内容正文:
第1章《化学反应的热效应》单元检测
一、单选题
1.已知:在标准压强101kPa、25℃,由最稳定的单质合成物质的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。有关物质有如图所示关系。下列有关判断正确的是
A.的
B.比稳定
C.标准燃烧热为
D.的键能小于与的键能之和
2.P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如表所示:
物质
共价键
S—S
P—P
P—S
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
则反应S8(s)+P4(s)=P4S3(s)的ΔH为
A.(a+b-c)kJ·mol-1 B.(c-a-b)kJ·mol-1
C.(3a+3b-6c)kJ·mol-1 D.3(a+2b-3c)kJ·mol-1
3.已知4g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量为484kJ,16g氧气中O=O键完全断裂时吸收的热量为248kJ,水蒸气中1mol H-O键形成时放出的热量为463kJ, 。下列说法错误的是
A.常温下,氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为
B.0.5mol 完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为121kJ
C.电解9g液态水,吸收的热量为143kJ
D.1mol H-H键断裂时吸收的热量为436kJ
4.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知:4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔH>0,则等质量白磷比红磷物质能量低
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应的热化学方程式可表示为NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g) = CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
5.已知:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下:
过程Ⅰ:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2kJ·mol
过程Ⅱ:……
下列说法不正确的是
A.该过程能量转化形式是太阳能→化学能
B.过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=+129.2kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1
D.过程Ⅰ每转移2mol电子吸收313.2kJ热量
6.下列热化学方程式或叙述正确的是
A.1mol液态肼()在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642kJ热量:
B.12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ热量:
C.已知: ,则
D.已知: ,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5mol和1.5mol充分反应放出46.2kJ的热量
7.下列有关中和热的说法正确的是
A.表示中和热的热化学方程式为H+(l)+OH-(l)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol
B.准确测量中和热的整个实验过程中,至少测定2次温度
C.测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热:
8.能源是人类生活和社会发展的基础,化学反应中,能量的测定和利用是关乎可持续发展的重要课题。下列相关叙述正确的是
A.已知氢气和氯气混合在光照时发生爆炸,而氢气在氯气中点燃能安静燃烧,说明在同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应条件不同,△H不同
B.将锌片直接放入足量稀硫酸中,另取质量相同的锌片与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中,充分反应后,两反应的△H相同,但放出的热量不同
C.H2是一次能源,是可再生能源
D.为了充分利用热能,可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧
9.已知:CO(g) +O2(g) = CO2(g) ΔH1
H2(g) +O2(g) = H2O(g) ΔH2
CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)的ΔH为
A.ΔH1 + 2ΔH2 - ΔH3 B.ΔH1 + ΔH2 - ΔH3
C.ΔH1 + 2ΔH2 + ΔH3 D.ΔH1 - 2ΔH2 + ΔH3
10.以和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时,第一步就需要转化为甲醇。
已知:①
②
下列说法正确的是
A.若温度不变,反应①中生成1mol时,放出的热量大于90.5kJ
B.对于②反应,选用高效催化剂,可降低反应的焓变
C.与合成甲醇的热化学方程式为
D.以和为原料合成甲醇,同时生成,该反应放出能量
11.25℃和101kPa下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图:
则由H2(g)和Cl2(g)反应生成1molHCl(g)的能量变化是
A.吸收183 kJ 能量 B.释放183 kJ 能量
C.吸收91.5 kJ能量 D.释放91.5 kJ能量
12.下列有关中和热和燃烧热的说法中,正确的是
A.反应热就是热量
B.在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于
C.溶液与稀溶液恰好完全反应时,放出的热量
D.已知 所以,C的燃烧热是
13.室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向5mL 0.1mol/L KI溶液中加入1 mL 0.1mol/L FeCl3溶液充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液观察溶液颜色变化
化学反应有一定限度
B
向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
具有漂白性
C
向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化
Br2的氧化性比I2的强
D
分别取50mL 0.5mol/L硫酸、氢氧化钡两溶液在量热器中充分反应,测定反应前后最大温度差
测定中和热
A.A B.B C.C D.D
14.下列说法不正确的是
