内容正文:
第1章《化学反应的热效应》基础练习题
一、单选题
1.下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是
A.镁条与盐酸的反应属于放热反应
B.盐酸与碳酸氢钠的反应属于放热反应
C.与的反应属于吸热反应
D.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
2.下列氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为:
H2(g) +O2(g)=H2O (l) ΔH=-285.8 kJ/mol
CO(g) +O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ/mol
则相同质量的H2、CO、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是
A.H2(g) B.CO(g) C.CH4(g) D.无法比较
3.卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.相同条件下,的比的小
C. D.
4.合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-890.3 kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
5.已知:①化学键P-P、H-H、H-P的键能分别为a、b、c。
②分子结构为 。
与反应的热化学方程式:,该反应△H为
A. B.
C. D.
6.下表为某些化学键的键能
化学键
键能(kJ/mol)
154
500
942
a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化为:
且N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol−1,则下列说法正确的是
A.表中的a=391
B.相同条件下O2比N2稳定
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH>-534kJ·mol−1
D.图中的ΔH3=-2218kJ·mol−1
7.有关热化学方程式书写与对应关系表述均正确的是
A.稀醋酸与0.1mol•L-1NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=+57.3kJ•mol-1
B.在101KPa下氢气的燃烧热△H=-285.5 kJ•mol-1,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ•mol-1
C.密闭容器中,9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时,放出19.12 kJ热量.则Fe(s)+S(s)=FeS(s)△H=-95.6kJ•mol-1
D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1,则可知C的燃烧热为110.5 kJ•mol-1
8.下列说法正确的是
A.甲烷的标准燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
B.分别向等浓度等体积的溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸,反应的热效应分别为、,则
C.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
D.25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为
9.中国科学家提出了“液态阳光”概念,利用太阳能将CO2和H2O转化为液态醇类燃料,其物质和能量转化路径如图所示,下列说法错误的是
A.CO2属于共价化合物
B.该过程中能量转化的形式有:太阳能→化学能→电能
C.太阳能属于不可再生能源
D.液态阳光技术为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决方案
10.已知CO、、三者与反应的热化学方程式如下:
① ;
② ;
③ 。
下列说法正确的是
A.由反应①可知的燃烧热
B.
C.由反应②可知的燃烧热
D.与充分反应后放出热量
11.已知在25℃、下,1mol氮气和1mol氧气生成2mol一氧化氮的能量变化如下图所示,已知,下列有关说法不正确的是
A.分解为和时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为:乙>甲>丙
C.乙→丙的过程中若生成液态NO,释放的能量将大于
D.
12.某反应的能量图如图所示,下列说法正确的是
A.一个放热反应
B.拆开1moAB(g)中的化学键需要吸收bkJ的能量
C.1mol和1mol的能量之和为akJ
D.该反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量
13.已知一定条件下完全燃烧1g丙烷气体生成二氧化碳气体和液态水放出50.45kJ的热量,下列说法正确的是( )
A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,三个碳原子处于同一直线上
B.除去丙烷气体中少量的乙烯,可将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液
C.丙烷和氯气在光照条件下发生取代反应,1mol丙烷被氯气完全取代,需要8mol氯气
D.丙烷燃烧的热化学方程式C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) △H=-50.45kJ/mol
14.分析下图可知
下列有关说法不正确的是
A.HCl分解为与时吸收热量
B.断开1molHCl中化学键时吸收热量431kJ
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D.1mol和1mol的总能量大于2molHCl的能量
15.手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。假设:一次性加入溶液。已知:混合溶液的密度为,比热容为。下列相关说法正确的是
A.分批加入溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.将磁子表面的聚四氟乙烯换成铁,测量更精准
C.本实验中测定的中和反应反应热
D.若将盐酸换成同浓度、同体积的醋酸,将偏小
二、填空题
16.二甲醚()是重要的化工原料,可用水煤气(主要成分为和)合成,其主要反应原理如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)总反应的热化学方程式: 。
(2)以下说法能说明反应达到化学平衡状态的有 。
a.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
b.绝热体系中,体系的温度保持不变
c.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
(3)二甲醚于燃料电池的工作原理示意如图所示。
电池中a电极反应式为 。
17.长征五号B运载火箭是中国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,承担中国空间站舱段发射任务.采用液氧、液氢作为推进剂.回答下列问题:
(1)与偏二甲肼、四氧化二氨推进剂相比,液氢、液氧推进剂的优点是 ;
(2)已知:;
;
;
.
