内容正文:
第一章:化学反应的热效应同步练习
一、单选题
1.半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅:
①SiO2(s)(石英砂)+2C(s)=Si(s)(粗硅)+2CO(g) ΔH=+625.63 kJ·mol-1
②Si(s) (粗硅)+2Cl2(g)=SiCl4(g) ΔH=-657.01 kJ·mol-1
③SiCl4(g)+2Mg(s)=2MgCl2(s)+Si(s)(纯硅) ΔH=-625.63 kJ·mol-1
生产1.00 kg纯硅的总反应热为
A.2.43×104 kJ B.-2.35×104 kJ
C.-2.23×104 kJ D.-2.14×104 kJ
2.2022年11月,我国“天舟五号”货运飞船搭载的燃料电池成功完成在轨试验。下列关于氢氧燃料电池的说法不正确的是
A.电池工作时将化学能转化为电能
B.H2在电池的正极发生氧化反应
C.O2反应中得到电子
D.氢气、氧气可通过电解水产生
3.在25℃、101KPa的条件下,下列热化学方程式书写正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g);ΔH=-1367.0kJ·mol-1(燃烧热)
B.2NO2=O2+2NO;ΔH=+116.2kJ·mol-1
C.S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH=+296.8kJ·mol-1
D.H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
4.在 NaHCO3粉末中滴加盐酸,其能量变化如图。下列说法错误的是
A.NaHCO3和盐酸的反应是复分解反应
B.该反应的离子方程式为
C.NaHCO3和盐酸的反应是吸热反应
D.浓硫酸与 NaHCO3溶液的反应可能是放热反应
5.中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如下图所示。下列说法不正确的是
A.整个过程实现了光能向化学能的转换
B.过程II有O-O单键生成并放出能量
C.过程III发生的化学反应为: 2H2O2=2H2O+O2
D.整个过程的总反应方程式为: 2H2O→H2+O2
6.下列反应属于吸热反应的是
A.能量变化如图所示的反应 B.盐酸与NaOH反应
C.CaCO3高温分解 D.CO不完全燃烧
7.下列过程的能量变化与如图所示相符的是
A.浓硫酸的稀释 B.木炭的燃烧
C.盐酸与碳酸氢钠的反应 D.生石灰与水的反应
8.有关能量与能源的说法正确的是
A.原电池是将电能转变为化学能的装置
B.逆反应的活化能总是大于正反应的活化能
C.新能源中的太阳能、风能、生物质能等,都是可再生能源
D.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
9.用催化还原,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①
②
下列说法不正确的是
A.若用标准状况下还原生成和水蒸气,放出的热量为
B.由反应①可推知
C.反应①②转移的电子数相同
D.反应②中当反应完全时转移的电子总数为
10.下列传统文化描述中,没有发生放热反应的是
A.北宋·王安石“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”
B.明·于谦“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
C.宋·苏轼“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”
D.唐·张九龄“松叶堪为酒,春来酿几多”
11.某反应使用催化剂后,其反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的总反应为放热反应 B.使用催化剂,只以改变反应进行的方向
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应 D.