A.CH4 的燃烧热是890.3kJ·mol-1,则表示 CH4 的燃烧热的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.由C(金刚石)=C(石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,石墨比金刚石稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含 1mol HNO3 的稀溶液与含 1mol Ba(OH)2 的稀溶液混合,放出的热量为 57.3 kJ
D.1mol 钠蒸气与 2 mol 钠蒸气完全燃烧时,燃烧热相同
15.下列实验操作或实验仪器使用正确的是
A
B
C
D
海带灼烧
干燥二氧化碳
进行中和热的测定
稀释浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.(1)有以下各组微粒或物质:A.正丁烷和异丁烷 B.金刚石、石墨和C60 C.冰和干冰 D.35Cl和37Cl E.NO和NO2;其中,互为同分异构体的有 (填编号,以下同);互为同素异形体的有 。
(2)现有:①干冰 ②金刚石 ③NH4Cl ④Na2S四种物质,按下列要求回答(填序号):熔化时不需要破坏化学键的是 ;既存在离子键又存在共价键的是 。
(3)向一个容积为2 L的密闭容器中充入7 mol SO2和4 mol O2,在一定温度和压强下,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g),经4 s后达到平衡状态,测得SO2的物质的量是3 mol,则达到平衡状态时O2的转化率为 ;平衡时SO3的物质的量浓度 。
(4) NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气,在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
17.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燃烧热的热化学方程式为 。
(2)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 。
(3)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 。
(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
18.2022年11月29日23时08分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥十五火箭,成功将神舟十五号载人飞船发射升空,是空间站建造阶段最后一次载人飞行任务。
(1)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:
① kJ/mol
② kJ/mol
请写出与反应的热化学方程式 。此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
③ ,与进行大小比较: (填“>”、“<”或“=”)。
(2)二甲醚()是一种新型能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和合成二甲醚的反应为: kJ/mol。
①改变下列“量”,一定会引起发生变化的是 (填代号)。
a.化学计量数 b.反应物浓度 c.催化剂
②采用新型催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中对合成二甲醚的影响情况如下图所示。
当时,二甲醚的选择性(选择性)为85.8%,此时二甲醚的产率为 。(保留3位有效数字)
(3)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ: kJ·mol
反应Ⅱ: kJ·mol
在反应Ⅱ中,若标准状况下有33.6 L 气体与水蒸气完全反应生成液态硫酸和固态硫单质,则放出的热量为 kJ。
19.现在和将来的社会,对能源和材料的需求是越来越大,我们学习化学就为了认识物质,创造物质,开发新能源,发展人类的新未来。请回答以下问题:
(1)理想的新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点,下列属于理想的新能源的是_______。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)已知:CO的燃烧热为,则表示CO燃烧热的热化学方程式为: 。
(3)已知反应,在298K时断开(形成)1mol化学键要吸收(放出)的能量数据为:
化学键
H—H
O—H
C—H
CO
436
x
413
1076
则根据反应热的计算,x=
(4)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
①过程Ⅰ为过程 (填“吸热”或“放热”)。过程Ⅱ生成的化学键有 (填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。
②已知过程Ⅰ的焓变为,过程Ⅱ的焓变为,则该反应的热化学方程式为 。
20.
(1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:△H= 。
21.I.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”),所求中和热 (填“相等”“不相等”),简述理由: 。
Ⅱ.2021年世界环境日中国主题:人与自然和谐共生。
(4)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体的减排提供了一个新途径,断开各分子中1mol化学键吸收的能量如下表所示,则以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)的热化学方程式为 。
化学键
C=O
C≡O(CO)
O=O
能量/KJ。mol-1
799
1072
496
(5)以太阳能为热源,金属氧化物为催化剂可以分解水制H2和O2,实现能源绿色化,其过程如下:
过程Ⅰ:
过程Ⅱ:
总反应:
则过程Ⅱ的= 。
22.根据信息书写热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气,在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
(3)如图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
23.请按要求填空。
(1)以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题:
。
(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
热化学硫碘循环水分解制氢系统(I)
热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫黄系统(IIⅡ)
通过计算,可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为 、 。
(3)已知:
I.
II.
III.