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: ,氢气的燃烧热 ;
(3)如果长征五号B运载火箭所携带的燃料为液氢、液氢,且液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,总共释放能量 (保留3位有效数字);
(4)光催化制氢是能源研究热点.一种光催化水分解制取氢气的机理如图所示.
①该转化过程中, 能转化为化学能;
②由图可知,转化为的催化剂是 (填字母)。
A. B. C. D.紫外线
18.测定中和热的仪器——量热计
下图是一种简易量热计示意图,空白处内容分别为 、 、 。
19.在生活、生产中有重要用途,但使用不当会造成环境污染。根据所学知识回答下列问题:
(1)和反应生成的能量变化如图所示,则由该反应生成时,会 (填“释放”或“吸收”) (用含的式子表示)能量。
(2)一种处理废气的工艺流程如图所示。
①石膏的化学式为 。
②“吸收”时,溶液过量,写出发生反应的离子方程式: 。
③若将溶液换成溶液,也可以吸收,同时生成亚硫酸氢钠和无色气体,写出反应的化学方程式: 。
(3)的排放是造成酸雨的主要因素。
①通常把 的雨水称为酸雨。
②写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示): 。
③向溶液中通入至饱和,此过程看不到现象,再向溶液中加入一种物质,溶液变浑浊。加入的这种物质不可能是 (填标号)。
A. B. C. D.
20.完成下列各题:
(1)已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出11.05 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的 ,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、 和 。
(2)已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.15 kJ·mol-1。求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g C的 是多少,然后乘碳的燃烧热来求算;也可以直接按热化学方程式来列 计算。
(3)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。求氢气的燃烧热时,要算出 H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。
(4)已知物质的键能数据,求反应热,要先写出 ,然后按公式 求算。
(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用 定律来求。首先确定 ,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。
21.(1)甲醚(CH3OCH3)是一种无色气体,具有轻微的醚香味,其燃烧热为1455kJ/mol,写出甲醚燃烧的热化学方程式 ;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ•mol﹣1、393.5kJ•mol﹣1;计算反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反应热△H= ;
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为 (阿伏伽德罗常数用NA表示),放出的热量为 kJ。
(3)在25 ℃、101 kPa时,1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出41.8 kJ的热量,则表示C6H6燃烧热的热化学方程式为 。
22.完成下列问题
(1)断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A-B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E:
化学键
H-H
O=O
O-H
E/kJ·mol-1
436
x
463
请回答下列问题:
①下图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。
②若上图示中表示反应H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1,则b= kJ·mol-1,x= kJ·mol-1。
(2)已知下列反应:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g ) ΔH=-566 kJ·mol-1
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-266 kJ·mol-1
试回答:
①CO的燃烧热ΔH= 。
②在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为 。
23.CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(g),镍与CO反应会造成镍催化剂中毒,为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2.已知相关反应过程的能量变化如图所示,则用SO2除去CO的热化学方程式为 。
24.已知:与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
(1)该反应的能量变化可用图中的 (填字母)表示。
(2)写出燃烧生成液态水的热化学反应方程式 。
(3)关于热化学方程式:的说法正确的是___________。
A.热化学方程式中化学计量数表示分子数 B.该反应大于零
C.该反应的 D.该反应可表示水分解时的热效应
25.回答下列问题
(1) 的反应过程的能量变化如图1所示,则图中A表示 。该反应的逆反应的活化能为(用E、表示) 。
(2)已知:298K时, kJ∙mol−1
