专题01 反应热(期中真题汇编,北京专用)高二化学上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题01 反应热
高频考点概览
考点01 反应热及其测定
考点02 反应热与焓变
考点03 热化学方程式
考点04 燃烧热
地 城
考点01
反应热及其测定
1.(23-24高二上·北京第一六一中学·期中)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A
B
C
D
燃气灶
铅蓄电池
太阳能热水器
风力发电
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高二上·北京丰台区·期中)测定中和反应的反应热的装置如图所示,下列有关该实验的说法中不正确的是
A.测定中和反应的反应热时,不能选用NaOH溶液和浓硫酸
B.环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分,泡沫塑料起保温作用
C.相同条件下,NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同
D.实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度
3.(24-25高二上·北京通州区·期中)用下图所示的装置测定中和反应的反应热。实验药品: 盐酸、50mL 溶液 氨水。
(1)从实验装置上看,还缺少 。
(2)装置中泡沫塑料层的作用是 。
(3)将浓度为 的酸溶液和 的碱溶液各25 mL 混合(溶液密度均取 生成的溶液比热容取 ,测得温度如下表所示。
反应物
起始温度 t1/℃
最高温度t2/℃
盐酸和 NaOH溶液
20.0
23.3
盐酸和氨水
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
② ΔH= (结果保留一位小数)。
(4)如果先测完酸溶液的温度,没有用水清洗温度计就接着测碱溶液的温度,则所得中和反应的反应热的绝对值会 (填“偏大”或“偏小”)。
4.(23-24高二上·北京·期中)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定,则测定的数值偏高
5.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是
反应①:
反应②:
A.反应的
B.H2的燃烧热为
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.要合理利用反应①释放的能量
6.(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)下列变化过程中需要吸收能量的是
A.氢气球发生燃烧爆炸 B.向污染的河水中投入生石灰
C. D.在水中电离
地 城
考点02
反应热与焓变
7.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列说法正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于反应热
B.同温同压下, 在光照和点燃条件下的焓变不同
C.已知 ΔH则反应过程中断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
D.吸热反应都需要加热才能进行
8.(24-25高二上·北京大学附属中学·期中)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.氧化钙与水反应 B.铁丝在氧气中燃烧
C.溶液与盐酸反应 D.晶体与晶体反应
9.(20-21高二上·北京西城区·期末)我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。
已知:
下列说法不正确的是
A.过程Ⅱ放出能量
B.若分解2 ,估算出反应吸收482能量
C.催化剂能减小水分解反应的焓变
D.催化剂能降低反应的活化能,增大反应物分子中活化分子的百分数
10.(24-25高二上·北京·期中)已知H―H的键能为I―I的键能为反应经历了如下反应历程:①,②,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.H―I的键能为
B.升高温度,反应①速率增大,反应②速率减小
C.升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D.为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
11.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)一定温度和压强下,2molH2和1molO2分别以点燃和形成氢氧燃料电池这两种方式发生化学反应,生成2mol液态水。下列说法正确的是
A.体系焓变相等 B.放出的热量相等
C.反应速率相等 D.反应的活化能相等
12.(24-25高二上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知反应,若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法不正确的是
①:
②:
A.反应①和反应②相比,反应②更容易发生,反应①为决速步
B.反应①吸热反应,反应②是放热反应
C.若不加催化剂,正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.Fe2+是该反应过程中的产生的中间产物
13.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)基元反应的反应过程如下图。下列分析不正确的是
A.该基元反应涉及H-I键断裂和H-H键形成
B.该基元反应属于吸热反应
C.该基元反应的活化能为
D.增大c(HI),该反应单位体积内活化分子数增多
14.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)甲醇是一种重要的化工产品,甲醇的制备与使用一直备受关注。
I.利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇,是资源化的重要方法,涉及的主要化学反应有:
反应i:
反应ii:
(1)反应i需在 (“高温”或“低温”)下才能自发进行。
(2)控制反应条件(均使用了催化剂),研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。
产率和选择性S的定义:,。
①图1中,投料比是指 [填“”或“”];当投料比为5时,的平衡转化率约为,,则 。图1中,投料比为3时,一定温度下某时刻二氧化碳转化率为M点,若想温度不变,将其转化率提升至N点,可以采取的措施有 (写出一条措施)。
②图2中,Z点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态;当温度高于时,甲醇的产率随温度升高而减小,原因可能有 。
a.温度高于,催化剂失去活性
b.温度升高,反应ii速率增大程度更为显著,以反应ii为主
c.反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,在一定温度下达平衡后,温度升高,反应i平衡逆移,反应ii平衡正移
II.可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。气态甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
反应过程中的能量关系
(3)①反应物的总能量 (填“高于”、“等于”或“低于”)生成物的总能量。