写出分解生成与气体的热化学方程式: 。
24.环境保护与绿色发展是新时代人们关心的共同话题。NO、是大气主要污染物,因此对工业烟气(主要成分为,、)脱硝是工业生产中的重要一环。脱除的方法有多种,比较常见的有水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、氧化吸收法、还原吸收法和综合吸收法等。
(1)碱液吸收:NaOH溶液可吸收工业烟气,获得副产品。
①等物质的量的NO与被NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为 。
②若吸收时NO与的比例控制不当,则吸收液经浓缩结晶、过滤得到的晶体中最有可能混有的杂质是 (填化学式)。
(2)目前常见方法是采用酸化处理的NaClO溶液液相氧化法脱除烟气中的,其主要过程如下:
Ⅰ. kJ/mol
Ⅱ. kJ/mol
①写出转化为的热化学方程式: 。
②研究不同温度下对NO脱除率的影响,结果如图所示。在60~80℃时,NO脱除率下降的原因是 。
(3)氨气催化吸收处理尾气法:已知6mol氨气恰好能将含NO和共7mol的混合气体完全转化为,则混合气体中NO和的物质的量之比为 。
(4)还原吸收法
方法1:直接使用尿素溶液吸收烟气中的。
方法2:先用合适的氧化剂将中的NO氧化为,再用溶液还原吸收。
还原吸收等量的,消耗尿素较少的是 (填“方法1”或“方法2”)。工业上选择方法2处理的原因是 。
25.回答下列问题。
(1)如图1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图。
请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式 。
(2)用如图所示装置进行中和热的测定实验。
①仪器A的名称是 ,碎泡沫塑料的作用是 。
②理论上强酸强碱的中和热为57.3kJ·mol-1,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式 。
(3)甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知:
①甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式为 ;
②H2(g)的燃烧热为 。
(4)某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,则至少需要称量NaOH固体 g。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。请填写下表中的空白:
温度实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(5)近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。则中和热 (取小数点后一位)。
(6)上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.在量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用铜棒代替玻璃搅拌棒
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.同种物质气态时的能量高于液态时的能量,的,故A正确;
B.的标准摩尔生成焓为-45.9kJ·mol-1,的标准摩尔生成焓为50.6kJ·mol-1,N2和H2反应生成放热,而生成吸热,则的能量比低,较稳定,故B错误;
C.由题图数据可计算出①N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)ΔH=+50.6kJ·mol-1,②O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,②-①可得ΔH=-534.2kJ·mol-1,的标准燃烧热是指生成液态水时放出的热量,应大于534.2kJ·mol-1,故C错误;
D根据题图,NO(g)的标准摩尔生成焓为91.3kJ·mol-1,O2(g)+N2(g)=2NO(g)的ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和>0,即2mol NO(g)的键能小于1mol 与1 mol 的键能之和,没有指出三种物质的物质的量,故D错误。
故选A。
2.C
【详解】根据反应物总键能-生成物总键能,则该反应,答案选C。
3.A
【详解】A. , ,则氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为 ,A错误;
B.0.5mol 完全燃烧生成水蒸气时放出的热量为,故B正确;
C.电解液态水的热化学方程式为: ,所以电解9g(l)即0.5mol (l)吸收的热量为,C正确;
D.1mol O=O完全断裂吸收的热量为,生成1mol (g)放出的热量为kJ;设1mol H-H键断裂时吸收热量为x kJ
由反应
可得:,解得,D正确;
故选A。
4.C
【详解】A.产物中H2O是气态,不能据此计算H2的燃烧热,A错误;
B.已知:4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔH>0,该反应为吸热反应,生成物的能量高于反应物,则等质量的红磷的能量低于白磷的能量,B错误;
C.20.0 g NaOH的物质的量为0.5mol,含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则1mol NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出57.4kJ的热量,,该反应的热化学方程式可表示为NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= -57.4 kJ/mol,C正确;
D.1 mol C完全燃烧生成CO2放出的热量多于不完全燃烧生成CO放出的热量,放热越多,ΔH越小, 故ΔH1<ΔH2,D错误;
故选C。
5.D
【详解】A.过程Ⅰ将太阳能转化为化学能,过程Ⅱ是吸热反应,将热能转化为化学能,即该过程能量转化形式是太阳能或热能→化学能,故A正确;
