积,(正)增大,(逆)减小
D.1molCO2和3molH2充分反应时放出的热量为49.0kJ
6.下列有关反应热的叙述中正确的是( )
①已知 ,则氢气的燃烧热;
②单质A和单质B互为同素异形体,由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定;
③ ,恒温恒压条件下达到平衡后加入X,上述反应的增大;
④根据下表数据可以计算出3H2+的焓变;
共价键
C-C
C-H
H-H
键能/()
348
610
413
436
⑤根据盖斯定律可推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1mol(g)时,放出的热量相等;
⑥25℃、101kPa时,1mol碳完全燃烧生成(g)所放出的热量为碳的燃烧热。
A.①②③④ B.③④⑤ C.④⑤ D.⑥
7.已知常温、常压下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol 。在同温同压下向密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时放出热量为Q1 kJ;向另一体积相同的密闭容器中通入0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH3,相同条件下达到平衡时放出热量为Q2 kJ。则下列关系式正确的是
A.2Q2=Q1=92.4 B.Ql<Q2<92.4
C.Q2<Q1<92.4 D.Ql=Q2<92.4
8.下述描述中,正确的是( )
A.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-566 kJ/mol,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180 kJ/mol,则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=−746kJ/mol
B.由CH3(CH2)2CH3(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g) ∆H=-2658 kJ/mol可知,正丁烷标准燃烧热为2658 kJ/mol
C.OH—(aq)+H+(aq)=H2O(l) ∆H=-57.3 kJ/mol,故1mol醋酸与1molNaOH完全反应,放出的热量一定为57.3kJ
D.已知P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ∆H<0,则白磷比红磷稳定
9.利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法,已知CO(g)+2H 2 (g) = CH 3 OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是 ( )
A.该反应的ΔH=+91 kJ·mol -1
B.加入催化剂,该反应的ΔH变小
C.反应物的总能量大于生成物的总能量
D.如果该反应生成液态CH 3 OH,则ΔH增大
10.如图所示 N2(g)和 O2(g)反应生成 NO(g)过程中能量变化,判断下列说法错误的是( )
A.直观看,该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量
B.2mol 气态氧原子结合生成 O2(g)时,能放出 498kJ 能量
C.断裂 1mol NO 分子中的化学键,需要吸收 632kJ 能量
D.1molN2 和 1molO2 的反应热ΔH=- 180kJ ·mol-1
11.下列关于如图所示转化关系(X代表卤素),说法正确的是( )
A. <0
B.生成HX(g)的反应热与途径有关,所以
C.若X分别表示Cl、Br、I,则过程Ⅲ吸收的热量依次增多
D.Cl2(g)、I2(g)分别发生反应Ⅰ,同一温度下的平衡常数分别为K1、K3,则K1>K3
12.1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,此反应的热化学方程式为( )
A.C+H2O=CO+H2 ΔH=+131.3 kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+10.94 kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
13.已知:⑴Zn(s)+ O2(g)=ZnO(s),△H=﹣350kJ•mol﹣1,
⑵2Ag(s)+ O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣25kJ•mol﹣1,
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A.﹣375 kJ•mol﹣1 B.﹣325 kJ•mol﹣1
C.+375 kJ•mol﹣1 D.+325 kJ•mol﹣1
14.已知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣184.6kJ/mol,则反应HCl(g)═ H2(g)+ Cl2(g)的△H为( )
A.+184.6kJ/mol B.﹣92.3kJ/mol
C.+92.3kJ D.+92.3kJ/mol
15.2008年9月我国“神七”发射升空,中国航天员实现首次太空行走.运载火箭的原料用肼(N2H4)作为发动机的燃料,NO2为氧化剂,反应生成氮气和水蒸气.已知:
下列判断正确的是( )
A.所有物质与氧气发生的化学反应都是放热反应
B.N2H4的燃烧热为534kJ/mol
C.肼与NO2反应的热化学方程 2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g);△H=﹣1135.7kJ/mol
D.3.2g肼完全反应转移的电子数为0.6mol
