1.1化学反应的热效应 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
2024-09-19
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内容正文:
1.1化学反应的热效应 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.为了提高公众认识地球保障发展意识,江苏省各地广泛开展了一系列活动.下列活动不符合这一宗旨的是( )
A.加强海底可燃冰,锰结核的探测与开发研究
B.积极推广风能,太阳能光伏发电
C.在生产、流通和消费等过程中实行“减量化,再利用,资源化”
D.将高能耗,高污染的企业迁至偏僻的农村地区,提高居民收入
2.下列说法中正确的是( )
A.镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B.氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池
C.铅蓄电池放电的时候正极材料是铅,负极材料是二氧化铅
D.铅蓄电池充电时将化学能转化为电能
3.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445KJ热量,则下列热化学方程式正确的( )
A.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=+890KJ/mol
B.CH4+2O2=CO2+2H2O △H=﹣890KJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=﹣890KJ/mol
D. CH4(g)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) △H=﹣890KJ/mol.
4.某反应过程能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.反应过程b有催化剂参与
B.该反应为放热反应,反应热为
C.加入催化剂,可改变该反应的活化能
D.有催化剂的条件下,反应的活化能等于
5.氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.
C. D.
6.500℃,HCl在催化剂M的作用下被O2氧化依次有如图(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反应组成,计算机模拟单个分子在催化剂表面的反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的活化能为1.45 eV
B.反应Ⅰ的反应速率最慢
C.总反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=-1.98 eV•mol-1
D.HOOCl(g)比HCl(g)和O2(g)稳定
7.已知12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收EkJ的能量,下列说法正确的是( )
A.金刚石与石墨互为同位素
B.石墨不如金刚石稳定
C.金刚石比石墨能量低
D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多
8.煤的液化可以合成甲醇.下列有关说法正确的是( )
①“气化”: ;
②催化液化I: ;
③催化液化II: ;
A.催化液化I中使用催化剂,反应的活化能、都减小
B.反应
C.升高温度,①速率增大:②速率减小
D.为电解质溶液的甲醇燃料电池中正极的电极反应为:
9.铋基催化剂对 CO2 电化学还原制取 HCOOH 具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图:
下列说法错误的是( )
A.使用 Bi 催化剂更有利于 CO2 的吸附
B.使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)不相等
C.CO2 电化学还原制取 HCOOH 的反应∆H<0
D.*CO 生成*HCOO-的反应为:*CO +HCO +e-=*CO +*HCOO-
10.2-丁烯有顺()、反()两种异构体。T℃,异构体转化的能量关系如图所示, 下列说法正确的是
A.顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程属于物理变化
B.顺-2-丁烯稳定性大于反-2-丁烯
C.发生加成反应时,顺−2−丁烯断键吸收的能量低于反−2−丁烯断键吸收的能量
D.T℃,1mol顺−2−丁烯完全转化成反−2−丁烯放出热量(c-b)kJ
11.已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值):H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)+Q1①; H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)+Q2②有关上述反应的叙述错误的是( )
A.Ql>Q2
B.反应物总能量均高于生成物总能量
C.1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量
D.反应①生成2 molHCl(l)时放出Q1热量
12.我国利用合成气直接制烯烃获重大突破,其原理是( )
反应①:C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1
反应②:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2
反应③:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=-90.1 kJ·mol-1
反应④:2CH3OH(g)→CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4,能量变化如图所示
反应⑤:3CH3OH(g)→CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH5=-31.0 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.反应③使用催化剂,ΔH3减小
B.ΔH1-ΔH2<0
C.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.3CO(g)+6H2(g)→CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH=-121.1 kJ·mol-1
13.下列反应中,属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是( )
A.氢氧化钾与硫酸的反应
B.金属镁与盐酸的反应
C.高温条件下碳粉与二氧化碳的反应
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl固体的反应
14.下列反应既是吸热反应,又是氧化还原反应的是( )
A.甲烷在O2中燃烧的反应 B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与H2O(g)反应 D.铝片与稀H2SO4反应
15.在一定温度压强下,依据图示关系,下列说法错误的是( )
A.
