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第一章化学反应的热效应
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
基础练习
一、单选题
1.中国科研人员利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水的主要过程如下图。
已知几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键
H―O键
H―H键
O=O键
键能kJ/mol
463
436
496
若反应过程中分解水的物质的量为1mol,则产生的热量变化为
A.吸收484kJ B.放出484kJ C.吸收242kJ D.放出242kJ
2.下列实验装置或操作正确且能达到实验目的的是
选项
A
B
装置操作
目的
测定中和热
检验二氧化硫的还原性
选项
C
D
装置操作
目的
制备氨气
测新制氯水的值
A.A B.B C.C D.D
3.下列实验装置不能达到实验目的的是
A.收集并验满
B.吸收多余的氯化氢
C.干燥
D.验证Na和水的反应为放热反应
A.A B.B C.C D.D
4.化学反应 的能量变化如下图,下列叙述中正确的是
A.催化剂可以降低反应活化能,提高活化分子百分数
B.每形成1mol A-B键,释放b kJ能量
C.该反应中旧键断裂释放的总能量低于新键形成吸收的总能量
D.该反应正反应的活化能为120
5.下列说法正确的是
A.31g白磷固体比31g红磷固体能量多bkJ,白磷,s(红磷,s) ,所以白磷比红磷稳定
B.500℃、30MPa下, ;将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
C.H2的燃烧热为,则
D.稀氢氟酸溶液与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热大于
6.依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项
热化学方程式
结论
A
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-571.6kJ/mol
氢气的标准燃烧热为285.8kJ/mol
B
OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
稀NaOH溶液与CH3COOH生成1mol水放出57.3kJ热量
C
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-889.6kJ/mol
甲烷的热值为55.6kJ/g
D
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+196kJ/mol
2molSO3充分反应,吸收196kJ热量
A.A B.B C.C D.D
7.PCl3和PCl5都是重要的化工产品。磷与氯气反应有如图转化关系。下列叙述正确的是
已知:在绝热恒容密闭容器中发生反应(1)、反应(2),反应体系的温度均升高。
A.ΔH3=ΔH1-ΔH2
B.4PCl3(g)+4Cl2(g)=4PCl5(s) ΔH;ΔH>ΔH2
C.ΔH1、ΔH2、ΔH3中,ΔH3最大
D.PCl3分子中每个原子最外层都达到8电子结构
8.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.晶体与晶体反应的能量变化可用上图表示
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
C.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的量无关
D.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成
9.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(s)的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应不需要任何条件就可进行
B.使用催化剂可以减小a、b的差值
C.ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
D.1 mol A2和1 mol B2完全分解为气态原子需放出a kJ能量
10.甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是
A.若破坏中的化学键需吸收热量,则破坏键需吸收热量
B.反应
C. 的能量大于和的能量总和
D.在反应中,放出热量,有键生成
11.化学反应N2(g)+O2(g)= 2NO(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是
A.该反应每生成2mol NO(g)吸收b kJ热量
B.反应热ΔH= (b-a )kJ·mol−1
C.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D.断裂1 mol N≡N键和1molO=O键放出a kJ能量
12.研究表明,利用可催化消除大气污染物和,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知的燃烧热,则的反应热为
