内容正文:
专题01 反应热与反应热的计算
3大高频考点概览
考点01 吸热反应、放热反应以及内能的变化
考点02 中和热与燃烧热
考点03 热化学方程式与盖斯定律
考点04 反应热的计算
地 城
考点01
吸热反应、放热反应以及内能的变化
1.(24-25高二上·云南普洱·期末)已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.反应每生成分子吸收能量
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应的反应热
D.断裂键和键,释放能量
2.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A.平衡后升高温度,平衡逆向移动
B.平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C.当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D.平衡后加入X,△H增大
3.(24-25高二上·云南普洱·期末)如图所示是298 K时,A2与B2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是
A.每生成2 mol AB吸收bkJ热量
B.加入催化剂,反应的活化能和反应热都改变
C.该反应的热化学方程式为 A2(g)+B2(g)=2AB(g) ∆H= + (a-b) kJ • mol-1
D.断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,放出a kJ能量
4.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A.两种中间体物质中较稳定的是中间体I2
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.有可能找到高效的催化剂将I1→I2的过程转变为放热反应
D.转化为Il是各步骤反应中较快的步骤
5.(24-25高二上·云南曲靖·期末)某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.反应B→C决定总反应速率 B.B为反应的催化剂
C.三种物质中B最稳定 D.图示总反应的焓变为
6.(24-25高二上·云南曲靖·期末)我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢的反应 △H,反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.
B.该反应有非极性键的断裂和生成
C.过渡态物质的稳定性:过渡态1<过渡态2
D.在不同催化剂作用下,该反应的决速步骤相同
7.(23-24高二上·云南师大附中·期末)下列说法错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
B.同温同压时,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同
C.反应体系的温度发生变化,平衡一定发生移动
D.加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
8.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)金属Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是
A.中间体1→中间体2的过程是吸热过程
B.生成中间体1的过程是放热的,主要是因为该过程是形成共价键的过程
C.中间体2→中间体3的过程在相同条件下是整个历程中反应速率是最快的步骤
D.Ni和的总键能大于和的总键能
地 城
考点02
中和热与燃烧热
9.(24-25高二上·云南普洱·期末)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)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器会使测定的中和热ΔH偏小
D.实验(b)常温能自发的原因是熵变效应大于焓变效应
10.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)下列说法正确的是
A.已知,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
B.已知,则的标准燃烧热为
C.已知,则中通入,发生反应应时放热
D.已知中和热可表示为,则与完全反应放出的热量为
11.(23-24高二上·云南普洱·期末)常温常压下,下列根据已知条件书写的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
B
合成氨反应中充入和足量,放出能量
C
石墨是比金刚石能量少
C(石墨,s)=C(金刚石,s)
D
强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成所放出的热量为
中和反应反应热:
A.A B.B C.C D.D
9.(23-24高二上·云南昆明三中·期末)下列说法中正确的是
A.若白磷的能量比红磷多,则白磷转化为红磷的热化学方程式为
B.若,则置于密闭容器中充分反应放出的热量为
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应的中和热为,若将含有的浓硫酸和含有的溶液混合,放出的热量等于
D.的燃烧热是,则
13.(23-24高二上·云南普洱·期末)下列装置或操作正确且对应的实验能达到实验目的的是
A.测定NaOH溶液的浓度
B.测定中和反应反应热
C.研究Fe3+、Al3+对H2O2分解速率的影响
D.通过注射器活塞右移,验证Na与H2O反应放热
14.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是
A
B
C
D
实验目的
探究铁的析氢腐蚀
测定中和反应的反应热
比较AgCl和溶解度大小
探究温度对化学平衡移动的影响
实验装置
A.A B.B C.C D.D
15.(23-24高二上·云南大理·期末)用下列实验装置进行相应实验,操作错误或不能达到预期目的的是
A
B
C
D
测定酸碱中和的热效应
碱式滴定管排气泡
测定与反应速率
测定盐酸的
A.A B.B C.C D.D
16.(24-25高二上·云南普洱·期末)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、量筒、 。
(2)量取反应物时,取的盐酸,常常还需加入的试剂是 ______ 填序号。
A.溶液
B.溶液
C.溶液
D.固体
(3)某兴趣小组进行了中和热测定的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物
起始温度
终了温度
中和热
溶液、溶液
设充分反应后溶液的比热容,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则 假设溶液密度均为。
某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
(4)设计如下实验研究的反应。
振荡静置后C中观察到的现象是 ;为证明该反应存在一定限度,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后 写出实验操作和现象。
(5)测定上述溶液的浓度,进行以下操作:
用移液管移取溶液至锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量溶液,充分反应。
小心加热除去过量的
用淀粉做指示剂,用标准溶液滴定,反应原理为:。
步骤是否可省略? 答“可以”或“不可以”。 步骤达到滴定终点的现象是 。
17.(24-25高二上·云南普洱·期末)以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是地 城
考点03
热化学方程式与盖斯定律
反应①:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+571.6 kJ·mol-1
反应②:2H2O2(l)=2H2O(1)+O2(g) △H2=-196.4 kJ·mol-1
A.制取O2的反应一定是吸热反应
B.H2的燃烧热为-571.6 kJ·mol-1
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.反应2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)的△H>-196.4 kJ·mol-1
18.(24-25高二上·云南普洱·期末)足量C(s)与H2O(g)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)时,吸收131.3kJ的热量,该反应可用于制取水煤气;下列化学反应表示正确的是
A.制取水煤气的热化学方程式:
B.高温下甲烷还原氧化铜:
C.乙酸除水垢:
D.CaC2与水反应:
19.(23-24高二·云南师大附中·期末)金属钠和氯气反应的能量关系如图所示,下列说法错误的是
A.相同条件下,的 B.
C.的数值与键键能的数值相等 D.