B.1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量反应全部转化为(g),前者放热多
C.
D.化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
16.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和 的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能( ):P-P键:198,P-O键:360, 键:498,则依据反应 (白磷) ,生成1mol 时的能量变化为( )
A.吸收1638kJ的能量 B.放出1638kJ的能量
C.吸收126kJ的能量 D.放出126kJ的能量
17.LiH可作飞船的燃料,已知下列反应:
①2Li(s)+ H2(g)=2LiH(s) △H=-182 kJ/mol
②2H2(g)+O(g)=2H2O1) △H=- 572 kJ/mol
③4Li(s)+O2(g) = 2Li2O(s) △H=-1196 kJ/mol
则反应2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(l)的焓变为( )
A.+351 kJ/mol B.-351 kJ/mol C.+702 kJ/mol D.-702 kJ/mol
18.已知:Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l))的△H是( )
A.△H=△H1+1/2△H2+1/2△H3 B.△H=△H1+1/2△H2-1/2△H3
C.△H=△H1+2△H2+2△H3 D.△H=2△H1+△H2+△H3
19.二氧化碳加氢制甲醇可以实现温室气体资源化利用,过程中的主要反应为
密闭容器中,反应物起始物质的量比时,在不同条件下(①温度为250℃下压强变化,②压强为下温度变化)达到平衡时物质的量分数变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.反应的焓变
B.在250℃、条件下,平衡时甲醇的物质的量分数为0.10
C.当甲醇的物质的量分数为0.03时,的平衡转化率为11.3%
D.提高转化为的平衡转化率,需要研发在高温区的高效催化剂
20.HNO2与羟基自由基(·OH)的气相氧化反应与酸雨、光化学烟雾等重大环境问题密切相关。水分子可作为该气相氧化反应的催化剂,图中表示水分子催化的一种机理:下列叙述错误的是( )
A.该气相氧化反应的化学方程式为HNO2+·OH NO2+H2O
B.反应历程中还可能形成HONO···H2O
C.该反应历程中最大能垒(活化能)为201.1kJ·mol-1
D. 是反应过渡态
二、填空题
21.金属及其化合物有广泛的应用.
(l)在0.2L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如下图所示,回答下列问题:
①该混合液中含溶质MgCl2的物质的量为
②将该混合液加水稀释至体积为lL,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为
(2)将8.0克氧化铜粉末,溶解于2L某浓度的盐酸中,再加入过量的铁粉,充分反应后过滤,同时收集到2.24L标准状况下的氢气.
①反应过程中涉及到的化学反应的离子方程式为
②所用盐酸的物质的量浓度为
(3)实验室有时用KClO3和浓HCl制取氯气,其反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl3↑+3H2O,该反应中的氧化剂是 ,若有6mol Cl2生成,反应过程转移电子的物质的量是 ,有 mol HCl被氧化.
22.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定.现根据下列的3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣24.8kJ/mol
Fe2O3(s)+ CO(g)═ Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣15.73kJ/mol
Fe304(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.4kJ/mol
试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式: .
三、实验探究题
23.SOCl2是一种液态化合物,沸点为77℃.向盛有10mL水的锥形瓶中,小心滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有雾形成,并带有刺激性气味气体逸出,该气体中含有可使品红溶液褪色的气体.轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色沉淀析出.
(1)根据上述实验现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式: .
(2)蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3,写出有关反应的化学方程式: ; ;
而使SOCl2与AlCl3•6H2O混合加热,可以得到无水AlCl3,试解释原因: .
(3)已知常温下KSP[Al(OH)3]=1.3×10﹣33,若起始c(AlCl3)=1.0mol•L﹣1;则Al3+开始沉淀时的c(H+)≈ mol•L﹣1.