A. B. C. D.
13.下列关于热化学方程式的说法中,正确的是
A.丙烷的燃烧热,则丙烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.一定条件下, ,则将和置于密闭容器中充分反应放出热量为
C.,,,,则
D.在稀溶液中: ,若将含的盐酸稀溶液与固体混合,放出的热量小于
14.下列有关实验装置和操作能达到实验目的的是
选项
A
B
装置及操作
实验目的
蒸发溶液制无水
排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡
选项
C
D
装置及操作
实验目的
验证铁钉发生吸氧腐蚀
中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
15.已知:①
②
③
则和反应生成液氨的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
提升练习
二、填空题
16.Ⅰ.请写出下列反应的离子方程式:
(1)往溶液中滴加浓烧碱并加热: 。
(2)往溶液中滴加稀盐酸溶液: 。
(3)将气体与充分发生反应: 。
(4)溶液中通入少量气体: 。
(5)往溶液中通入少量: 。
Ⅱ.请按要求完成下列热化学知识小题(能量数据均为常温常压下的测定值):
(6)将氢气与足量氧气充分反应生成液态水,放出的热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为: 。
(7)将含的稀硫酸溶液与足量稀溶液迅速反应,测得放出的热量。则表示该反应的热化学方程式为: 。
(8)已知反应;、键能分别为、,则的键能为 (用含a、b、c的式子表示)。
(9)已知:
则反应的 。
17.化学反应常伴随着能量的转化。请回答下列问题:
(1)热电厂尾气经处理得到较纯的,可用于原电池法生产硫酸,其工作原理如图所示。
①电极为 极(填“正”或“负”),溶液中 (填离子)由极区向极区迁移。
②电极的电极反应式为 ,标准状况下,若有完全反应,则电路中转移 电子。
(2)气体溶于水生成和气体放出的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
18.(1)实验测得16g甲醇[CH3OH(l)]在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量,试写出甲醇燃烧热的热化学方程式: .
(2)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被破坏和生成物的化学键的形成过程.已知反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=a kJ•mol﹣1.有关键能数据如表:
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能(kJ/mol)
436
391
945
试根据表中所列键能数据估算a的数值 .
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算.已知:
C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1=﹣393.5kJ•mol﹣1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H2=﹣571.6kJ•mol﹣1
2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l) △H3=﹣2599kJ•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)反应的反应热为:△H= .
(4)在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3﹣。两步反应的能量变化示意图如图:
第一步反应是 反应(填“放热”或“吸热”),原因是
19.应用盖斯定律计算反应热的常用方法
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下:
根据盖斯定律得:ΔH= 。
(2)加合法
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1;
②将Ⅱ反应热化学方程式变形,得反应Ⅲ:CO2(g)=CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0 kJ·mol-1;
③将热化学方程式相加,ΔH也相加。①+②得:C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH= kJ·mol-1。
归纳总结:若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
20.回答下列问题:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、 、 。
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是 (填序号)。
A.50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液 B.50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液 C.1.0 g NaOH固体
(3)由甲、乙两人组成的实验小组,在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物
起始温度
t1/℃
终了温度
t2/℃
中和热
/kJ·mol-1
A.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NaOH溶液50 mL
13.0
ΔH1
B.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NH3·H2O溶液50 mL
13.0
ΔH2
①甲在实验之前预计ΔH1=ΔH2.他的根据是 ;乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2,他的根据是 。
②实验测得的温度是:A的起始温度为13.0℃、终了温度为19.8℃;B的起始温度为13.0℃、终了温度为19.3℃。设充分反应后溶液的比热容c=4.184 J·(g·℃)-1,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则ΔH1= ;ΔH2= 。(已知溶液密度均为1 g·cm-3)
21.回答下列问题
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜)S(s,斜方),则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是 (填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。
(2)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能单位为)
化学键
键能
436
431
热化学方程式:,则的键能为 。
(3)标准状况下,在中完全燃烧生成和,放出389.7kJ热量,请写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
(4)已知:C(石墨,s)
计算C(石墨,s)与反应生成的为 (用含a、b、c的式子表示)。
(5)与适量反应生成,需吸收68kJ的热量,该反应的热化学方程式为 。
22.Ⅰ.高温时,2NO2(g) 2NO(g)+ O2(g)。根据下列数据计算,当1molNO2分解时,反应会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
Ⅱ.下列物质中:①Na2O2 ②He ③NaOH ④N2 ⑤MgCl2 ⑥NH3 ⑦H2O2 ⑧Cl2 ⑨NH4Cl,是离子化合物的是 ,是共价化合物的是 ,含有非极性共价键的物质是 ;Na2O2的电子式: .N2的结构式: .
