内容正文:
专题02 化学反应与热能
2大高频考点概览
考点01 化学反应的热效应
考点02 反应热的计算
地 城
考点01
化学反应的热效应
1.(24-25高一下·江苏高邮·期中)下列过程属于化学能转变为热能的是
A.乙醇燃烧 B.水力发电 C.燃料电池供电 D.电解水制
【答案】A
【详解】A.乙醇燃烧是剧烈的氧化反应,化学能主要转化为热能,A符合题意;
B.水力发电依赖水的重力势能转化为电能,与化学能无关,B不符合题意;
C.燃料电池将化学能转化为电能,C不符合题意;
D.电解水是电能转化为化学能,D不符合题意;
故选A。
2.(24-25高一下·江苏盐城五校联考·期中)下列反应中,一定属于吸热反应的是
A.需要加热才能发生的反应 B.NaOH溶液与盐酸的反应
C.晶体与晶体的反应 D.的反应
【答案】C
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如木炭燃烧需要加热引发,但属于放热反应,A错误;
B.NaOH溶液与盐酸的反应是中和反应,属于放热反应,B错误;
C.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是典型的吸热反应,反应吸热导致温度显著下降,C正确;
D.ΔH<0表示反应为放热反应,D错误;
故选C。
3.(24-25高一下·江苏盐城亭五校联考·期中)关于如图所示的说法,错误的是
A.图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化
B.图B中1molN2与3molH2充分反应放出的热量少于92kJ
C.图C中发生的反应的ΔH<0
D.三个图均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和
【答案】D
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应,生成物的总能量大于反应物总能量,则图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化,A正确;
B.根据图B可知,生成2molNH3放出(152-60)kJ=92kJ的能量,但该反应() 为可逆反应,则1molN2与3molH2充分反应生成氨气的物质的量小于2mol,则放出的热量少于92kJ,B正确;
C.锌粉与稀盐酸的反应为放热反应,图C中发生的反应的ΔH<0,C正确;
D.图A表示吸热反应,即反应物化学键键能总和大于生成物化学键键能总和;图B、C的反应均为放热反应,均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和,D错误;
故选D。
4.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)关于中和反应反应热的测定实验,下列说法错误的是
A.用温度计测量盐酸的起始温度后直接测量溶液的温度,其他过程无误,则测得反应热偏小
B.为了使反应进行得更完全,可以使酸或碱适当过量
C.若简易量热计不盖杯盖,生成时所测得中和反应反应热将偏大
D.使用玻璃搅拌器是为了增大反应速率,减小实验误差
【答案】A
【详解】A.用温度计测量盐酸的起始温度后直接测量NaOH溶液的温度,将使反应前溶液的平均温度增大,反应中测量的最终温度差减小,其他过程无误,测量到的热量减少,但反应放热,焓变为负,则测得反应热偏大,A错误;
B.为了使反应进行得更完全,可以使酸或碱适当过量,以减小实验误差,B正确;
C.若简易量热计不盖杯盖,则增大热量的散失,测量到的热量减少,但反应放热,故生成1mol时所测得中和反应反应热将偏大,C正确;
D.使用玻璃搅拌器是为了增大反应速率,缩短反应时间,减少热量的散失,即可减小实验误差,D正确;
故答案选A。
5.(24-25高一下·江苏南京第二十九中学·期中)研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应的反应进程和能量变化如图所示:
i: 活化能
ii: 活化能
下列叙述正确的是
A.反应i是决速步骤
B.反应ii的
C.反应的
D.较小,故反应i的平衡转化率较反应ii的大
【答案】B
【详解】A.由图可知反应ⅱ的活化能大于反应ⅰ,则反应ⅱ是决速步骤,A错误;
B.由图可知,反应ⅱ的反应物总能量大于生成物总能量,则反应ⅱ为放热反应,反应ⅱ的,B正确;
C.生成物总能量-反应物总能量,反应的,而不是,C错误;
D.较小,只能说明反应i速率比反应ⅱ快,活化能大小与反应的平衡转化率无关,不能根据活化能大小判断平衡转化率大小,D错误;
故选B。
6.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)关于如图所示的说法,不正确的是
A.图A中生成物的总能量更高
B.图C中发生的反应为放热反应
C.图B表示与反应可放出92kJ热量
D.图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化
【答案】C
【详解】A.图A中生成物的总能量高于反应物的总能量,即生成物的总能量更高,A正确;
B.活泼金属和酸的置换反应为放热反应,即锌粉与稀盐酸发生的反应为放热反应,B正确;
C.图B表示与反应生成2molNH3放出92kJ热量,但该反应是可逆反应,不能完全转化,则与充分反应放出的热量小于92kJ,C错误;