(4)Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ•mol﹣1;
3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H2=bkJ•mol﹣1;
则反应Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ•mol﹣1(用含a、b的代数式表示).
24.MgH2和Mg2Cu可用作贮氢材料,MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂.
(1)MgH2是一种离子化合物,其电子式为 .
(2)Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,该反应的化学方程式为 .
(3)已知MgH2的有关热化学方程式如下:
MgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1;
H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H2=﹣241.8 KJ•mol﹣1;
Mg(s)+ O2(g)═MgO(s)△H3=﹣141.6 KJ•mol﹣1.
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为 .
②MgH2作贮氢材料时,单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示,其中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为 .
(4)炉膛内脱除SO2与NO的反应为2MgO(s)+2SO2 (g)+2NO(g)⇌2MgSO4(s)+N2(g)△H=a KJ•mol﹣1,其平衡常数与温度的关系如图乙所示.
①上述反应的平衡常数表达式为K= .
②a (填“>”或“<”)0.
(5)全固态锂离子电池的结构如图丙所示,放电时电池反应为2Li+MgH2═Mg+2LiH.放电时,X极的电极反应式为 .充电时,Y极的电极反应式为 .
25.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100mL盐酸与100mLNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸和碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 ,其作用是 。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1mol时所测得中和反应的反应热()将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)实验中改用60mL盐酸和60mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积、等物质的量浓度的进行上述实验,生成1mol时,所测得的中和反应的反应热()的绝对值将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)下列说法正确的是 (填标号)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁,将剩余的稀盐酸转移至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或稀碱时,视线必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1mol时所测得的中和反应的反应热()无影响
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】解:A、综加强海底可燃冰,锰结核的探测与开发研究,积极推进了资源合理开发,符合题意,故A正确;
B、积极推广风能,太阳能光伏发电,不仅节约不可再生能源如化石燃料,而且减少污染,符合题意,故B正确;
C、在生产、流通和消费等过程中实行“减量化,再利用,资源化”,积极推进了资源合理开发,符合题意,故C正确;
D、将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区,虽能提高居民收入,但会破坏环境,得不偿失,故D错误;
故选:D;
【分析】可以从污染物的来源、危害和绿色环保的含义进行分析,认识我国人口众多、资源相对不足、积极推进资源合理开发、节约能源的行为都是符合“地球保障发展意识”的主题的理念进行解答.
2.【答案】B
【解析】【解答】A.镍氢电池、锂离子电池为二次电池,碱性锌锰干电池为一次电池,故A不符合题意;
B.氢氧燃料电池的产物是水,对环境无污染,且原料利用率较高,故B符合题意;
C.铅蓄电池放电的时候,Pb被氧化,为原电池的负极,PbO2被还原,为原电池的正极,故C不符合题意;
D.铅蓄电池充电时将电能转化为化学能,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.根据一次电池、二次电池的不同进行判断;
B.氢氧燃料电池的产物是水,对环境无污染;
C.铅蓄电池的负极是金属铅;
D.铅蓄电池充电时相当与电解池,试讲电能转化为化学能。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.为放热反应,故△H<0,故A不符合题意
B.热化学方程式,没有标明状态故B不符合题意
C.标明状态,且△H计算正确,故C符合题意
D.0.5mol放出的热量为445KJ,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】由题意得 CH4(g)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) △H=﹣445KJ/mol
4.【答案】D
【解析】【解答】A.b的 活化能小于a,故b过程有催化剂,故A不符合题意
B.生成物的能量低于反应物的总能量,故该反应为放热反应,反应热为始态到终态的能量,故为△H,故B不符合题意
C.加入催化剂,可改变反应的活化能,故C不符合题意
D.有催化剂的条件下,反应的活化能等于E1,故D符合题意
故答案为:D
【分析】活化能指的是,普通分子变成活化分子所需要的能量。
5.【答案】C
6.【答案】B
【解析】【解答】A.反应Ⅱ的活化能为,A不符合题意;
B.反应Ⅰ的能垒最高,所以反应Ⅰ的化学反应速率最慢,B符合题意;
C.图像给出的是单个分子参与反应时的能量变化,总反应的热化学方程式为,C不符合题意;
D.由反应Ⅰ可知的总能量比和的总能量高,能量越高,物质越不稳定,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.反应Ⅱ的活化能为;
B.活化能越大反应速率越慢,慢反应是整个反应的决速步骤;
C.图示表示的是单个分子的反应历程,总反应的热化学方程式应为;
D.物质的能量越低越稳定。
7.【答案】D
【解析】【解答】解:A.金刚石与石墨是由碳元素组成的物理性质不同的单质,互为同素异形体,故A错误;
B.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,金刚石能量高,故C错误;
D.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,故D正确;
故选D.