20.(23-24高二上·云南昆明市石林彝族自治县民族中学·期末)下述描述中,正确的是
A.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-566 kJ/mol,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180 kJ/mol,则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=−746kJ/mol
B.由CH3(CH2)2CH3(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g) ∆H=-2658 kJ/mol可知,正丁烷标准燃烧热为2658 kJ/mol
C.OH—(aq)+H+(aq)=H2O(l) ∆H=-57.3 kJ/mol,故1mol醋酸与1molNaOH完全反应,放出的热量一定为57.3kJ
D.已知P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ∆H<0,则白磷比红磷稳定
21.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)已知:NO和转化为的反应机理如下:
①(快)平衡常数
②(慢)平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.反应②的速率大小决定的反应速率
C.反应过程中的能量变化可用上图表示
D.的平衡常数
22.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B.(石墨,s)、分别完全燃烧,石墨放出的热量多
C.C(金刚石,s)的过程是放热反应,不需要加热
D.C(石墨,s)的
23.(24-25高二上·云南普洱·期末)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)cC(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
24.(24-25高二上·云南普洱·期末)已知:①
②
③
④
回答下列问题:
(1)上述变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
(2)写出燃烧的热化学方程式: 。
(3)反应的 。
(4)相同压强下,质量相等且起始温度相同的两份与足量的充分反应,分别生成液态水(反应I)和水蒸气(反应Ⅱ),反应I放出的热量 (填“>”“<”或“=”)反应Ⅱ放出的热量。
(5)在一定条件下,将和充入密闭容器中发生反应生成氨气:,达到平衡时的转化率为,放出的热量,该反应的平衡常数 。写出与反应的热化学方程式: 。
(6)完全燃烧生成气态水的能量变化和燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,可以还原生成单质、和,写出该反应的热化学方程式: 。
25.(23-24高二上·云南玉溪·期末)化学反应常伴随热效应.某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得.地 城
考点04
反应热的计算
(1)盐酸浓度的测定:用溶液测定未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗净滴定管
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C.用酸式滴定管取盐酸,注入锥形瓶中,加入酚酞作指示剂
D.另取锥形瓶,再重复操作次
E.检查滴定管是否漏水
F.取下碱式滴定管用标准溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上处,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,再把碱式滴定管固定好
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
①滴定时正确的操作顺序是(填序号)E→ →F→ →C→ →D。
②上述滴定操作用到的仪器有 (填序号)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察 ,滴定终点溶液颜色的变化是 。
④滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测液体积/
标准溶液的体积/
滴定前读数
滴定后读数
1
20.00
1.03
23.03
2
20.00
0.60
22.60
3
20.00
0.20
20.19
则该盐酸浓度为 。
⑤若碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准溶液,则测定结果将 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为,则该过程放出的热量为 J(c和ρ分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
26.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和形式存在,处理过程中在微生物的作用下经过两步反应被氧化成,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1mol 全部被氧化成热化学方程式为 。使用更高效的催化剂,第二步反应的(填“变大”、“变小”或“不变”) 。
(2)已知 kJ⋅mol-1,其他相关数据如下表:
物质
键能/kJ·mol-1
436
200
a
则表中a= 。
(3)已知:
kJ⋅mol-1
kJ⋅mol-1
若某反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式 。
27.(23-24高二·云南师大附中·期末)的脱除方法和转化机理是当前研究的热点。请回答下列问题:
(1)已知:
则是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)时,容器内发生反应(忽略与的转化),混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化曲线如图所示,保持其它条件不变,仅升高反应温度至,在图中画出容器内混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化趋势图 。
(3)已知:的反应历程分两步:
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
Ⅰ
(快)
Ⅱ
(慢)
①表中是只随温度变化的常数,温度升高将使其数值 (填“增大”或“减小”)。
②反应Ⅰ瞬间建立平衡,因此决定反应速率快慢的是反应 ,则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
③反应的 (用表示)。
(4)与在某催化剂表面反应生成的过程中的机理可能有两种:
机理1:
机理2:(分别表示物质在催化剂表面被吸附)。
上述两个反应均为基元反应,保持温度和的浓度不变,测得与在该催化剂作用下反应的初始速率与浓度的关系如图所示,能合理解释图中曲线变化的机理为 (填“机理1”或“机理2”);判断的依据是 。
28.(24-25高二上·云南普洱·期末)温室气体二氧化碳的处理和再利用一直以来都是社会关注的热点问题。
(1)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
根据上述反应,请写出与反应生成和的热化学方程式: 。
(2)时,在恒容密闭容器中充入和,起始时体系的压强为,假设体系中只发生上述Ⅰ和Ⅱ两个反应,时体系达到平衡状态,测得的浓度为的浓度为。
①,用表示反应I的平均反应速率为 。
②下列叙述能说明该体系已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A.气体的密度不随时间变化 B.的百分含量不再改变
C. D.气体平均摩尔质量不随时间变化
③该温度下反应I的平衡常数 (用含的代数式表示,为以分压。表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。
(3)二氧化碳催化加氢可制备甲醇:,在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在时,随压强的变化以及在时随温度(t)的变化,如图1所示。
图中对应等温过程的曲线是 (填“a”或“b”),判断的理由是 。
(4)电化学法还原二氧化碳可以制得乙烯(),在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图2所示。则电解时阴极电极反应式为 ,在左侧电极每生成乙烯,理论上在右侧生成气体的体积为 L(标准状况下)
29.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)CO2资源化利用受到越来越多的关注,它能有效减少碳排放,有效应对全球的气候变化,并且能充分利用碳资源。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放,涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ. kJ⋅mol-1
Ⅲ. kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1) kJ⋅mol-1。
(2)平衡常数 (用、表示)。
(3)为提高反应Ⅲ中的平衡产率,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
(4)不同压强下,按照投料,发生反应Ⅰ,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示。
①压强、由大到小的顺序为 ,判断的依据是 。
②图中A点对应的甲醇的体积分数是 %(计算结果保留1位小数)。
(5)在恒温恒压(压强为p)的某密闭容器中,充入1 mol 和3 mol ,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,经过一段时间后,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,此时测得的平衡转化率为20%,甲醇的选择性为50%{甲醇选择性[]},则该温度下反应Ⅰ的平衡常数 (写出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
30.(23-24高二上·云南普洱·期末)是存在于燃气中的一种有害气体,脱除的方法有多种。回答下列问题:
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
①;
②;
③。
则 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键
键能/()
339
246
a
120
结合(1)中反应原理, 。
(3)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离出。下,分解:。在2L恒容密闭容器中充入气体,某温度下的物质的量与时间的关系如下表所示。
0
2
4
6
8
10
0
0.5
0.8
1.0
1.2
1.2
①内, 。
②时生成的速率 (填“>”“<”或“=”)生成的速率。
③下列选项中标志该反应达到平衡的是 (填字母)。
a. b.和的浓度之比为2:1
c.气体密度不再变化 d.平均相对分子质量不再变化
(4)以为原料,KOH溶液为电解质溶液设计的电化学装置亦能脱除,其原理如图所示。该装置工作时的总反应离子方程式为。已知正极电极反应式为,负极电极反应式为 ,右室电解质溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
31.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)氮氧化物是大气污染物之一,可用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1;C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1。
①反应 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH = kJ·mol-1(用含 a、b 的代数式表示)。
② C,N,O三种元素电负性由强到弱的顺序是 ,第一电离能依次增大的顺序是 。(填元素符号)
③研究人员对比研究活性炭、负载钙、镧氧化物对该反应的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入相同浓度的NO,不同温度下测得反应2小时时NO去除率如图所示,据图分析,温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是 (填“C”、“CaO/C”或 “La2O3/C”)。
(2)在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,所得数据如表:
实验编号
温度/℃
起始时 NO 的物质的量/mol
平衡时 N2 的物质的量/mol
1
700
0.24
0.08
2
800
0.40
0.09
①由表可知700℃时,该反应的平衡常数 K= 。
②结合表中数据,判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”),理由是 。
(3)某温度下,若向2L体积恒定的密闭容器中充入等物质的量的N2 和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①图中B点v正 v逆(填“>” “<”或“=”)。
②第10min时,外界改变的条件可能是 (填字母)。
A.加催化剂
B.增大C(s)的物质的量
C.减小CO2的物质的量
D.升温
E.降温
32.(23-24高二上·云南昭通盐津二中·期末)完成下列小题
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)的反应热△H= 。
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,已知该反应中CO的转化率与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①P1 P2填(“”“”“”)。
②在不改变反应物用量情况下,既减小化学反应速率,又提高CO的转化率,可采取的措施是 (答出两条措施)。
(3)在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
①比较t2时刻,正逆反应速率大小V正 V逆(填“”、“”、“”)
②若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为: 。
③t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
④该条件下的平衡常数K= 。
33.(23-24高二上·云南大理·期末)氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用,请结合信息回答下列问题:
(1)尿素是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为第一步:;
第二步:.
则 .
第二步能自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何温度”).
(2),在的密闭容器中,通入和,保持体积不变发生反应:时反应刚好达到平衡,此时的物质的量为,则:
①的平均反应速率 .
②下列能说明上述反应达到平衡状态的是 (填序号).
A.混合气体的密度不再发生变化
B.
C.的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗的同时生成
(3)温度为时,在一个容积恒为的密闭容器中仅发生反应:.实验测得:为速率常数,受温度影响.相关物质的起始浓度与平衡浓度如下表所示:
物质的起始浓度/
物质的平衡浓度/
0.6
0.3
0
0.2
温度为时, (填数据);当温度升高为时,分别增大m倍和n倍,则m n(填“>”“<”或“=”).
(4)时,在密闭容器中按照一定比例充入和,仅发生反应:,达到平衡时的体积分数随的变化如图所示,当时,达到平衡时可能是D、E、F三点中的 .