B.过程Ⅰ的反应为①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g),ΔH=+313.2kJ·mol,反应②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ/mol,过程Ⅱ为3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s),根据盖斯定律②×-①×计算3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)的ΔH=+129.2kJ·mol-1,故B正确;
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ•mol-1,则H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1,即氢气的摩尔燃烧焓为△H=-285.8kJ•mol-1,故C正确;
D.过程Ⅰ的反应为①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g),ΔH=+313.2kJ·mol,每吸收313.2kJ能量转移4mol电子,故D错误;
故选:D。
6.C
【详解】A.液态肼的燃烧为放热反应,,故A错误;
B.石墨转化为时,放出的热量,则石墨转化为放出的热量,所以,故B错误;
C.根据已知热化学方程式, ,则由盖斯定律可知, ,故C正确;
D.该反应为可逆反应,和反应不能全部转化为,所以在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应消耗的氮气物质的量小于0.5mol,因此放出的热量小于,故D错误;
故选C。
7.C
【详解】A.中和热的热化学方程式中酸、碱、盐的状态是溶液,用aq表示,所以中和热的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H=-57.3 kJ/mol,A错误;
B.准确测量中和热的实验过程,至少需记录温度3次:酸溶液的初始温度、碱的初始温度、反应后的最高温度,进而确定温度差△t,B错误;
C.金属Cu是热的良导体,易传热,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,会使热量损失大,测量出的中和热数值偏小,C正确;
D.中和热是强酸、强碱在稀溶液完全反应生成1 mol水时放出的热量,CH3COOH是弱酸,电离过程需吸收热量,因此反应产生1 mol水时放出热量小于57.3 kJ,反应放出热量越小,则反应热越大,所以,△H>-57.3 kJ/mol,D错误;
故合理选项是C。
8.B
【详解】A.焓变与反应条件无关,同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应条件不同,焓变相同,A错误;
B.两种情况中,总反应均是Zn与稀硫酸的反应,所以ΔH相同,但锌片与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中构成原电池,化学能转化为电能和热能,放热减少,B正确;
C.一次能源是直接从自然界取得的能源,氢气不是一次能源,是用一次能源制得的二次能源,是可再生能源,C错误;
D.通入大量的空气会带走大量的热能,反而不能充分利用热能,通入的空气应适量,D错误;
综上所述,答案为B。
9.A
【详解】由题意把已知反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律:将方程式①+②2-③得CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) ΔH=ΔH1 + 2ΔH2 - ΔH3;
故答案为:A。
【点睛】使用盖斯定律进行反应热的计算时,要先对几个反应进行观察,然后合理重组得到目标反应。重组技巧是:同向用加,异向用减,倍数用乘,焓变同变。即条件方程式中的各种物质与目标方程式同向的(如同在左边或同在右边)用加法,异向的用减法,化学计量数与目标存在倍数关系的用乘法,扩大一定倍数后(或缩小为几分之一)与目标化学方程式中的计量数相同,各条件方程式中的焓变看作生成物作同样变化。
10.A
【详解】A.1molCH3OH(g)能量高于1molCH3OH(l),反应物的总能量相同,根据能量守恒定律,若温度不变,反应①中生成1molCH3OH(l)时,放出的热量大于90.5kJ,A正确;
B.催化剂可降低CO2与H2合成甲醇的反应的活化能,但不改变反应的焓变,B错误;
C.根据盖斯定律①-②得反应④CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=(-90.5-41.1)kJ•mol-1=-131.6kJ•mol-1,C错误;
D.2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g) ,根据已经条件不能算出该热化学方程式的反应热,D错误;
故选A。
11.D
【详解】由图可知:1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键断裂需要吸收的能量为436kJ+243kJ=679 kJ,形成2mol HCl中的化学键释放的能量为431kJ+431kJ=862 kJ,679 kJ-862 kJ=-183kJ,则H2(g)和Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出的能量为183 kJ,H2(g)和Cl2(g)反应生成1 mol HCl(g)放出的能量为91.5 kJ;
故答案为:D。
12.B
【详解】A.在一定温度下,化学反应吸收或放出的热量叫做反应热,A错误;
B.醋酸为弱电解质,电离吸热,在稀溶液中,和完全中和时放出的热量小于,B正确;
C.中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水所释放的热量,所以1L 1.0mol/L的H2SO4与稀NaOH溶液恰好完全反应时放出114.6kJ的热量,C错误;
D.C的燃烧热是C完全燃烧生成CO2所放出的热量,D错误;
故选B。
13.D
【详解】A.,根据数据可知I-过量,充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液,溶液颜色变红,说明该反应为可逆反应,化学反应有一定限度,故A正确;
B.向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡品红褪色,加热试管,观察溶液颜色又恢复,与有色物质反应生成不稳定的无色物质,具有漂白性,故B正确;
