内容正文:
课下巩固精练卷(三十二) 化学反应的热效应
一、选择题
1.(2025·南京高三校联考学业考试)在人体内,O2与葡萄糖反应生成H2O和CO2的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应属于吸热反应
B.断开氧气中的化学键会放出能量
C.形成H—O键吸收能量
D.反应物的总能量大于生成物的总能量
2.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是( )
A.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
B.S(s)+O2(g)===SO3(l) ΔH=-296 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1
3.(2025·虹口统考一模)化学反应H2+Cl2===2HCl的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B.2 mol气态氢原子的能量低于1 mol氢气的能量
C.2 mol H(g)与2 mol Cl(g)形成2 mol HCl(g)时释放862 kJ能量
D.该反应的热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
4.已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1
HCO(aq)+H+(aq)===H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)⇌CO2(g)+H2O(l) ΔH3
A.ΔH1<0
B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH2+ΔH3<0
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0
5.(2025·河南新乡期末)下列说法正确的是( )
A.已知:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,则a>b
B.由H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则向含1 mol HCl的盐酸中加入40 g NaOH固体,放出热量等于57.3 kJ
C.甲烷的燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ/mol
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
6.(2025·广东江门期中)已知298 K时,合成SO3反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol,将此温度下的2 mol SO2和1 mol O2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,反应放出的热量(忽略能量损失)( )
A.一定大于196.6 kJ
B.一定小于196.6 kJ
C.一定等于196.6 kJ
D.不能确定
7.(2025·辽宁大连期末)下列说法或表示方法中正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1,则a>b
B.实验测得在25 ℃和101 kPa时,1 mol CH4(g)完全燃烧放出890.3 kJ的热量,则CH4(g)的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ/mol
D.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol ,若向1 L 1 mol/L的稀NaOH溶液中加入1 mol 浓硫酸,放出的热量为57.3 kJ
8.(2025·江西宜春模拟)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A.1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ/mol
B.H2的燃烧热为285.8 kJ/mol,则H2O电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ/mol
C.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,则C的燃烧热为110.5 kJ/mol
D.HF与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
9.利用CH4和Cl2制备CH3Cl的过程中,各物质的能量关系如图所示(Ea表示活化能),下列说法正确的是( )
A.反应1的正反应活化能大于逆反应的活化能
B.反应2的反应速率决定了整个转化过程的反应速率
C.若该过程中使用合适的催化剂,则图中ΔH的高度将减小
D.在转化过程中,只存在C—H键的断裂和C—Cl键的形成
10.下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应,放出热量98.3 kJ
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(白磷,s)===4P(红磷,s)
ΔH=-4b kJ·mol-1
二、非选择题
11.某化学兴趣小组打算用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和反应的反应热的测定,小强同学根据中和反应的反应热实验测定的要求画出如下图所示的装置图。
(1)小明同学发现装置图中缺少了一种仪器,缺少的仪器名称是______________。
(2)大烧杯如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。该实验在________中(结合我们的日常生活填一种家用产品)效果会更好。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
试验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
25.2
25.0
25.1
28.4
2
25.8
26.2
26.0
30.2
3
25.6
26.0
25.8
30.1
4
26.1
25.9
26.0
30.4
①表中的温度差平均值为________℃。
②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和反应的反应热ΔH=________kJ/mol(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。
A.实验中选用硫酸浓度过大
B.实验装置保温、隔热效果差
C.量取NaOH溶液的体积时俯视读数
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
12.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。回答下列问题:
(1)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),反应过程中的能量变化情况如图所示。曲线______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示使用催化剂的反应过程。计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时,能量变化值是________kJ。
(2)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则H2与N2反应生成17 g NH3需放出的热量为________kJ。
(4)二氧化碳是引起温室效应的主要物质,节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-a kJ/mol
②CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH=-b kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-c kJ/mol
④H2O(g)===H2O(l) ΔH=-d kJ/mol
则表示2 mol CH3OH(l)燃烧生成CO2气体和液态水的反应热(ΔH)为________________________________________________________________________
kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(5)已知乙醇的燃烧热为-1 366.8 kJ·mol-1。已知1 g的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则乙醇的热值是____________kJ·g-1。(取小数点后一位)