12.下列说法或表示法不正确的是
A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由C(石墨)→C(金刚石) ΔH = +1.9 kJ·mol—1可知石墨比金刚石稳定
C.在稀溶液中:H++OH-=H2O ΔH =-57.3 kJ·mol—1,若将含1mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量小于57.3 kJ
D.在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须表明聚集状态
13.已知断裂1molH2(g)中的H-H键需要吸收436kJ的能量,断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收496kJ的能量,生成H2O(g)中的1molH-O键能放出463kJ的能量。下列说法正确的是
A.1mol H2O(l)转化为2molH、1molO时吸收926kJ的能量
B.H2O(g)=O2(g)+H2(g) ΔH=+242kJ·mol-1
C.O2(g)+2H2(g)=2 H2O(l) ∆H=-484kJ·mol-1
D.2molH2(g)与1mol O2(g)具有的能量之和小于2mH2O(g)具有的能量
14.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. ;结论:的燃烧热为
B. ;结论:标准状况下1L丙烷完全燃烧放热2220kJ
C. , ;结论:完全燃烧放出787kJ热量
D. ;结论:金刚石比石墨稳定
15.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是
A.该构想只涉及了太阳能与电能的转换
B.氢能源是一次能源,目前已被普遍使用
C.氢气不易贮存和运输、无开发利用价值
D.相同条件下,具有的总能量低于和具有的总能量
二、填空题
16.根据热化学的相关知识,进行填空:
(1)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径计算得到:a.煤在充足的空气中直接燃烧;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程涉及的热化学方程式为
a.①
b.②
c.③
d.④
E1、E2、E3、E4之间的关系可表示为E2= ;
(2)图乙为常温常压下1molNO2和1molCO完全反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,该反应为 (填“放热反应”或“吸热反应”);请写出NO2和CO反应的热化学方程式: ;
(3)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。已知某些化学键的键能数据如下表所示:
共价键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
键能/(kJ/mol)
436
247
434
则反应的焓变 。
(4)实验室用5mL0.50mol/L盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定混合液温度升高的情况计算中和反应的反应热。
该装置缺少一种玻璃仪器,该仪器的名称为 ;实验室提供了0.50mol/L和0.55mol/L两种浓度的NaOH溶液,应选择 mol/L的溶液进行实验。
17.完全燃烧生成气态水的能量变化和燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,可以还原生成单质和,写出该反应的热化学方程式: 。
18.研究化学反应中的能量变化有利于更好的开发和使用化学能源。
(1)已知、CO、的燃烧热分别为285.8、283.0、890.3。
①相同条件下,等质量的、CO、分别完全燃烧,放出热量最多的是 。
② 。
③等质量的甲烷按a、b两种途径完全转化,放出的热量:途径a 途径b(填“>”、“<”或“=”)
途径a:
途径b:
(2)已知白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如图、表所示:
化学键
P-P
O=O
P-O
键能()
a
b
c
①写出白磷与氧气反应生成固体的热化学方程式: 。
②已知 。比较稳定的是 。等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是 。
19.(1)实验测得4g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出90.8kJ的热量。试写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(2)现已知N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化如图所示。根据下列键能数据计算N-H键键能为 kJ/mol。
化学键
H-H
N≡N
键能(kJ/mol)
436
946
(3)用如图所示装置进行中和热测定实验,请回答下列问题:
仪器A的名称为 。取50mL HCl(0.1mol•L-1)溶液与50mL NaOH(0.1mol•L-1)溶液在小烧杯中进行中和反应,通过实验并计算可得中和热为54.8kJ/mol,上述实验数值与57.3kJ/mol有偏差,产生此偏差的原因可能是 (填字母序号)。
a、实验装置保温、隔热效果差
b、用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度
c、一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
若用50mL 0.1mol•L-1 CH3COOH溶液代替HCl溶液进行上述实验,测得反应前后温度的变化值会 (填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)。