C.淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,发生,淀粉变蓝,说明Br2的氧化性比I2的强,故C正确;
D.中和热是稀的强酸强碱反应生成1mol水放出的热量,硫酸与氢氧化钡反应除了生成水还生成BaSO4沉淀,测出的数值比中和热的数值大,故D错误;
故答案为D。
14.A
【详解】A.甲烷的燃烧热为890.3kJ⋅mol−1是指:1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放出热量890.3kJ,故A错误;
B.C(金刚石)=C(石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1说明金刚石所具有的能量比石墨多,能量越低越稳定,即石墨比金刚石稳定,故B正确;
C.将含 1mol HNO3的稀溶液与含 1mol Ba(OH)2的稀溶液混合,可生成1mol水,则该反应放出57.3 kJ热量,故C正确;
D.燃烧热就是指1mol可燃物完全燃烧生成指定生成物所放出的热量,与反应物用量无关,故D正确;
答案选A。
15.D
【详解】A.灼烧海带用坩埚,但坩埚是与泥三角配套使用的而不是石棉网,故A错误;
B.用浓硫酸干燥气体应该长进短出,故B错误;
C.进行中和热的测定需要用到环形玻璃搅拌器进行搅拌,故C错误;
D.稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,故D正确;
故选D。
16. A B ① ③ 50% 2 mol·L-1 NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1
【详解】分析:(1)同分异构体是指分子式相同,但结构不同的有机化合物,而同素异形体是指由同种元素组成的不同单质;
(2)分子晶体熔化不需要破坏化学键,原子晶体熔化时需要破坏共价键,离子晶体熔化时需要破坏离子键;共价键为非金属原子之间形成的化学键,离子键为阴阳离子之间形成的化学键,根据物质的组成进行判断;
(3)根据反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比,求出反应的氧气的物质的量,然后根据转化率=转化量/起始量×100%来解答;根据方程式,计算出SO3的物质的量,再利用c=计算 SO3的物质的量浓度。
(4)n(NaBH4)==0.1mol, 在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗0.1mol NaBH4(s)放热21.6 kJ,则消耗1mol NaBH4放热216.0kJ,结合物质的状态、焓变书写热化学方程式。
详解:(1)A、正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10,但结构不同,则互为同分异构体;
B、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的,但属于不同的单质,则互为同素异形体;
C、冰和干冰的成分分别是水、二氧化碳,是两种不同的物质;
D、35Cl和37Cl是质子数相同,中子数不同的原子,则为同种元素的不同核素,互为同位素;
E、.NO和NO2是两种不同的物质;
因此,本题正确答案是:A;B;
(2)分子晶体熔化不需要破坏化学键,所以熔化时不需要破坏化学键的是①干冰;
②金刚石 ③NH4Cl ④Na2S分别属于原子晶体、离子晶体、离子晶体,熔化时需要破坏共价键、离子键、离子键;
①干冰中碳氧之间形成共价键;②金刚石中碳碳之间形成共价键;③NH4Cl中氯离子和铵根离子之间存在离子键,铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键;④Na2S中钠离子与硫离子之间形成离子键,
因此,本题正确答案是:①;③;
(3)向一个容积为2L的密闭容器中充入7 mol SO2和4 mol O2,在一定温度和压强下,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g),经4s后达到平衡状态,测得SO2的物质的量是3mol,则反应的SO2的物质的量是4mol,反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以消耗的氧气的物质的量为2mol,
平衡状态时O2的转化率为×100%=50%;
参加反应的SO2的物质的量为7mol-3mol=4mol,根据方程式2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)
可以知道,生成的SO3的物质的量等于参加反应的SO2的物质的量,
平衡时SO3的物质的量浓度为=2mol/L;
因此,本题正确答案是:50% ;2 mol·L-1 ;
(4)n(NaBH4)==0.1mol, 在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗0.1mol NaBH4(s)放热21.6 kJ,则消耗1mol NaBH4放热216.0kJ,则热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1,
因此,本题正确答案是: NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1。
17.(1)H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ/mol
(3)H2SO4 (aq)+NaOH(ag)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
(4)NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) △H=-216.0kJ/mol
【详解】(1)在101kPa时,H21.00molO2中完全燃烧生成2.00mol液态H2O,放出571 6kJ的热量,即2mol氢气完全燃烧放出571.6kJ的热量,则1mol氢气完全燃烧放出的燃量为285.8kJ,所以氢气的燃烧热为-285.8kJ/mol,氢气和氧气都是气态,水是液态,则氢气的燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;
