内容正文:
第1章《化学反应的热效应》单元练习
一、单选题
1.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.
2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式可表示为 ,又知弱电解质的电离是吸热过程。向1L0.5的溶液中分别加入下列物质:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的焓变分别为、、,则、、的关系是
A. B.
C. D.
3.下列有关说法正确的是
A.甲烷燃烧热的数值为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.已知 , ,则
C.已知 ,由此可知1molHI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5kJ的热量
D.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为为:
4.下列说法或表示方法中正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.在101Kpa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=+285.8KJ/mol
D.稀溶液中:H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l);ΔH=—53.7KJ/mol ,若将含0.5 molH2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于53.7KJ/mol
5.下列分析正确的是
A.“木与木相摩则然(燃)”的“然”是热能转变为化学能
B.“浮梁巧烧瓷,颜色比琼玖”的“瓷”是硅酸盐产品
C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅
D.为打造生态文明建设,我国大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于一次能源
6.如图是H2与Cl2发生反应生成HCl的途径和三个状态的能量,有关说法错误的是
A.步骤2是放热过程 B.三个状态的能量E2最大
C.要实现步骤1的转化,必须加热 D.该反应的ΔH<0
7.1gH2燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
8.用50 mL0.50 mol•L-1盐酸和50 mL0.55 mol•L-1NaOH溶液测定H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时,下列说法不正确的是
A.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应缓缓倒入量热计内筒中,不断用玻璃搅拌器搅拌
B.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热,减少热量损失
C.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的反应热ΔH不变
D.改用25 mL0.50 mol•L-1盐酸跟25 mL0.55 mol•L-1NaOH溶液进行测定,ΔH数值不变
9.取一定浓度的稀硫酸与一定浓度的NaOH溶液各50mL,利用下图装置测定中和反应的反应热。下列说法正确的是
A.搅拌器可采用玻璃或铝质材料制备
B.酸碱混合后,缓慢搅拌,再迅速盖好杯盖
C.酸碱物质的量浓度之比一定是1∶2
D.用温度计测量酸的温度后直接测量碱的温度,测得反应热的数值偏低
10.化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应是吸热反应
B.断裂2molAB中化学键需要吸收ykJ能量
C.和的总能量低于2molAB的总能量
D.该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
11.下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式的是
A.
B.
C.
D.
12.已知0.1molC2H6(g)在常温下完全燃烧生成液态水放出的热量为155.98 kJ,则下列表示乙烷燃烧的热化学方程式书写正确的是
A.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=2119.6 kJ/mol
B.C2H6(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ΔH=-1559.8 kJ/mol
C.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1559.8 kJ/mol
D.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1559.8 kJ/mol
13.下列各组热化学方程式中,Q1<Q2的是
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
B.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
C.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
D.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
14.物质的燃烧推动了文明的进步和科技的发展,部分物质的燃烧热数据如下表:
物质
下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
15.下列说法正确的是
A.已知 , ;,
B.已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
C.已知 ,则燃烧热为
D.已知中和热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
二、填空题
16.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I ;
途径II 先制水煤气: ①;再燃烧水煤气: ②, ③。
请回答下列问题:
(1)等量的煤分别经过途径I和途径II,途径I放出的热量 途径II放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)、、、的数学关系是 。
(3)由于制取水煤气的反应中,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,故发生化学反应时,反应物就需要 (填“吸收”或“释放”)能量才能转化为生成物。
17.化学反应中要关注能量变化:
(1)①中和热测定时采用稍过量的氢氧化钠的原因: 。
②测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热(中和热为)的实验装置如图所示。某兴趣小组的实验数值结果小于。原因可能是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取一定量的稀硫酸时仰视读数
C.读取混合液的最高温度记为终点温度
D.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
(2)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:
反应III:
反应II的热化学方程式: 。
(3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。已知表中所列键能数据,则 (用小写字母表示)
化学键
C—H
O=O
C=O
O—H
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
(4)一定条件下,在水溶液均为1mol各离子、、、、的相对能量(kJ)大小如图所示,
则的 。
18.某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如图:
(1)写出步骤②③的化学方程式:
② ;
③ 。
(2)下列有关高炉炼铁的说法正确的是
a.增加高炉的高度可以提高CO的利用率
b.三个反应均为吸热反应
c.从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体
d.只有步骤②的反应是可逆反应
19.已知氮元素及其化合物的转化关系如下图所示,回答下列问题。
(1)已知1mol氨气发生反应②,完全反应生成NO和水蒸气时放出226kJ的热,该反应的热化学方程式是 。
(2)反应④的离子方程式为 。理论上如图N2合成1mol硝酸,至少需要氧气共 mol。
(3)汽车尾气净化装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,该过程的总反应化学方程式为 。
(4)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,可用NaOH溶液吸收。发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O,2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O,用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如下图:
(α表示尾气里NO、NO2中NO2的含量)
①根据上图得知 (填字母)。
A.NaOH溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
B.NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大
②当α小于50%时,加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率,原因是 。
20.(1)4克硫粉完全燃烧时放出37kJ热量,该反应的热化学方程式是: ;
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5千焦热量,其热化学方程式是 ,又已知:H2O(g) == H2O(l);ΔH=-44kJ/mol,则11.2升(标准状况下)乙硼烷完全燃烧时生成气态水时放出的热量为 千焦;
(3)发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气,已知:
N2(g)+2O2(g) == 2NO2(g),ΔH1=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) == N2(g)+2H2O(g),ΔH2=-534kJ/mol
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g),ΔH3=-484kJ/mol
H2(g)+F2(g) == 2HF(g),ΔH4=-538kJ/mol
试写出N2H4与NO2反应的热化学方程式 ,
写出N2H4与F2反应的热化学方程式 。
21.利用如图简易量热计测定中和反应反应热。
①在量热计内筒中加入50mL 0.50HCl溶液,插入温度计,记录初始温度为20.0℃;
②向烧杯中加入50mL 0.55NaOH溶液,调节其温度,使之也为20.0℃;
③快速将烧杯中的碱液倒入量热计内筒中,盖好杯盖,匀速搅拌,记录体系达到的最高温度为23.3℃。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)本实验中NaOH溶液稍过量,理由是 。
(3)上述反应过程中释放的能量为 kJ[已知,稀溶液的密度均为,水的比热容为]。
(4)写出表示该反应反应热的离子方程式: 。
(5)精确实验测得中和反应生成1 mol 的反应热 ,本实验出现误差的原因可能是______(填字母)。
A.NaOH溶液久置变质 B.温度计读数不是最高温度
C.NaOH溶液一次性倒入量热计中 D.量热计隔热效果差
(6)在实验中,如果用0.55的KOH溶液代替NaOH溶液,混合后最高温度与用NaOH时溶液的最高温度 (填“相同”或“不同”)。说明理由: 。
22.I.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
ΔH= + 88.6kJ/mol
(1)则M、N相比,较稳定的是 。
II.参考以下表格中的键能数据,回答下列问题:
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
(2)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”):SiC Si;SiCl4 SiO2。
(3)能不能根据键能的数据判断晶体硅和化合物SiCl4的熔点高低? (填“能”或“不能”),理由是 。