②过程I与过程II的是否相同? 。(填“是”或“否”)
③利用图中信息写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式 。
15.(24-25高二上·北京通州区·期中)在298 K 和101 kPa下,HCN(g)=HNC(g)反应过程的能量变化如图所示(图中省略了部分化学键信息)。下列说法不正确的是
A.HCN 比 HNC稳定 B. ΔH
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能 D.使用催化剂可以改变总反应的焓变
16.(24-25高二上·北京第一○一中学·期中)一定温度下反应的能量与反应过程的关系如图,下列说法不正确的是
A.断开键需要吸收能量
B.和生成的反应为放热反应
C.该反应的
D. 和 的总能量高于 的能量
地 城
考点03
热化学方程式
17.(24-25高二上·北京第十五中学·期中)航天飞船可用肼和过氧化氢作为动力源。已知1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时,放出20.05kJ的热量。下列说法不正确的是
A.该反应肼作还原剂
B.液态肼与过氧化氢的反应,反应物总能量低于生成物总能量
C.该动力源的优点之一是生成物对环境无污染
D.肼和过氧化氢反应的热化学方程式:
18.(24-25高二上·北京·期中)根据下图所得判断正确的是
已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
A.图1反应为吸热反应
B.图1反应使用催化剂时,会改变其ΔH
C.图2中反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
D.图2中若H2O的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
19.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列关于2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol−1。说法正确的是
A.两分子 H2 和一分子O2反应,放出热量571.6 kJ
B.2mol H2和1mol O2完全反应生成2mol H2O,放出热量571.6 kJ
C.在25 ℃、101 kPa时,2mol气态 H2和1mol气态 O2完全反应生成2mol液态 ,放出热量571.6 kJ
D.在25℃、101 kPa时,1mol气态 H2和0.5mol气态 O2完全反应生成液态H2O,放出热量571.6 kJ
20.(20-21高二上·北京海淀区·期末)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一。如图显示了该反应中的能量变化。下列说法不正确的是
A.N≡N键的键能大于O=O键的键能
B.该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
C.完全断开1molNO中的化学键需吸收1264kJ能量
D.生成NO的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1
21.(24-25高二上·北京理工大学附属中学·期中)依据以下热化学反应方程式,根据要求,回答问题。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
(1)不考虑△H数值正误,上述热化学方程式书写不正确的有 。(请填写编号,下同)
(2)由上述热化学方程式求得 △H= 。
(3)上述反应中,在等压条件下,在高温下能正向自发进行的是 ;这样的可逆反应,若温度一定, (填“增大压强”或“减小压强”),有利于反应正向进行。
(4)上述反应中,可以设计成气体燃料化学电源的是 。
22.(24-25高二上·北京西城外国语学校·期中)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是
A. kJ/mol
B. kJ/mol
C. kJ/mol
D. kJ/mol
23.(24-25高二上·北京·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
24.(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)按要求回答下列问题。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:ΔH=+88.6,则M与N较稳定的是 。
(2)使和(g)通过灼热的炭层,生成HCl和,当有1mol参与反应时放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料, ΔH=-1176,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为 。
(4)火箭发射时用代替和液态肼()反应释放的能量更大。
已知:① ΔH=-534kJ/mol
② ΔH=+538kJ/mol
③ ΔH=+484kJ/mol
则液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式为 。
(5)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:
则反应Ⅱ的热化学方程式: 。
地 城
考点04
燃烧热
25.(24-25高二上·北京·期中)热化学方程式与普通化学方程式不同,下列有关热化学方程式 的说法错误的是
A.既表示化学反应中的物质变化,又表示化学反应中的能量变化
B.表示与完全反应生成放出热量
C.一氧化碳的燃烧热为
D.CO与反应生成只能实现化学能向热能的转化
26.(24-25高二上·北京大学附属中学·期中)下列方程式与所给事实相符的是
A.自然界正常雨水pH=5.6:,
B.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸:
C.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:
D.甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol:
27.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列能正确表示物质燃烧热的热化学方程式是
A.C(石墨, ΔH
B. ΔH
C. ΔH
D. ΔH
28.(24-25高二上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)依据下列热化学方程式得出的结论中,不正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热为
B.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
C.已知,则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知;则
29.(22-23高二上·北京十四中·期中)如图中,,,根据要求回答问题:
(1)如图是1mol和1mol反应生成和过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),的变化是 。请写出和CO反应的热化学方程式: 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①
②
又知③ ,表达甲醇蒸气燃烧热的热化学方程式: 。
(3)已知:常温常压下,断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量称为键能。下表是一些化学键的键能(单位为kJ/mol)