D.与的反应是吸热反应,生成物的总能量高于反应物的总能量,则图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化,D正确;
故选C。
7.(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)化学反应的能量变化如下图所示。下列叙述错误的是
A.该反应一定需要在加热条件下才能进行
B.反应物的总能量比生成物的总能量低
C.该反应每生成气体分子吸收约热量
D.破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量
【答案】A
【详解】A.反应吸放热与反应条件无关,该反应不一定需要加热条件,故A错误;
B.根据图示,反应物的总能量比生成物的总能量低,故B正确;
C.根据图示,生成2molAB气体吸收(a-b)kJ能量,该反应每生成气体分子吸收约热量,故C正确;
D.根据图示,生成2molAB,破坏反应物中化学键所需的能量为akJ,形成生成物中化学键释放b kJ能量,破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量,故D正确;
选A。
8.(24-25高一下·江苏扬州扬州大学附属中学·期中)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
Ⅰ.为了探究原电池的工作原理,设计如下装置:
(1)装置中负极的电极反应式为_____。
(2)装置溶液中的向_____(填“”或“”)电极移动。
Ⅱ.化学反应的微观历程及能量变化如图:
(3)图一中,②③过程是_____(填“吸热”或“放热”)过程。
(4)根据图二可知,一定量的和充分反应生成时,释放_____能量。
Ⅲ.利用还原能有效促进“碳中和”,反应的化学方程式为。在时,向容积为的恒容密闭容器中,充入和,反应过程中测得各物质的物质的量浓度随时间变化如图所示:
(5)的浓度随时间变化曲线为_____(填“”“”或“”);在点,(正)_____(填“”“”或“”)(逆)。
(6)时,反应速率改变的原因可能是_____(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.加入催化剂
(7)内,用的浓度变化表示的平均反应速率为_____。
【答案】(1)
(2)
(3)吸热
(4)46
(5) b >
(6)AC
(7)0.075
【详解】(1)Mg、Al都能与稀硫酸反应,由于Mg比Al活泼,该原电池的总反应为,镁被氧化,所以镁作负极,负极的电极反应式为。
(2)结合负极反应式知,负极反应发生使负极暂时呈现正电性,为平衡电荷,装置溶液中的向负极()移动。
(3)图一中,过程①②氮气、氢气吸附在催化剂上;过程②③氮气、氢气中的化学键均断裂,断键需要吸收能量,所以该过程为吸热过程;过程③④原子间形成新的化学键而产生氨气。
(4)根据图二可知,1mol和3mol反应生成时,释放的能量为(600-508)=92,所以一定量的和充分反应生成时,释放46能量。
(5)由图可知,相同时间内(0~2min内)曲线b所代表物质的物质的量浓度减少量是曲线a所代表物质的3倍,结合方程式化学计量数知,的浓度随时间变化曲线为b;点后反应物、生成物的物质的量浓度仍在变化,反应物还在减少,生成物还在增加,反应还未达到平衡状态,所以(正)(逆)。
(6)图中从开始,单位时间内物质的物质的量浓度变化量增大,反应速率加快,改变的原因可能是升高温度或加入催化剂,故选AC。
(7)的浓度随时间变化曲线为b,的浓度随时间变化曲线为a,内,用的浓度变化表示的平均反应速率为。
地 城
考点02
反应热的计算
9.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于计算化学反应的反应热。下表是一些化学键的键能:
化学键
键能/
413
745
436
1075
根据键能数据计算每消耗时,反应的热效应为
A.放热 B.吸热 C.放热 D.吸热
【答案】B
【详解】根据ΔH=断裂化学键吸收的总能量-形成化学键释放的总能量, 反应物断裂键:CH4含4个C-H键,断键吸收4×413=1652kJ、1molCO2含2molC=O键,断键吸收2×745=1490kJ,总计吸收1652+1490=3142kJ;生成物形成键:2molCO含2molC≡O键,释放2×1075=2150kJ、2molH2含2molH-H键,释放2×436=872kJ;总计:2150+872=3022kJ。ΔH=3142−3022=+120kJ>0,反应吸热120kJ;故选B。
10.(24-25高一下·江苏扬州红桥高级中学·期中)已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
【答案】B
【详解】根据题意,反应的方程式为,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,即0.5mol H-H键(0.5×436=218kJ)+0.5mol Cl-Cl键(0.5×243=121.5kJ)-1mol H-Cl键 (431kJ),ΔH = 339.5 - 431 = -91.5kJ,对应生成1mol HCl时放出91.5kJ热量,故选B。