kJ∙mol−1
①的燃烧热 kJ∙mol−1。
②以太阳能为热源分解,经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如图2。
过程Ⅰ: kJ∙mol−1
过程Ⅱ:……
请回答:ⅰ.过程Ⅰ中能量转化的形式是 。
ⅱ.过程Ⅱ的热化学方程式为 。
(3)50 mL 0.50 mol∙L−1盐酸与50 mL 0.55 mol∙L−1 NaOH溶液在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃,反应后最高温度为23.2℃。(假设反应前后溶液的比热容均为4.18 J·g·℃、溶液的密度均为1.00g·cm)则反应的 kJ∙mol−1。(结果保留3位有效数字)
试卷第1页,共3页
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1.B
【详解】A.镁条与盐酸的反应属于活泼金属与酸发生的置换反应,属于放热反应,A正确;
B.盐酸与碳酸氢钠的反应属于吸热反应,B错误;
C.Ba(OH)2⋅8H2O与NH4Cl的反应为铵盐发生的复分解反应,属于吸热反应,C正确;
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B。
2.B
【详解】设H2、CO、CH4质量都为m,相同质量的H2、CO、CH4完全燃烧时,放出热量分别是×285.8kJ=142.9mkJ、×283kJ≈10.11mkJ、×890.3kJ≈55.64mkJ,所以放出热量最少的是CO;
故选:B。
3.D
【详解】A.大多数分解反应为吸热过程,则,断开化学键需吸收热量,则,则,A项错误;
B.由元素周期律可知,非金属性越强其氢化物的稳定性越强,则HCl>HI,在相同条件下,的稳定性比的稳定性强,该反应为吸热反应,可得到的比的大,B项错误;
C.由盖斯定律可知,化学反应的反应热至于反应的始态和终态有关,与反应的途径无关,,则,C项错误;
D.由盖斯定律可知,途径5的逆过程为1、2、3、4的和,则,D项正确;
答案选D。
4.A
【分析】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,然后结合④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,利用盖斯定律,将热化学方程式叠加,可得相应反应的热化学方程式,并进行判断。
【详解】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,及④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,根据盖斯定律,将热化学方程式④+③-②-①×3,整理可得 ,故合理选项是A。
5.A
【详解】根据焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,则△H=6a+6b-12c=;
答案选A。
6.A
【详解】A.根据能量变化可知,△H3=(-△H2)-(-△H1)=(2752-534)kJ∙mol-1=2218 kJ∙mol-1;结合肼与氧气反应断键可知,△H3=(154+4a+500)kJ∙mol-1=2218 kJ∙mol-1,则a=391,A正确;
B.根据表中数据,O=O键的键能小于N≡N键的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,则相同条件下N2比O2稳定,B错误;
C.反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)的焓变,相当于反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)和反应2H2O(g)=2H2O(l)的焓变相加,由于水液化放热,所以反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)的焓变ΔH<-534kJ·mol−1,C错误;
D.根据A中分析,图中的ΔH3=2218kJ·mol−1,D错误;
故选A。
7.C
【详解】A.酸碱中和是放热反应,故△H应为负值,故A错误;
B.燃烧热指的是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,故可知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-285.5×2kJ•mol-1 =-571.0kJ•mol-1 ,故水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H="+571.0" kJ•mol-1,故B错误;
C.根据生成硫化亚铁17.6 g即0.2mol时,放出19.12 kJ热量,可知生成1molFeS(s)时放出95.6 kJ的热量,故C正确;
D.燃烧热指的是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,H→H2O(液),而2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H="-221" kJ•mol-1,是碳的不完全燃烧,故D错误;
故选C。
8.B
【详解】A.甲烷的燃烧热指:1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出热量,A错误;
B.分别向等浓度等体积的NaOH溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸,由于醋酸是弱酸,放热会比盐酸少,ΔH1反而要大于ΔH2,所以ΔH1>ΔH2,B正确;
C.0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,生成的氨气的物质的量小于1mol,所以1mol氮气和3mol氢气完全反应生成氨气,放出的热量大于38.6kJ,C错误;