(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)。计算该反应的反应热△H为 kJ/mol。
23.合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
(1)吸热反应的反应热,放热反应的反应热
由图可知合成氨反应的反应热为 ,断键效率对反应速率起决定性因素,那么对总反应速率影响较大的是步骤 。
A.步骤① B.步骤② C.步骤③ D.步骤④
(2)下列说法中,可以判断达到化学平衡状态的是___________。
A.一定温度下,恒压容器中发生,混合气体的密度保持不变。
B.一定温度下,恒容容器中发生,混合气体的压强保持不变、
C.一定温度下,恒容容器中发生,A的质量保持不变
D.一定温度下,恒容容器中发生,B和C的浓度相等。
24.化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。
(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.钠和水
(2)已知:2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量。
①该反应的能量变化可用图中的 (填字母“a”或“b”)表示。
②写出H2燃烧热的热化学反应方程式: 。
(3)同温同压下,,在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1 ΔH2(填“<”“>”或“=”)。
(4)1 mol NO2(g)和1mo1CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的能量变化示意图如下,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
25.能源、材料与生产生活和社会发展密切相关。
I.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料,只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。
(1)写出31号元素镓(Ga)的原子结构示意图: 。
(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为 。
(3)As元素的第一电离能 (填“大于”“小于”或“等于”)Se元素的第一电离能。
(4)写出原子序数最小的第VIII族元素基态原子的核外电子排布式: 。
(5)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号: 、 。
II.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中,断裂化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ/mol)
436
391
945
(6)已知: ,根据上表中所列键能数据可计算出a= 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】由盖斯定律得,(2×反应①+反应②-3×反应③)÷3得到反应④,即,故选B。
2.D
【详解】醋酸是弱酸,电离时吸热,浓硫酸溶于水时会放出较多热量,故发生中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)>Q (稀硝酸)>Q (稀醋酸),又因放热反应的焓变为负值,所以∆H2<∆H3<∆H1,故选D。
3.B
【详解】A.甲烷燃烧热的数值为890.3 kJ•mol-1,生成的氧化物为稳定的,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1,故A错误;
B.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2,C(s)充分燃烧时释放的热量多,则焓变小,故△H1<△H2,故B正确;
C.已知△H=-26.5 kJ•mol-1,反应为可逆反应,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后放出的热量小于26.5 kJ,故C错误;
D.醋酸为弱电解质,电离时吸热,导致释放的热量小于57.4kJ,热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>-57.4 kJ•mol-1,故D错误;
故选:B。
4.D
【详解】A.相同条件下,同一物质在气态时具有的的能量最多,液体时次之,固态时最少,反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量会比硫固体放出的要多,A错误;
B.需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,如只需加热达到物质的着火点所产生的燃烧现象它就是放热反应了,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应,B错误;
C.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,n=,放出285.8kJ热量,热化学方程式氢气前面的化学计量数为2,则放出2×285.8kJ热量,故2H2(g)十O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6KJ/mol,C错误;
D.0.5 molH2SO4中氢离子物质的量为1mol,1 mol NaOH中氢氧根离子物质的量为1mol,硫酸、氢氧化钠都是强电解质,但浓硫酸溶于水会放出大量热,故放出的热量大于53.7KJ/mol ,D正确;
故答案选D。
5.B
【详解】A.“木与木相摩则然(燃)”的“然”是摩擦过程中产生的热量使木材燃烧,是化学能转变为热能,故A错误;
B.“浮梁巧烧瓷,颜色比琼玖”的“瓷”是瓷器,属于硅酸盐产品,故B正确;
C.“光缆的主要成分是二氧化硅,硅是常用的半导体材料,故C错误;
D.一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,又称天然能源,电能属于二次能源,故D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.步骤2是由H原子、Cl原子通过形成共价键结合成HCl分子,是放热过程,A正确;
B.步骤1是断裂共价键,由分子转化为原子,需要吸收能量,步骤2是形成共价键,能够放出能量,所以三个状态的能量E2最大,B正确;