20.过氧化物是一类非常重要的化合物,从人们制得第一种过氧化物距今已有200多年的历史了,在众多的过氧化物中过氧化氢迄今为止仍然得到广泛的应用。
(1)与H2O2具有相同的电子总数的双原子分子有 (写两种);
(2)若从海水中提取碘,需将碘化物变成单质碘。写出在酸性条件下H2O2氧化I-离子的离子方程式 ;
(3)Na2O2、K2O2、CaO2和BaO2都能与酸作用生成H2O2,目前实验室制取H2O2可通过上述某种过氧化物与适量的稀H2SO4作用并过滤后获得,其中最适合的过氧化物是 (填化学式);
(4)纯H2O2可用作火箭燃料的氧化剂,已知0.4mol液态肼(N2H4)与足量的液态H2O2反应,生成N2(g)和H2O(g),放出256.6kJ的热量,则该反应的热化学方程式是 。
21.将浓度为的盐酸和0.55mol·L⁻1的碱溶液(NaOH溶液或氨水)各50mL混合(溶液密度均为1g·mL⁻1),生成的溶液的比热容(c=4.18J·g-1·℃-1)测得温度如下:
反应物
起始温度t₁/℃
最高温度t2/℃
甲组HCl+NaOH
15.0
乙组HCl+NH3·H2O
15.0
18.1
(1)甲组实验放出的热量 乙组实验放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。
(2)HCl(aq)+NH3·H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)的△H= (保留一位小数)。
(3)合成氨工业中,合成塔中每产生2mol NH3放出92.2kJ热量。若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2,达平衡后放出的热量为QkJ,则Q的值___________。
A.等于92.2 B.小于92.2 C.等于184.4 D.小于184.4
22.按要求填空(第(1) (2)小题用“>” “<” “=”填空)
(1)同温同压下,H2+Cl2=2HCl在光照和点燃条件下的△H(化学计量数相同)分别为△H1、△H2,则△H1 △H2 。
(2)相同条件下,2mol氢原子所具有的能量 1mol氢分子所具有的能量
(3)中和热的测定所需的玻璃仪器有:大小烧杯、量筒、 、 ; 已知0.55 mol·L-1 HCl和0.50 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL反应放出热量为1.43kJ, 写出该反应中和热的热化学方程式: 。
(4)101kpa时,1克乙醇(CH3CH2OH)液体完全燃烧生成稳定氧化物放出热量akJ,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(5)已知H-H、O=O和O-H键的键能分别为436 kJ/mol、498 kJ/mol和463 kJ/mol,2H2O(g)=2H2(g) +O2 (g) △H2=
(6)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一
已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7 kJ·mol-1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为
23.煤炭可以转化为清洁能源和化工原料.
(1)用煤可以制得水煤气.工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气,已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)═CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-483.6kJ•mol-1
试求水煤气法制氢气的反应的反应热△H3.
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H3= kJ•mol-1
(2)若H-H、O=O和O-H键的键能分别是436kJ•mol-1、496kJ•mol-1和m kJ•mol-1,结合上述热化学方程式的相关数据计算,m= .
(3)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示:
则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,反应的热化学方程式为 .
24.近年来,全国大部分地区被雾霾笼罩,机动车尾气排放是引发雾霾的原因之一。提高空气质量,减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引发反应:,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如下表:
断裂的共价键
O=O
N—O
需要的能量
495
945
630
(1)机动车内燃机工作时会引发和的反应,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,1 mol 与1 mol 的总能量比2 mol NO的总能量 (填“高”或“低”)。
(2)与合成NO的热化学方程式可以表示为,则 = 。
(3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示,但该反应的速率很小,若使用机动车尾气催化转化器,尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后,= (填“增大”“减小”或“不变”)。
25.应用盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:
则有ΔH= 。
(2)加合法