化学键
键能
化学键
键能
化学键
键能
H—H
436
H—F
565
F—F
158
则:
30.(24-25高二上·北京·期中)I.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中 (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为 。
(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol-1、497kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol-1。NO分子中化学键的键能为 kJ·mol-1。
(3)综合上述有关信息,请写出CO和NO反应的热化学方程式: 。
II.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=akJ·mol-1,反应过程的能量变化如图所示,已知1molSO2(g)完全转化为lmolSO3(g)放热99kJ。请回答:
(4)a= kJ·mol-1。
(5)Ea的大小对该反应的ΔH (填“有”或“无”)影响。该反应常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中B点 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(6)III.由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2;
③TiO2(g)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3;
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
31.(24-25高二·北京昌平一中·期中)下列有关 的说法,不正确的是
A.断开1 mol H-H和0.5 mol O=O吸收的总能量大于形成2 mol O-H放出的总能量
B.若生成1 mol H2O(g)放出的热量小于285.8kJ
C.1 mol液态水与1 mol水蒸气所具有的内能不同
D.1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)的总能量比1 mol H2O(l)的总能量高285.8kJ
32.(24-25高二上·北京丰台区·期中)已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0):
下列关系不正确的是
A.b > a B.b < c C.2a > c D.2b = c
试卷第2页,共13页
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专题01 反应热
高频考点概览
考点01 反应热及其测定
考点02 反应热与焓变
考点03 热化学方程式
考点04 燃烧热
地 城
考点01
反应热及其测定
1.(23-24高二上·北京第一六一中学·期中)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A
B
C
D
燃气灶
铅蓄电池
太阳能热水器
风力发电
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.煤气灶是将化学能转化为热能,A符合题意;
B.铅蓄电池是将化学能转化为电能,B不符合题意;
C.太阳能热水器是将太阳能转化为热能,C不符合题意;
D.风力发电是将风能转化为电能,D不符合题意;
故选A。
2.(24-25高二上·北京丰台区·期中)测定中和反应的反应热的装置如图所示,下列有关该实验的说法中不正确的是
A.测定中和反应的反应热时,不能选用NaOH溶液和浓硫酸
B.环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分,泡沫塑料起保温作用
C.相同条件下,NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同
D.实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度
【答案】C
【详解】A.浓硫酸稀释会放热,测定中和反应的反应热时,不能选用NaOH溶液和浓硫酸,故A正确;
B.为了使反应物混合均匀、充分反应,可使用环形玻璃搅拌棒上下搅拌,为了减少热量散失,可使用泡沫塑料,保温隔热,故B正确;
C.NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的实质都是氢离子与氢氧根离子的反应,相同条件下,NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热相同,故C错误;
D.测中和热,要测量反应前后的温度差,反应前的温度为反应前酸碱溶液温度的平均值,反应后的温度为溶液达到的最高温度,所以实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度,故D正确;
故答案为:C。
3.(24-25高二上·北京通州区·期中)用下图所示的装置测定中和反应的反应热。实验药品: 盐酸、50mL 溶液 氨水。
(1)从实验装置上看,还缺少 。
(2)装置中泡沫塑料层的作用是 。
(3)将浓度为 的酸溶液和 的碱溶液各25 mL 混合(溶液密度均取 生成的溶液比热容取 ,测得温度如下表所示。
反应物
起始温度 t1/℃
最高温度t2/℃
盐酸和 NaOH溶液
20.0
23.3
盐酸和氨水
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
② ΔH= (结果保留一位小数)。
(4)如果先测完酸溶液的温度,没有用水清洗温度计就接着测碱溶液的温度,则所得中和反应的反应热的绝对值会 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器
(2)减少热量散失或起到保温隔热的作用
(3) 一水合氨为弱电解质,电离过程吸热 -51.8
(4)偏小
【分析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;
【详解】(1)从图中可知,该实验装置中还缺少环形玻璃搅拌器。
(2)装置中的隔热层泡沫塑料层的作用为减少热量散失或起到保温隔热的作用。
(3)①一水合氨为弱电解质,电离过程吸热,导致放出热量减小,因此盐酸和氨水反应的最高温度低于盐酸和 NaOH溶液。
②根据表数据可知,0.5mol/L的盐酸和0.55mol/L的NH3·H2O各25mL,两者反应放出热量为50mL×1g/mL×4.18J·g-1·℃-1×3.1℃=647.9J=0.6479kJ,反应中HCl的物质的量为0.5mol/L×0.025L=0.0125mol,放热反应焓变为负值,则该反应的ΔH=-=-51.8kJ/mol。
(4)测完盐酸的温度计直接测碱溶液温度,两者反应放热,导致初始温度偏高,Δt偏小中和反应的反应热的绝对值会偏小。
4.(23-24高二上·北京·期中)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定,则测定的数值偏高
【答案】D
【详解】A.与的反应属于吸热反应,铝片与盐酸、NaOH与盐酸反应属于放热反应,A错误;
B.铝粉和铝片都是固体,更换为等质量的铝粉后时放出的热量不变,但铝粉与盐酸反应速率快,B错误;
C.铁是热的良导体,改为铁质搅拌器,造成热量损失增大,测的中和热数值偏小,C错误;
D.氢氧化钠固体溶解放出热量,因此测定数值结果偏高,D正确;
故选D。
5.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是