C.要实现步骤1的转化,需要吸收能量,此能量可以来自周围环境,不一定需要加热,C错误;
D.此反应的总反应为H2+Cl2=2HCl,属于化合反应,反应放出能量,所以该反应的ΔH<0,D正确;
故选C。
7.B
【详解】A.放热反应的焓变<0,故 ,A错误;
B.反应的焓变与物质的量成正比,故 ,B正确;
C.题干信息可知,生成液态水而不是气态水,故 ,C错误;
D.一个反应是放热反应则其逆过程为吸热反应,故 ,D错误;
故答案为:B。
8.A
【详解】A.酸碱混合时为了减少实验过程中的热量损失,要将量筒中NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中,并且迅速盖上盖板,防止热量的散失,而不能用玻璃棒搅拌,A错误;
B.中和反应反应热测定实验成败的关键是做好保温工作,为减少热量损失,装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热,B正确;
C.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,氢氧化钠溶液体积高于所需量的体积,但由于碱过量,反应产生水的量以不足量的HCl为标准,故产生的水的量不变,则放出的热量不变,测得的中和反应反应热ΔH不变,C正确;
D.反应放出的热量与所用酸和碱的量有关,但生成1 mol水时中和反应反应热的大小与参加反应的酸碱用量无关,D正确;
故合理选项是A。
9.D
【详解】A.搅拌器可采用玻璃材料,由于金属导热性良好,易造成热量较大损失,增大实验误差,故不能用铝质材料制备,A错误;
B.酸碱混合后,迅速盖好杯盖,快速拉动环形玻璃搅拌棒进行搅拌,使溶液充分反应,防止热量损失,B错误;
C.中和热的测量时,为减小误差,一般保持碱的浓度稍大,则酸碱物质的量浓度之比一般大于1∶2,C错误;
D.温度计上蘸的酸与NaOH溶液反应,导致硫酸和NaOH溶质损失,中和反应实验时放出的热量减少,使测得的反应热数值偏低,因放热反应的焓变是负值,则焓变偏高,D正确;
故选D。
10.B
【详解】A.反应物总能量大于生成物总能量,该反应是放热反应,故A错误;
B.根据图示,断裂AB中化学键需要吸收ykJ能量,故B正确;
C.和的总能量大于2molAB的总能量,故C错误;
D.该反应断开化学键消耗的总能量小于形成化学键释放的总能量,故D错误;
故答案选B。
11.C
【详解】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,1mol甲醇燃烧应该生成二氧化碳和液态水,符合概念的是C选项,故答案选C。
12.D
【详解】A.乙烷燃烧放热,焓变为负值,故A错误;
B.乙烷燃烧热是1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放出的能量,故B错误;
C.乙烷燃烧热是1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放出的能量,故C错误;
D.乙烷燃烧热是1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放出的能量,0.1molC2H6(g)在常温下完全燃烧生成液态水放出的热量为155.98 kJ,则1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放出1559.8 kJ能量,表示乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1559.8 kJ/mol,故D正确;
选D。
13.C
【详解】A.CO燃烧反应产生CO2气体会放出热量,说明物质完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量更多,则生成CO2放出热量比反应产生CO气体放出的热量多,则放出热量:Q1>Q2,A错误;
B.反应物是气态S时含有的能量比反应物是固态S含有的能量多。而生成物的状态相同,故气态硫燃烧放出热量比固态S燃烧放出的热量多,则放出热量:Q1>Q2,B错误;
C.HCl比HBr稳定,物质的稳定性越强,其含有的能量就越低,反应放出热量多,放出热量:Q1<Q2,C正确;
D.CH3COOH是弱酸,其电离产生自由移动的离子的过程会吸收热量,导致发生酸碱中和反应时放出的热量比强酸与强碱反应放出的热量少,故反应放出热量:Q1>Q2,D错误;
故合理选项是C。
14.A
【分析】燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;
【详解】A.燃烧热为-283.0,则 ,A正确;
B.反应为生成液体水,而不是气态水,B错误;
C.反应为生成液体水,而不是气态水,C错误;
D.由盖斯定律可知,氢气燃烧热×2+一氧化碳燃烧热-甲醇燃烧热得反应:,则,D错误;
故选A。
15.B
【详解】A. 已知 , ;碳燃烧放热:,碳和二氧化碳的反应为吸热反应,A错误;
B. 已知 ,且氟化氢气体液化时进一步放热,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于,B正确;
C.燃烧热是101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,常见元素的稳定产物:C→CO2(g)、H→H2O(l),不能根据 计算燃烧热为,C错误;
D. 已知中和热可表示为 ,生成2molH2O(l) 放出热量,析出硫酸钡沉淀会放热,则与完全反应放出的热量大于,D错误;
答案选B。
16.(1)等于
(2)
(3) 小于 吸收
【详解】(1)根据盖斯定律,途径Ⅱ中可得途径Ⅰ的热化学方程式,故等量的煤分别经过两种途径,放出的热量相同,故答案为等于;
(2)根据盖斯定律可知,②+(③+④)×即得到反应①,故答案为:;
(3)由题给信息可知,所以制取水煤气的反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量,则发生化学反应时,反应物就需要吸收能量。
17.(1) 确保HCl完全反应 AD
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)
①中和热测定时采用稍过量的氢氧化钠的原因:确保HCl完全反应;
②A.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故A正确;
B.用量筒量取一定量的稀硫酸时仰视读数,导致硫酸的体积偏高,中和热的数值偏大,故B错误;
C.反应后最高温度记为终点温度,故C错误;