【分析】12g石墨完全转化成金刚石时需要吸收E kJ的能量,说明石墨的能量低于金刚石的能量,石墨更稳定,金刚石的能量高,1mol石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多.
8.【答案】D
【解析】【解答】A. 催化液化Ⅰ中使用催化剂,反应的活化能Ea减小、ΔH2不变,故A不符合题意;
B. 根据盖斯定律:①+②得C(s)+H2O(g)+H2(g)═CH3OH(g)ΔH=(90.1-49.0)kJ/mol=+41.1kJ/mol,故B不符合题意;
C. 升高温度,①②速率都增大,故C不符合题意;
D. 为电解质溶液的甲醇燃料电池中,氧气在正极得到电子发生还原反应,正极的电极反应为:,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.催化剂不影响反应热;
B.根据盖斯定律计算;
C.升温,①②反应速率都增大。
9.【答案】A
【解析】【解答】A. 由图可知,使用Bi2O3的反应活化能小于使用Bi的反应活化能,说明Bi2O3比Bi更有利于吸附CO2,故A符合题意;
B. 由图可知,使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)分别出现在第三和第四阶段,能量不相同,故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,CO2 电化学还原制取 HCOOH 的反应为放热反应,△H<0,故C不符合题意;
D. 根据图示结合原子守恒分析,*CO 生成*HCOO-的反应为:*CO +HCO +e-=*CO +*HCOO-,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据能量变化图可知,CO2吸附过程为CO2+*=*CO2,该过程在Bi2O3催化条件下放出的热量更多;
B.催化剂的作用原理是降低反应的活化能,不同催化剂的催化效果不同;
C.由能量变化图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应放热;
D.根据原子不守恒可知该反应方程式错误。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.由题干信息可知,顺-2-丁烯与反-2-丁烯互为同分异构体,故顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程中有新的物质生成,故属于化学变化,A不符合题意;
B.由题干能量转化图可知,顺-2-丁烯具有的总能量大于反-2-丁烯,能量越高越不稳定,故顺-2-丁烯稳定性小于反-2-丁烯,B不符合题意;
C.顺−2−丁烯和反−2−丁烯加成后均得到相同的产物,即终态的能量相同,而顺-2-丁烯具有的总能量大于反-2-丁烯,即发生加成反应时,顺-2-丁烯放出的能量大于反-2-丁烯,形成过程中放出的总能量相同,故顺−2−丁烯断键吸收的能量低于反−2−丁烯断键吸收的能量,C符合题意;
D.由题干能量转化图可知,T℃,1mol顺−2−丁烯完全转化成反−2−丁烯放出热量(a-b)kJ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.反应过程中有新的物质生成;
B.物质的能量越低,越稳定;
C.依据图像结构B分析判断;
D.依据题干能量转化图判断。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:A.非金属性Cl>Br,则HCl比HBr稳定,则反应①中放出热量多,则Ql>Q2,故A正确;
B.燃烧反应为放热反应,则反应物总能量均高于生成物总能量,故B正确;
C.同种物质气态比液体能量高,则1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量,故C正确;
D.由反应①可知,为生成气态HCl的能量变化,气态转化为液体时放热,则生成2 molHCl(l)时放出热量大于Q1,故D错误;
故选D.