反应①:
反应②:
A.反应的
B.H2的燃烧热为
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.要合理利用反应①释放的能量
【答案】A
【分析】①:
②:
③:2H2O(l)=2H2O(g) △H>0
【详解】A.依据盖斯定律,将反应②+③得,反应的,即,A正确;
B.将①×(-)得,H2(g)+O2(g)=H2O(l) ,则H2(g)的燃烧热为,B不正确;
C.催化剂只能降低反应的活化能,从而改变反应的速率,但不能改变焓变,则若使用催化剂,反应②的△H不变,C不正确;
D.由热化学方程式可以看出,反应①的△H>0,需要吸收能量,D不正确;
故选A。
6.(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)下列变化过程中需要吸收能量的是
A.氢气球发生燃烧爆炸 B.向污染的河水中投入生石灰
C. D.在水中电离
【答案】D
【详解】A.氢气与氧气燃烧爆炸过程中放出大量的热,故A不符合;
B.生石灰与水发生化合反应,放出大量的热,故B不符合;
C.氯原子形成氯气的过程中,形成化学键,该过程放出热量,故C不符合;
D.电离的过程中断裂化学键,吸收热量,故D符合;
故选:D。
地 城
考点02
反应热与焓变
7.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列说法正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于反应热
B.同温同压下, 在光照和点燃条件下的焓变不同
C.已知 ΔH则反应过程中断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
D.吸热反应都需要加热才能进行
【答案】C
【详解】A.在恒压条件下,化学反应的焓变等于化学反应的反应热,A错误;
B.焓变与反应的始态、终态有关,与反应条件无关,所以反应H2(g)+Cl2 (g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,B错误;
C.反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和;该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量,C正确;
D.吸热反应不一定都需要加热才能进行,例如氢氧化钡晶体和氯化铵的反应自发反应,D错误;
故选C。
8.(24-25高二上·北京大学附属中学·期中)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.氧化钙与水反应 B.铁丝在氧气中燃烧
C.溶液与盐酸反应 D.晶体与晶体反应
【答案】D
【分析】生成物总能量高于反应物总能量的反应为吸热反应。
【详解】A.氧化钙与水反应为放热反应,A错误;
B.铁丝在氧气中燃烧为放热反应,B错误;
C.溶液与盐酸反应为放热反应,C错误;
D.晶体与晶体反应为吸热反应,D正确;
故选D。
9.(20-21高二上·北京西城区·期末)我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。
已知:
下列说法不正确的是
A.过程Ⅱ放出能量
B.若分解2 ,估算出反应吸收482能量
C.催化剂能减小水分解反应的焓变
D.催化剂能降低反应的活化能,增大反应物分子中活化分子的百分数
【答案】C
【详解】A.过程II中生成氢气、过氧化氢,形成化学键,则过程Ⅱ放出能量,故A正确;
B.分解水的反应为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能=463kJ/mol×4-(436kJmol×2+498kJ/mol)=+482kJ/mol,即2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+482kJ/mol,所以分解2molH2O(g)吸收482kJ能量,故B正确;
C.催化剂能改变反应途径,但不能改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,可使反应体系中活化分子数增加,分子总数不变,则反应物分子中活化分子的百分数增大,故D正确;
故选:C。
10.(24-25高二上·北京·期中)已知H―H的键能为I―I的键能为反应经历了如下反应历程:①,②,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.H―I的键能为
B.升高温度,反应①速率增大,反应②速率减小
C.升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D.为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
【答案】A
【详解】A.由图可知,,设H―I的键能为x,则,可得,,故A正确;
B.升高温度,反应速率加快,正反应①、反应②反应速率都加快,故B错误;
C.由图可知,反应②为放热反应,升高温度,反应②速率增大,平衡逆向移动,的转化率降低,故C错误;
D.为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的活化能,加快反应,故D错误;
答案选A。
11.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)一定温度和压强下,2molH2和1molO2分别以点燃和形成氢氧燃料电池这两种方式发生化学反应,生成2mol液态水。下列说法正确的是
A.体系焓变相等 B.放出的热量相等
C.反应速率相等 D.反应的活化能相等
【答案】A
【详解】A.不管是点燃还是形成氢氧燃料电池,反应物和生成物的用量、状态都相同,只是反应途径不同,所以体系焓变相等,A正确;
B.点燃时,大部分能量转化为热能,而形成燃料电池时,绝大部分能量转化为电能,则放出的热量不相等,B不正确;
C.形成原电池可加快反应速率,则二者的反应速率不相等,C不正确;
D.二者的路径不同,反应的活化能不一定相等,D不正确;
故选A。
12.(24-25高二上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知反应,若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法不正确的是
①:
②:
A.反应①和反应②相比,反应②更容易发生,反应①为决速步
B.反应①吸热反应,反应②是放热反应
C.若不加催化剂,正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.Fe2+是该反应过程中的产生的中间产物
【答案】C
【详解】A.根据图示可知:反应①的活化能大于反应②的活化能,所以反应①较难发生,该反应是慢反应,反应②更容易发生,总反应速率由活化能大的慢反应决定,所以反应①为决速步,A正确;
B.根据图示可知:反应①的生成物的能量大于反应物的能量,该反应为吸热反应;而反应②中反应物的能量大于生成物的能量,因此该反应为放热反应,B正确;
C.催化剂只能改变反应途径,不能改变反应物与生成物的总能量,也就不能改变反应热。根据图示可知:该反应总反应为放热反应,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;
D.根据图示可知:Fe3+先消耗后生成,是反应的催化剂;而Fe2+是先生成,后消耗,所以是该反应过程中的产生的中间产物,D正确;
故合理选项是C。
13.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)基元反应的反应过程如下图。下列分析不正确的是