D.中和热是25℃、101kPa时,稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mol水的反应热,硫酸与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:,D错误;
故选B。
9.C
【详解】A.二氧化碳是只含有共价键的共价化合物,故A正确;
B.由图可知,该过程中能量转化的形式有:太阳能→化学能→电能,故B正确;
C.太阳能可从自然界不断获得,属可再生能源,故C错误;
D.液态阳光技术提供了一种新的能源方案,为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决途径,故D正确;
故选C。
10.C
【详解】A.一氧化碳的燃烧热为1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,则由化学方程式可知一氧化碳的燃烧热为ΔH=akJ/mol,故A错误;
B.液态水的能量小于气态水,则电解液态水的反应热ΔH≠—2bkJ/mol,故B错误;
C.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,液态水的能量小于气态水,则氢气的燃烧热ΔH<b kJ/mol,故C正确;
D.二氧化硫与氧气的催化氧化反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则2mol二氧化硫和1mol氧气充分反应后放出的热量不可能为—ckJ,故D错误;
故选C。
11.B
【详解】A.由热化学方程式可知,N2与O2反应产生NO是吸热反应,NO(g)分解为N2(g)和O2(g)是该反应的逆反应,为放热反应,故A正确;
B.反应是吸热反应,说明物质的能量:丙>甲;由乙变为丙放出热量1264 kJ,说明乙的能量比丙高,故三种物质的能量高低顺序:乙>丙>甲,故B错误;
C.物质由气态变为液态会放出热量,由乙生成丙放出热量1264 kJ,则2 mol气态NO变为2 mol液态NO又会放出一部分热量,因此乙→丙的过程中若生成液态一氧化氮,释放的能量将大于1264 kJ,故C正确;
D.反应热等于断裂反应物的化学键吸收的热量与形成生成物的化学键释放的能量差,则946 kJ/mol+a kJ/mol-1264 kJ/mol=+180 kJ/mol,解得a=498,故O2(g)=2O(g) ΔH=+498 kJ/mol,故D正确;
故答案选B。
12.D
【详解】A.根据图中能量关系得到是吸热反应,故A错误;
B.根据图中形成2molAB(g)释放bkJ的热量,因此拆开1moAB(g)中的化学键需要吸收0.5bkJ的能量,故B错误;
C.拆开1mol和1mol吸收的能量为akJ,故C错误;
D.该反应是吸热反应即反应物的总能量小于生成物的总能量,故D正确;
综上所述,答案为D。
13.C
【详解】A.丙烷分子中三个碳原子是锯齿形,不是一条直线,A不正确;
B.除去丙烷气体中少量的乙烯应通入溴水,使乙烯发生加成反应而除去,酸性高锰酸钾溶液会使乙烯发生氧化反应生成二氧化碳,从而引入新杂质,B不正确;
C.烷烃的取代反应中,被取代的氢原子与参加反应的氯气的物质的量之比为1:1,1mol丙烷中含有8mol的氢原子,故最多可与8mol氯气反应,C正确;
D.丙烷燃烧的热化学方程式应为C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l);△H = -2219.8kJ/mol,D不正确;
故答案为C。
14.C
【详解】A.1molH2和1mol Cl2断键吸收总能量为(436+243)kJ=679kJ,生成2molHCl释放能量862kJ,因此生成HCl为放热反应,则HCl分解反应为吸热反应,故A说法正确;
B.生成2molH-Cl键释放能量862kJ,则断开1molH-Cl键吸收能量为=431kJ,故B说法正确;
C.甲→乙是吸热反应,乙具有能量高于甲,乙→丙是放热反应,乙具有能量高于丙,氢气与氯气反应是放热反应,则甲的能量高于丙,因此总能量大小顺序是乙>甲>丙,故C说法错误;
D.根据A选项分析,1mol H2和1mol Cl2的总能量大于2molHCl的能量,故D说法正确;
答案为C。
15.C
【详解】A.分批加入溶液热量损失更多,项错误;
B.铁会与盐酸反应,项错误;
C.根据所给数据,本实验中生成水0.02mol,中和热指生成1mol水放出的热量,故中和反应反应热,项正确;
D.醋酸电离时吸收热量,因为放热反应的为负值,故将盐酸换成同浓度、同体积的醋酸,将偏大,项错误;
本题选C。
16.(1)
(2)bc
(3)CH3OCH3-12e-+16OH- = 2CO+ 11H2O
【详解】(1)根据盖斯定律,由2×①+②+③得出,该反应的焓变为:kJ/mol;
(2)a.恒温恒容条件下,混合气体的密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,故a错误;
b.该反应为放热反应,绝热体系中,体系的温度为变量,当体系的温度保持不变时,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故b正确;
c.混合气体的质量不变,混合气体的物质的量为变量,则气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量保持不变时,表明该反应达到平衡状态,故c正确;
故答案为:bc。
(3)二甲醚在负极发生氧化反应生成的二氧化碳与氢氧化钾溶液反应,最终生成碳酸根离子和水,所以负极的电极反应式为:CH3OCH3-12e-+16OH- = + 11H2O。
17.(1)无毒、无污染、热值高
(2)
(3)
(4) 光 B
【详解】(1)与偏二甲肼、四氧化二氨推进剂相比,液氢、液氧推进剂的优点是:和都无毒性,且燃烧产物只有水,无污染,的热值高,即无毒、无污染、热值高;
(2)已知:①;
②;
③;
④;
由可得:,根据盖斯定律,则液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: ,燃烧热是指纯物质完全燃烧生成指定产物时所释放的能量,H元素对应的指定产物为,结合反应④可知的燃烧热;
(3)液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,则和的物质的量之比为2∶1,质量比为4∶32=1∶8,燃料中,结合,可知放出的热量为;