【分析】A.非金属性Cl>Br,则HCl比HBr稳定;
B.燃烧反应为放热反应;
C.同种物质气态比液体能量高;
D.由反应①可知,为生成气态HCl的能量变化.
12.【答案】B
【解析】【解答】A.催化剂不改变反应的始终态,则反应③使用催化剂, ΔH3不变,A不符合题意;
B.根据盖斯定律:①-②得到H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(g),氢气燃烧放出热量,则ΔH1-ΔH2<0,B符合题意;
C.④为放热反应,焓变为正逆反应的活化能之差,则反应④中正反应的活化能小于逆反应的活化能,C不符合题意;
D.根据盖斯定律:③×3+⑤得到3CO(g)+6H2(g)→CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH=(-90.1×3-31=-301.3 kJ·mol-1,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.催化剂不改变反应的始终态
C.④为放热反应,焓变为正逆反应的活化能之差
D.根据盖斯定律,即可得出本题答案
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A.氢氧化钾与硫酸的反应,没有元素的化合价变化,则不是氧化还原反应,故A不选;
B.金属镁与盐酸的反应,氢离子的化合价降低,Mg的化合价升高,又该反应为放热反应,满足条件,故B选;
C.高温下碳粉与二氧化碳的反应为吸热反应,故C不选;
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl固体的反应,没有元素的化合价变化,则不是氧化还原反应,故D不选;
故选B.
【分析】有元素化合价变化的反应,一定为氧化还原反应;由能量变化图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热的氧化还原反应,以此来解答.
14.【答案】C
【解析】【解答】解:A.甲烷在O2中的燃烧反应,有化合价的变化属于氧化还原反应,但属于放热反应,故A错误;
B.不存在元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;
C.碳元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,且为吸热反应,故C正确;
D.为放热反应,故D错误.
故选C.
【分析】存在元素的化合价变化的反应为氧化还原反应,常见的吸热反应有:Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应、大多数的分解反应、C(或氢气)参加的氧化还原反应等,以此来解答.
15.【答案】B
【解析】【解答】A.由题干信息可知,反应I:C(石墨)+(g)=CO(g) 反应II:CO(g)+(g)=CO2(g) ,则反应I-反应II得,根据盖斯定律可知,A不符合题意;
B.由题干信息可知,C(石墨)= C(金刚石) <0,即1molC(石墨)具有的总能量低于1molC(金刚石),则1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量反应全部转化为(g),后者放热多,B符合题意;
C.由题干信息可知,反应I:C(石墨)+(g)=CO(g) ,反应III:C(金刚石)+(g)=CO(g) 则反应I-反应III得C(石墨)= C(金刚石),根据盖斯定律可知,,C不符合题意;
D.根据盖斯定律可知,化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、根据目标方程式寻找反应物和生成物,抵消中间产物;
B、石墨的能量比金刚石更低,放热时金刚石放出热量更多;
C、结合盖斯定律进行判断,可知;
D、盖斯定律的特点是,反应热只跟始态和终态有关,跟反应途径无关。
16.【答案】B
【解析】【解答】由题意可知,生成1mol 时,断裂1mol (白磷)中P-P键和3mol 中 键共吸收能量 ,形成1mol 中P-O键放出能量 ,故生成1mol 时总共放出能量 ,
故答案为:B。
【分析】根据焓变=反应物的键能-生成物的键能即可计算
17.【答案】D
【解析】【解答】将上述三个反应的焓变依次标记为:△H1、△H2、△H3,根据盖斯定律,反应2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(l)可由 得到,则该反应的焓变= = ,D选项符合题意,
故答案为:D。
【分析】根据盖斯定律进行找出方程时,同时进行能量的计算
18.【答案】A
【解析】【解答】将已知热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由①+0.5×②+0.5×③即可得到Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)的反应热ΔH=ΔH1+ ΔH2+ ΔH3,答案选A。
【分析】根据盖斯定律构造目标方程式,然后计算反应的焓变即可。
19.【答案】B
20.【答案】C
