内容正文:
第一章:化学反应的热效应练习题
一、单选题
1.下列图象能准确表示氢气燃烧的热量变化的是
A. B.
C. D.
2.关于如图所示转化关系(X代表卤素),说法错误的是
A.
B.
C.由途径Ⅰ生成HI的小于生成HBr的
D.H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小,所以途径Ⅲ放出的热量依次减少
3.下列叙述正确的是( )
A.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B.化学反应总是伴随着能量的变化
C.化学反应中放出的热量一定等于吸收的热量
D.化学反应中放出的热才是反应热
4.下列说法正确的是
A.吸热反应使环境的温度升高
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.所有的化合反应都是放热反应
D.所有的燃烧反应都是放热反应
5.有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.稀硫酸与 0.1 mol⋅L−1 NaOH 溶液反应:H+(aq)+OH−(aq) = H2O(l) △H=+57.3 kJ⋅mol−1
B.在101 kPa下H2 (g)的燃烧热为 285.8 kJ⋅mol−1,则水分解的热化学方程式:2H2O(l) = 2H2 (g)+O2(g) △H=+285.8 kJ⋅mol−1
C.已知CH3OH 的燃烧热为726.8 kJ⋅mol−1, 则有:2CH3OH(l)+ 3O2 (g) =2CO2(g)+4H2O(g) △H=−726.8 kJ⋅mol−1
D.已知9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6gFeS时放出19.12kJ热量,则Fe(s)+S(s) = FeS(s) △H=−95.6 kJ⋅mol−1
6.已知25℃、101 KPa下,10 kg丁烷(C4H10)完全燃烧生成CO2和液态水时,放出5×105kJ的热量,下列热化学方程式书写正确的是
A.C4H10 +O2 = 4CO2 +5H2O △H= -2900 kJ/mol
B.C4H10(l) +O2(g) = 4CO2(g) +5H2O(l) △H=+2900 kJ/mol
C.C4H10(l)+O2(g) = 4CO2(g)+5H2O(g) △H= -2900 kJ/mol
D.2C4H10(l)+13O2(g)= 8CO2(g)+10H2O(l) △H= -5800 kJ/mol
7.相同条件下,下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行)中,的是( )
A.
B.
C.闪电时,高温时,
D.
8.下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合下图的是
A.铝片与稀盐酸的反应 B.甲烷的燃烧反应
C.灼热的碳和CO2的反应 D.NH4Cl和Ba(OH)2·8H 2 O的反应
9.碳碳双键加氢时总要放出热量,并且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比。但1,3-环己二烯脱氢生成苯是放热反应。相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是
A.ΔH1﹥0,ΔH2﹥0 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH1﹥ΔH2,ΔH3﹥ΔH2 D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
10.如图所示为CFCl3破坏臭氧层的过程,下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中断裂极性键C-Cl键
B.过程Ⅱ可用方程式表示为O3+Cl=ClO+O2
C.过程Ⅲ中ClO+O=O2+Cl是吸热过程
D.上述过程说明CFCl3是破坏臭氧层的催化剂
11.下列关于“化学键与化学反应能量”的叙述正确的是
A.硫酸氢钠加热到熔融状态,需要克服离子键和共价键
B.和完全反应,生成气态水比生成液态水放出的热量多
C.氧气转化成臭氧,既有化学键的断裂,又有化学键的形成
D.已知石墨转化为金刚石为吸热反应,燃烧等质量的金刚石和石墨,石墨放出的热量多
12.对于反应C2H4(g) C2H2(g)+H2(g)、2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时平衡都向右移动。
①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1;
②2C(s)+H2(g)=C2H2(g) ΔH2;
③2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) ΔH3
则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH2>ΔH3>ΔH1
C.ΔH2>ΔH1>ΔH3 D.ΔH3>ΔH2>ΔH1
13.煤燃烧排放的烟气含有和,会污染大气。采用、溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,发生的相关反应如下:
①
②
③
④
下列有关说法正确的是
A.随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小
B.反应①、②均为氧化还原反应
C.反应的
D.