A.该基元反应涉及H-I键断裂和H-H键形成
B.该基元反应属于吸热反应
C.该基元反应的活化能为
D.增大c(HI),该反应单位体积内活化分子数增多
【答案】C
【详解】A.反应开始后,先断裂所有的H-I键,然后生成的H原子再结合为H-H,则该基元反应涉及H-I键断裂和H-H键形成,A正确;
B.该基元反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量,则属于吸热反应,B正确;
C.该基元反应的正反应的活化能为E1,逆反应的活化能为E2,焓变为,C不正确;
D.增大c(HI),该反应单位体积内的分子总数增多,活化分子数增多,但活化分子的百分数不变,D正确;
故选C。
14.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)甲醇是一种重要的化工产品,甲醇的制备与使用一直备受关注。
I.利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇,是资源化的重要方法,涉及的主要化学反应有:
反应i:
反应ii:
(1)反应i需在 (“高温”或“低温”)下才能自发进行。
(2)控制反应条件(均使用了催化剂),研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。
产率和选择性S的定义:,。
①图1中,投料比是指 [填“”或“”];当投料比为5时,的平衡转化率约为,,则 。图1中,投料比为3时,一定温度下某时刻二氧化碳转化率为M点,若想温度不变,将其转化率提升至N点,可以采取的措施有 (写出一条措施)。
②图2中,Z点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态;当温度高于时,甲醇的产率随温度升高而减小,原因可能有 。
a.温度高于,催化剂失去活性
b.温度升高,反应ii速率增大程度更为显著,以反应ii为主
c.反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,在一定温度下达平衡后,温度升高,反应i平衡逆移,反应ii平衡正移
II.可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。气态甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
反应过程中的能量关系
(3)①反应物的总能量 (填“高于”、“等于”或“低于”)生成物的总能量。
②过程I与过程II的是否相同? 。(填“是”或“否”)
③利用图中信息写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式 。
【答案】(1)低温
(2) 增大压强(移走产物甲醇或者水) 不是 abc
(3) 低于 是
【详解】(1)反应i的<0,<0,根据反应自发的条件为-T<0,则在低温下自发进行;
(2)①根据图中关系,CO2转化率与投料比成正比,故投料比是指;
由、两式联立,可得到,则 ;
若想温度不变,将M点CO2转化率提升至N点,则需要使两个平衡正向移动,可以采取的措施是增大压强(移走产物甲醇或者水);
②读图可知,随着温度升高,先增大后减小,增大是因为温度高,反应速率快,是建立平衡的过程,当达到最大值后,此时达到平衡,继续升温,减小,可能是反应i平衡逆向移动,减小,所以Z点不是平衡状态;
a.温度高于,催化剂失去活性,导致反应速率变慢,减小,a合理;
b.反应i和反应Ⅱ是竞争关系,温度升高,反应ii速率增大程度更为显著,以反应ii为主,可能导致减小,b合理;
c.反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,在一定温度下达平衡后,温度升高,反应i平衡逆移,反应ii平衡正移,导致导致减小,c合理;
故选abc;
(3)①由图可知,反应物总能量小于生成物总能量;
②反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小,与起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关,则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同;
③该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量= +(E2-E1)kJ/mol,则热化学方程式为 。
15.(24-25高二上·北京通州区·期中)在298 K 和101 kPa下,HCN(g)=HNC(g)反应过程的能量变化如图所示(图中省略了部分化学键信息)。下列说法不正确的是
A.HCN 比 HNC稳定 B. ΔH
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能 D.使用催化剂可以改变总反应的焓变
【答案】D
【详解】A.由图可知,该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,而能量越低越稳定,所以该反应中HCN比HNC稳定,A正确;
B.由图像可知该反应的焓变 ΔH=57.5 kJ/mol−0 kJ/mol=+57.5 kJ/mol,B正确;
C.反应焓变为正反应活化能减去逆反应活化能,反应为吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,C正确;
D.加入催化剂,能够降低该反应的活化能,加快反应速率,但是不能改变总反应的焓变,D错误;
故选D。
16.(24-25高二上·北京第一○一中学·期中)一定温度下反应的能量与反应过程的关系如图,下列说法不正确的是
A.断开键需要吸收能量
B.和生成的反应为放热反应
C.该反应的
D. 和 的总能量高于 的能量
【答案】C
【详解】A.断裂旧键需要吸收能量,则断开I-I键需要吸收能量,故A正确;
B.由图可知,1mol氢气和1mol碘蒸气的总能量高于2mol碘化氢的能量,则氢气和碘蒸气生成碘化氢的反应为放热反应,故B正确;
C.由图可知,反应分为两步进行,由于第一步的无法计算焓变,则总反应的焓变也无法得出,故C错误;
D.由图可知,1mol氢气和1mol碘蒸气的总能量高于2mol碘化氢的能量,故D正确;
故选C。
地 城
考点03
热化学方程式
17.(24-25高二上·北京第十五中学·期中)航天飞船可用肼和过氧化氢作为动力源。已知1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时,放出20.05kJ的热量。下列说法不正确的是
A.该反应肼作还原剂
B.液态肼与过氧化氢的反应,反应物总能量低于生成物总能量
C.该动力源的优点之一是生成物对环境无污染
D.肼和过氧化氢反应的热化学方程式:
【答案】B
【详解】A.中N元素为-2价,反应后生成为0价,所以N元素化合价升高,所以肼作还原剂,故A正确;
B.液态肼与过氧化氢的反应放出热量,反应物总能量高于生成物总能量,故B错误;
C.液态肼和液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,对环境物污染,故C正确;
D.1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出的热量,则1mol肼反应放出的热量为,所以肼和过氧化氢反应的热化学方程式为: ,故D正确;
故选B。
18.(24-25高二上·北京·期中)根据下图所得判断正确的是
已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
A.图1反应为吸热反应
B.图1反应使用催化剂时,会改变其ΔH
C.图2中反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