16.已知C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=akJ·mol-1, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1,H-H、O=O和O-H键的键能为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462kJ·mol-1,则a为( )
A.-350 B.+130 C.+350 D.-130
17.已知下列反应的热化学方程式为
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的ΔH为( )
A.-207 kJ·mol-1 B.-488.3 kJ·mol-1
C.-1549.6 kJ·mol-1 D.-476.8 kJ·mol-1
18.已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣92.3kJ•mol﹣1,则反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H为( )
A.+184.6kJ•mol﹣1 B.﹣92.3kJ•mol﹣1
C.﹣369.2kJ•mol﹣1 D.+92.3kJ•mol﹣
19.空间探测器发射时常用肼(N2H4)作燃料,以二氧化氮作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol。则N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为( )
A.2N2H4+2NO2=3N2+4H2O △H=-1135.7kJ/mol
B.N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol
C.2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=+1135.7kJ/mol
D.N2H4(l)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol
20.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) H1=-213kJ•mol-1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) H2=+327kJ•mol-1
反应Ⅲ:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) H3=+172kJ•mol-1
下列说法不正确的是
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化作用
C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H=+286kJ•mol-1
D.该过程降低了水分解制氢的活化能,但总反应的H不变
二、填空题
21.途径I: 。
途径Ⅱ:先制水煤气 ,
再燃烧水煤气: ,
。
请回答下列问题:
(1)判断:途径I放出的热量 (填“>”、“=”或“<”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)和的数学关系式是 。
(3)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,其热化学方程式 。
22.依据叙述,按要求填空
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH液态)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)11.2L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量,其热化学方程式: 。
(3)已知1molC(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量,请写出该反应的热化学方程式: 。
(4)甲醛(HCHO)俗称蚁醛,是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。
脱氢法:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ/mol
氧化法:CH3OH(g)+O2(g)=HCHOg+H2O(g) △H2
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ/mol,则△H2= 。
三、实验探究题
23.能源是人类生存和发展的重要支柱碳元素的单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。
(1)我国是世界上少数以煤为燃料的国家,下列说法不正确的是 。(填选项)
A.煤是重要的化工原料,把煤用燃料烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开发成本低,用煤作燃料合算
C.煤燃烧时产生大量的二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高燃烧的热利用率
(2)有机物M经过太阳光光照可转化为N。转化过程如下:
则M、N相比较稳定的是 。
(3)在25℃、101kPa下,1g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为: 。
(4)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
由图可知石墨的燃烧热△H= kJ•mol﹣1。
(5)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知部分反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H1=akJ•mol﹣1
H2(g)+ O2(g)═H2O(1)△H2=bkJ•mol﹣1
H2O(g)═H2O(l)△H3=ckJ•mol﹣1
则 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H= kJ•mol﹣1。