(4)①结合图示中光催化水分解制取的机理,可知该转化过程中,光能转化为化学能;
②中间产物和催化剂的区别是:如果一个物质在第一个反应式中参加了反应,最后又生成了,即为催化剂;如果一个物质是前面一个反应式的生成物,在下个反应式中参加了反应,即为中间产物;由图可知,转化为的催化剂是Fe2+,而Fe3+是中间产物,故选B。
18. s酸溶液、碱溶液、混合溶液 隔热,减少热量的散失 作为反应容器
【详解】在测定中和热的仪器中量热计,题干图示是一种简易量热计示意图,温度计的作用为测量反应前后酸溶液、碱溶液、混合溶液的温度,外筒的作用为隔热,减少热量的散失,内筒的作用为作为反应容器,故答案为:反应混合液最高;隔热,减少热量的散失;作为反应容器。
19.(1) 释放
(2)
(3) 5.6 (或) C
【详解】(1)根据图像可知,反应物能量高于生成物,该反应为放热反应,和反应生成,会释放能量;
(2)①石膏的化学式为;
②“吸收”时,溶液过量生成亚硫酸钠,反应的离子方程式:;
③若将溶液换成溶液,也可以吸收,同时生成亚硫酸氢钠和无色气体(二氧化碳),反应的化学方程式:;
(3)①通常把5.6的雨水称为酸雨;
②硫酸型酸雨的形成过程为二氧化硫被氧化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,化学式表达为:(或);
③
A.SO2具有还原性,能被氯气氧化为硫酸根离子,所以再向溶液中加入氯气,生成BaSO4白色沉淀,故A不选;
B.氨气具有碱性,与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与钡离子反应生成亚硫酸钡白色沉淀,故B不选;
C.二氧化碳、二氧化硫与氯化钡均不反应,不能生成沉淀,故C选;
D.SO2具有氧化性,能和H2S反应生成硫沉淀,故D不选;
答案选C。
20.(1) 化学方程式 单位 符号
(2) 物质的量 比例式
(3)1 mol
(4) 反应的化学方程式 反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和
(5) 盖斯 始态物质和终态物质
【详解】(1)物质反应过程中放出热量的多少,不仅与反应的物质多少有关,也与物质的存在状态有关。因此书写热化学方程式时不仅要注明反应混合物的物质存在状态,也要在方程式后面书写与反应物质的物质的量相对应的能量变化。已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出11.05 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的化学方程式,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、单位和符号。
(2)已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.15 kJ·mol-1,要求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g 单质C的物质的量是多少,然后用C单质的物质的量乘以燃烧热就可以求算其反应放出热量的多少;也可以直接按热化学方程式来列比例式计算。
(3)燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,在求氢气的燃烧热时,根据反应的物质与反应放出的热量呈成正比,算出1 mol H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。
(4)已知物质的键能数据,要求反应热,应该首先写出反应的化学方程式,然后根据反应热等于各反应物的键能总和与各生成物的键能总和的差求算。
(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用盖斯定律来求。首先确定始态物质和终态物质,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。
21. CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol ﹣378.8kJ/mol 1.6NA 173.4 C6H6(l)+15/2O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1
【分析】本题考查热化学反应方程式的书写。根据燃烧热的概念1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。注意标出物质的状态。
【详解】(1)甲醚的燃烧热为1455kJ/mol ,则燃烧方式的热化学方程式为: CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O △H1=﹣1455kJ/mol 。已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ•mol-1、393.5kJ•mol-1;①H2(g)+1/2O2(g)=H2O △H=-285.8kJ•mol-1②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ•mol﹣1
③CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H1=﹣1455kJ/mol;根据盖斯定律计算①6+②2-③,计算反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反应热△H=(-285.86-393.54)-(-14552)=﹣378.8kJ/mol;因此,本题正确答案是: CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol; ﹣378.8kJ/mol ;
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