14.硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,与反应生成和的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
15.近期我国科技工作者开发了高效催化净化(脱硝)催化剂,实现减排,其催化原理如所示(□代表氧空位)。下列说法错误的是
A.反应过程中涉及O―H的断裂和生成
B.反应过程中Ce的成键数目发生了改变
C.反应过程中Ti的化合价发生了改变
D.催化循环的总反应为
二、填空题
16.回答下列问题
(1)一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
已知:①
②
③
④
则 用、、表示。
(2)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“”表示。
由图可知合成氨反应的 。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为 。
(3)用和天然气生产的反应为。
已知:I
II
则反应的 用含、、的代数式表示。
(4)已知:①;
②相关化学键的键能数据如表所示:
化学键
O=O
H-H
O-H
键能/(kJ/mol)
498
436
464
则 。
17.烟气中主要污染物为,为了消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。处理方法一:烟气经预处理后用水悬浮液吸收,可减少烟气中的含量。氧化烟气中的主要反应的热化学方程式如下:
①
②
③
(1)反应的 (用表示)。
(2)和在一定条件下反应生成的热化学方程式为。该反应为 (“放热”或“吸热”)反应。
(3)化学反应中的能量变化源自化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
化学键
键能
化学键
键能
946
460
391
501
436
①写出和反应合成氨的热化学方程式: 。
②已知:转化为时放出热量。则常温下完全燃烧时放出的热量为 。的稳定性 (“大于”或“小于”)。
18.根据要求回答下列问题:
(1)下列过程不一定释放能量的是 。
A.化合反应 B.分解反应 C形成化学键 D.燃料燃烧 E.酸碱中和 F.炸药爆炸
(2)等质量的下列物质分别完全燃烧生成,放出热量较多的是 。
A.硫蒸气 B.硫固体
(3)已知和反应生成是放热反应,且断开1mol H-H键、1mol Cl-Cl键、1mol H-Cl键需吸收的能量分别为kJ、kJ、kJ。由此可以推知下列关系正确的是 (填序号)。
A. B. C. D. E. F.
19.作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(AnD.re Geim)和克斯特亚·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯(如图)。
石墨 石墨稀
(1))石墨、金刚石、C60等互称为 ;
(2)已知25℃,101KPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨) + O2(g) = CO2(g);△H=-393.51kJ.mol-1
C(金刚石) + O2(g) = CO2(g);△H=-395.41kJ.mol-1
C(金刚石)=C(石墨);△H = kJ/mol
(3)石墨和金刚石相比,更稳定的是: ;
(4)请用化学知识解释科学家为什么可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯: 。
(5)12g石墨烯中含有 NA个如图所示的六元环。
20.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是 。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是 。
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I )的反应是吸热反应还是放热反应?答: 。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是 。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答: ,你的根据是 。
21.已知下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.0kJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-482.0kJ·mol-1;
③CH3COOH(l)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-435.1kJ·mol-1;
④NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g) ΔH=+170.7kJ·mol-1;
⑤CH3CH2CH3(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0kJ·mol-1;
⑥ZnC2O4(s)=2CO2(g)+Zn(s) ΔH=+20.0kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)属于吸热反应的是 (填序号)。
(2)上述放热反应中,相同物质的量的可燃物燃烧,放出的热量从大到小的顺序是 (用序号表示)。
(3)3mol甲烷与1mol丙烷的混合气体,在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出的热量是 kJ,该热量用于分解ZnC2O4(s)制备Zn(s),同时生成CO2气体时,从理论上将可制得Zn g。
22.(1)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: 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时分解反应:
其中二聚为的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强随时间的变化如表所示(时,完全分解):
0
40
80
160
260
1300
1700
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
已知:;则反应的 。
23.碳是化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光照可转化成N,转化过程如下,。则M、N相比,较稳定的是
(2)已知(l)的燃烧热为238.6kJ/mol,,则a 238.6(填“”、“”或“”)。
(3)使和(g)通过灼热的炭层,生成HCl(g)和,当有1mol参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式 。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料,热化学方程式为。反应过程中每转移1mol放出的热量为 kJ。
(5)已知1mol燃料完全燃烧的数据分别为:
燃料
一氧化碳
甲烷
异辛烷()
乙醇
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是 。
(6)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM—5催化下合成ETBE,反应的热化学方程式为。反应物被催化剂HZSM—5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示,该反应的 a;反应历程的最优途径是 (填“”、“”或“”)。
表示先吸附乙醇,表示先吸附异丁烯,表示乙醇和异丁烯同时吸附
24.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ•mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H2=-90kJ•mol-1