24.(1)Ⅰ下图是铜锌原电池装置。其电池的总反应是:
。
请回答以下问题:
R的名称是 ,R中的阳离子移向 (填A或B)中的溶液。
(2)电极Y的材料是 ,B中的电解质溶液是 。
(3)X为原电池的 极,其电极反应式是 。
(4)Ⅱ.已知:
物质
C(石墨)
标准燃烧焓
25.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 、 ;
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒? (填“能”或“否”),其原因是 ;
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品
溶液温度
中和热
t1
t2
ΔH
①
50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液
50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
②
50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液
50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式: ;
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果 (填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果 (填“有”或“无”)影响。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
根据盖斯定律,2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),△H=2×(-111 kJ·mol−1)-(-75 kJ·mol−1)-(-394 kJ·mol−1)=+247 kJ·mol−1,
故答案为:B。
【分析】本题主要考查焓变的相关计算。利用盖斯定律来计算热化学方程式的焓变值,注意要对化学方程式系数进行适当的调节。
2.【答案】B
3.【答案】B
【解析】【解答】A.任何化学反应过程中都伴随着能量的变化,A不符合题意;
B.S在氧气中燃烧的过程中,化学能转化为热能和光能,B符合题意;
C.物质所话的化学键键能越大,则断裂该化学键所需的能量越大,因此其稳定性越强,C不符合题意;
D.化学反应的反应热ΔH只与反应体系中各物质的始态和终态有关,与反应途径无关,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、任何化学反应过程中都伴随着能量的变化;
B、燃烧过程中化学能转化为热能和光能;
C、物质中所含化学键键能越大, 其稳定性越强;
D、化学反应的反应热只与物质的状态有关,与反应途径无关;
4.【答案】D
【解析】【解答】A、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△Hl <△H2;故A不符合题意;
B、C(石墨,s) =C(金刚石,s) △ H=+1.9 kJ/mol,则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石的能量比石墨高,则石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C、OH ( aq) +H+ (aq)=H2O (1) △H=-57.4 kJ/mol,但由于稀醋酸电离要吸热,所以含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应,放出的热量小于28.7kJ,故C不符合题意;
D、2C (s) +O2 (g)= 2CO (g) △H=-22lkJ/mol,该反应方程式中C的物质的量为2mol,生成的氧化物为CO,不是稳定氧化物,还会继续燃烧放热,所以碳的燃烧热大于110.5kJ/mol,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.焓变比较大小要带着符号比较;
B.能量越高的物质越不稳定;
C.弱酸溶于水电离吸热;
D.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.增大的值,即增大CO2的浓度,化学平衡正向移动,则可提高H2的转化率,A符合题意;
B.由题干可知,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1正反应是一个放热反应,故升高温度能提高CO2的反应速率,但由于化学平衡逆向移动,故CO2的转化率减小,C不符合题意;
C.达平衡时缩小容器体积,反应物和生成物的浓度均增大,故(正)增大,(逆)也增大,C不符合题意;
D.由于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个可逆反应,故1molCO2和3molH2充分反应时不能完全进行,故放出的热量小于49.0kJ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.增大二氧化碳的量,可促进氢气的转化;
B.焓变为负,为放热反应,升高温度平衡逆向移动;
C.平衡时缩小容器体积,压强增大;
D.为可逆反应,不能完全转化,且物质的量与热量成正比。
6.【答案】D
【解析】【解答】①燃烧热概念中生成的应是液态,故①不符合题意;
②A→B是吸热过程,说明A具有的能量比B低,能量越低越稳定,则A比B稳定,故②不符合题意;
③只跟始态和终态有关,代表1molX完全反应后产生的热效应,平衡后加入X,不变,故③不符合题意;
④由于苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间特殊的键,题目中没有说明键能是多少,无法计算反应的焓变,故④不符合题意;
⑤金刚石和石墨的结构不同,所具有的能量不同,燃烧生成气体时放出的热量是不同的,故⑤不符合题意;