34.(23-24高二上·云南昆明三中·期末)杭州亚运会主火炬塔采用甲醇燃料点燃,这是人类历史上第一次碳废再生、零碳甲醇点燃亚运圣火。近年来,我国大力加强氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,利用反应:,可减少排放并合成清洁能源实现可持续发展。
(1)一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①
反应②
总反应的 ,在 (选填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发进行。
(2)在一定温度和恒容条件下,下列叙述能表明总反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.容器中浓度与浓度之比为
C.容器中气体压强保持不变
D.
(3)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在下的、在下的如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是 (填写a或b),判断的理由是 。
②从反应初始到平衡点耗时,计算分压的平均变化率为 kPa·min-1。
③有关工业合成甲醇条件选择的说法正确的是 (填字母)。
A.温度越低,越有利于工业生产
B.适当增大的浓度,可以提高的平衡转化率
C.增大压强既加快反应速率又提高转化率,所以压强越大越好
D.使用选择性高的催化剂可以减少副反应的发生,提高产率
试卷第22页,共42页
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专题01 反应热与反应热的计算
3大高频考点概览
考点01 吸热反应、放热反应以及内能的变化
考点02 中和热与燃烧热
考点03 热化学方程式与盖斯定律
考点04 反应热的计算
地 城
考点01
吸热反应、放热反应以及内能的变化
1.(24-25高二上·云南普洱·期末)已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.反应每生成分子吸收能量
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应的反应热
D.断裂键和键,释放能量
【答案】C
【详解】A.依据图像分析,和反应生成吸收能量,A错误;
B.依据图像分析,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;
C.该反应的反应热=断键吸收的总能量-成键放出的总能量,所以反应热,C正确;
D.断裂键和键,吸收 能量,D错误;
故选。
2.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A.平衡后升高温度,平衡逆向移动
B.平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C.当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D.平衡后加入X,△H增大
【答案】C
【详解】A.由于正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,A不正确;
B.平衡后加入少量催化剂,正、逆反应速率都改变,且改变的幅度相同,B不正确;
C.因为反应前后气体的分子数不等,平衡前,随着反应的进行,混合气的压强不断发生改变,当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡,C正确;
D.平衡后加入X,平衡正向移动,反应体系吸收的能量增多,但每摩反应[]的热效应不变,△H不变,D不正确;
故选C。
3.(24-25高二上·云南普洱·期末)如图所示是298 K时,A2与B2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是
A.每生成2 mol AB吸收bkJ热量
B.加入催化剂,反应的活化能和反应热都改变
C.该反应的热化学方程式为 A2(g)+B2(g)=2AB(g) ∆H= + (a-b) kJ • mol-1
D.断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,放出a kJ能量
【答案】C
【详解】A. 每2 mol气态 AB分子被破坏 生成气态A原子与气态B原子,吸收bkJ热量,A错误;
B. 加入催化剂,能降低反应的活化能,但不改变反应热,B错误;
C.反应的热效应与物质的状态有关,每1mol A2(g)与B2(g)反应生成2 mol AB(g),吸收(a-b)kJ热量,则该反应的热化学方程式为 A2(g)+B2(g)=2AB(g) ∆H= + (a-b)kJ • mol-1,C正确;
D.破坏化学键吸收能量, 断裂1 mol气态A2分子内的A-A和1 mol气态B2分子内的B-B键,吸收akJ能量
答案选C。
4.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A.两种中间体物质中较稳定的是中间体I2
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.有可能找到高效的催化剂将I1→I2的过程转变为放热反应
D.转化为Il是各步骤反应中较快的步骤
【答案】D
【详解】A.能量越低越稳定,所以两种中间体物质中较稳定的是中间体I1,A错误;
B.该历程中的最大能垒(活化能) ,B错误;
C.反应是吸热反应还是放热反应由反应物和生成物的能量决定与催化剂没有关系,C错误;
D.转化为Il是活化能最小的反应,所以在各步骤反应中是较快的步骤,D正确;
故选D。
5.(24-25高二上·云南曲靖·期末)某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.反应B→C决定总反应速率 B.B为反应的催化剂
C.三种物质中B最稳定 D.图示总反应的焓变为
【答案】A
【详解】A.反应B→C的正反应活化能最大,反应速率慢,决定总反应的速率,A正确;
B.B为反应的中间产物,不是催化剂,B错误;
C.物质的总能量越低,越稳定,C错误;
D.总反应的,D错误;
故答案为:A。
6.(24-25高二上·云南曲靖·期末)我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢的反应 △H,反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.
B.该反应有非极性键的断裂和生成
C.过渡态物质的稳定性:过渡态1<过渡态2
D.在不同催化剂作用下,该反应的决速步骤相同
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应则△H<0,A项错误;
B.该反应无非极性键的生成.B项错误;
C.能量越低物质越稳定,过渡态1所处状态能量高于状态2,两种过渡态物质中较稳定的是过渡态2,C项正确;
D.在AuF催化作用下,第一步为决速步骤,在催化作用下,第二步为决速步骤,故决速步骤不同,D项错误;
故选:C。
7.(23-24高二上·云南师大附中·期末)下列说法错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
B.同温同压时,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同
C.反应体系的温度发生变化,平衡一定发生移动
D.加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
【答案】A
【详解】A.增大压强,可增大浓度,使单位体积内活化分子数目增加,故反应速率增大,但百分数不变,选项A不正确;
B.反应条件对焓变没有影响,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同,选项B正确;
C.反应物断键吸收的热量与生成物成键放出的热量不等,化学反应一旦发生,就会有热量的变化,要么吸热、要么放热,所以平衡体系的温度发生变化,一定会使化学平衡状态发生改变,选项C正确;
D.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能,使活化分子的百分数大大增加,从而增大化学反应的速率,选项D正确;
答案选A。
8.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)金属Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是
A.中间体1→中间体2的过程是吸热过程
B.生成中间体1的过程是放热的,主要是因为该过程是形成共价键的过程
C.中间体2→中间体3的过程在相同条件下是整个历程中反应速率是最快的步骤
D.Ni和的总键能大于和的总键能
【答案】B
【详解】A.中间体1→中间体2的反应物总能量比生成物总能量高,是放热过程,故A错误;
B.中间体1形成Ni-H和Ni-C的共价键,形成新键放出热量,则生成中间体1的过程是放热的,故B正确;
C.中间体2→中间体3的步骤能量差值最大,活化能最大,速率最慢,故C错误;
D.由Ni和C2H6的相对总能量为0,NiCH2和CH4的相对总能量为−6.57kJ⋅mol−1,总反应为放热反应,Ni和C2H6的总键能小于NiCH2和CH4的总键能,故D错误;
故选:B。
地 城
考点02
中和热与燃烧热
9.(24-25高二上·云南普洱·期末)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)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器会使测定的中和热ΔH偏小
D.实验(b)常温能自发的原因是熵变效应大于焓变效应
【答案】D
【详解】A.实验(b)中的反应是吸热反应,A错误;
B.铝片、铝粉都是固体,将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变,B错误;
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒,铁易导热,热量损失较多,则测定中和热的数值偏低,放热焓变为负值,则使测定的中和热ΔH偏大,C错误;
D.放热、熵增利于反应的自发进行,实验(b)为吸热反应,而常温能自发,原因是熵变效应大于焓变效应,D正确;
故选D。
10.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)下列说法正确的是
A.已知,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
B.已知,则的标准燃烧热为
C.已知,则中通入,发生反应应时放热
D.已知中和热可表示为,则与完全反应放出的热量为
【答案】A
【详解】A.到放热,故则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于,A正确;
B.燃烧热是101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,常见元素的稳定产物:C→CO2(g)、H→H2O(l),不能根据,判断的标准燃烧热为,B错误;