加合法就是运用所给热化学方程式通过 的方法得到所求的热化学方程式。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】根据盖斯定律:①+②+③得SiO2(s) (石英砂) +2C(s)+2Cl2(g)+2Mg(s)=2MgCl2(s)+Si(s) (纯硅)+2CO(g) ΔH=+625.63 kJ·mol-1-657.01 kJ·mol-1-625.63 kJ·mol-1=-657.01kJ·mol-1。因1.00 kg纯硅的物质的量为=35.71mol,故用石英砂生产1.00 kg纯硅的总反应热为-35.71mol×657.01kJ·mol-1=-2.35×104 kJ,选B。
2.B
【详解】A.燃料电池工作时,能将化学能转化为电能,故A正确;
B.通入H2的一极作负极,失去电子,发生氧化反应,故B错误;
C.通入O2的一极作正极,得到电子,发生还原反应,故C正确;
D.水电解得到氢气和氧气,故D正确;
综上所述,答案为B。
3.D
【详解】A.燃烧热要求产物中水为液态,A错误;
B.热化学方程式中,应该注明反应物和生成物的聚集状态,B错误;
C.该反应为放热反应,反应热为负值,C错误;
D.该选项为正确的热化学方程式,D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.碳酸氢钠和盐酸的反应是两种化合物,反应后生成的是碳酸和氯化钠,也是两种新的化合物,所以是复分解反应,A正确;
B.该反应的离子方程式为 ,B错误;
C.NaHCO3和盐酸的反应生成氯化钠,二氧化碳和水,是吸热反应,C正确;
D.浓硫酸遇水会放热,浓硫酸与 NaHCO3溶液的反应可能是放热反应,D正确;
故选B。
5.C
【详解】A.由图可知,太阳能使水分解,则实现了光能向化学能的转化,故A正确;
B.过程II中生成氢气、过氧化氢,形成化学键,过程Ⅱ放出能量并生成了O−O键,故B正确;
C.由图可知,过程Ⅲ发生的反应为过氧化氢分解生成氢气和氧气的反应,H2O2═H2+O2,故C错误;
D.总反应为水分解生成氢气和氧气,则总反应2H2O→2H2+O2,故D正确。
故选C。
6.C
【详解】A.反应物能量总和大于生成物能量总和,当反应发生时,剩余能量以热能形式释放出来,所以是放热反应,不符题意;
B.酸碱中和反应是放热反应,不符题意;
C.碳酸钙受热分解属于吸热反应,符合题意;
D.所有燃烧均是放热反应,不符题意;
综上,本题选C。
7.C
【详解】图中反应物的焓比生成物的焓低,为吸热反应,
A.浓硫酸稀释过程放热过程,为物理变化,故A不选;
B.木炭燃烧,为放热反应,故B不选;
C.盐酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应,故C选;
D.生石灰与水反应生成熟石灰,为放热反应,故D不选;
故选:C。
8.C
【详解】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A错误;
B.正逆反应活化能的相对大小与反应本身是吸热还是放热有关,故B错误;
C. 新能源中的太阳能、风能、生物质能等,都是可再生能源,故C正确;
D.反应的焓变只与反应物和生成物的状态有关,与条件无关,故D错误;
综上所述,本题应选C。
9.D
【详解】A.根据反应①+②即得,,标准状况下即0.2mol还原生成和水蒸气,放出的热量为,A正确;
B.已知水蒸气变为液态水是一个放热过程,故由反应①可推知, ,B正确;
C.由题干信息可知,反应①②转移的电子数相同,均为8e-,C正确;
D.由题干信息可知,反应②中转移电子数为8,由于未告知CH4所处的状态,无法计算的物质的量,也就无法计算完全反应时转移的电子总数,D错误;
故选D。
10.B
【详解】A.爆竹在燃烧过程中放出热量,发生了放热反应,A错误;
B.碳酸钙分解反应是吸热反应,B正确;
C.在赤热焦炭中洒一些水,生成水煤气,水煤气燃烧是放热反应,C错误;
D.粮食的主要成分是淀粉,淀粉发生水解、缓慢氧化制备乙醇,缓慢氧化过程包括放热反应,D错误;
故选B。
11.B
【分析】如图,A和B的总能量低于C和D的总能量,所以反应①为吸热反应,;C和D的总能量高于E和F的总能量,所以反应②为放热反应,;反应为放热反应,;
【详解】A.如图,反应物A和B的总能量大于生成物E和F的总能量,为放热反应,A正确;
B.使用催化剂,只能降低反应的活化能,提高反应速率,不能改变反应进行的方向,B错误;
C.由图可知,A和B的总能量低于C和D的总能量,所以反应①为吸热反应,;C和D的总能量高于E和F的总能量,所以反应②为放热反应,,C正确;
D.由图可知,①;②,根据盖斯定律,可由①+②得到,,D正确;
故答案选B。
12.A
【详解】A.硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,A错误;
B.物质的能量越低越稳定,石墨转化为金刚石吸收热量,故石墨能量低, B正确;
C.醋酸为弱电解质,电离吸热,所以将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,C正确;
D.反应热与物质的聚集状态有关,所以必须表明聚集状态,D正确;
答案选A。
13.B
【分析】化学反应热数值等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,等于生成物的总能量减去生成物的总能量,据此解答。
【详解】A.从键能数据可知,1mol H2O(g)转化为2molH、1molO时吸收926kJ的能量,1mol H2O(l)转化为1mol H2O(g)时还需要吸收一部分能量,则1mol H2O(l)转化为2molH、1molO时吸收的能量大于926kJ,故A说法错误;
B.根据键能数据可计算出ΔH =[46-(496+436)] kJ·mol-1=242kJ·mol-1,则H2O(g)=O2(g)+H2(g) ΔH=+242kJ·mol-1,故B说法正确;
C.根据键能数据计算出ΔH =[(496+436)-4]=-484kJ·mol-1, 但算出来是生成气态水放出的热量,而不是O2(g)+2H2(g)=2 H2O(l) 反应中的液态水,故C说法错误;