⑥25℃、101kPa时,1mol碳完全燃烧生成气体所放出的热量为碳的燃烧热,故⑥符合题意。综上,正确的为⑥;
故答案为:D。
【分析】易错分析:①燃烧热:1mol物质完全燃烧生成稳定物质放出的热量,应该生成液态水。
②物质能量越高,越不稳定。③焓变只与起始状态有关,不随物质的量发生改变。
④苯环中不含碳碳双键,无法计算该反应热。
7.【答案】C
【解析】【分析】由于该反应是可逆反应,所以反应物的转化率得不到100%,则Q1<92.4。另一容器中由于最初加入了1mol氨气,所以放出的热量更少,答案选C。
【点评】反应热的数值大小是和方程式中化学计量数有关系的,即该题中表示消耗1mol氮气时放热是92.4kJ,所以在可逆反应中必须根据反应物的转化率才能计算反应放出的实际热量大小。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.根据盖斯定律可得,目标反应的反应热ΔH=(-566kJ/mol)-(+180kJ/mol)=-746kJ/mol,A符合题意;
B.要表示正丁烷的燃烧热,则其燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l),B不符合题意;
C.CH3COOH是弱酸,其电离需要吸收热量,因此1molCH3COOH与1molNaOH完全反应,放出的热量小于57.3kJ,C不符合题意;
D.白磷转化为红磷为放热反应,则等物质的量白磷和红磷,白磷所具有的能量越高,而能量越高,越不稳定,因此白磷比红磷稳定,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、结合盖斯定律计算目标反应的反应热;
B、燃烧热时指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;
C、CH3COOH是弱酸,其电离需要吸收热量;
D、由反应的热效应确定二者能量的相对大小,结合物质能量越高越不稳定,确定二者的稳定性;
9.【答案】C
【解析】【解答】A.由反应能量图可知,该反应的反应热ΔH=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol,A不符合题意;
B.催化剂可降低反应所需的活化能,但不能改变反应物和生成物的能量大小,因此加入催化剂,不能改变反应热ΔH,B不符合题意;
C.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,C符合题意;
D.由于气态CH3OH转化为液态CH3OH的过程放出热量,因此若生成液态CH3OH,则ΔH减小,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、根据图示能量变化计算反应热;
B、催化剂只改变反应的活化能,不改变反应热;
C、根据能量图分析;
D、若生成液态CH3OH,由于气态转化为液态的过程放出热量,因此ΔH减小;
10.【答案】D
【解析】【解答】A.该反应中断键吸收的总能量为946kJ·mol-1+498kJ·mol-1=1444kJ·mol-1,成键释放的总能量为2×632kJ·mol-1=1264kJ·mol-1,因此断键吸收的总能量高于成键放出的总能量,A不符合题意;
B.由图可知,2mol气态氧原子结合生成O2(g)时,形成化学键,释放的能量为498kJ,B不符合题意;
C.由图可知,断裂1molNO分子中的化学键,需要吸收的能量为632kJ,C不符合题意;
D.该反应中,断键吸收的总能量高于成键释放的总能量,因此该反应为吸热反应,其反应热ΔH=1444kJ·mol-1-1264kJ·mol-1=+180kJ·mol-1,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据图中吸收和放出能量的多少进行比较;
B、形成化学键时释放能量;
C、断裂化学键,需要吸收能量;
D、根据断键吸收能量和成键释放能量的相对大小计算反应热;
11.【答案】D
【解析】【解答】A.化学键的断裂要吸热,焓变大于0, △H2>0,故A不符合题意;
B.反应焓变与起始物质和终了物质有关,与变化途径无关,途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关,所以△H1=△H2+△H3 ,故B不符合题意;
C.途径III是形成化学键的过程,是放热过程,Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,和氢气反应越来越微弱,故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小,故C不符合题意;
D.途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HI的多,氯气和氢气化合更容易,两反应的平衡常数分别为K1,K3,则K1>K3,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.化学键的断裂要吸热,焓变大于0;
B.反应焓变与起始物质和终了物质有关,与变化途径无关;
C.非金属性逐渐减弱,和氢气反应越弱,放出的能量逐渐减小;
D.反应容易,反应程度越大,平衡常数越大。
12.【答案】D
【解析】【解答】碳和水蒸气反应是吸热反应,所以△H大于0。根据题意可知1mol碳即12g碳吸热是10.94kJ×12=131.28kJ,因此选项D符合题意,A没有注明物质的状态,B中反应热不符合题意,C中水的状态不是气态,
故答案为:D。
【分析】根据1g碳发生反应的放出的热量计算1mol碳完全反应的放出的热量,然后根据热化学方程式的书写要求书写热化学方程式即可。
13.【答案】B
【解析】【解答】解:⑴Zn(s)+ O2(g)=ZnO(s),△H=﹣350kJ•mol﹣1,
⑵2Ag(s)+ O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣25kJ•mol﹣1,
依据盖斯定律(1)﹣(2)得到
Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)△H=﹣325 kJ•mol﹣1;
故选B.