23.十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题:
(1)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
①上述过程中,能量的变化形式是由 转化为 。
②根据数据计算,分解1molCO2需 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如图。
①Pt电极(a)为 极(填“正”或“负”);Pt电极(b)上的电极反应式为: 。
②该过程总反应的化学反应方程式为 ;当消耗0.1 mol O2时,理论上转移电子个数为 。
24.氢气在工业合成中应用广泛。
(1)通过下列反应可以制备甲醇:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ·mol-1。
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ·mol-1。
请写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。
25.试回答下列各问题:
(1)如图Ⅰ所示是1mol 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)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关.
①已知:H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣185kJ/mol;
键能E(H﹣H)=436kJ/mol,E(Cl﹣Cl)=247kJ/mol,则E(H﹣Cl)= .
(3)已知:
①Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣a kJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣b kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+ckJ/mol
则FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
A
A
D
C
D
D
C
A
题号
11
12
13
14
15
答案
C
C
C
C
A
1.C
【详解】水分解的反应式为,2mol分解,吸收的热量为,则1mol水分解吸收的热量为242kJ,答案选C。
2.B
【详解】A.该装置中缺少环形玻璃棒,故A项错误;
B.酸性高锰酸钾具有氧化性,若二氧化硫具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B项正确;
C.制备氨气是氯化铵固体和氢氧化钙反应,不能直接加热氯化铵,故C项错误;
D.新制氯水具有漂白性,不能用pH试纸测其pH值,应用pH计测定新制氯水的pH值,故D项错误;
故本题选B。
3.A
【详解】A.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,且氨气的密度比空气密度小,应该用向下排空气法收集,图中应将导管伸入试管底部收集,A错误;
B.HCl易溶于水,可以用水吸收多余的HCl,该装置中将导气管插入四氯化碳液面以下,可以防倒吸,B正确;
C.不和浓硫酸反应,且浓硫酸具有吸水性,可以用浓硫酸干燥,C正确;
D.钠和水的反应是放热反应,具支试管中温度上升,气体压强增大,导致U形管中的红墨水左面液面下降,右面液面上升,形成一定的压强差,能够达到预期的实验目的,D正确;
故选A。
4.A
【详解】A.催化剂可以降低反应活化能,是活化分子的数目增加,提高活化分子百分数,A正确;
B.由图知,每形成2mol A-B键,释放b kJ能量,B错误;
C.由图知,该反应为放热反应,故该反应中旧键断裂吸收的总能量低于新键形成释放的总能量,C错误;
D.由图知,该反应正反应的活化能为,D错误;
故选A。
5.D
【详解】A.31g即=0.25mol白磷固体比31g红磷固体能量多bkJ,即说明白磷转化为红磷是一个放热反应,即白磷,s(红磷,s) ,能量越高越不稳定,所以红磷比白磷稳定,A错误;
B.500℃、30MPa下, ,由于上述反应是一个可逆反应,则将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,1.5molH2不可能完全反应,故放出热量小于46.2kJ,B错误;
C.已知燃烧热是指1mol纯物质与O2完全反应生成指定稳定的产物H对应的产物为液态水,故H2的燃烧热为,则 ,C错误;
D.由于HF是弱酸,在水溶液中部分电离,电离过程需要吸收热量,即稀氢氟酸溶液与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热大于,D正确;
故答案为:D。
6.C
【详解】A.氢气的标准燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,所以氢气的燃烧热不是285.8kJ/mol,故A错误;
B.醋酸是弱酸,电离吸热,稀NaOH溶液与CH3COOH生成1mol水放出的热量小于57.3kJ,故B错误;
C.根据CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-889.6kJ/mol,1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量是889.6kJ,则1g甲烷燃烧放出的热为55.6 kJ,故C正确;
D.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+196kJ/mol为可逆反应,2molSO3充分反应,吸收的热量小于196kJ,故D错误;