C.为可逆反应,中通入,不能完全反应,放热小于,C错误;
D.已知中和热可表示为,生成2molH2O(l)放出热量,析出硫酸钡沉淀会放热,则与完全反应放出的热量大于,D错误;
故选A。
11.(23-24高二上·云南普洱·期末)常温常压下,下列根据已知条件书写的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
B
合成氨反应中充入和足量,放出能量
C
石墨是比金刚石能量少
C(石墨,s)=C(金刚石,s)
D
强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成所放出的热量为
中和反应反应热:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定化合物(H是液体水)时放出的热量,H2的燃烧热为akJ/mol,则热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-akJ/mol或者2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) =-2akJ/mol,A错误;
B.合成氨反应中充入14g即=0.5molN2和足量H2,放出40kJ能量,由于合成氨反应是一个可逆反应,则0.5molN2不能完全反应,即1molN2完全反应放出的热量大于80kJ,故热化学方程式为:,B错误;
C.24g即=2mol石墨是比24g金刚石能量少akJ,则热化学方程式为:C(石墨,s)=C(金刚石,s),C正确;
D.强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成所放出的热量为,由于CH3COOH是弱酸,其电离过程是一个吸热过程,故热化学方程式为:,D错误;
故答案为:C。
9.(23-24高二上·云南昆明三中·期末)下列说法中正确的是
A.若白磷的能量比红磷多,则白磷转化为红磷的热化学方程式为
B.若,则置于密闭容器中充分反应放出的热量为
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应的中和热为,若将含有的浓硫酸和含有的溶液混合,放出的热量等于
D.的燃烧热是,则
【答案】A
【详解】A.1mol白磷的质量是124g,若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ,则1mol白磷的能量比等质量的红磷的能量多4bkJ,故白磷转化为红磷的热化学方程式为,A正确;
B.若 2NO2(g)N2O4(g) ∆H =-56.9kJ·mol-1,将置于密闭容器中,参加反应的NO2小于1mol,则充分反应放出的热量小于,B错误;
C.浓硫酸溶于水时,会放出热量,若将含有0.5mol H2SO4的浓硫酸和含有1molNaOH的溶液混合,放出的热量为中和热与溶解热之和,应大于57.3kJ,C错误;
D.H2的标准燃烧热为,是指H2完全燃烧生成液态水所放出的热量,D错误;
答案选A。
13.(23-24高二上·云南普洱·期末)下列装置或操作正确且对应的实验能达到实验目的的是
A.测定NaOH溶液的浓度
B.测定中和反应反应热
C.研究Fe3+、Al3+对H2O2分解速率的影响
D.通过注射器活塞右移,验证Na与H2O反应放热
【答案】C
【详解】A.在酸碱中和滴定中,氢氧化钠溶液呈碱性,应该用碱式滴定管盛装,而图中使用的是酸式滴定管,A不合题意;
B.测定中和反应反应热时,简易量热计中应该使用环形玻璃搅拌棒进行搅拌,使酸碱充分反应,图中缺少环形玻璃搅拌棒,B不合题意;
C.题干图像信息可知,两试管中Cl-浓度相同,Fe3+、Al3+浓度也相同,则只有阳离子不同,变量唯一,能够研究Fe3+、Al3+对H2O2分解速率的影响,C符合题意;
D.由于2Na+2H2O=2NaOH+H2↑产生气体,故不能通过注射器活塞右移,验证Na与H2O反应放热,D不合题意;
故答案为:C。
14.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是
A
B
C
D
实验目的
探究铁的析氢腐蚀
测定中和反应的反应热
比较AgCl和溶解度大小
探究温度对化学平衡移动的影响
实验装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.析氢腐蚀的介质为酸性较强的电解质,食盐水为中性,Fe发生吸氧腐蚀,选项A错误;
B.图中保温效果差,不能测定中和热,选项B错误;
C.硝酸银过量,分别与NaCl、Na2S反应生成沉淀,不能比较AgCl和Ag2S溶解度大小,选项C错误;
D.温度不同,导致二氧化氮和四氧化二氮之间的平衡改变而发生移动,能探究温度对化学平衡移动的影响,选项D正确;
答案选D。
15.(23-24高二上·云南大理·期末)用下列实验装置进行相应实验,操作错误或不能达到预期目的的是
A
B
C
D
测定酸碱中和的热效应
碱式滴定管排气泡
测定与反应速率
测定盐酸的
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.该装置可以测定酸碱中和的热效应,故A项正确;
B.碱式滴定管排气泡时应将橡胶向上弯曲排出气泡,故B项正确;
C.该装置可以通过测定一定时间内产生气体的体积来测定与反应速率,故C项正确;
D.测定盐酸的pH值不能使用湿润的pH试纸,故D项错误;
故选D。
16.(24-25高二上·云南普洱·期末)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、量筒、 。
(2)量取反应物时,取的盐酸,常常还需加入的试剂是 ______ 填序号。
A.溶液
B.溶液
C.溶液
D.固体
(3)某兴趣小组进行了中和热测定的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物
起始温度
终了温度
中和热
溶液、溶液
设充分反应后溶液的比热容,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则 假设溶液密度均为。
某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
(4)设计如下实验研究的反应。
振荡静置后C中观察到的现象是 ;为证明该反应存在一定限度,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后 写出实验操作和现象。
(5)测定上述溶液的浓度,进行以下操作:
用移液管移取溶液至锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量溶液,充分反应。
小心加热除去过量的
用淀粉做指示剂,用标准溶液滴定,反应原理为:。
步骤是否可省略? 答“可以”或“不可以”。 步骤达到滴定终点的现象是 。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器
(2)B
(3)
(4) 溶液分层,下层四氯化碳层呈紫色,上层水层为黄绿色 滴加溶液,溶液变红
(5) 不可以 再滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不复原
【详解】(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌器;
(2)取的盐酸,为保证酸完全反应,碱稍过量,则还需加入的试剂是 溶液;
(3)溶液密度均为,酸碱溶液的质量均为,且盐酸完全反应生成,则;
(4)由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,上层为氯化铁和氯化亚铁黄绿色混合溶液,下层为碘的四氯化碳紫色溶液;为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在铁离子,则应补做实验为取C中分液后的上层溶液,然后滴加硫氰化钾溶液,溶液变红色;
(5)由题意可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若省略步骤,过量的过氧化氢会优先与硫代硫酸钠溶液反应,使得消耗硫代硫酸钠标准溶液体积偏大,导致所测结果偏高,所以步骤不能省略;溶液中碘单质与硫代硫酸钠溶液完全反应后,再滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色会褪去,则步骤达到滴定终点的现象为再滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色会褪去,且半分钟内不复原。
17.(24-25高二上·云南普洱·期末)以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是地 城
考点03
热化学方程式与盖斯定律
反应①:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+571.6 kJ·mol-1
反应②:2H2O2(l)=2H2O(1)+O2(g) △H2=-196.4 kJ·mol-1
A.制取O2的反应一定是吸热反应
B.H2的燃烧热为-571.6 kJ·mol-1
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.反应2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)的△H>-196.4 kJ·mol-1
【答案】D
【详解】A.制取O2的反应可能是放热反应,如过氧化氢在催化剂作用下的分解反应的△H<0,为放热反应,故A错误;
B.燃烧热是完全燃烧1mol物质得到最稳定的化合物所放出的热量,根据2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571.6 kJ·mol-1可知,H2的燃烧热为0.5×571.6kJ•mol-1=285.8kJ•mol-1,故B错误;
C.使用催化剂,只能改变反应速率,不影响反应的△H,故C错误;
D.液态水变成气态水需要吸热,双氧水分解生成气态水放出的热量更小,△H更大,因此2H2O2(l)═2H2O(g)+O2(g)的△H>-196.4kJ•mol-1,故D正确;
故选D。
18.(24-25高二上·云南普洱·期末)足量C(s)与H2O(g)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)时,吸收131.3kJ的热量,该反应可用于制取水煤气;下列化学反应表示正确的是
A.制取水煤气的热化学方程式:
B.高温下甲烷还原氧化铜:
C.乙酸除水垢:
D.CaC2与水反应:
【答案】D
【详解】A.足量C(s)与H2O(g)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)时,吸收131.3kJ的热量,则制取水煤气的热化学方程式: ,A不正确;
B.高温下甲烷还原氧化铜,依据得失电子守恒原子,配平后的化学方程式应为:,B不正确;
C.乙酸为弱酸,在除水垢的离子方程式中应以化学式表示:,C不正确;
D.CaC2与水反应,生成Ca(OH)2和C2H2,化学方程式为:,D正确;
故选D。
19.(23-24高二·云南师大附中·期末)金属钠和氯气反应的能量关系如图所示,下列说法错误的是
A.相同条件下,的 B.