(2)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ/mol、 -726.5kJ/mol,则①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol,②CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol,由盖斯定律可知,②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),则△H=-726.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-443.5kJ/mol;
(3)1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,生成2mol液态水,放出114.6kJ热量,则molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成1mol液态水时放出的热量为114.6kJ×=57.3kJ,故表示H2SO4与NaOH反应中和热的热化学方程式为: H2SO4 (aq)+NaOH(ag)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol;
(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g),n(NaBH4)==0.1mol,在25℃、101kPa下,每消耗0.1molNaBH4(s)放热21.6kJ,则消耗1molNaBH4(s)放热216.0kJ,则热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) △H=-216.0kJ/mol。
18.(1) 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1134.4kJ/mol 生成物为氮气和水,不污染空气 <
(2) a 61.8%
(3)
【详解】(1)① kJ/mol
② kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2-①得到:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1134.4kJ/mol。该反应除释放大量热和快速产生大量气体外,生成物为氮气和水,不污染空气。
② kJ/mol
③ ,反应②和③均属于放热反应,反应③生成液态水,放出热量更多,<。
(2)反应热只与具体反应的化学计量数有关,与温度、压强、催化剂、转化率、反应物浓度等无关,a正确,故选a。
当时,二甲醚的选择性=85.8%,由图可知,此时CO的转化率为72%,此时二甲醚的产率=85.8%×72%≈61.8%。
(3)气体与水蒸气完全反应生成液态硫酸和固态硫单质的化学方程式为 3SO2+2H2O2H2SO4+S↓。根据盖斯定律,反应=-(反应Ⅰ+反应Ⅱ),可得:3SO₂(g)+2H₂O(g)2H₂SO4(1)+S(s)△H2=-254 kJ/mol。33.6 L 气体物质的量为,放出的热量为。
19.(1)B
(2)
(3)465
(4) 吸热 极性键和非极性键
【详解】(1)新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点,结合该特点可知⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能符合新能源的要求,故答案为:B;
(2)CO的燃烧热为,则表示CO燃烧热的热化学方程式:,故答案为:;
(3)根据焓变等于反应物的键能和减生成物的键能和得:,解得:x=465,故答案为:465;
(4)①过程Ⅰ为断键过程,断键吸热,则过程I为吸热过程;过程Ⅱ中形成碳氧键(极性键)和氮氮键(非极性键),故答案为:吸热;极性键和非极性键;
②过程I为过程,过程Ⅱ形成化学键为放热过程,则过程I的的反应热,过程Ⅱ的反应热,,总反应的反应热:,总反应的热化学方程式为:,故答案为: ;
20.(1)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234 kJ/mol
(2)△H= +227kJ/mol
【详解】(1)反应物能量高,所以是放热反应,反应发热为368-134=234 kJ/mol,则热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234 kJ/mol;
(2)C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的方程式为:2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)把这个反应看出总反应,给出的三个反应看成分反应,分别标为①、②、③,利用盖斯定律①×2+②-③可得总反应,△H=(-393)×2+(-572) –(-2598)=+227kJ/mol。
21.(1)玻璃搅拌器
(2)偏小
(3) 不相等 相等 因为中和热是酸和碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。
(4)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) H=+556KJ/mol
(5)H2=+216.5KJ/mol
【详解】(1)实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是玻璃搅拌器。玻璃搅拌器能是酸碱充分混合进行酸碱中和反应;
(2)该实验的核心是保温隔热,若大烧杯上如不盖硬纸板,中和释放的热释放到空气中,求得的中和热数值偏小;
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1 盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,生成的水与上述实验不相等,故所放出的热量不相等,但中和热的定义是稀的强酸与强碱溶液中和生成1mol水所放出的热量,与实际生成水量无关,故中和热相等;
(4)方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) 该反应断裂4mol碳氧双键,形成2mol碳氧三键和1mol氧氧双键,故H=反应物键能之和-生成物键能之和(4799-21072-496)kJ/mol=+556KJ/mol,故热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) H=+556KJ/mol;