D.图2中若H2O的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
【答案】C
【详解】A.图1中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应,故A错误;
B.催化剂只能改变反应途径,降低反应所需的活化能,不能改变反应物或生成物的总能量,所以不能改变反应的ΔH,故B错误;
C.从图2可以看出,反应物为CO2(g)和H2(g),生成物为CO(g)和H2O(g),反应物的总能量小于生成物的总能量,则该反应为吸热反应,结合图1可知该反应的ΔH=+41 kJ·mol-1,故该反应的热化学方程式为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1,故C正确;
D.图2中若H2O的状态为液态,根据C选项中的热化学方程式和H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,结合盖斯定律可知:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) ΔH=-3 kJ·mol-1,该反应为放热反应,而曲线①表示的是吸热反应,故D错误;
故选C。
19.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列关于2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol−1。说法正确的是
A.两分子 H2 和一分子O2反应,放出热量571.6 kJ
B.2mol H2和1mol O2完全反应生成2mol H2O,放出热量571.6 kJ
C.在25 ℃、101 kPa时,2mol气态 H2和1mol气态 O2完全反应生成2mol液态 ,放出热量571.6 kJ
D.在25℃、101 kPa时,1mol气态 H2和0.5mol气态 O2完全反应生成液态H2O,放出热量571.6 kJ
【答案】C
【详解】A.在25℃、101kPa时,不是一分子H2和O2反应,应是2molH2和1molO2反应,故A错误;
B.没有说明外界条件、物质所处的状态,故B错误;
C.外界条件、物质所处的状态和反应物质的量均明确,故C正确;
D.在25℃、101 kPa时,2mol气态H2和1mol气态O2完全反应生成液态H2O,放出热量571.6 kJ ,故D错误;
答案选C。
20.(20-21高二上·北京海淀区·期末)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一。如图显示了该反应中的能量变化。下列说法不正确的是
A.N≡N键的键能大于O=O键的键能
B.该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
C.完全断开1molNO中的化学键需吸收1264kJ能量
D.生成NO的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.破坏1mol氮氮三键吸收946kJ能量,破坏1molO=O键吸收498kJ能量,所以N≡N键的键能大于O=O键的键能,故A正确;
B.该反应断键吸收的总能量是1444kJ,成键放出的能量是1264kJ,吸收的能量大于放出的能量,该反应吸热,产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量,故B正确;
C.根据图示,生成2molNO中的化学键放出1264kJ能量,则完全断开1molNO中的化学键需吸收632kJ能量,故C错误;
D.该反应断键吸收的总能量是1444kJ,成键放出的能量是1264kJ,生成2molNO吸收的总能量为180 kJ,生成NO的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1,故D正确;
选C。
21.(24-25高二上·北京理工大学附属中学·期中)依据以下热化学反应方程式,根据要求,回答问题。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
(1)不考虑△H数值正误,上述热化学方程式书写不正确的有 。(请填写编号,下同)
(2)由上述热化学方程式求得 △H= 。
(3)上述反应中,在等压条件下,在高温下能正向自发进行的是 ;这样的可逆反应,若温度一定, (填“增大压强”或“减小压强”),有利于反应正向进行。
(4)上述反应中,可以设计成气体燃料化学电源的是 。
【答案】(1)①⑥
(2)-41.2
(3) ①③ 减小压强
(4)④⑦
【详解】(1)热化学方程式需要标明各物质的聚集状态,且含正负号,其数值与反应物的化学计量数有关,单位为kJ/mol,①未标明各物质的聚集状态,错误,⑥化学方程式不正确,右侧产物Na2SO4的状态是溶液,并非液态,故不正确的有①⑥;
(2)根据盖斯定律可知,该反应可由④+③-②,即该热力学方程式为;
(3)<0时可自发进行,①△H>0,△S>0,高温有利于△G<0,②△H<0,△S=0,正常情况下可自发进行,③△H>0,△S>0,高温有利于△G<0,④△H<0,△S<0,低温有利于△G<0,⑤⑥△H<0,△S=0,正常情况下可自发进行,⑦△H<0,△S<0,低温有利于△G<0,综合看,等压高温下能正向自发进行的有①③,由于该可逆反应正方向为气体体积增加的反应,当温度一定时,减小压强有利于平衡正向移动;
(4)气体燃料化学电源可将化学能转化为电能,故一般为放热反应,且反应物为气体,结合上述热化学方程式可知,可以设计成气体燃料化学电源的是④⑦。
22.(24-25高二上·北京西城外国语学校·期中)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是
A. kJ/mol
B. kJ/mol
C. kJ/mol
D. kJ/mol
【答案】B
【分析】1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,即0.5mol氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,则1mol氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ×2=285.8kJ热量,2mol氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ×4=571.6kJ热量。
【详解】A.反应 kJ/mol中,应为△H=-571.6kJ∙mol-1,A不正确;
B.反应 kJ/mol中,物质的状态、氢气的物质的量与放出的热量的对应关系,都与分析相符,B正确;
C.反应 kJ/mol中,没有标明各物质的状态,C不正确;
D.反应 kJ/mol中,H2O的状态不呈液态,则放出的热量应小于285.8kJ,D不正确;
故选B。
23.(24-25高二上·北京·期中)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.燃烧热中水为液态,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:△H=-890.3 kJ•mol-1,故A错误;
B.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化时的能量变化,0.5mol N2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为: △H<-38.6 kJ•mol-1,故B错误;
C.S(g)的能量高于S(s),反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,则ΔH1<ΔH2,故C正确;