D.氢气和氧气反应生成气态水是放热反应,反应物的总能量是大于生成物的总能量的,故D的说法错误;
本题答案B。
14.C
【详解】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,应转化为液态水, A错误;
B.根据 ,可知标准状况下22.4L丙烷完全燃烧放热2220kJ,B错误;
C.根据 , ,可得 ,则完全燃烧放出787kJ热量,C正确;
D.石墨转化为金刚石吸热,说明石墨的能量低于金刚石的能量,而物质的能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,D错误;
故选C。
15.D
【详解】A.H2O在太阳能、光分解催化剂下分解为H2、O2涉及太阳能转化为化学能,故A错误;
B.氢能源是二次能源,且尚未被普遍使用,故B错误;
C.氢气不易贮存和运输,但能消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,且缓解能源危机,所以具有很大的开发价值,故C错误;
D.H2O分解反应是吸热反应,所以反应物总能量小于生成物总能量,故D正确;
故选D。
16.(1)
(2) 放热反应
(3)
(4) 玻璃搅拌器 0.55
【详解】(1)a.①
b.②
c.③
d.④
根据盖斯定律,①-③-④可得:,故E2=;
(2)由图知,反应为放热反应,1摩尔NO2和1摩尔CO完全反应生成CO2和NO放出热量为(368-134)kJ=234kJ,反应热化学方程式为:;
(3)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故反应:的焓变436kJ/mol+247kJ/mol-2×434kJ/mol=-185kJ/mol;
(4)仪器名称为环形玻璃搅拌棒;实验中应是碱过量使酸完全反应,故选0.55mol/L。
17.
【详解】完全燃烧生成气态水的热化学方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O ,燃烧的热化学方程式为S+O2=SO2 ,题干可知可以还原生成单质和,其化学方程式为,根据盖斯定律可得,=+352,故该反应的热化学方程式为。
18.(1) -1214.6 =
(2) 红磷 白磷
【详解】(1)由、CO、的燃烧热分别为、、,可得出下列热化学方程式:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①相同条件下,等质量(假设为1g)的、CO、分别完全燃烧,放出热量分别为142.9kJ、10.1kJ、55.6kJ,则放热最多的是。
②利用盖斯定律,将反应Ⅲ×2-Ⅱ×2得,
。
③等质量的甲烷按a、b两种途径完全转化,依据盖斯定律,放出的热量:途径a=途径b。
(2)①白磷与氧气反应生成固体的热化学方程式: 反应物的总键能-生成物的总键能。
② ,对于放热反应,生成物比反应物稳定,则比较稳定的是红磷。等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,因为白磷的能量比红磷高,而产物及状态均相同,则白磷燃烧放出的热量更高,所以放出热量更多的是白磷。
19. CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol 391 环形玻璃搅拌棒 ab 偏小
【分析】(1)燃烧热指的是:1mol纯净物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,常温下,碳元素生成的稳定氧化物是CO2气体,氢元素生成的稳定氧化物是液态H2O;
(2)△H=反应物断键吸收的热量-生成物成键放出的热量;
(3)中和热的测定实验需注意:保温、隔热;选择强酸、强碱的稀溶液;温度计测过一种溶液的温度之后要洗干净、擦干,再测量其他溶液的温度;将酸、碱溶液迅速混合,减少热量损失。
【详解】(1)4gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出90.8kJ热量,则32g(1mol)CH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出726.4kJ热量,甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4kJ/mol,故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol;
(2)由图可知,N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为N2(g)+H2(g) NH3(g) △H=1127kJ/mol-1173kJ/mol=-46kJ/mol,设N-H键的键能为x,则×946kJ/mol+×436kJ/mol-3x=-46kJ/mol,x=391kJ/mol,即N-H键的键能为391kJ/mol,故答案为:391;
(3)由装置图可知,仪器A为环形玻璃搅拌棒;通过实验并计算可得中和热为54.8kJ/mol,上述实验数值比57.3kJ/mol偏小,可能的原因为:实验装置保温、隔热效果差,使热量散失多,测得的温差偏小;用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度,温度计上沾有的NaOH溶液与HCl反应放出热量,测得的HCl溶液的起始温度偏高,则温差偏小;而一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,可减少热量散失,操作正确;CH3COOH是弱电解质,边反应边电离,电离过程吸热,使测得的反应前后的温度变化值偏小;故答案为:环形玻璃搅拌棒;ab;偏小。
【点睛】以下情况,即使生成1molH2O,但反应热不等于中和热:
① 弱酸或弱碱参与反应,反应前后的能量变化除了有H+与OH-生成水时放出的热量,还包含弱酸或弱碱电离时吸收的热量;