选C。
7.D
【详解】A.根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2,故A项错误;
B.液态PCl3汽化时吸收热量,故ΔH<ΔH2,故B项错误;
C.由已知可知反应(1)和反应(2)均是放热反应,故反应(3)也是放热反应,结合盖斯定律,最小,故C项错误;
D.在PCl3分子中,P元素为+5价,P原子最外层有5个电子,则PCl3分子中的P原子最外层电子数为5+3=8,氯原子最外层电子数为:7+1=8,均满足最外层8电子结构,故D项正确;
故答案选D。
8.D
【详解】A.由图可知该反应为放热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,A错误;
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量不一定高于生成物的总能量,B错误;
C.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的量有关,C错误;
D.化学键的断裂需要吸收能量,化学键的形成能够放出能量,化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因,D正确;
故选D。
9.C
【分析】根据化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(s)的能量变化图可知,反应为吸热反应,结合能量变化分析解答。
【详解】A.该反应是吸热反应,正反应活化能较大,反应一般需要加热进行,A错误;
B.使用催化剂不能改变反应热的大小,而ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,所以不能改变a、b的差值,B错误;
C.上述反应为吸热反应,根据能量变化图可知,ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,C正确;
D.1 mol A2和1 mol B2完全分解为气态原子需吸收能量,而不是放出能量,D错误;
答案选C。
10.A
【分析】由图可知,1molCH4(g)+2molO2(g)断裂所有共价键,需要吸收2646kJ的热量;1molC(g)+4molH(g)+4molO(g)结合成1molCO2(g)+2molH2O(g),能放出3446kJ的热量,据此回答。
【详解】A.若破坏1molO2(g)中的化学键需吸收热量493kJ,则破坏1molC-H键需吸收热量,A正确;
B.图中生成的水是气态,气态水转变为液态放出热量,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-800kJ·mol-1,B错误;
C.由图可知,1molCH4(g)和2molO2(g)的能量大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量总和,但1molCH4(g)的能量不一定大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量总和,C错误;
D.在反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)中,放出热量400kJ,生成1molH2O,有2molO-H键生成,D错误;
故选A。
11.C
【详解】A.由图可知,该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+(a−b)kJ/mol,即每生成2molNO时吸收(a−b)kJ热量,故A错误;
B.由图可知,该反应为吸热反应,ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=+(a−b)kJ•mol−1,故B错误;
C.由图可知,该反应反应物的总能量低于生成物的总能量,故C正确;
D.由图可知,断裂1molN≡N键和1molO=O键吸收akJ能量,故D错误;
答案选C。
12.C
【详解】由图可知反应物和最终产物的能量差为(330-123)+(229-77)=359kJ,此反应为放热反应,,选C。
13.C
【详解】A.高中阶段燃烧热的定义为在25℃,1.01×105Pa条件下,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,产物中的H2O的物质状态应为液态,丙烷燃烧的热化学方程式可表示为: ,A选项错误;
B.由于为可逆反应,充入和无法完全反应,因此反应过程放出的热量应小于99kJ,B选项错误;
C.由于,根据该斯定律可得ΔH=ΔH2-ΔH1>0,则-b-(-a)>0,则,C选项正确;
D.NaOH固体溶解放热,所以的盐酸稀溶液与固体混合,放出的热量大于;
故答案选C。
14.C
【详解】A.由于要水解,蒸发溶液得到或MgO,不能达到实验目的,A项不选;
B.溶液不能盛装在碱式滴定管中,B项不选;
C.利用该装置能验证铁钉发生吸氧腐蚀,C项选;
D.铜制搅拌器导热,会对中和热的测定造成干扰,D项不选;
答案选C。
15.A
【详解】根据盖斯定律,①×2+②×2+③×2得N2(g)+3H2(g)=2NH3(l),ΔH=2ΔH1+2ΔH2+2ΔH3=-2(b+c-a)kJ·mol-1,所以N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)ΔH=-2(b+c-a)kJ·mol-1。
故选A。
16.(1)
(2)或
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)-740
【详解】(1)往溶液中滴加浓烧碱并加热放出氨气,离子方程式为。
(2)往溶液中滴加稀盐酸溶液生成硅酸沉淀,离子方程式为。