(1)总反应的△H= kJ•mol-1。
(2)下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 。判断的理由是 。
A. B. C.
25.化学反应的变化通常表现为热量的变化,反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。
(1)“即热饭盒”为生活带来便利,它可利用 (填序号)反应放出的热量来加热食物。
A.浓硫酸和水 B.生石灰和水 C.纯碱和水 D.食盐和白醋
(2)1-甲基萘(1-MN)可制备四氢萘类物质(MTLs,包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-MD的副反应,涉及反应如图。
已知一定条件下反应R1、R2、R3的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则反应R4的焓变为 (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(3)研究和深度开发CO2的综合利用,实现碳循环是解决温室问题的有效途径,对构建生态文明社会具有重要意义。CO2可实现以下转化:
①2CO2(g)+2H2O(l)C2H4(g)+3O2(g) ΔH=akJ•mol-1
②C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l) ΔH=bkJ•mol-1
2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g)正反应的活化能为ckJ•mol-1,则逆反应的活化能为 kJ•mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)已知,在25℃和101kPa下,部分化学键的键能(kJ·mol-1)数据如表所示。
化学键
H-H
H-N
N≡N
O=O
C-H
C=O
H-O
N-N
键能
436
391
x
498
413
745
462
193
①在25℃和101kPa下,工业合成氨每生成1molNH3(g)放出46kJ热量,在该条件下,向某容器中加入2molN2(g)、6molH2(g)及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于92kJ,原因可能是 ,表中的x= 。
②科学家发现一种新的气态分子N4( )。在25℃和101kPa下N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为 。由此可知,N4(g)与N2(g)中更稳定的是 (填化学式)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】氢气在氧气中燃烧生成气态水的反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,气态水转化为液态水的过程为放热过程,气态水的能量高于液态水,则图C符合题意,故选C。
2.C
【详解】A.依据盖斯定律,,A正确;
B.过程Ⅱ中,断裂H-H、X-X键,需要吸收热量,所以,B正确;
C.由于I的非金属性比Br弱,由途径Ⅰ生成HI放出的热量小于生成HBr放出的热量,所以由途径Ⅰ生成HI的大于生成HBr的,C错误;
D.形成化学键时放出热量,非金属性越强,形成的氢化物越稳定,放出的热量越多,H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小,所以途径Ⅲ放出的热量依次减少,D正确;
故选C。
3.B
【详解】A.物质三态变化是物理变化,也伴有能量变化,故A错误;
B.化学反应不但有物质的变化,一定伴随能量变化,故B正确;
C.化学反应不是吸热反应就是放热反应,不可能同时吸热和放热,故C错误;
D.化学反应中吸收的热也是反应热,故D错误;
答案选B。
4.D
【详解】A.吸热反应是体系从环境中吸收热量的反应,使环境的温度降低,故A错误;
B.反应吸热时ΔH>0,反应放热时ΔH<0,故B错误;
C.多数的化合反应是放热反应,部分化合反应为吸热反应,如C和CO2反应生成CO为吸热反应,故C错误;
D.所有的燃烧反应都是放热反应,故D正确;
故选D。
5.D
【详解】A.酸碱中和反应是放热反应,故△H应为负值,故A错误;
B.燃烧热指的是101 kPa下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,定义要点:可燃物必须为1mol,故可以知道H2燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)△H =-285.5×2kJ/mol=-571 kJ/mol,则水分解的热化学方程式:2H2O(l) =2H2(g)+O2(g) △H =+571 kJ/mol,故B错误;
C.燃烧热指的是101 kPa下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,定义要点:必须完全燃烧生成稳定的氧化物,如C→CO2(g),H→H2O(l),热化学方程式中应为液态水,故C错误;
D.生成硫化亚铁17.6 g即生成0.2molFeS时,放出19.12 kJ热量,可以知道生成1molFeS(s)时放出19.12×kJ=95.6 kJ的热量,即Fe(s)+S(s) = FeS(s) △H=−95.6 kJ⋅mol−1,故D正确。