(2)由(①+ ②)/2得CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),ΔH =-(574+1160)/2=kJmol-1=-867 kJmol-1,n(CH4)=0.2mol,整个过程中转移的电子总数为0.2mol8NA=1.6 NA放出的热量为0.2=173.4kJ因此,本题正确答案是: 1.6NA、 173.4。
(3) 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物时所放出的热量。1C6H6完全燃烧放热41.8kJ,则1mol C6H6完全燃烧放热41.8 78g/mol=3260.4 kJ ,故表示C6H6燃烧热的热化学方程式为C6H6(l)+15/2O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1。答案:C6H6(l)+15/2O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1
22.(1) 放热 (a-b)kJ/mol 926 496
(2) -283kJ/mol CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ∆H=-549kJ/mol
【详解】(1)①根据图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,说明该反应为放热反应,即ΔH<0,ΔH=(a-b)kJ/mol,故答案为放热;(a-b)kJ/mol;
②根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=(436+×x-2×463)kJ/mol=-242kJ/mol,解得x=496,b代表氢原子和氧原子形成1mol气态水时放出的热量,即b为2×463=926;故答案为926;496;
(2)①CO的燃烧热指1molCO完全生成CO2时放出的热量,因此CO的燃烧热为=283kJ/mol,ΔH=-283kJ/mol;故答案为-283kJ/mol;
②CO与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,a.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),b.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g),根据盖斯定律,得出有,CO与过氧化钠生成固体碳酸钠的ΔH=×[(-566)+2×(-266)]kJ/mol=-549kJ/mol,该反应的热化学方程式为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ/mol;故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ/mol。
23.SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-(2b-a) kJ·mol-1
【详解】由图1得出①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,由图2得出②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1,利用盖斯定律,将②×2-①得SO2除去CO的热化学方程式为SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-(2b-a) kJ·mol-1。
24.(1)a
(2)
(3)B
【详解】(1)与足量充分燃烧生成液态水为放热反应,能量变化可以用a表示;
(2)燃烧生成液态水的热化学反应方程式;
(3)A.热化学方程式中化学计量数表示物质的量,A错误;
B.氢气、氧气燃烧生成液态水为放热反应,则液态水分解生成氢气和氧气为吸热反应,该反应大于零,B正确;
C.该反应的,C错误;
D.热化学方程式中的焓变与物质的聚集状态有关,则该反应可表示36g液态水分解时的热效应,D错误;
故选B。
25.(1) 2molCO(g)+1molO2(g) (E-△H)
(2) -285.8 太阳能(或光能)转化为化学能 3FeO(s)+H2O(l)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+129.2 kJ∙mol−1
(3)-51.8
【详解】(1) 的反应过程的能量变化如图1所示,C为生成物所具有的总能量即C表示2molCO2(g),则图中A表示反应物具有的总能量即2molCO(g)+1molO2(g)。焓变等于正反应活化能减去逆反应活化能,逆反应活化能等于正反应活化能减去焓变,因此该反应的逆反应的活化能为(E-△H);故答案为:2molCO(g)+1molO2(g);(E-△H)。
(2)① kJ∙mol−1, kJ∙mol−1,将第二个方程式减去第一个方程式的一半得到 kJ∙mol−1,则的燃烧热-285.8kJ∙mol−1;故答案为:-285.8。
②ⅰ.以太阳能为热源分解,则过程Ⅰ中能量转化的形式是太阳能(或光能)转化为化学能;故答案为:太阳能(或光能)转化为化学能。
ⅱ.根据 kJ∙mol−1变为 kJ∙mol−1, kJ∙mol−1,第一个方程式减去第二个方程式的一半得到过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+129.2 kJ∙mol−1;故答案为:3FeO(s)+H2O(l)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+129.2 kJ∙mol−1。
(3)50 mL 0.50 mol∙L−1盐酸与50 mL 0.55 mol∙L−1 NaOH溶液在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃,反应后最高温度为23.2℃。温度差为3.1℃,则反应的 kJ∙mol−1;故答案为:-51.8。
答案第1页,共2页
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