【分析】依据热化学方程式和盖斯定律计算得到,反应焓变与反应过程无关.
14.【答案】D
【解析】【解答】解:依据热化学方程式的书写原则和方法,已知热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184.6kJ•mol﹣1,
改变方向,焓变变为正值,系数除以2,焓变也除以2,得到热化学方程式为HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)△H=+92.3kJ•mol﹣1,
故选D.
【分析】在热化学方程式中明确写出反应的计量方程式,各物质化学式前的化学计量系数可以是整数,也可以是分数;反应热与反应方程式相互对应.若反应式的书写形式不同,则相应的化学计量系数不同,故反应热亦不同;反应方向改变,焓变数值符号改变.
15.【答案】C
【解析】【解答】解:A、由信息可知氮气与氧气反应是吸热反应,物质与氧气发生的化学反应不都是放热反应,故A错误;
B、信息中肼燃烧生成的水为气态,氮元素不是氧化物形式,故N2H4的燃烧热不是534kJ/mol,故B错误;
C、已知①:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7 kJ/mol ②:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534 kJ/mol
由盖斯定律②×2﹣①得:2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g);△H=2×(﹣534 kJ/mol)﹣67.7 kJ/mol=﹣1135.7kJ/mol,故C正确;
D、3.2g肼的物质的量为0.1mol,氮元素由﹣2价升高为0价,3.2g肼完全反应转移的电子数为0.1mol×4=0.4mol,故D错误.
故选:C.
【分析】A、由信息可知氮气与氧气反应是吸热反应.
B、燃烧热指在25摄氏度,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,单质或化合物必须是完全燃烧,如反应物中C→CO2,H→H2O(液),S→SO2(气)等.
C、根据盖斯定律由已知的热化学方程式构造目标热化学方程式.
D、3.2g肼的物质的量为0.1mol,氮元素由﹣2价升高为0价,据此计算.
16.【答案】B
【解析】【解答】已知①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=akJ•mol-1,
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-220kJ•mol-1
①×2-②得:2H2O(g)═O2(g)+2H2(g)△H=(2a+220)kJ•mol-1,
4×462 kJ•mol-1-496 kJ•mol-1-2×436 kJ•mol-1=(2a+220)kJ•mol-1,
解得a=+130。
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律计算水分解反应的焓变,结合∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和来计算。
17.【答案】B
【解析】【解答】已知:①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3 kJ•mol-1,②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5 kJ•mol-1,③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8 kJ•mol-1,根据盖斯定律,②×2+③×2-①可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=-488.3 kJ•mol-1。
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律计算。
18.【答案】A
【解析】【解答】解:反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)可以看成是反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)方程式颠倒的结果,所以反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H=+184.6kJ/mol.
故选A.
【分析】热化学方程式中的系数表示各物质的物质的量,其反应热和方程式的系数成正比,△H符号和方程式的书写有关,正反应和逆反应的△H符号刚好相反,数值相同.