C.的数值与键键能的数值相等 D.
【答案】B
【详解】A.因为钾的金属性比钠强,所以在相同条件下,的,A正确;
B.A.由盖斯定律可知,过程1为2、3、4、5、6、7的过程之和,则,由于、、均为负值,则,B错误;
C.△H4为断裂Cl—Cl键吸收的能量,则△H4的值数值上和Cl—Cl共价键的键能相等,C正确;
D.根据盖斯定律和反应的能量关系图可知:,则,D正确;
故选B。
20.(23-24高二上·云南昆明市石林彝族自治县民族中学·期末)下述描述中,正确的是
A.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-566 kJ/mol,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180 kJ/mol,则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=−746kJ/mol
B.由CH3(CH2)2CH3(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g) ∆H=-2658 kJ/mol可知,正丁烷标准燃烧热为2658 kJ/mol
C.OH—(aq)+H+(aq)=H2O(l) ∆H=-57.3 kJ/mol,故1mol醋酸与1molNaOH完全反应,放出的热量一定为57.3kJ
D.已知P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ∆H<0,则白磷比红磷稳定
【答案】A
【详解】A.将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应①—②可得反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),则∆H=∆H1—∆H2=(-566 kJ/mol)—(+180 kJ/mol)=−746kJ/mol,故A正确;
B.正丁烷标准燃烧热是指1mol正丁烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水所放出的能量,生成气态水的反应热不是燃烧热,故B错误;
C.醋酸是弱电解质,电离过程需要吸收热量,则1mol醋酸与1molOH完全反应时,放出的热量小于57.3kJ,故C错误;
D.白磷转化为红磷的反应为放热反应,则红磷的能量低于白磷,红磷比白磷稳定,故D错误;
故选A。
21.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)已知:NO和转化为的反应机理如下:
①(快)平衡常数
②(慢)平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.反应②的速率大小决定的反应速率
C.反应过程中的能量变化可用上图表示
D.的平衡常数
【答案】B
【详解】A.根据盖斯定律分析,①+②即可得到反应,,A错误;
B.反应慢的速率决定总反应速率,反应②的速率大小决定的反应速率,B正确;
C.图中表示反应①为吸热反应,与题中信息不符合,C错误;
D.根据盖斯定律分析,①+②即可得到反应,则平衡常数,D错误;
答案选B。
22.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B.(石墨,s)、分别完全燃烧,石墨放出的热量多
C.C(金刚石,s)的过程是放热反应,不需要加热
D.C(石墨,s)的
【答案】C
【详解】A.石墨变成金刚石是吸热反应,所以,所以,故A正确;
B.(石墨,s)燃烧、分别完全燃烧,石墨放出的热量多,故B正确;
C.C(金刚石,s)的过程是放热反应,但是需要加热引发才能反应,故C错误;
D.
根据盖斯定律C(石墨,s)的,故D正确;
故选:C。
23.(24-25高二上·云南普洱·期末)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)cC(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
【答案】B
【详解】A.根据图像可知,12s内A变化物质的量浓度为(0.8-0.2)mol/L=0.6mol/L,用A表示的反应速率v(A)==0.05mol/(L·s),故A说法正确;
B.12s内消耗B的物质的量浓度为(0.5-0.3)mol/L=0.2mol/L,根据反应方程式,推出b为1,利用速率之比等于化学计量数之比,12s后,A的消耗速率与B的生成速率之比为3∶1,故B说法错误;
C.12s时生成C的物质的量为0.8mol,则有b∶c=(0.2mol/L×2L)∶0.8mol=1∶2,推出c为2,故C说法正确;
D.生成2molC时放出热量Q,则生成0.8molC时放出热量为kJ=0.4QkJ,故D说法正确;
答案为B。
24.(24-25高二上·云南普洱·期末)已知:①
②
③
④
回答下列问题:
(1)上述变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
(2)写出燃烧的热化学方程式: 。
(3)反应的 。
(4)相同压强下,质量相等且起始温度相同的两份与足量的充分反应,分别生成液态水(反应I)和水蒸气(反应Ⅱ),反应I放出的热量 (填“>”“<”或“=”)反应Ⅱ放出的热量。
(5)在一定条件下,将和充入密闭容器中发生反应生成氨气:,达到平衡时的转化率为,放出的热量,该反应的平衡常数 。写出与反应的热化学方程式: 。
(6)完全燃烧生成气态水的能量变化和燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,可以还原生成单质、和,写出该反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)②
(2)
(3)+172.5
(4)>
(5)
(6)
【详解】(1)①是吸热过程,②是吸热反应,③④是放热反应,则上述变化中属于吸热反应的是②;故答案为:②。
(2)根据盖斯定律反应④减去反应③得到燃烧的热化学方程式: ;故答案为: 。
(3)根据盖斯定律反应③的2倍减去反应④得到反应的+172.5;故答案为:+172.5。
(4)相同压强下,质量相等且起始温度相同的两份与足量的充分反应,分别生成液态水(反应I)和水蒸气(反应Ⅱ),由于气态水变为液态水要放出热量,因此反应I放出的热量>反应Ⅱ放出的热量;故答案为:>。
(5)在一定条件下,将和充入密闭容器中发生反应生成氨气:,达到平衡时的转化率为,放出的热量,则氮气改变量为0.75mol,氢气改变量为2.25mol,生成氨气物质的量为1.5mol,剩余氮气物质的量为0.25mol,氢气物质的量为0.75mol,该反应的平衡常数。由于消耗了0.75mol氮气放出的热量,则消耗1mol氮气放出的热量,则与反应的热化学方程式: ;故答案为:; 。
(6)完全燃烧生成气态水的能量变化和燃烧的能量变化如图所示,则热化学方程式分别为 ; ,在催化剂作用下,可以还原生成单质、和,根据盖斯定律,第一个方程式减去第二个方程式的2倍得到该反应的热化学方程式: ;故答案为: 。
25.(23-24高二上·云南玉溪·期末)化学反应常伴随热效应.某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得.地 城
考点04
反应热的计算
(1)盐酸浓度的测定:用溶液测定未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗净滴定管
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C.用酸式滴定管取盐酸,注入锥形瓶中,加入酚酞作指示剂
D.另取锥形瓶,再重复操作次
E.检查滴定管是否漏水
F.取下碱式滴定管用标准溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上处,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,再把碱式滴定管固定好
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
①滴定时正确的操作顺序是(填序号)E→ →F→ →C→ →D。
②上述滴定操作用到的仪器有 (填序号)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察 ,滴定终点溶液颜色的变化是 。
④滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测液体积/
标准溶液的体积/
滴定前读数
滴定后读数
1
20.00
1.03
23.03
2
20.00
0.60
22.60
3
20.00
0.20
20.19
则该盐酸浓度为 。
⑤若碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准溶液,则测定结果将 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为,则该过程放出的热量为 J(c和ρ分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
【答案】(1) A B G AD 锥形瓶内溶液颜色的变化 由无色变为粉红色且半分钟内不褪色 0.5500 偏高
(2)
【详解】(1)①由中和滴定的操作顺序为检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定可知,用氢氧化钠溶液测定未知浓度的盐酸正确的顺序为E→A→F→B→C→G→D,故答案为:A;B; G;
②用氢氧化钠溶液测定未知浓度的盐酸需要用到的仪器为碱式滴定管和锥形瓶,不会用到漏斗和分液漏斗,故选AD;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察锥形瓶中溶液颜色的变化,当滴加最后一滴标准液时,溶液无色变浅红色且半分钟内不褪色,可说明达到滴定终点,故答案为:锥形瓶内溶液颜色的变化;滴加最后一滴NaOH溶液时,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
④由表格数据可知,氢氧化钠标准溶液的体积分别为22.00mL,22.00 mL,19.99 mL,第三组数据出入太大应舍去,则滴定消耗氢氧化钠溶液的平均体积为=22.00mL,该盐酸的物质的量浓度为=0.5500mol/L,故答案为:0.5500;