(3)将气体与充分发生反应生成硝酸和一氧化氮,离子方程式为。
(4)溶液中通入少量气体,二氧化硫被氧化为硫酸钡,离子方程式为。
(5)往溶液中通入少量,氯气不足,亚硫酸钠被氧化,离子方程式为。
(6)将氢气与足量氧气充分反应生成液态水,放出的热量,则1mol氢气即2g氢气完全燃烧放热为285.8kJ,因此表示氢气燃烧热的热化学方程式为。
(7)将含的稀硫酸溶液与足量稀溶液迅速反应,测得放出的热量,因此1mol硫酸放热为102kJ,即生成1mol水放热为51kJ,则表示该反应的热化学方程式为。
(8)已知反应;、键能分别为、,断键吸热,形成化学键放热,则x+3b-6c=-a,解得x=,因此的键能为()。
(9)已知:
①
②
③
则根据盖斯定律可知-(①+②+③×2)即得到反应的-740。
17.(1) 负 8
(2)
【分析】该装置没有外加电源,该装置为原电池装置,根据装置图,SO2转化成较浓硫酸,S元素的化合价升高,根据原电池工作原理,电极a为负极,电极反应式为,电极b为正极,电极反应式为,据此分析解答;
【详解】(1)①由分析可知,a为负极,溶液中由负极向正极移动;
②由分析可知,电极的电极反应式为,由电极方程式可知,反应1mol氧气转移4mol电子,若有完全反应,则电路中转移8mol电子;
(2)气体溶于水生成和气体放出,气体溶于水生成和气体放出的热量,热化学方程式为。
18. CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=−726.5kJ/mol -93 +226.7 kJ•mol﹣1 放热 反应物总能量高于生成物总能量
【分析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量,根据热化学方程式的书写方法可知,化学计量数与反应热成正比,并注意标明物质的聚集状态来解答;
(2)反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算;(3)可以先根据反应物和生成物书写化学方程式,根据盖斯定律计算反应的焓变,最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式;
(4)当反应物的总能量大于生成物的总能量,反应是放热的。
【详解】(1)16gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出363.25kJ热量,32g即1molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出726.5kJ热量,则△H=−726.5kJ/mol,则燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=−726.5kJ/mol,故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=−726.5kJ/mol;
(2)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=945+436×3-391×6 kJ•mol﹣1=-93 kJ•mol﹣1,因此a=−93,故答案为:−93;
(3)已知:①C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1=﹣393.5kJ•mol﹣1 ②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H2=﹣571.6kJ•mol﹣1 ③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l) △H3=﹣2599kJ•mol﹣1 ,2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应热可以根据①×2+②×−③×得到,△H=2×(−393.5 kJ•mol﹣1)+(−571.6 kJ•mol﹣1)×−(−2599 kJ•mol﹣1)×=+226.7 kJ•mol﹣1,故答案为:+226.7 kJ•mol﹣1;
(4)因为△H=−273kJ/mol<0,则反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,
故答案为:放热,反应物总能量高于生成物总能量。
19.(1)ΔH1-ΔH2
(2)-110.5
【详解】(1)对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的,即无论碳和氧气反应是直接变为二氧化碳、还是先变成一氧化碳再转化为二氧化碳,因反应物和最终生成物是一样的,其焓变是一样的,因此ΔH1=ΔH+ΔH2,ΔH=ΔH1-ΔH2。
(2)反应C(s)+O2(g)=CO(g)可由①+②得到,其焓变ΔH=ΔH1+ΔH3=-393.5kJ·mol-1+(+283.0 kJ·mol-1)= -110.5kJ·mol-1。
20.(1) 量筒 环形玻璃搅拌棒
(2)B
(3) A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同 NaOH是强碱,NH3•H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同 -56.9 kJ/mol -52.7 kJ/mol
【详解】(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、环形玻璃搅拌棒、温度计;
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol/L的盐酸,还需加入的试剂等体积但浓度略大的NaOH溶液,使碱过程或酸完全中和,并且根据酸的浓度和体积计算生成水的物质的量,答案选B;