11.(24-25高一下·江苏泰州海陵区江苏泰州中学·期中)还原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,催化还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1所示热化学方程式:
B.图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为
C.加入催化剂,可以减小反应的热效应
D.图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的为2.4mol
【答案】B
【详解】A.图1所示为放热反应,热化学方程式为 ,故A错误;
B.反应,NH3中N元素化合价升高发生氧化反应,NO中N元素化合价降低发生还原反应,产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为,故B正确;
C.加入催化剂,可以降低反应活化能,不能改变反应的热效应,故C错误;
D.根据图2所,反应方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O,生成4个N2分子转移12个电子,生成1mol氮气,转移电子为3mol,故D错误;
选B。
12.(24-25高一下·江苏南京第二十九中学·期中)下列热化学方程式及其描述正确的是
A. , ,则
B. (燃烧热)
C. (中和热)
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
【答案】A
【详解】A.碳不完全燃烧生成CO(ΔH1)和完全燃烧生成CO2(ΔH2),完全燃烧放热更多,焓变为负,ΔH2更小,因此ΔH1>ΔH2,A正确;
B.燃烧热要求生成液态水,而方程中H2O为气态,不符合燃烧热定义,B错误;
C.中和热是生成1mol H2O的ΔH,而方程生成2mol H2O,C错误;
D.ΔH为正值,说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,D错误;
故选A。
13.(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)在、下,完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热,下列燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.ΔH为正值表示吸热,但题目中反应放热,A错误;
B.虽然ΔH数值正确(2mol对应-1451.52kJ/mol),但产物H2O为气态,与题目中液态水的描述不符,B错误;
C.ΔH数值错误,2mol甲醇燃烧的ΔH应为-1451.52kJ/mol,而非-725.76kJ/mol,C错误;
D.反应式对应1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水,ΔH=-725.76kJ/mol,与计算结果一致且产物状态正确,D正确;
故选D。
阅读下列材料,完成下列小题:
N、P为第VA族元素。、是氮的常见氢化物,是人工固氮的产物,易液化、极易溶于水,广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等。常温下为液体,具有很高的燃烧热()。次磷酸()是一元弱酸,具有较强还原性,可将溶液中的转化为银,自身变为,用于化学镀银。磷化镓(GaP)的结构与晶体硅类似,是第三代半导体研究的热点。
14.(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)下列有关物质的结构与性质、性质与用途具有对应关系的是
A.易溶于水,可作制冷剂 B.的键能大于,的热稳定性大于
C.易与酸反应,可用于制硝酸 D.GaN硬度大,可用作半导体材料
15.(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)下列化学反应表示正确的是
A.工业上生产纯碱:
B.与足量的NaOH溶液反应:
C.用于化学镀银:
D.燃烧的热化学方程式:
【答案】14.B 15.C
【解析】14.A.NH3作制冷剂是由于NH3分子沸点相对较高,极易液化,且气化时吸收大量的热,与NH3易溶于水无关,A不符合题意;
B.已知化学键的键能越大,含有该化学键的物质化学性质越稳定,故由于H-N的键能大于H-P,导致NH3的热稳定性大于PH3,B符合题意;
C.NH3催化氧化生成NO,NO与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,与NH3易与酸反应无关,C不符合题意;
D.GaN对电具有半导性,则可用作半导体材料,与其硬度大无关,D不符合题意;
故答案为:B。
15.A.工业上生产纯碱:向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠加热分解制得碳酸钠,该反应的离子方程式为:,A错误;
B.由题干信息可知,H3PO2为一元酸,故H3PO2与足量的NaOH溶液反应生成NaH2PO2和H2O,则离子方程式为:,B错误;
C.由题干信息可知,H3PO2用于化学镀银则AgNO3中Ag+被还原为Ag,H3PO2被氧化为H3PO4,故离子方程式为:,C正确;