(5)根据盖斯定律知Ⅰ+2Ⅱ=总反应,故过程Ⅱ的=()=(571-138)kJ/mol=+216.5KJ/mol。
22.(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1
(2)NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216 kJ·mol-1
(3)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)ΔH=-234 kJ·mol-1
【详解】(1)根据碳原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3.生成100 g CaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,据此可写出反应的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1;
(2)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g),消耗1 mol NaBH4(s)放热,据此可写出反应的热化学方程式:NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216 kJ·mol-1;
(3)由△H=生成物总能量-反成物总能量,可知NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)ΔH=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。
23.(1)+40.9
(2)
(3)
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,即。
(2)令题干中的四个热化学方程式从上到下分别为①②③④,根据盖斯定律,将①+②+③可得系统(Ⅰ)中的热化学方程式: ;同理,将②+③+④可得系统(Ⅱ)中的热化学方程式: 。
(3)由盖斯定律将Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得:。
24.(1) NO+NO2+2OH-=2+H2O NaNO3
(2) 2NO(aq)+3HClO(aq)=2HNO3(aq)+3HCl(aq)=(3a+b)kJ/mol HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小
(3)5:2
(4) 方法1 NO2在水中溶解性好,与尿素溶液反应速率快,NO2的氧化性强于NO
【详解】(1)①NO与NO2中氮元素化合价分别为+2、+4,等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收,则生成NaNO2和水,反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2+H2O;
②若吸收时NO与NO2比例控制不当,NO过量不影响生成物,NO2过量则和氢氧化钠生成亚硝酸钠和硝酸钠,故得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是NaNO3;
(2)①根据盖斯定律,I×3+II即可得热化学方程式:2NO(aq)+3HClO(aq)=2HNO3(aq)+3HCl(aq)=(3a+b)kJ/mol;
②HClO受热不稳定,温度升高时HClO发生分解,溶液中c(HClO)减小,使NO脱硫率下降;
(3)已知6mol氨气恰好能将含NO和NO2共7mol的混合气体完全转化为N2,设混合气体中NO和NO2的物质的量分别为xmol、ymol,则有氮元素质量守恒①x+y=7,电子转移守恒②2x+4y=6×3,联立方程①②,解得:x=5,y=2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之为5:2;
(4)先用合适的氧化剂将中的NO氧化为,再用溶液还原吸收,NO和NO2均被还原为N2。已知等物质的量的NO和NO2,后者消耗的尿素更多,故还原吸收等量的,消耗尿素较多的是方法2,较少的是方法1;NO2在水中溶解性好,与尿素溶液反应速率快,NO2的氧化性强于NO,故工业上选择方法2处理。
25.(1)
(2) 环形玻璃搅拌棒 防止热量散失
(3)
(4)5g
(5)
(6)acd
【详解】(1),热化学方程式为:;
(2)①由图可知,仪器A为环形玻璃搅拌棒;碎泡沫塑料用于防止热量散失;
②理论上强酸强碱的中和热为57.3kJ·mol-1,稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式为:;
(3)反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水的方程式为:,2×(反应Ⅰ+反应Ⅱ)可得该方程式,其;
②在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,H2(g)的燃烧热为;
(4)要使用245mL NaOH溶液,应选择250mL容量瓶,实际配制250mL0.50mol/L NaOH溶液溶液,需要氢氧化钠的质量m=0.25L×0.5mol/L×40g/mol=5.0g;
(5)4次温度差分别为:4.0℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,4组数据中第二组误差较大,无效,温度差平均值为,50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376kJ,所以实验测得的中和热;
(6)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,a符合题意;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,b不符合题意;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,导致热量散失,中和热的数值偏小,c符合题意;
d.用铜棒代替玻璃搅拌棒,铜棒导热性好,导致热量散失,中和热的数值偏小,d符合题意;
故答案为acd。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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