② H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(l),生成BaSO4沉淀会放出热量;
③ 浓硫酸参与反应,浓硫酸稀释会放出热量;
④ NaOH固体参与反应,NaOH溶解过程会放热。
20. HCl、F2 H2O2+2I-+2H+= I2+2H2O BaO2 N2H4(l)+2H2O2(l) = N2(g)+4H2O(g) △H=-641.5kJ·mol-1
【详解】(1)与H2O2具有相同的电子总数的双原子分子有HCl、F2;
(2)酸性条件下H2O2氧化I-离子的离子方程式为H2O2+2I-+2H+= I2+2H2O;
(3)实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用,过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液,说明生成了硫酸钡沉淀,所以选用BaO2;
(4)0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量,1mol液态肼与足量液态双氧水反应时放出的热量641.625kJ,则热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.625 kJ•mol-1。
21.(1)>
(2)-51.8kJ/mol
(3)D
【详解】(1)甲组实验用的是强酸和强碱,而乙组实验用的是强酸和弱碱,一水合氨的电离过程需要吸收热量,故其他条件相同时,乙组实验放出的热量更低,答案为:>。
(2)乙组实验所得结果:Q=4.18×(50+50)×(18.1-15)J=1295.8J,=-51.832kJ/mol,故答案为:-51.8kJ/mol。
(3)合成氨的反应为可逆反应,2molN2和6molH2反应无法全部转化为4molNH3,故Q<184.4。
22.(1)=
(2)>
(3) 温度计 环形玻璃搅拌棒
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量相对大小有关,与反应条件无关,则ΔH1=ΔH2,故答案为:=;
(2)2H→H2的过程形成化学键,放出能量,则2mol氢原子所具有的能量>1mol氢分子所具有的能量,故答案为:>;
(3)测定中和热实验时所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒;0.55 mol·L-1 HCl和0.50 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL反应放出热量为1.43kJ,即HCl与NaOH反应生成0.025mol水放出1.43kJ热量,则生成1mol水放出热量为57.2kJ,则该反应中和热的热化学方程式为,故答案为:温度计;环形玻璃搅拌棒;;
(4)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热akJ,则1mol(46g)乙醇完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量46akJ,乙醇燃烧热的热化学方程式为,故答案为:;
(5)ΔH=反应物的键能和-生成物的键能和,则2H2O(g)=2H2(g) +O2 (g) ΔH2=,故答案为:;
(6)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
根据盖斯定律,将①×2+②-③×2可得CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为,故答案为:。
23. +131.3 462.9 放热 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
【分析】(1)根据盖斯定律,计算水煤气法制氢气的反应的反应热△H3;(2)根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算m;(3)反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应;焓变=生成物的总能量-反应物的总能量。
【详解】(1)①C(s)+O2(g)═CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-483.6kJ•mol-1
根据盖斯定律①-② 得,
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H3=+131.3 kJ•mol-1
(2)根据焓变=反应物的总能量-生成物的总能量,436×2+496-4m=-483.6,m=462.9;
(3)根据图示,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以为放热反应;反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol。
【点睛】反应热与物质的始态、终态有关,与反应过程无关;焓变=反应物的总键能-生成物的总键能。
24. 吸热 低 不变
【详解】(1)焓变反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,根据题给数据可知,的,是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,即1 mol 与1 mol 的总能量比2 mol NO的总能量低,故答案为:吸热;低;
(2)根据反应热的大小与物质的量呈正比,即与反应的化学计量系数成正比,故的,故答案为:;
(3)催化剂只改变反应速率,不改变反应的反应热,所以,使用机动车尾气催化转化器,不变,故答案为:不变。
25. ΔH1+ΔH2+ΔH3 加减乘除
【解析】略
答案第1页,共2页
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