D.已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质(水为液体水)时放出的热量,N2H4燃烧的热化学方程式为: ,D错误;
故答案为:C。
请阅读下列材料,回答下面小题。
肼是一种重要的高能燃料和能源载体,在航天与电化学领域有广泛应用。液态肼与氧化剂剧烈反应生成氮气和水蒸气,释放大量热能驱动火箭升空。
16.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)已知1g液态肼在空气中燃烧生成氮气和水蒸气放出16.7kJ的热量,该反应的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
17.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。下列说法中,正确的是
A.该电池放电时,电子从通的一极沿导线转移到通的一极
B.电池每释放转移的电子数为6mol
C.电池工作一段时间后,电解质溶液中不变
D.通入的一极的电极反应式是
【答案】16.C 17.D
【分析】肼(N2H4)-空气燃料电池,通入燃料的一极是负极,电极反应式为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,通入氧气的一极是正极,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-。
16.1molN2H4质量为32克,1g气态肼在氧气中燃烧生成氮气和气态水时,可放出16.7kJ的热量,则32g N2H4燃烧生成氮气和气态水时放热16.7kJ×32=534.4kJ,根据书写热化学方程式注意放热反应,ΔH为“−”,所以,ΔH=−534.4kJ·mol-1,N2H4、O2、N2、都为气态,H2O为气态,所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-534.4kJ·mol-1;
答案选C;
17.A.由分析可知,通的一极为负极,则该电池放电时,电子从通的一极沿导线转移到通的一极,A错误;
B.由分析知,电池每释放1molN2转移的电子数为4mol,B错误;
C.由电极反应式N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,电池工作一段时间后,会有水生成,电解质溶液中c(OH-)减小,C错误;
D.由分析知,通入的一极的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-,D正确;
故选D。
18.(24-25高一下·江苏南京中华中学·期中)按下列要求填空
(1)S8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) ΔH =-0.398kJ/mol,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是___________[填“S(s,单斜)”或“S(s,斜方)”]。
(2)已知含2.000gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出2865J的热量。写出表示中和热的热化学方程式:___________。
(3)已知 23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式:___________。
(4)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH=-169kJ/mol;C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ /mol;2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH =-314kJ/mol。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为___________。
(5)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为___________。
【答案】(1)S(s,斜方)
(2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=−57.3 kJ⋅mol−1
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2akJ/mol
(4)2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34.5 kJ⋅mol−1
(5)434 kJ
【详解】(1)S(s,单斜)S(s,斜方) ΔH =-0.398kJ/mol,说明S(s,单斜)具有的能量相对较高,S(s,斜方)所具有的能量相对较低,能量越低,物质越稳定,则较稳定的是S(s,斜方)。
(2)2.000g NaOH的物质的量为= 0.05 mol,与稀硫酸完全反应生成 0.05 mol H2O,放出 2865 J(即 2.865 kJ)能量,则中和热为=-57.3 kJ⋅mol−1,表示中和热的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=−57.3 kJ⋅mol−1。