答案选D。
6.D
【分析】10kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时,放出5×105kJ的热量,则58g丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为:,放热反应焓变值为负,据此书写热化学方程式。
【详解】10kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时,放出5×105kJ的热量,则58g丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为:,放热反应焓变值为负,热化学方程式为:C4H10(l)+O2(g)= 4CO2(g)+5H2O(l) △H=−2900 kJ•mol−1,或者2C4H10(l)+13O2(g)= 8CO2(g)+10H2O(l) △H=−5800kJ•mol−1;
A.未标聚集状态,故A错误;
B.放热反应焓变值为负,故B错误;
C.水状态应为液体,故C错误;
D.2C4H10(l)+13O2(g)= 8CO2(g)+10H2O(l) △H= -5800 kJ/mol,热化学方程式书写正确,故D正确。
故答案选D。
7.D
【详解】A.二氧化碳与碳的反应是吸热反应,,与的反应是放热反应,,,故A不选;
B.一水合氨电离吸热,中和反应放热,,故B不选;
C.与反应的条件无关,与反应的始态和终态有关,,故C不选;
D.完全燃烧生成气态水时释放的能量比生成液态水时释放的能量少,因该反应的,故,故选D。
答案选D。
8.C
【分析】图象中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应为吸热反应。
【详解】A.铝片与稀盐酸的反应中化合价发生改变为氧化还原反应,为放热反应,A与题意不符;
B.甲烷的燃烧反应中化合价发生改变为氧化还原反应,为放热反应,B与题意不符;
C.灼热的碳和CO2反应中化合价发生改变为氧化还原反应,为吸热反应,C符合题意;
D.NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应中化合价未发生改变,为非氧化还原反应,为吸热反应,D与题意不符;
答案为C。
9.C
【分析】给反应编号。
【详解】A.反应①和②都是和氢气加成,是放热反应,所以ΔH1<0,ΔH2<0,,故A错误;
B.将反应①和②相加不能得到反应③,所以ΔH3≠ΔH1+ΔH2,故B错误;
C.反应①和②都是放热反应,ΔH<0,根据已知,加氢放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比,所以ΔH1﹥ΔH2;将反应②和④和相加得到反应③,所以ΔH3=ΔH2+ΔH4,反应④是1,3-环己二烯脱氢生成苯的逆反应,是吸热反应,所以ΔH4﹥0,所以ΔH3﹥ΔH2,故C正确;
D.由C可知,ΔH2=ΔH3-ΔH4,故D错误;
故选C。
10.D
【详解】A. 过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子,断裂极性键C-Cl键,故A正确;
B. 根据题图信息可知,过程Ⅱ可用方程式表示为O3+Cl=ClO+O2,故B正确;
C. 由图可知,过程Ⅲ中ClO+O=O2+Cl需要紫外辐射,需要外界提供能量,则是吸热过程,故C正确;
D. 由题图可知CFCl3中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂,故D错误;
故答案D。
11.C
【详解】A.硫酸氢钠加热到熔融状态电离成钠离子和硫酸氢根离子,克服钠离子和硫酸氢根离子之间的离子键,故A错误;
B.和完全反应,由于等物质的量的气态水的能量比液态水的能量高,故生成气态水比生成液态水放出的热量少,故B错误;
C.氧气转化成臭氧,属于化学变化,既有化学键的断裂,又有化学键的形成,故C正确;
D.由石墨转化为金刚石为吸热反应可知,等物质的量的石墨的能量比金刚石低,故燃烧等质量金刚石和石墨,石墨放出热量少,故D错误;
答案选C。
12.B
【详解】当升高温度时反应(1) C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),的平衡向右移动说明该反应正向为吸热反应,△H>0,反应(2) 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)的平衡向右移动说明该反应正向为吸热反应,△H>0。
①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1;
②2C(s)+H2(g)=C2H2(g) ΔH2;
③2C(s)+2H2O(g)=C2H4(g) ΔH3
利用盖斯定律,2×[②-③]得到C2H4(g) C2H2(g)+ H2(g),△H=2(△H2-△H3),与题干中的(1)中的方程式一样,而(1)中的反应为吸热反应,△H>0则△H2-△H3>0,所以△H2>△H3,同理③-2×①,得到2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),△H=△H3-2△H1,与题干中的(2)中的方程式一样,而(2)中的反应为吸热反应,则△H3-2△H1>0,所以△H3>2△H1,即△H3>△H1,综上,ΔH2>ΔH3>ΔH1,故选B。