19.【答案】B
【解析】【解答】根据盖斯定律:②-①2得N2H4(g)和NO2(g)热化学方程式为:N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据盖斯定律:②-①2得N2H4(g)和NO2(g)热化学方程式。
20.【答案】C
21.【答案】(1)等于
(2)ΔH2+( ΔH3+ΔH4)
(3)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ/mol
22.【答案】(1)CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ•mol-1
(2)H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) ΔH=-183kJ/mol
(3)C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol
(4)-1150kJ/mol
23.【答案】(1)B
(2)M
(3)CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.76 kJ•mol﹣1
(4)﹣393.5
(5)3b﹣a﹣c
【解析】【解答】(1)A.煤是化工原料,可将煤进行综合利用,故A不符合题意
B.煤燃烧放出热量,但开发成本高,故B符合题意
C.煤燃烧产生大量的污染,如二氧化硫, 烟尘,对环境污染严重 ,故C不符合题意
D. 通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高燃烧的热利用率
(2),吸热,说明N具有的能量高,故M的能量低稳定
(3)根据1g甲醇燃烧的能量计算出1mol甲醇燃烧放出的热量为 725.76 kJ , 甲醇的燃烧热方程式 CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.76 kJ•mol﹣1
(4)根据1/2O2(g)+C(s,石墨)=CO(g),△H3=-110.5KJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),△H2=-283.0KJ/mol根据盖斯定律即可写出O2(g)+C(s,石墨)=CO2(g),△H=-393.5KJ/mol
(5)
CH3OH(g)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H1=akJ•mol﹣1①
H2(g)+ O2(g)═H2O(1)△H2=bkJ•mol﹣1②
H2O(g)═H2O(l)△H3=ckJ•mol﹣1③
根据盖斯定律: CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) , △H =3x②-①-③= (3b﹣a﹣c)kJ•mol﹣1
【分析】(1)考查的是能源的综合利用以及环境污染
(2)考查的是稳定性与物质能量的关系
(3)考查燃烧热方程式的书写
(4)根据盖斯定律计算燃烧热
(5)根据盖斯定律计算焓变
24.【答案】(1)盐桥;A
(2)Zn;溶液
(3)正;
(4)-488.3
【解析】【解答】(1)由装置图可知R为盐桥,使两个烧杯中的溶液连成通路;原电池工作时,阳离子移向正极,X为正极,则R中的阳离子移向A中的溶液,故答案为:盐桥;A;
(2)由分析可知,Y为负极,则电极Y的材料为Zn,电解质溶液应为ZnSO4溶液,故答案为:Zn;溶液 ;
(3)由分析可知,X为原电池的正极,正极发生还原反应,电极反应式为,故答案为:正; ;
(4) 的标准燃烧焓为 kJ/mol,则①,C(石墨)的标准燃烧焓为 kJ/mol,则有②, 的标准燃烧焓为 kJ/mol,则有③,根据盖斯定律,将②×2+③×2-①可得, ,故答案为:-488.3。
【分析】Ⅰ.铜锌原电池中,Zn的活泼性强于Cu,则Zn为负极,负极发生氧化反应,电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+, Cu为正极,正极发生还原反应,电极反应式为 ,原电池中,电子由负极流向正极,根据电子流向可知,Y为负极,X为正极;
Ⅱ.写出各物质标准燃烧热的热化学方程式,结合盖斯定律计算。
25.【答案】(1)量筒;温度计
(2)否;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3)-56.8 kJ·mol-1;NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ·mol-1
(4)无;有
【解析】【解答】(1)中和热实验需要用到的玻璃仪器还有量筒和温度计,故答案为:量筒;温度计;
(2)环形铜丝玻璃棒导热效果较好,会导致热量散失,使误差偏大,故答案为:否;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)根据表中数据可知两组实验的平均温差为(3.3℃+3.5℃)/2=3.4℃,根据Q=cm(t2-t1)= 4.18 kJ·℃-1·kg-1×0.1kg×3.4℃=1.4212 kJ,反应中生成水是0.025mol,则中和热=,根据实验结果,NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8 kJ·mol-1,故答案为:-56.8 kJ·mol-1 ;NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8 kJ·mol-1;
(4)KOH与NaOH均为强电解质,替换没有影响;醋酸是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,则若用醋酸代替HCl做实验,测得的中和热的数值偏小,故答案为:无;有。
【分析】(1)中和热实验需要用到的玻璃仪器还有量筒和温度计;
(2)环形铜丝玻璃棒导热效果较好,会导致热量散失,使误差偏大;
(3)将相关数据代入公式Q=cm(t2-t1)进行计算;
(4)醋酸是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热。
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