(3)23g乙醇(摩尔质量46g/mol)的物质的量为=0.5mol,放热 a kJ,故1mol乙醇完全燃烧放热 2akJ,C2H5OH燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2akJ/mol。
(4)已知:①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH1=-169kJ/mol;②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5kJ /mol;③2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH3 =-314kJ/mol。由盖斯定律可知,②-③-①可得工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34.5 kJ⋅mol−1。
(5)1gH2的物质的量为=0.5mol,完全燃烧生成水蒸气放热122kJ,则2mol H2放热122kJ×4=488kJ,ΔH=-488kJ。根据键能关系:ΔH=反应物总键能−生成物总键能=−488kJ /mol=(2EH-H+496) kJ /mol −4×463 kJ /mol,解得 EH-H=434 kJ⋅mol−1,则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为434 kJ。
19.(24-25高一下·江苏扬州新华中学·期中)二甲醚()是一种绿色、可再生能源。
(1)25℃、101kPa时,若1g二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出的热量,则___________。
(2)T℃时,向2L恒容密闭容器中充入与发生如下反应:。
①下列措施能够使该反应速率加快的是___________。
A.升高温度 B.向容器中充入与反应无关的氩气 C.及时移走二甲醚
②反应进行到20s时,测得0~20s内的平均反应速率,则消耗的CO为___________mol。
③若反应生成,则反应过程中转移___________。
④若上述反应在恒容的密闭容器中进行,下列叙述中不能说明该反应已达平衡状态的是___________。
A.单位时间内生成,同时生成
B.的浓度不再变化
C.容器内气体的压强不再变化
D.的值不变
⑤若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),则到达平衡所需时间将___________。
A.延长 B.缩短 C.不变 D.无法确定
(3)二甲醚()燃料电池的工作原理如图所示:
①a电极的电极反应式为___________。
②外电路电子移动方向:___________。(填“a极到b极”或“b极到a极”)。
【答案】(1)
(2) A 0.4 0.8 A B
(3) a极移向b极
【详解】(1)25℃、101kPa时,若1g(为)二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出的热量,则。
(2)①A.升高温度,活化分子比例增大,反应速率增大;
B.向容器中充入与反应无关的氩气,不影响反应中物质浓度,反应速率不变;
C.及时移走二甲醚,物质浓度减小,反应速率减小;
故选A;
②反应进行到20s时,测得0~20s内的平均反应速率,则消耗的CO为;
③反应中氢化合价由0变为+1,反应中存在,若反应生成,则反应过程中转移0.8。
④A.反应速率比等于系数比,单位时间内生成,同时生成,描述的均为逆反应,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡;
B.的浓度不再变化,则平衡不再移动,达到平衡;
C.反应为气体分子数改变的反应,容器内气体的压强不再变化,则平衡不再移动,达到平衡;
D.氢气为反应物、水为生成物,的值不变,则平衡不再移动,达到平衡;
故选A;
⑤反应为放热反应,若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),反应中温度升高,反应速率增大,且升高温度,平衡逆向移动,则到达平衡所需时间将B.缩短;
(3)①燃料电池中,氧气一极为正极,二甲醚一极为负极,则a电极的电极反应为二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水:;
②外电路电子由负极移向正极,故移动方向:a极移向b极。
20.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)工业上使用“三步接触法”制硫酸,“接触室”中发生的反应为:,时该反应过程中的能量变化如图所示:
(1)由图像判断该反应为___________反应(选择“放热”或者“吸热”)。
(2)若,则该反应的热方程式可以表示为:___________。
(3)随着技术的不断改进,利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能(装置如图)电池总反应为:。
①多孔电极B通入气体为,则B为___________。(填“正极”或“负极”)