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,生成2molH2O时放出114.6kJ能量,则热化学方程式为: ,故D错误;
故选C。
24.(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)按要求回答下列问题。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:ΔH=+88.6,则M与N较稳定的是 。
(2)使和(g)通过灼热的炭层,生成HCl和,当有1mol参与反应时放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料, ΔH=-1176,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为 。
(4)火箭发射时用代替和液态肼()反应释放的能量更大。
已知:① ΔH=-534kJ/mol
② ΔH=+538kJ/mol
③ ΔH=+484kJ/mol
则液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式为 。
(5)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:
则反应Ⅱ的热化学方程式: 。
【答案】(1)M
(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) △H=-290kJ•mol-1
(3)98kJ
(4)
(5)
【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;
(2)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,2mol氯气反应放热290kJ,反应的热化学方程式为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) △H=-290kJ•mol-1 ;
(3)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;
(4)液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体反应方程式:,根据盖斯定律,该反应可由①-2×②+③得到,则该反应ΔH=ΔH1-2×ΔH2+ΔH3=(-534kJ/mol)-2×(+538kJ/mol)+(+484kJ/mol)=-1126kJ/mol;则反应热化学方程式为:;
(5)反应Ⅱ为:,由盖斯定律可知反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ),则ΔH=-[()+()]=-254 kJ•mol-1,则反应Ⅱ的热化学方程式为:。
地 城
考点04
燃烧热
25.(24-25高二上·北京·期中)热化学方程式与普通化学方程式不同,下列有关热化学方程式 的说法错误的是
A.既表示化学反应中的物质变化,又表示化学反应中的能量变化
B.表示与完全反应生成放出热量
C.一氧化碳的燃烧热为
D.CO与反应生成只能实现化学能向热能的转化
【答案】D
【详解】A. 热化学方程式既表示化学反应中的物质变化,又表示化学反应中的能量变化,故A正确;
B. 该热化学方程式 表示与完全反应生成放出热量,故B正确;
C. 在25℃,101kPa下与完全反应生成放出热量,则一氧化碳的燃烧热为,故C正确;
D. CO与反应生成为氧化还原反应可实现化学能向电能的转化,故D错误。
故答案选:D。
26.(24-25高二上·北京大学附属中学·期中)下列方程式与所给事实相符的是
A.自然界正常雨水pH=5.6:,
B.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸:
C.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:
D.甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol:
【答案】B
【详解】A.H2CO3是二元弱酸,其电离是分步电离的,故自然界正常雨水pH=5.6是因为:H2O+CO2⇌H2CO3,H2CO3⇌H++,A错误;
B.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合出现浑浊,反应方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,故其离子方程式为:+2H+=SO2↑+S↓+H2O,B正确;
C.CaSO4是微溶物,在水垢中是沉淀处理,离子方程式书写时不能拆,故用溶液处理水垢中的离子方程式为:CaSO4+=CaCO3+,C错误;
D.燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成指定的物质(H2O为液态水)时放出的热量,故甲烷的燃烧热为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(l) ΔH=−890.3 kJ/mol,D错误;
故答案选B。
27.(24-25高二上·北京通州区·期中)下列能正确表示物质燃烧热的热化学方程式是
A.C(石墨, ΔH
B. ΔH
C. ΔH
D. ΔH
【答案】A
【分析】在25℃、1.01×105Pa时,1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此解答。
【详解】A.热化学方程式满足燃烧热的条件,故A正确;
B.气态水不是稳定的化合物,故B错误;
C.硫化氢化学计量数为2,所以ΔH不代表燃烧热,故C错误;
D.氨气化学计量数为4,所以ΔH不代表燃烧热,故D错误;
答案选A。
28.(24-25高二上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)依据下列热化学方程式得出的结论中,不正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热为
B.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
C.已知,则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知;则
【答案】A
【详解】A.氢气的燃烧热是指1mol氢气燃烧生成指定产物即生成液态水时放出的热量,,水为气态,故氢气的燃烧热小于,A错误;
B.能量越低越稳定。C(石墨,s)(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定,B正确;
C.根据,20.0gNaOH的稀溶液即0.5mol氢氧化钠与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,C正确;
D.,两个反应都是放热反应,前者放出的热量多,因为放热为负值,故,D正确;
故选A。
29.(22-23高二上·北京十四中·期中)如图中,,,根据要求回答问题:
(1)如图是1mol和1mol反应生成和过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),的变化是 。请写出和CO反应的热化学方程式: 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①
②
又知③ ,表达甲醇蒸气燃烧热的热化学方程式: 。
(3)已知:常温常压下,断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量称为键能。下表是一些化学键的键能(单位为kJ/mol)
化学键
键能
化学键