⑤若碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准氢氧化钠溶液会使消耗氢氧化钠溶液的体积偏大,导致测定结果偏高,故答案为:偏高;
(2)由可知,氢氧化钠溶液和盐酸反应过程中放出的热量为,故答案为:。
26.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和形式存在,处理过程中在微生物的作用下经过两步反应被氧化成,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1mol 全部被氧化成热化学方程式为 。使用更高效的催化剂,第二步反应的(填“变大”、“变小”或“不变”) 。
(2)已知 kJ⋅mol-1,其他相关数据如下表:
物质
键能/kJ·mol-1
436
200
a
则表中a= 。
(3)已知:
kJ⋅mol-1
kJ⋅mol-1
若某反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式 。
【答案】(1) kJ⋅mol-1 不变
(2)369
(3) kJ⋅mol-1
【详解】(1)由图可知,第一步的热化学方程式 ΔH=−273kJ/mol,催化剂不影响反应的,故答案为 ΔH=−273kJ/mol;不变。
(2)1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,因为ΔH=反应物的总键能−生成物的总键能,结合反应及表格中数据可知,436+(200+30)−2a=−72,解得a=369,故答案为369。
(3)根据反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为,所以化学方程式为,已知反应① kJ⋅mol-1,反应②
kJ⋅mol-1,可为①-②, kJ⋅mol-1,热化学方程式为 kJ⋅mol-1,故答案为 kJ⋅mol-1。
27.(23-24高二·云南师大附中·期末)的脱除方法和转化机理是当前研究的热点。请回答下列问题:
(1)已知:
则是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)时,容器内发生反应(忽略与的转化),混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化曲线如图所示,保持其它条件不变,仅升高反应温度至,在图中画出容器内混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化趋势图 。
(3)已知:的反应历程分两步:
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
Ⅰ
(快)
Ⅱ
(慢)
①表中是只随温度变化的常数,温度升高将使其数值 (填“增大”或“减小”)。
②反应Ⅰ瞬间建立平衡,因此决定反应速率快慢的是反应 ,则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
③反应的 (用表示)。
(4)与在某催化剂表面反应生成的过程中的机理可能有两种:
机理1:
机理2:(分别表示物质在催化剂表面被吸附)。
上述两个反应均为基元反应,保持温度和的浓度不变,测得与在该催化剂作用下反应的初始速率与浓度的关系如图所示,能合理解释图中曲线变化的机理为 (填“机理1”或“机理2”);判断的依据是 。
【答案】(1)放热
(2)
(3) 增大 Ⅱ <
(4) 机理2 机理2的反应速率与O吸附量和NO吸附量有关,O2浓度较小时,增加O2浓度,O吸附量增大,反应速率加快;O2浓度较大时,增加O2浓度,O吸附量增大,NO吸附量减小,反应速率减慢
【详解】(1)将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应②×2—③×3得到臭氧转化为氧气的反应,则反应△H= (—227kJ/mol)×2—(—57kJ/mol)×3=—283kJ/mol,所以臭氧转化为氧气的反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮的反应为放热反应,升高温度反应速率加快,达到平衡所需的时间减小,平衡向逆反应方向移动,气体的物质的量增大,混合气体的平均摩尔质量减小,则容器内混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化趋势图为:,故答案为:;
(3)①温度升高,化学反应速率加快,所以速率常数增大,故答案为:增大;
②反应的活化能越大,反应速率越慢,决定反应快慢的反应是慢反应,由题给信息可知,反应Ⅰ为快反应,反应Ⅱ为慢反应,所以决定反应速率快慢的是活化能大于反应Ⅰ的反应Ⅱ,故答案为:Ⅱ;<;
③反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则由速率方程可得反应Ⅰ的平衡常数K1==,反应Ⅱ的平衡常数K2==,由盖斯定律可知,反应Ⅰ+Ⅱ得到一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮的反应,则反应的平衡常数K= K1K2=,故答案为:;
(4)由基元反应可知,保持温度和NO的浓度不变的条件下,机理1的反应速率与O吸附量有关,机理2的反应速率与O吸附量和NO吸附量有关,由图可知,氧气浓度增大,反应速率先增大后减小,说明O2浓度较小时,增加O2浓度,O吸附量增大,反应速率加快;O2浓度较大时,增加O2浓度,O吸附量增大,NO吸附量减小,反应速率减慢,所以能合理解释图中曲线变化的机理为机理2,故答案为:机理2;机理2的反应速率与O吸附量和NO吸附量有关,O2浓度较小时,增加O2浓度,O吸附量增大,反应速率加快;O2浓度较大时,增加O2浓度,O吸附量增大,NO吸附量减小,反应速率减慢。
28.(24-25高二上·云南普洱·期末)温室气体二氧化碳的处理和再利用一直以来都是社会关注的热点问题。
(1)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
根据上述反应,请写出与反应生成和的热化学方程式: 。
(2)时,在恒容密闭容器中充入和,起始时体系的压强为,假设体系中只发生上述Ⅰ和Ⅱ两个反应,时体系达到平衡状态,测得的浓度为的浓度为。
①,用表示反应I的平均反应速率为 。
②下列叙述能说明该体系已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A.气体的密度不随时间变化 B.的百分含量不再改变
C. D.气体平均摩尔质量不随时间变化
③该温度下反应I的平衡常数 (用含的代数式表示,为以分压。表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。
(3)二氧化碳催化加氢可制备甲醇:,在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在时,随压强的变化以及在时随温度(t)的变化,如图1所示。
图中对应等温过程的曲线是 (填“a”或“b”),判断的理由是 。
(4)电化学法还原二氧化碳可以制得乙烯(),在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图2所示。则电解时阴极电极反应式为 ,在左侧电极每生成乙烯,理论上在右侧生成气体的体积为 L(标准状况下)
【答案】(1)
(2) BD 或
(3) a 该反应为气体分子数减小的反应,温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向移动,变大
(4) 6.72
【详解】(1)根据盖斯定律可知,目标方程式=反应II-反应I,则与反应生成和的热化学方程式为;
(2)①根据题意可列出以下三段式:
y=,2x+y=0.7,则x=,故,用表示反应I的平均反应速率为;
②A.反应I和反应II中所涉及的物质均为气体,根据质量守恒可知,气体质量保持不变,在恒容密闭容器中,密度是不变量,则气体的密度不随时间变化,不能说明该体系已经达到平衡状态,A不符合题意;
B.随着反应进行,CH4的量一直在变化,达到平衡时CH4的量不再改变,则的百分含量是变量,故的百分含量不再改变,说明该体系已经达到平衡状态,B符合题意;
C.根据反应I和反应II可知,是变量,当保持不变才能说明该体系已经达到平衡状态,不能说明该体系已经达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应I反应前后气体物质的量不相等,则气体平均摩尔质量是变量,故气体平均摩尔质量不随时间变化,能说明该体系已经达到平衡状态,D符合题意;
故选BD;
③平衡时,n(CO2)=0.1mol/L×2L=0.2mol,n(H2)=0.7mol/L×2L=1.4mol,n(CH4)=0.3mol/L×2L=0.6mol,n(CO)=0.1mol/L×2L=0.2mol,n(H2O)=0.7mol/L×2L=1.4mol,则n(总气体)=(0.2+1.4+0.6+0.2+1.4)mol=3.8mol,起始时压强为P0MPa,根据相同条件下压强比等于物质的量之比可知平衡时压强为=,该温度下反应I的平衡常数或;
(3)该反应为气体分子数减小的反应,温度一定时,增大压强,化学平衡正向移动,逐渐增大,则图中对应等温过程的曲线是a;
(4)CO2转化为C2H4要得到电子,则通入CO2的一极为阴极,其电极反应式为,右侧为阳极,其电极反应式为,在左侧电极每生成乙烯,转移1.2mol电子,理论上在右侧生成O2的物质的量为0.3mol,其体积=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
29.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)CO2资源化利用受到越来越多的关注,它能有效减少碳排放,有效应对全球的气候变化,并且能充分利用碳资源。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放,涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ. kJ⋅mol-1