(3)①甲认为A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同;而乙认为NaOH是强碱,NH3•H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同;
②△H1=-≈-56.9kJ/mol,△H2=-≈-52.7kJ/mol。
21.(1)S(斜方,s)
(2)243
(3)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)
(4)c-a-2b
(5)
【详解】(1)S(s,单斜)S(s,斜方),则S(单斜,s)的能量大于S(斜方,s),能量越低越稳定,较稳定的是S(斜方,s)。
(2),焓变=反应物总键能-生成物总键能,设的键能为x,则436+x-2×431=-183,x=243。
(3)标准状况下的物质的量为=0.3mol,0.3mol在中完全燃烧生成和,放出389.7kJ热量,则1mol在中完全燃烧生成和,放出=1299kJ热量,表示燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) 。
(4)已知:①C(石墨,s),②,③,根据盖斯定律①+②×2-③得C(石墨,s) 。
(5)与适量反应生成,需吸收68kJ的热量,该反应的热化学方程式为: 。
22. 吸收 56.5KJ ①③⑤⑨ ⑥⑦ ①④⑦⑧
【详解】Ⅰ.根据题给信息可知:反应热=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=2×931-2×628-493=+113kJ·mol-1,即2NO2(g) 2NO(g)+ O2(g) ∆H=+113kJ·mol-1, 当1molNO2分解时,反应会吸收56.5KJ kJ能量;正确答案:吸收;56.5KJ 。
Ⅱ.离子化合物一般为强碱、盐、金属氧化物等,所以①Na2O2、③NaOH、⑤MgCl2、⑨NH4Cl均为离子化合物;共价化合物一般是由非金属元素组成(铵盐除外),所以⑥NH3、 ⑦H2O2均为共价化合物;相同的非金属元素间形成非极性共价键,非极性共价键可存在单质分子中,也可存在化合物分子中,一些离子化合物中含有非极性共价键,所以①Na2O2、④N2、⑦H2O2、⑧Cl2均含有非极性共价键;Na2O2为离子化合物,既含离子键,又含有共价键,电子式为;N2为非金属单质,含有氮氮三键,结构式:;正确答案:①③⑤⑨; ⑥⑦;①④⑦⑧ ; 。
23.(1) 光能和热能 化学能 吸收 278
(2) 负极 O2+4e-+2H2O=4OH- 4NH3+3O2=2N2+6H2O 0.4NA
【分析】该电池为原电池,通入氧气的一极为正极发生3O2+12e-+6H2O=12OH-,通入氨气的一极为负极发生4NH3-12e-+12OH-=2N2+12H2O;
【详解】(1)①该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2,根据能量守恒定律,该反应中,光能和热能转化为化学能;
②二氧化碳分解生成CO和O2,根据△H=反应物键能总和-生成物键能总和,△H与其方程式化学计量数成正比,由2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)及图中数据可有:ΔH=2×1598kJ·mol-1-(2×1072+496)kJ·mol-1=+556kJ·mol-1,所以分解1molCO2需吸收的能量;
(2)据分析,a为负极;b电极为正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-;该反应总反应为氨气和氧气反应生成氮气和水:4NH3+3O2=2N2+6H2O;O元素从0价被还原为-2价,因此1molO2转移4mol电子,则消耗0.1 mol O2时,理论上转移电子个数为0.4NA。
24.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1
【详解】根据盖斯定律:②+①到CO2和H2制取甲醇的热化学方程式CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1;故答案为:O2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1。
25. NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=﹣234 kJ•mol﹣1 434KJ/mol KJ/mol
【详解】(1)根据图Ⅰ可知反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,1mol NO2和CO反应生成 CO2和NO过程中放出的热量是368kJ-134 kJ=234 kJ,所以热化学方程式为NO2(g)+CO(g) == NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol。
(2)①反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,因此
ΔH==436kJ/mol+247 kJ/mol-2X=-185 kJ/mol,解得X=434 kJ/mol。
(3) 根据盖斯定律可知,①×3-②-③×2即得到6FeO(s) +6CO(g) 6Fe(s)+6CO2(g),所以反应热为ΔH= (3a-b+2c)kJ/mol。FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=(3a-b+2c)/6kJ/mol。
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