13.(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下。
(M)(N)ΔH=+88.6 kJ/mol
M、N相比,较稳定的是________(填“M”或“N”)。
(2)已知:
①H2O(g)===H2O(l)ΔH1=-Q1 kJ/mol;
②CH3OH(g)===CH3OH(l)ΔH2=-Q2 kJ/mol;
③2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol(Q1、Q2、Q3均大于0)。
若要使32 g液态甲醇完全燃烧,最后恢复到室温,放出的热量为________kJ。
(3)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/(kJ·
mol-1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如CO表示CO2吸附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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$$
课下巩固精练卷(三十二) 化学反应的热效应
一、选择题
1.(2025·南京高三校联考学业考试)在人体内,O2与葡萄糖反应生成H2O和CO2的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应属于吸热反应
B.断开氧气中的化学键会放出能量
C.形成H—O键吸收能量
D.反应物的总能量大于生成物的总能量
答案:D
2.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是( )
A.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
B.S(s)+O2(g)===SO3(l) ΔH=-296 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1
答案:A
3.(2025·虹口统考一模)化学反应H2+Cl2===2HCl的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B.2 mol气态氢原子的能量低于1 mol氢气的能量
C.2 mol H(g)与2 mol Cl(g)形成2 mol HCl(g)时释放862 kJ能量
D.该反应的热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
答案:B
4.已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1
HCO(aq)+H+(aq)===H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)⇌CO2(g)+H2O(l) ΔH3
A.ΔH1<0
B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH2+ΔH3<0
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0
解析:选A。由题意得到:①HCO(aq)+H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH>0、②CO(aq)+2H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH<0,②-①即得ΔH1<0,A正确;H2CO3(aq)⇌CO2(g)+H2O(l)是一个吸热过程,所以ΔH1<ΔH3,B错误;由题意得到:HCO(aq)+H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH>0,即ΔH2+ΔH3>0,C错误;由题意得到:CO(aq)+2H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH<0,即ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,D错误。
5.(2025·河南新乡期末)下列说法正确的是( )
A.已知:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,则a>b
B.由H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则向含1 mol HCl的盐酸中加入40 g NaOH固体,放出热量等于57.3 kJ
C.甲烷的燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ/mol
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
解析:选D。氢气燃烧是放热反应,ΔH<0,H2O(g)→H2O(l)是放热过程,因此a<b,故A错误;氢氧化钠固体溶于水放出热量,则向含1 mol HCl的盐酸中加入40 g NaOH固体,放出热量大于57.3 kJ,故B错误。
6.(2025·广东江门期中)已知298 K时,合成SO3反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol,将此温度下的2 mol SO2和1 mol O2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,反应放出的热量(忽略能量损失)( )
A.一定大于196.6 kJ
B.一定小于196.6 kJ
C.一定等于196.6 kJ
D.不能确定
答案:B
7.(2025·辽宁大连期末)下列说法或表示方法中正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1,则a>b
B.实验测得在25 ℃和101 kPa时,1 mol CH4(g)完全燃烧放出890.3 kJ的热量,则CH4(g)的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ/mol
D.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol ,若向1 L 1 mol/L的稀NaOH溶液中加入1 mol 浓硫酸,放出的热量为57.3 kJ
解析:选B。碳燃烧生成CO2 (g)放出的热量大于生成CO(g),两个反应均为放热反应,焓变为负值,放出热量越多焓变越小,则a<b,A错误;氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)===H2O(l),生成的是液态水,C错误;浓硫酸稀释放热,放出的热量大于57.3 kJ,D错误。
8.(2025·江西宜春模拟)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A.1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ/mol
B.H2的燃烧热为285.8 kJ/mol,则H2O电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ/mol
C.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,则C的燃烧热为110.5 kJ/mol
D.HF与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
答案:A
9.利用CH4和Cl2制备CH3Cl的过程中,各物质的能量关系如图所示(Ea表示活化能),下列说法正确的是( )
A.反应1的正反应活化能大于逆反应的活化能
B.反应2的反应速率决定了整个转化过程的反应速率
C.若该过程中使用合适的催化剂,则图中ΔH的高度将减小
D.在转化过程中,只存在C—H键的断裂和C—Cl键的形成
解析:选A。由图可知反应1为吸热反应,故正反应活化能大于逆反应活化能,A正确;整个转化过程的速率由慢反应的速率决定,由于反应1的正反应活化能明显大于反应2,则可知反应1为慢反应,B错误;催化剂只能改变反应活化能,无法改变ΔH,C错误;转化过程中还存在Cl—Cl键的断裂和H—Cl键的形成,D错误。
10.下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应,放出热量98.3 kJ
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(白磷,s)===4P(红磷,s)
ΔH=-4b kJ·mol-1
解析:选D。选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应,A错;ΔH应为-196.6 kJ·mol-1,B错;选项C中由于生成BaSO4沉淀,放出的热量大于114.6 kJ,C错。
二、非选择题