Ⅲ. kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1) kJ⋅mol-1。
(2)平衡常数 (用、表示)。
(3)为提高反应Ⅲ中的平衡产率,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
(4)不同压强下,按照投料,发生反应Ⅰ,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示。
①压强、由大到小的顺序为 ,判断的依据是 。
②图中A点对应的甲醇的体积分数是 %(计算结果保留1位小数)。
(5)在恒温恒压(压强为p)的某密闭容器中,充入1 mol 和3 mol ,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,经过一段时间后,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,此时测得的平衡转化率为20%,甲醇的选择性为50%{甲醇选择性[]},则该温度下反应Ⅰ的平衡常数 (写出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)-49.5
(2)
(3)A
(4) 反应Ⅰ为气体分子数减少的反应,压强越大的平衡转化率越大 16.7
(5)
【详解】(1)由题干信息可知,反应Ⅱ. kJ⋅mol-1,反应Ⅲ. kJ⋅mol-1,反应Ⅱ+反应Ⅲ即可得到反应Ⅰ. 根据盖斯定律可知,==40.9kJ/mol+(-90.4kJ/mol)=-49.5kJ/mol,故答案为:-49.5;
(2)由小问(1)分析可知,反应Ⅱ+反应Ⅲ即可得到反应Ⅰ,故平衡常数×,故答案为:×;
(3)由题干信息可知,反应Ⅲ. kJ⋅mol-1正反应是一个气体体积减小的放热反应,故降低温度、增大压强,上述化学平衡正向移动,CH3OH的平衡产率增大,故为提高反应Ⅲ中CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为低温、高压,故答案为:A;
(4)①已知反应Ⅰ.正反应是一个气体体积减小的方向,增大压强化学平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,即相同温度下,压强越大CO2的平衡转化率越大,结合题干图像可知,图中P2>P1,故答案为:P2>P1;反应Ⅰ为气体分子数减少的反应,压强越大CO2的平衡转化率越大;
②由题干图像可知,图中A点对应的CO2的平衡转化率为0.5,根据三段式分析为:,则此时甲醇的体积分数是=16.7%,故答案为:16.7;
(5)在恒温恒压(压强为p)的某密闭容器中,充入1 mol 和3 mol ,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,经过一段时间后,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,此时测得的平衡转化率为20%,甲醇的选择性为50%,根据三段式分析可知,
此时CO2的平衡分压为:P(CO2)==,同理有:P(H2)==,P(CH3OH)==,P(H2O)==,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数=,故答案为:。
30.(23-24高二上·云南普洱·期末)是存在于燃气中的一种有害气体,脱除的方法有多种。回答下列问题:
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
①;
②;
③。
则 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键
键能/()
339
246
a
120
结合(1)中反应原理, 。
(3)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离出。下,分解:。在2L恒容密闭容器中充入气体,某温度下的物质的量与时间的关系如下表所示。
0
2
4
6
8
10
0
0.5
0.8
1.0
1.2
1.2
①内, 。
②时生成的速率 (填“>”“<”或“=”)生成的速率。
③下列选项中标志该反应达到平衡的是 (填字母)。
a. b.和的浓度之比为2:1
c.气体密度不再变化 d.平均相对分子质量不再变化
(4)以为原料,KOH溶液为电解质溶液设计的电化学装置亦能脱除,其原理如图所示。该装置工作时的总反应离子方程式为。已知正极电极反应式为,负极电极反应式为 ,右室电解质溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 减小
【详解】(1)根据盖斯定律可得:。
(2),解得。
(3)①时,生成了,根据方程式可知,反应了,。
②根据表中数据可知,在第8分钟以后反应达到平衡状态,未平衡,反应还在正向移动,故生成的速率小于生成的速率。
③a.根据方程式计量系数关系可知,当时,反应达到平衡状态,a符合题意;
b.由于氢气和均是产物,并且在反应中的物质的量均是的关系,此时不一定平衡,b不符合题意;
c.由于反应物和产物全部是气体,反应前后气体质量不变,并且容器体积不变,故平衡前后气体密度均没有变化,此时不一定平衡,c不符合题意;
d.反应前后气体质量不变,但是气体的物质的量在变化,当平均相对分子质量不再变化,符合“变到不变、平衡出现”原理,此时达到平衡状态,d符合题意;
故选ad。
(4)负极是硫化氢在碱性情况下参与电极反应,所以电极反应式为:。根据右室(负极)的电极反应式可知,反应过程中在不断消耗氢氧根,所以碱性在减弱,减小。
31.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)氮氧化物是大气污染物之一,可用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1;C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1。
①反应 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH = kJ·mol-1(用含 a、b 的代数式表示)。
② C,N,O三种元素电负性由强到弱的顺序是 ,第一电离能依次增大的顺序是 。(填元素符号)
③研究人员对比研究活性炭、负载钙、镧氧化物对该反应的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入相同浓度的NO,不同温度下测得反应2小时时NO去除率如图所示,据图分析,温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是 (填“C”、“CaO/C”或 “La2O3/C”)。
(2)在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,所得数据如表:
实验编号
温度/℃
起始时 NO 的物质的量/mol
平衡时 N2 的物质的量/mol
1
700
0.24
0.08
2
800
0.40
0.09
①由表可知700℃时,该反应的平衡常数 K= 。
②结合表中数据,判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”),理由是 。
(3)某温度下,若向2L体积恒定的密闭容器中充入等物质的量的N2 和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①图中B点v正 v逆(填“>” “<”或“=”)。
②第10min时,外界改变的条件可能是 (填字母)。
A.加催化剂
B.增大C(s)的物质的量
C.减小CO2的物质的量
D.升温
E.降温
【答案】(1) -b-a O、N、C C、O、N CaO/C
(2) 1 < 升高温度,反应的化学平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应
(3) > AD
【详解】(1)①已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1,C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1,即C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应 C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH =(-b-a) kJ·mol-1;
②C、N、O同周期,同一周期主族元素从左至右电负性递增,故三种元素电负性由强到弱的顺序是O、N、C;同一周期主族元素从左至右第一电离能有增大的趋势,但是由于N原子的最外层电子处于半充满的较稳定状态,所以其第一电离能比O大,因此这三种元素的第一电离能的大小关系为:N>O>C,即第一电离能依次增大的顺序是C、O、N;
③据图分析,温度在 500℃以内,加入CaO/C的反应器中NO去除率最高,故温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是CaO/C;
(2)①在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,根据图表数据,由反应方程式C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)可得,平衡时一氧化氮的物质的量为0.24-0.08×2=0.08mol,二氧化碳物质的量为0.08mol,该反应的平衡常数 K=;
②结合表中数据,平衡时一氧化氮的物质的量为0.40-0.09×2=0.22mol,二氧化碳物质的量为0.09mol,该反应的平衡常数 ,该反应的平衡常数 ,升高温度,反应的化学平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,ΔH<0;
(3)①由图可知,B点后一氧化氮的物质的量继续增加,所以B点时反应未达到平衡,且反应正向进行,所以B点正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>;
②由图可知,第10min后曲线的斜率高于前10min,说明改变条件化学反应速率加快:
A.加催化剂,降低反应的活化能,反应速率加快,故符合题意,A正确;
B.增大浓度为定值的固体碳的质量,化学反应速率不变,B错误;