【解析】【解答】A. 由图知,产物为NO2和H2O,则该气相氧化反应的化学方程式为HNO2+·OH NO2+H2O,A不符合题意;
B. 由图知,水分子中的氧原子可以和亚硝酸分子中的氢原子形成氢键、水分子中的氢原子可以和亚硝酸分子中的氧原子形成氢键、则反应历程中还可能形成HONO···H2O,B不符合题意;
C. 该反应不可逆,该反应历程中Ⅲ→Ⅳ时能垒最大 (活化能),为22.6 kJ·mol-1-(-20.5) kJ·mol-1,C符合题意;
D. 由过渡态理论知, 是反应过渡态,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.根据反应物和生成物即可写出方程式
B.根据图示即可判断可能产生
C.根据图示找出能量的最大差值即可
D.根据图示即可判断为过渡态
21.【答案】0.1mol;0.1 mol•L﹣1 ;CuO+2H+=H2O+Cu2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=H2↑+Fe2+;0.2mol•L﹣1;KClO3;10mol;10
【解析】【解答】(1)①根据MgCl2的物质的量浓度=镁离子浓度=0.5 mol•L﹣1,MgCl2的物质的量=0.5 mol•L﹣1×0.2L=0.1mol,故答案为:0.1mol;
②溶液中的电荷守恒:c(Na+)×1+c(Mg2+)×2+c(Ca2+)×2=c(Cl﹣)×1,1.0 mol•L﹣1 +0.5 mol•L﹣1×2+c(Ca2+)×2=3 mol•L﹣1×1,c(Ca2+)=0.5 mol•L﹣1,c(CaCl2)=0.5 mol•L﹣1,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为=0.1 mol•L﹣1,故答案为:0.1 mol•L﹣1;
(2)n(CuO)=)==0.1mol,n(H2)==0.1mol,
发生CuO+2H+=H2O+Cu2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=H2↑+Fe2+,
则Fe+2H+=H2↑+Fe2+,
0.2mol 0.1mol
CuO+2H+=H2O+Cu2+,
0.1mol 0.2mol
所所以n(HCl)=0.2mol+0.2mol=0.4mol,
c(HCl)==0.2mol•L﹣1,
故答案为:CuO+2H+=H2O+Cu2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=H2↑+Fe2+;0.2mol•L﹣1;
(3)该反应中Cl元素化合价由+5价变为0价、﹣1价变为0价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,所以氧化剂是KClO3;
因HCl中Cl元素的化合价升高,则HCl为该反应中的还原剂,该反应中只有Cl元素的化合价变化,氯气既是氧化产物也是还原产物,由Cl原子守恒及电子守恒可知,5个Cl原子被氧化,1个Cl被还原,该反应中生成3molCl2转移5mole﹣,当反应中6molCl2生成时,反应过程转移电子的物质的量是5×2=10mol,有10mol HCl被氧化;
故答案为:KClO3;10mol;10.
【分析】(1)①先根据MgCl2的物质的量浓度=镁离子浓度来计算浓度,再根据n=cV计算;
②根据稀释前后溶质的物质的量不变,利用C=来解答;
(2)发生CuO+2H+=H2O+Cu2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=H2↑+Fe2+,n(CuO)==0.1mol,n(H2)==0.1mol,结合反应及c=来计算;
(3)该反应中Cl元素化合价由+5价变为0价、﹣1价变为0价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂;
根据原子守恒计算被氧化的浓盐酸物质的量;根据氯气和转移电子关系计算转移电子数.
22.【答案】CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol
【解析】【解答】解:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣24.8kJ/mol ①
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣47.2kJ/mol ②
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol ③
由①×3﹣②﹣③×2得
6CO(g)+6FeO(s)=6Fe(s)+6CO2(g)△H=(﹣24.8kJ/mol)×3﹣(﹣47.2kJ/mol)﹣(+640.5kJ/mol)×2=﹣1308.0kJ/mol,
即 CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol
故答案为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol.