D.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,否则会引起热量散失,中和热的数值偏小,故D正确;
故答案为:AD;
(2)
反应II中水和二氧化硫反应生成硫酸和硫,由盖斯定律,-(反应III+反应I)可得反应II,,反应II的热化学方程式: ;
(3)
的反应物总键能-生成物的总键能=;
(4)
的生成物的总能量-反应物的总能量=(63+0-3×60)kJ/mol=-117kJ/mol。
18.(1)
(2)c
【分析】焦炭与过量空气在高温条件下反应生成二氧化碳,二氧化碳又与焦炭在高温条件下生成一氧化碳,最终一氧化碳把赤铁矿中的铁还原出来。
【详解】(1)二氧化碳又与焦炭在高温条件下生成一氧化碳,一氧化碳把赤铁矿中的铁还原出来,所以步骤②③的化学方程式为:、;
(2)a.高炉的高度与平衡移动无关,增加高炉的高度不能提高一氧化碳的利用率,故a错误;
b.焦炭与过量空气在高温条件下反应生成二氧化碳的反应为放热反应,故b错误;
c.大多数一氧化碳与氧化铁反应,所以从高炉炉顶处出来的气体中含有没有利用的一氧化碳气体,故c正确;
d.步骤②的反应为,不是可逆反应,步骤③的反应为,不是可逆反应,故d错误;
故答案为:c。
19.(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),ΔH=-904kJ/mol
(2) 3NO2+H2O=2H++2NO+NO
(3)
(4) B H2O2具有氧化性,能将NO氧化成NO2,NO2含量增大,氮氧化物吸收率提高
【分析】N2与H2反应转化为NH3,NH3催化氧化转化为NO,NO与O2反应转化为NO2,NO2与水反应生成HNO3和NO,据此回答。
【详解】(1)已知1mol氨气发生反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H20(g),完全反应生成NO和水蒸气时放出226kJ的热,则4mol氨气反应放热226kJ4=904kJ,该反应的热化学方程式是4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),ΔH=-904kJ/mol;
(2)①反应④是二氧化氮与水的反应,离子方程式为:3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO;
②理论上如图N2合成1mol硝酸,根据,1molO2转移4mol电子,则需要molO2;
(3)催化转化过程中,总反应为。
(4)①根据上述图像可知:
A.随着NaOH溶液浓度增大,氮氧化物的吸收率先增加后减小,A错误;
B.当NaOH溶液浓度一定时,NO2量越大,氮氧化物的吸收率越大,B正确;
故选B;
②根据图示可知:当混合气体中NO2含量小于50%时,通入具有氧化性的H2O2,会将NO氧化成NO2,使NO2的含量增大,从而使氮氧化物的吸收率增大。
20. S(s)+O2(g) === SO2(g) ΔH=-296kJ/mol B2H6(g)+O2(g) === B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165kJ/mol 1016.5 2N2H4(g)+2NO2(g) === 3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol N2H4(g)+2F2(g) === N2(g)+4HF(g) ΔH=-1126kJ/mol
【详解】(1)4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出37kJ的热量,所以32g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出296kJ的热量,则热化学方程式为:S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-296KJ/mol;
(2)0.3mol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649.5KJ的热量,则1mol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2165KJ的热量,反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ/mol;已知①B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ/mol,②H2O(l)→H2O(g);△H=+44kJ/moL,
由盖斯定律可知①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(g)△H=-2033kJ/mol,则11.2L(标准状况)即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ×0.5=1016.5kJ;
(3)发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气,已知
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.7kJ/mol;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=-484kJ/mol;
③H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H4=-538kJ/mol
①依据盖斯定律②×2-①得到2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7KJ/mol;
②依据盖斯定律③×2-③+②得到热化学方程式为:N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)△H=-1126KJ/mol。
点睛:应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
21.(1)玻璃搅拌器
(2)保证盐酸完全被中和
(3)1.386
(4)
(5)ABD
(6) 相同 KOH与NaOH属于同一类型强碱,它们的电离程度相同,其中和热相等,从而最高温度相同
【详解】(1)根据图示,仪器a的名称为玻璃搅拌器;
(2)本实验中NaOH溶液稍过量,目的是保证盐酸完全被中和;
(3)上述反应过程中释放的能量为0.1kg×3.3℃×=1.386 kJ;
(4)表示该反应反应热的离子方程式: ;