键能
化学键
键能
H—H
436
H—F
565
F—F
158
则:
【答案】(1) 减小 不变
(2)
(3)-536kJ/mol
【详解】(1)催化剂通过降低反应活化能加快反应速率,但不改变反应热,则在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,E1的变化是减小,ΔH不变;NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=E1-E2=(134-368)kJ/mol=-234kJ/mol,故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ/mol;
(2)①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
根据盖斯定律,由3×②-①×2+③×2得:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=3×(-192.9 kJ·mol-1)-2×49.0 kJ·mol-1+(-44 kJ·mol-1)×2=-764 kJ·mol-1;
(3)=反应物键能之和-生成物键能之和=(436+158-2565)kJ/mol=-536kJ/mol 。
30.(24-25高二上·北京·期中)I.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中 (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为 。
(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol-1、497kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol-1。NO分子中化学键的键能为 kJ·mol-1。
(3)综合上述有关信息,请写出CO和NO反应的热化学方程式: 。
II.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=akJ·mol-1,反应过程的能量变化如图所示,已知1molSO2(g)完全转化为lmolSO3(g)放热99kJ。请回答:
(4)a= kJ·mol-1。
(5)Ea的大小对该反应的ΔH (填“有”或“无”)影响。该反应常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中B点 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(6)III.由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2;
③TiO2(g)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3;
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
【答案】(1) 石墨 -393.5kJ·mol-1
(2)631.5
(3)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.0kJ·mol-1
(4)-198
(5) 无 降低
(6)2ΔH1-ΔH2+ΔH3
【详解】(1)图中金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,所以石墨稳定;1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为11.05kJ+283.0kJ=393.5kJ,则石墨的燃烧热为ΔH=-393.5kJ·mol-1;
(2)ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,设NO分子中化学键的键能为X,则有:946kJ·mol-1+497kJ·mol-1-2X=180kJ·mol-1解得:X=631.5kJ·mol-1;
(3)CO和NO反应的化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g);
已知①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1;
②C(石墨,s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1;
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180kJ·mol-1;
由盖斯定律:方程式①×2-②×2-③得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.0kJ·mol-1;
(4)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的ΔH=-198kJ•mol-1,则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1,即a=-198kJ·mol-1;
(5)Ea为正反应活化能,据图可知ΔH为正逆反应活化能之差,所以Ea的大小对该反应的ΔH无影响;催化剂可以降低反应活化能,使图中B点降低;
(6)根据盖斯定律③+①×2-②得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g) ΔH=2ΔH1-ΔH2+ΔH3。
31.(24-25高二·北京昌平一中·期中)下列有关 的说法,不正确的是
A.断开1 mol H-H和0.5 mol O=O吸收的总能量大于形成2 mol O-H放出的总能量
B.若生成1 mol H2O(g)放出的热量小于285.8kJ
C.1 mol液态水与1 mol水蒸气所具有的内能不同
D.1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)的总能量比1 mol H2O(l)的总能量高285.8kJ
【答案】A
【详解】A.生成液态水反应的焓变ΔH等于断开1molH-H和0.5molO=O所需总能量减去形成2 molO-H释放的总能量,则该反应的ΔH<0,故断开1molH-H和0.5molO=O所需总能量小于形成2 molO-H释放的总能量,故A错误;
B.气态水的能量高于液态水,所以若生成1molH2O(g)放出的热量小于285.8kJ,故B正确;
C.气态水的能量高于液态水,所以1mol液态水与1mol水蒸气所具有的内能不同,故C正确;
D.该反应为放热反应,1molH2(g)和0.5molO2(g)的总能量比1molH2O(l)的能量高285.8kJ,故D正确;
故答案选A。
32.(24-25高二上·北京丰台区·期中)已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0):
下列关系不正确的是
A.b > a B.b < c C.2a > c D.2b = c
【答案】C
【分析】给以上反应编号为:
①
②
③
【详解】A.①②中反应物均为1mol,生成物水的状态不同,气态水能量比液态水的高,故反应②放出的热量多,即b>a,A正确;
B.②③中物质的种类和状态相同,反应物和生成物的物质的量不同,反应物越多,能量的变化越大,b < c,B正确;
C.①③中物质的种类相同,物质的量不同,水的状态不同,气态水能量比液态水的高,③中放出的热量比①的2倍多,即 2a< c,C错误;
D.②③中物质的种类和状态相同,③中反应物物质的量是②的2倍,反应物越多,能量的变化越大即2b = c,D正确;
故答案为:C。
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