C.减小二氧化碳的物质的量,反应物的浓度减小,反应速率减慢,C错误;
D.升高温度,活化分子的数目和百分数均增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快,D正确;
E.降低温度,活化分子的数目和百分数均减小,有效碰撞频率减小,反应速率减慢,E错误;
故选AD。
32.(23-24高二上·云南昭通盐津二中·期末)完成下列小题
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)的反应热△H= 。
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,已知该反应中CO的转化率与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①P1 P2填(“”“”“”)。
②在不改变反应物用量情况下,既减小化学反应速率,又提高CO的转化率,可采取的措施是 (答出两条措施)。
(3)在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
①比较t2时刻,正逆反应速率大小V正 V逆(填“”、“”、“”)
②若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为: 。
③t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
④该条件下的平衡常数K= 。
【答案】(1)-131.9kJ/mol
(2) < 降温、将甲醇液化从混合气体中分离出来
(3) > 0.25mol/(L﹒min) 75% 5
【详解】(1)根据已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
①-②得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l),故△H=-571.6kJ/mol-(-1451.0kJ/mol)= -131.9kJ/mol;
(2)①已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),正向气体分子数减小,根据影响化学平衡的因素,由图象可知相同温度下,P1到P2,CO转化率增大,所以P1<P2;
②为提高CO的转化率,需使平衡正向移动,在不改变反应物用量情况下,由影响平衡的因素可知,降温,将甲醇液化从混合气体中分离出来,既减小速率,又可让平衡正向移动,提高CO的转化率;
(3)①t2时刻,反应正向进行建立平衡,v正>v逆;
②若t2=2,计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为=0.25mol/(L﹒min);
③根据图可知,从反应开始N的物质的量在减小,所以N为反应物,N的转化率为×100%=75%;
④反应的化学方程式为:2N⇌M,由图像可知,平衡时c(N)==0.5mol/L,c(M)==1.25mol/L,K==5。
33.(23-24高二上·云南大理·期末)氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用,请结合信息回答下列问题:
(1)尿素是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为第一步:;
第二步:.
则 .
第二步能自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何温度”).
(2),在的密闭容器中,通入和,保持体积不变发生反应:时反应刚好达到平衡,此时的物质的量为,则:
①的平均反应速率 .
②下列能说明上述反应达到平衡状态的是 (填序号).
A.混合气体的密度不再发生变化
B.
C.的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗的同时生成
(3)温度为时,在一个容积恒为的密闭容器中仅发生反应:.实验测得:为速率常数,受温度影响.相关物质的起始浓度与平衡浓度如下表所示:
物质的起始浓度/
物质的平衡浓度/
0.6
0.3
0
0.2
温度为时, (填数据);当温度升高为时,分别增大m倍和n倍,则m n(填“>”“<”或“=”).
(4)时,在密闭容器中按照一定比例充入和,仅发生反应:,达到平衡时的体积分数随的变化如图所示,当时,达到平衡时可能是D、E、F三点中的 .
【答案】(1) 高温
(2) AC
(3) 1.25 <
(4)F
【详解】(1)①由盖斯定律,第一步+第二步可得目标方程,ΔH3=ΔH1+ΔH2=-119.2 kJ/mol +15.5 kJ/mol =-103.7kJ/mol;
②第二步气体分子数增大则,ΔS>0,ΔH2>0,由于反应可自发进行,则能自发进行的条件是高温;
(2)①平衡时H2O的物质的量为0.5mol,则消耗n(CO2)=0.5mol,0~10min的平均反应速率;
②A.尿素是固体,混合气体的质量是变量,容器体积不变,密度是变量,混合气体的密度不再发生变化,说明反应一定达到平衡状态,故A正确;
B.n(CO2):n(NH3)=(1-a):(2-2a)=1:2是定值,不能说明是否达到平衡状态,故B错误;
C.混合气体中CO2的体积分数为,所以混合气体二氧化碳的体积分数是变量,CO2的体积分数在混合气体中保持不变,反应一定达到平衡状态,故C正确;
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O,两者描述的均为正反应速率,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故D错误;
故选AC;
(3)结合,,平衡时,所以,根据三段式分析可知:
;
,此反应正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于,当温度升高为时,分别增大m倍和n倍,则;
(4)和氧气的物质的量按方程式的系数比即2:1充入时,的体积分数最大,当比值继续增大后,二氧化氮的体积分数减小,所以当时,达到平衡时可能是F点。
34.(23-24高二上·云南昆明三中·期末)杭州亚运会主火炬塔采用甲醇燃料点燃,这是人类历史上第一次碳废再生、零碳甲醇点燃亚运圣火。近年来,我国大力加强氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,利用反应:,可减少排放并合成清洁能源实现可持续发展。
(1)一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①
反应②
总反应的 ,在 (选填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发进行。
(2)在一定温度和恒容条件下,下列叙述能表明总反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.容器中浓度与浓度之比为
C.容器中气体压强保持不变
D.
(3)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在下的、在下的如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是 (填写a或b),判断的理由是 。
②从反应初始到平衡点耗时,计算分压的平均变化率为 kPa·min-1。
③有关工业合成甲醇条件选择的说法正确的是 (填字母)。
A.温度越低,越有利于工业生产
B.适当增大的浓度,可以提高的平衡转化率
C.增大压强既加快反应速率又提高转化率,所以压强越大越好
D.使用选择性高的催化剂可以减少副反应的发生,提高产率
【答案】(1) -49.1 低温
(2)CD
(3) a 总反应为气体分子数减小的反应,温度一定时增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量分数变大,即压强越大,甲醇的物质的量分数变大 37.5 BD
【详解】(1)根据盖斯定律,总反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可由由①+②到得,,根据反应自发进行,,则反应在低温自发进行;故答案为:-49.1;低温;
(2)A.恒容保持体积不变,气体总质量保持不变,所以密度始终保持不变,该状态不能判断达到平衡状态,A不合题意;
B.容器中浓度与浓度之比为1∶3,不能证明浓度保持不变,不能判断达到平衡状态,B不合题意;
C.该反应正反应是一个气体分子数减小的反应,在一定温度和恒容条件下,气压逐渐减小,当气压保持不变时可证明达到平衡状态;C符合题意;
D.根据反应速率之比等于化学计量系数之比,由于,所以,故可说明反应达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:CD;
(3)①该反应正向为气体分子数减小的反应,温度一定时增大压强,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动,体系中将增大,曲线斜率为正,因此图中对应等温过程的曲线是a,故答案为:a;总反应为气体分子数减小的反应,温度一定时增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量分数变大,即压强越大,甲醇的物质的量分数变大;
②初始时的分压为,根据M点坐标平衡时的分压为,分压的平均变化率为37.5,故答案为:37.5;
③工业合成甲醇条件选择,在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况,综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素,寻找适宜的生产条件,据此分析解题:
A.温度越低化学反应越慢,经济效益低;A错误;
B.根据勒夏特列原理,增大反应物浓度平衡向正反应方向移动,使H2转化率增大,B正确;
C.压强越大,对材料的强度和设备的制造要求就越高,需要的动力越大,这将会大大增加生产投资,并可能降低综合经济效益;C错误;
D.存在副反应导致目标产物的产率降低,加入合适催化剂可提高选择性,可以减少副反应的发生,提高产率;D正确;
故答案为:BD。
试卷第22页,共42页
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