11.某化学兴趣小组打算用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和反应的反应热的测定,小强同学根据中和反应的反应热实验测定的要求画出如下图所示的装置图。
(1)小明同学发现装置图中缺少了一种仪器,缺少的仪器名称是______________。
(2)大烧杯如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。该实验在________中(结合我们的日常生活填一种家用产品)效果会更好。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
试验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
25.2
25.0
25.1
28.4
2
25.8
26.2
26.0
30.2
3
25.6
26.0
25.8
30.1
4
26.1
25.9
26.0
30.4
①表中的温度差平均值为________℃。
②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和反应的反应热ΔH=________kJ/mol(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。
A.实验中选用硫酸浓度过大
B.实验装置保温、隔热效果差
C.量取NaOH溶液的体积时俯视读数
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析:(2)如果不盖硬纸板,有热量散失,则求得的放出的热量偏小,又因中和反应的反应热焓变为负值,则ΔH偏大;实验需要在保温的情况下进行,则可以用保温杯进行保温。
(3)①根据表中数据可知四次实验的温度差(℃)分别为3.3、4.2、4.3、4.4,所以温度差的平均值为4.3(舍弃第一组)。
②50 mL 0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液与30 mL 0.50 mol·L-1硫酸进行中和反应生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol·L-1=0.025 mol,溶液的质量为80 mL×1 g·mL-1=80 g,温度差平均值Δt=4.3,则生成0.025 mol水放出的热量Q=mcΔt=80 g×4.18 J·g-1·℃-1×4.3 ℃=1 437.92 J,即1.437 92 kJ,所以实验测得的中和反应的反应热ΔH=-≈-57.5 kJ·mol-1。
③硫酸浓度过大,浓硫酸稀释放热,则放热过多,中和反应的反应热数值偏大,A符合题意;实验装置保温、隔热效果差,测得的放出的热量数值偏小,B不符合题意;量取NaOH溶液的体积时俯视读数会导致NaOH的体积偏小,消耗NaOH的物质的量偏小,测得的放出的热量数值偏小,C不符合题意;用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4中测温度,会导致硫酸的起始温度偏高,测得的温度差平均值偏小,测得的放出的热量数值偏小,D不符合题意。
答案:(1)环形玻璃搅拌器
(2)偏大 保温杯
(3)①4.3 ②-57.5 ③A
12.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。回答下列问题:
(1)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),反应过程中的能量变化情况如图所示。曲线______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示使用催化剂的反应过程。计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时,能量变化值是________kJ。
(2)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则H2与N2反应生成17 g NH3需放出的热量为________kJ。
(4)二氧化碳是引起温室效应的主要物质,节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-a kJ/mol
②CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH=-b kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-c kJ/mol
④H2O(g)===H2O(l) ΔH=-d kJ/mol
则表示2 mol CH3OH(l)燃烧生成CO2气体和液态水的反应热(ΔH)为________________________________________________________________________
kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(5)已知乙醇的燃烧热为-1 366.8 kJ·mol-1。已知1 g的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则乙醇的热值是____________kJ·g-1。(取小数点后一位)
解析:(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=(946+436×3-391×6)kJ/mol=-92 kJ/mol,则H2与N2反应生成17 g NH3需放出的热量为46 kJ;
(4)根据盖斯定律③×3+④×4-②×2-①×2得2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=(2a+2b-3c-4d) kJ/mol;
(5)乙醇的燃烧热是1 mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量,乙醇的燃烧热为-1 366.8 kJ/mol,则乙醇的热值是=29.7 kJ/g。
答案:(1)Ⅱ 136.5
(2)C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 300 kJ/mol
(3)46
(4)2a+2b-3c-4d
(5)29.7
13.(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下。
(M)(N)ΔH=+88.6 kJ/mol
M、N相比,较稳定的是________(填“M”或“N”)。
(2)已知:
①H2O(g)===H2O(l)ΔH1=-Q1 kJ/mol;
②CH3OH(g)===CH3OH(l)ΔH2=-Q2 kJ/mol;
③2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol(Q1、Q2、Q3均大于0)。
若要使32 g液态甲醇完全燃烧,最后恢复到室温,放出的热量为________kJ。
(3)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/(kJ·
mol-1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如CO表示CO2吸附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)M生成N为吸热反应,N能量大于M,能量越低越稳定,故M和N相比M稳定。
(2)由盖斯定律③-2×②+4×①可得2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-(Q3-2Q2+4Q1) kJ·mol-1,32 g CH3OH的物质的量为1 mol,故释放的热量为(Q3-2Q2+4Q1) kJ。
(3)由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H
C—O
C===O
O—H
C—H
ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×803 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-3×414 kJ·mol-1-326 kJ·mol-1-3×464 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
(4)据图可知CO2(g)+2H*+2H2(g)===COOH*+H*+2H2(g)活化能最大,是决速步骤。
答案:(1)M
(2)(Q3-2Q2+4Q1)
(3)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-46 kJ·mol-1
(4)CO2(g)+2H*+2H2(g)===COOH*+H*+2H2(g)[或CO2(g)+2H*===COOH*+H*或CO2(g)+H*===COOH*]
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