(5)A.NaOH溶液久置变质,导致反应放热减小,A符合要求;
B.温度计读数不是最高温度,测量反应热数值偏小,B符合要求;
C.NaOH溶液一次性倒入量热计中,减少热量散失,C不符合要求;
D.量热计隔热效果差,热量散失多,测量反应热数值偏小,D符合要求;
故选ABD;
(6)在实验中,如果用0.55的KOH溶液代替NaOH溶液,混合后最高温度与用NaOH时溶液时的最高温度相同,理由是KOH与NaOH属于同一类型强碱,它们的电离程度相同,其中和热相等,从而最高温度相同。
22.(1)M
(2) > <
(3) 不能 晶体硅是原子晶体,它的熔点与共价键的强度有直接关系,而四氯化碳是分子晶体,它的熔点与分子间作用力的大小有关,所以不能用键能比较它们熔点的高低
(4)236
【详解】(1)M生成N是吸热反应,说明M的总能量低于N的总能量,能量越低越稳定,所以M、N相比,较稳定的是M;
(2)碳化硅和硅都是原子晶体,晶体类型相同的物质其熔点与键长成正比,键长越长,键能越小,熔点越低,碳化硅的键长小于硅硅键长,所以碳化硅的熔点比硅的高;二氧化硅是原子晶体,氯化硅是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体,所以二氧化硅的熔点比氯化硅的高,故答案为:>,<;
(3)物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多.因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低;故答案为:不能;物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多,因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低。
(4)化学反应方程式中的反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和,因此ΔH=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2-176kJ/mol×2-431kJ/mol×4=+236 kJ/mol。故答案为:+236 kJ/mol。
23.(1) -92.2 C
(2)ABC
【详解】(1)由图中可知,氮气和氢气反应生成氨气的焓变为-(500-100-307.8)kJ/mol=-92.2kJ/mol;活化能越大,对化学反应速率影响越大,故对总反应影响最大的是步骤③,故选C;
(2)A.一定温度下,恒压容器中,正反应是气体体积减小,平衡时恒压则说明体积不再变化,反应前后质量不变,则密度不变可以判断达到化学平衡状态,A正确;
B.一定温度下,恒容容器中正反应是气体体积减小,压强增大,平衡时压强不再变化可以判断达到化学平衡状态,B正确;
C.一定温度下,恒容容器中发生正向是A的质量减少的方向,A的质量保持不变可以判断达到化学平衡状态,C正确;
D.一定温度下,恒容容器中发生,B和C的浓度相等无法判断达到化学平衡状态,D错误;
故选ABC;
24.(1)A
(2) a H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=—286kJ/mol
(3)=
(4)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=—234kJ/mol
【详解】(1)A.生石灰和水反应生成氢氧化钙时会释放出大量的热量,则“即热饭盒”可以利用该反应释放的热量加热食物,故符合题意;
B.浓硫酸具有强腐蚀性,使用和存放均存在安全危险,则“即热饭盒”不能利用浓硫酸的稀释释放的热量加热食物,故不符合题意;
C.金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠有腐蚀性,且氢气易燃烧,使用和存放均存在安全危险,则“即热饭盒”不能利用钠和水反应释放的热量加热食物,故不符合题意;
故选A。
(2)①由题意可知,氢气在氧气中的燃烧反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则反应的能量变化可以用图a表示,故答案为:a;
②由2mol氢气与足量氧气充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量可知,氢气的燃烧热△H=—=—286kJ/mol,反应的热化学方程式为H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=—286kJ/mol,故答案为:H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=—286kJ/mol;
(3)相同条件下反应的焓变△H只与反应物的总能量和生成物的总能量有关,与反应条件无关,则同温同压下,氢气和氯气在光照和点燃条件下的焓变△H相等,故答案为:=;
(4)由图可知,二氧化氮与一氧化碳反应生成二氧化碳和一氧化氮的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,反应的焓变△H=—(368—134) kJ/mol=—286kJ/mol,则反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=—234kJ/mol,故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=—234kJ/mol。
25.(1)
(2)
(3)大于
(4)或
(5) S
(6)-93
【详解】(1)31号元素镓(Ga)的电子排布式为,原子结构示意图:。
(2)同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,所以电负性。
(3)砷、硒都是第四周期非金属元素,同周期元素自左而右第一电离能整体呈增大趋势,但砷元素原子能级是半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以元素的第一电离能大于元素的第一电离能。
(4)原子序数最小的第Ⅷ族元素是Fe,原子的基态核外电子排布式为或。
(5)3p轨道上只有2个未成对电子的元素其基态核外电子排布式为或,元素符号分别为、。
(6)已知: ,根据上表中所列键能数据可计算=+945 kJ/mol +436 kJ/mol×3-391 kJ/mol×6=-93 kJ/mol,故a=-93。
答案第1页,共2页
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