【分析】根据盖斯定律将三个化学方程式进行处理.
23.【答案】(1)SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑
(2)AlCl3+3H2O Al(OH)3↓+3HCl;2Al(OH)3 Al2O3+3H2O;SOCl2与水反应既减少了水的量,生成的HCl又抑制了AlCl3的水解,所以能得到氯化铝固体
(3)1.0×10﹣3
(4)a+b
【解析】【解答】解:(1)SOCl2和水剧烈反应,液面上有白雾生成,说明生成的气体遇水蒸气能形成小液滴,等白雾消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色凝乳状沉淀析出,说明生成的白雾是稀盐酸,则气体中含有HCl;还生成气体,该气体能使品红溶液褪色说明该气体具有漂白性,根据元素守恒知,生成物中含有二氧化硫,所以该反应方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,
故答案为:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;(2)氯化铝易水解生成氢氧化铝和稀盐酸,盐酸具有挥发性,加热促进氯化铝水解,蒸干时得到的固体是氢氧化铝,灼烧氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝和水,所以灼烧得到的固体是氧化铝,反应的化学方程式为:AlCl3+3H2O Al(OH)3↓+3HCl,2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,SOCl2和水剧烈反应生成HCl而抑制铝离子水解,且SOCl2与水反应既减少了水的量,所以能得到氯化铝固体,故答案为:AlCl3+3H2O Al(OH)3↓+3HCl,2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,SOCl2与水反应既减少了水的量,生成的HCl又抑制了AlCl3的水解,所以能得到氯化铝固体;(3)已知常温下KSP[Al(OH)3]=1.3×10﹣33,若起始c(AlCl3)=1.0mol•L﹣1,C(Al3+)c3(OH﹣)=KSP[Al(OH)3]=1.3×10﹣33
c(OH﹣)= ≈1.0×10﹣11mol/L,c(H+)= ≈1.0×10﹣3mol/L,则Al3+开始沉淀时的c(H+)≈1.0×10﹣3mol/L,故答案为:1.0×10﹣3;(4)①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ•mol﹣1;②3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H2=bkJ•mol﹣1;依据盖斯定律计算①+②得到所需热化学方程式,Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)△H=(a+b)KJ/mol,故答案为:a+b.
【分析】(1)SOCl2和水剧烈反应,液面上有白雾生成,说明生成的气体遇水蒸气能形成小液滴,等白雾消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色凝乳状沉淀析出,说明生成的白雾是稀盐酸,则气体中含有HCl;还生成气体,该气体能使品红溶液褪色说明该气体具有漂白性,根据元素守恒知,生成物中含有二氧化硫;(2)氯化铝易水解生成氢氧化铝和稀盐酸,盐酸具有挥发性,加热促进氯化铝水解,蒸干时得到的固体是氢氧化铝,灼烧氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝和水,所以灼烧得到的固体是氧化铝,SOCl2和水剧烈反应生成HCl而抑制铝离子水解;(3)依据溶度积常数计算得到离子浓度;(4)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式.