13.A
【详解】A.由反应①和④可知,随着吸收反应的进行,不断消耗OH-,因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小,A正确;
B.反应①没有发生化合价的变化,不是氧化还原反应,B错误;
C.反应的离子方程式为:Ca2++SO+2OH-+2H+=CaSO4+2H2O,该离子反应不是反应③的逆反应,因此≠-ckJ/mol,C错误;
D.根据盖斯定律可知④=①+②-③,所以d=a+b-c,D错误;
答案选A。
14.D
【详解】由题中信息可知:
①
②
根据盖斯定律可知,②-①×2得:,则,所以该反应的热化学方程式为: 。
答案选D。
15.D
【详解】A.从图中可以看出既有O-H的断裂和生成(第一步有O-H的生成,第二步生成,有O-H断裂),A项正确;
B.Ce原子成键数目有2个或3个,成键数目在反应变化过程中发生了变化,B项正确;
C.由于Ti原子的成键数目发生了改变,则Ti元素化合价会发生改变,C项正确;
D.根据反应循环流程可知总反应为,D项错误。
故选D。
16.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)已知:①;②;③,由盖斯定律可知,②×2+③×4-①可得)=×2+×4-。
(2)由图可知合成氨反应的,活化能越高,反应越慢,从图中可以看出的反应活化能最大,历程中反应速率最慢。
(3)已知:I;II;,由盖斯定律可知,I-4×II-得反应则△H=。
(4)反应的=反应物的键能-生成物的键能=E(C=O)+2E(C-H)+498kJ/mol-2E(C=O)-2×464kJ/mol=,则-E(C=O)+2E(C-H)=-50kJ/mol;反应的=反应物的键能-生成物的键能=2E(C=O)+2×436kJ/mol-E(C=O)-2E(C-H)-2×464kJ/mol=E(C=O)-2E(C-H)-56kJ/mol=。
17.(1)
(2)吸热
(3) 小于
【详解】(1)根据盖斯定律,①+②×2,可得反应的。
(2)反应的焓变大于零,为吸热反应;
(3)①反应焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和,N2和H2反应合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H=(946+3×436-2×3×391) kJ•mol-1=-92kJ•mol-1;
②,转化为时放出的热量,即,所以;(物质的量为),完全燃烧时,生成液态水时放出的热量为。根据反应可知,水由气态变为液态,放出热量,水蒸气的能量较高,所以的稳定性小于。
18. AB A F
【详解】(1)化学键的形成过程一定会放出能量,燃料的燃烧、酸碱中和反应都是放热反应,炸药爆炸会放出热量,而化合反应、分解反应不一定是放热反应;故答案为:AB;
(2)硫固体变为硫蒸气需要吸收热量,所以硫蒸气燃烧放出的热量较多,故答案为:A;
(3)氢气与氯气反应生成是放热反应,根据反应热与键能的关系可知,即,三种键能之间的大小关系不能判断,故答案为:F。
19. 同素异形体 -1.90 石墨 石墨是层状结构,层与层之间是分子间作用力(范德华力) 0.5
【详解】(1)石墨、金刚石、C60是由同种元素组成的性质不同的单质,互称为同素异形体。
(2)根据盖斯定律,△H=-395.41kJ.mol-1-(-393.51kJ.mol-1)=-1.90 kJ.mol-1。
(3)由上分析金刚石转变为石墨放出能量,故石墨更稳定。
(4)石墨是层状结构,层与层之间是分子间作用力(范德华力),克服分子间作用力不会改变石墨烯的六边形结构,故上述方法能得到石墨烯。
(5)12g石墨烯中含有1mol(NA个)C原子,由石墨烯的结构可得,每个C原子被3个六元环共用(1个C原子当3个使用),每个六元环由6个C原子形成,故NA个C原子可形成六元环数为:NA×3÷6=0.5 NA。
20. A A 放热反应 Cl2 能 元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的能量就越多
【分析】破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质的化学键放出的能量相等;放出的能量越多,物质本身具有的能量越低,分子越稳定。
【详解】(1)生成1 mol H2时放出的能量最多,为436 kJ,所以物质本身具有的能量最低的是H2;
(2)在氢化物中,生成1 mol HCl时放出的能量最多,为432 kJ,所以最稳定的是HCl;
(3)根据表中数据可以分别计算出三个反应放出的热量依次为:185 kJ、103 kJ和9 kJ,则均为放热反应;
(4)根据(3)中计算可知,相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是Cl2;
(5)若无上表中的数据,也可以得出问题(4)的结论,原因是元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的能量就越多。
21.(1)④⑥
(2)⑤>①>③>②
(3) 4890.0 15892.5
【分析】(1)
反应④、反应⑥的焓变大于0,为吸热反应;
(2)
由反应①可知1mol甲烷燃烧放出890.0kJ热量,由反应②可知1mol氢气燃烧放出241.0kJ热量,由反应③可知1mol CH3COOH燃烧放出870.2kJ热量,由反应⑤可知1mol CH3CH2CH3燃烧放出2220kJ热量,所以放出的热量从大到小的顺序是⑤>①>③>②;
(3)
3 mol甲烷燃烧放出890.0kJ×3=2670.0kJ热量,1mol丙烷燃烧放出2220.0kJ热量,共放出2670.0kJ+2220.0kJ=4890.0kJ热量;根据反应⑥可知每生成1mol锌则吸收20.0kJ的热量,所以理论上可以制得Zn为=15892.5g。
22. +53.1
【详解】(1)由于反应Ⅱ是二氧化硫的歧化反应,且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为和,根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式为
。根据盖斯定律,反应I与反应Ⅲ的热化学方程式相加得
,所以反应Ⅱ的热化学方程式为。
(2)将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律,由得。
23. M < 98 甲烷 -4
【详解】(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,△H=+88.6kJ⋅mol−1,过程是吸热反应,N暗处转化为M,是放热反应,能量越低越稳定,说明M稳定;故答案为:M;
(2)燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量小于燃烧热;故答案为:<;
(3)有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,2mol氯气反应放热290kJ,反应的热化学方程式为: ;故答案为: ;
(4)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s) △H=−1176kJ⋅mol−1,转移12mol电子放热1176kJ,则反应过程中,每转移1mol电子放热98kJ,故答案为:98kJ;
(5)最能体现“低碳经济”理念的即为生成1mol二氧化碳放出热量最多的燃料,根据CO、CH4、C8H18、乙醇这4种燃料燃烧热,则生成1mol二氧化碳放出热量分别为283kJ、891.0kJ、=682.6kJ、=683.4kJ,所以生成1mol二氧化碳放出热量最多的为甲烷,则最能体现“低碳经济”理念的是甲烷,故答案为:甲烷;
(6)根据图象,反应物能量高于生成物能量,则反应为放热反应,则该反应的△H=(1−5)akJ/mol=−4akJ/mol,过渡态1的活化能为E1=6akJ/mol,过渡态2的活化能为E2=5.5akJ/mol,过渡态3的活化能为E3=4akJ/mol,所以过渡态3的活化能最低,反应相对容易,则反应历程的最优途径是C3,
故答案为:−4;C3。
24.(1)
(2) A 应①为吸热反应,生成物能量高于反应物能量,总反应、反应②是放热反应,生成物能量低于反应物
【详解】(1)根据盖斯定律,反应①+②得到总反应,故总反应的△H=。
(2)应①为吸热反应,生成物能量高于反应物能量,总反应、反应②是放热反应,生成物能量低于反应物,则B、C选项的示意图不符合,选A。
25.(1)B
(2)ΔH1+ΔH2-ΔH3
(3)(c-a-b)
(4) 该反应是可逆反应,2mol氮气反应不完全,因此放热量小于92kJ 946 N4(g)=2N2(g) ΔH=-734kJ•mol-1 N2
【详解】(1)A.浓硫酸与水混合会放出大量的热,但浓硫酸有很大的安全隐患,故A错误;
B.生石灰和水反应放出大量的热,相对安全,故B正确;
C.纯碱和水混合后热量变化很小,故C错误;
D.食盐和白醋合后热量变化很小,故D错误;
故选B;
(2)由盖斯定律可知,R1+ R2= R3+R4,已知一定条件下反应R1、R2、R3的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,R4的焓变ΔH4,则ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,故R4的焓变ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3;
(3)根据盖斯定律①+②可得2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g)的ΔH=(a+b)kJ/mol,焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能,即逆反应的活化能为(c-a-b) kJ/mol;
(4)①合成氨的反应为,该反应是可逆反应,2molN2(g)、6molH2(g)反应生成的氨气小于2mol,因此放热量小于92kJ,由于焓变=反应物键能总和-生成物键能中和,即a kJ/mol+436 kJ/mol×3-391 kJ/mol×3×2=-92 kJ/mol,解得a=946;
②在25℃和101kPa下N4(g)转化为N2(g)的ΔH=193 kJ/mol×6-946 kJ/mol×2=-734 kJ/mol,热化学方程式为,能量越低越稳定,因此N2更稳定。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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