24.【答案】(1)[H:]﹣Mg2+[H:]﹣
(2)2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2
(3)MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g)△H=﹣309kJ•mol﹣1;T3<T2<T1
(4);<
(5)MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH;Li++e﹣=Li
【解析】【解答】解:(1)MgH2是一种离子化合物,镁失去最外层电子给氢原子,电子式为:[H:]﹣Mg2+[H:]﹣;
故答案为:[H:]﹣Mg2+[H:]﹣;(2)Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,化学方程式为:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2;
故答案为:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2;(3)①已知:ⅠMgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1;
ⅡH2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H2=﹣241.8 KJ•mol﹣1;
ⅢMg(s)+ O2(g)═MgO(s)△H3=﹣141.6 KJ•mol﹣1
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g)△H=﹣309 kJ•mol﹣1;
故答案为:MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g)△H=﹣309 kJ•mol﹣1;②MgH2作贮氢材料时,单位贮氢材料释放出氢气,反应为MgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1,温度升高有利于氢气的释放,由图可知,T1、T2、T3氢气的释放速率减慢,则T3<T2<T1;
故答案为:T3<T2<T1;(4)①反应2MgO(s)+2SO2 (g)+2NO(g)⇌2MgSO4(s)+N2(g),化学平衡常数K= ;
故答案为: ;②温度升高化学平衡向着吸热方向移动,由图可知温度升高,K减小,说明该反应为放热反应,则△H=a KJ•mol﹣1<0;
故答案为:<;(5)全固态锂离子电池放电时电池反应为2Li+MgH2═Mg+2LiH,X极电极材料为MgH2,该极为正极,得电子,电极反应式为:MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH,则Y极为Li,作负极,电极反应式为:Li﹣e﹣=Li+,;充电时:Y极为阴极:反应式为:Li++e﹣=Li;
故答案为:MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH;Li++e﹣=Li.
【分析】(1)MgH2是一种离子化合物,镁失去最外层电子给氢原子;(2)Mg2Cu在加压条件下与氢气生成MgH2和MgCu2,根据质量守恒可得;(3)①已知:ⅠMgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1;
ⅡH2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H2=﹣241.8 KJ•mol﹣1;
ⅢMg(s)+ O2(g)═MgO(s)△H3=﹣141.6 KJ•mol﹣1
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g);②MgH2作贮氢材料时,单位贮氢材料释放出氢气,反应为MgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1,温度升高有利于氢气的释放;(4)①根据平衡常数为生成物浓度幂之积与与反应物浓度幂之积之比可写,注意固体不写入;②根据温度升高化学平衡向着吸热方向移动分析;(5)全固态锂离子电池放电时电池反应为2Li+MgH2═Mg+2LiH,X极电极材料为MgH2,该极为正极,得电子,电极反应式为:MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH,则Y极为Li,作负极,电极反应式为:Li﹣e﹣=Li+,;充电时:Y极为阴极:反应式为:Li++e﹣=Li.
25.【答案】(1)玻璃搅拌器;使强酸和强碱充分反应
(2)偏大
(3)不相等
(4)偏小
(5)c
【解析】【解答】(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是玻璃搅拌器,作用是搅拌,使强酸和强碱充分反应,故答案为:玻璃搅拌器;使强酸和强碱充分反应。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,会有一部分热量散失,测得的中和热数值将会减小,但中和热焓变是负值,则生成1mol H2O时所测得中和反应的反应热(ΔH)将偏大,故答案为:偏大。
(3)实验中改用60mL盐酸和60mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量更少,即不相等,故答案为:不相等。
(4)是弱电解质,电离过程吸热,若用等体积等物质的量浓度的进行上述实验,生成1mol H2O时,所测得的中和反应的反应热数值偏小,即生成1mol H2O时,所测得的中和反应的反应热的绝对值()将偏小,故答案为:偏小。
(5)a.向内简中加入稀碱时,应当快速倒入内简中,以减少热量损失,故a不正确;
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,溶液的质量增大,所以量筒中剩余的液体不要用水冲洗,故b不正确;
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平,保证量取的酸或碱的用量准确,实验操作规范,故c正确;
d.内简中有残留的水,使溶液的总质量偏大,导致溶液的最终温度偏低,故d不正确;
故答案为:c。
【分析】(1)该装置还缺少环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸碱充分反应;
(2)简易量热计如果不盖杯盖会导致热量损失;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关;
(4)醋酸是弱酸,电离吸热;
(5)a.为了减少热量损失,应快速加入碱;
b.量取盐酸的量筒无需洗涤;
c.读取量筒的数据时,视线必须与液体凹面最低处相平;
d.内筒有水,会导致溶液温度偏低。
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