②多孔电极A的电极反应式为:___________。
③A电极消耗的气体时(标况下),通过质子膜的的物质的量为___________。
【答案】(1)放热
(2)
(3) 负极 1.2mol
【详解】(1)从图像知,反应物的能量大于生成物的能量,所以该反应是放热反应;
(2)由图可知,;则该反应的热方程式可以表示为: ;
(3)①由图可知,在电极B二氧化硫通入后失去电子,生成硫酸,则B为负极;
②由图可知,电极A通入氧气,氧气得到电子结合氢离子生成水,电极反应为:;
③A电极消耗标况下6.72L的O2的物质的量为0.3mol,根据②中电极反应可知,此时转移电子1.2mol,根据电荷守恒可知,通过质子膜的H+物质的量为1.2mol。
21.(24-25高一下·江苏高邮·期中)肼(其结构式如图所示)和氮都是氮的两种重要的氢化物,都是应用广泛的化工原料。
(1)有关化学键的键能如表所示:
共价键
键能/()
304.4
942
X
431.8
①利用表中数据可判断出___________键(填“”或“”)更稳定。依题如图所示及表中数据计算,“”键能为___________。
②若 ;
;
则反应的___________(用a和b表示)。
(2)利用反应设计成原电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示。
①电极a电极反应式为___________。
②当有2.24L (标准状况下)被处理时,转移电子为___________mol。
③为使电池持续放电,该离子交换膜需选用___________(选填“阳”或“阴”)离子交换膜。
【答案】(1) 389
(2) 0.4 阴
【详解】(1)①键能越大,物质越稳定,因此更稳定;该反应热化学方程式:,,解得;
②Ⅰ: ;
Ⅱ: ;由盖斯定律可知,Ⅰ-2×Ⅱ得到,则;
(2)由反应可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则a为负极,b为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
①为负极,失去电子转化为,电解液环境是碱性,电极反应为;
②电极n为正极,二氧化氮得到电子发生还原反应,电极反应式:,当有2.24L (标准状况下为0.1mol)被处理时,转移电子为0.4mol;
③负极消耗,正极生成,为了使电池持续放电,该离子交换膜需选用阴离子交换膜。
试卷第1页,共3页
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专题02 化学反应与热能
2大高频考点概览
考点01 化学反应的热效应
考点02 反应热的计算
地 城
考点01
化学反应的热效应
1.(24-25高一下·江苏高邮·期中)下列过程属于化学能转变为热能的是
A.乙醇燃烧 B.水力发电 C.燃料电池供电 D.电解水制
2.(24-25高一下·江苏盐城五校联考·期中)下列反应中,一定属于吸热反应的是
A.需要加热才能发生的反应 B.NaOH溶液与盐酸的反应
C.晶体与晶体的反应 D.的反应
3.(24-25高一下·江苏盐城亭五校联考·期中)关于如图所示的说法,错误的是
A.图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化
B.图B中1molN2与3molH2充分反应放出的热量少于92kJ
C.图C中发生的反应的ΔH<0
D.三个图均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和
4.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)关于中和反应反应热的测定实验,下列说法错误的是
A.用温度计测量盐酸的起始温度后直接测量溶液的温度,其他过程无误,则测得反应热偏小
B.为了使反应进行得更完全,可以使酸或碱适当过量
C.若简易量热计不盖杯盖,生成时所测得中和反应反应热将偏大
D.使用玻璃搅拌器是为了增大反应速率,减小实验误差
5.(24-25高一下·江苏南京第二十九中学·期中)研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应的反应进程和能量变化如图所示:
i: 活化能
ii: 活化能
下列叙述正确的是
A.反应i是决速步骤
B.反应ii的
C.反应的
D.较小,故反应i的平衡转化率较反应ii的大
6.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)关于如图所示的说法,不正确的是
A.图A中生成物的总能量更高
B.图C中发生的反应为放热反应
C.图B表示与反应可放出92kJ热量
D.图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化
7.(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)化学反应的能量变化如下图所示。下列叙述错误的是
A.该反应一定需要在加热条件下才能进行
B.反应物的总能量比生成物的总能量低
C.该反应每生成气体分子吸收约热量
D.破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量
8.(24-25高一下·江苏扬州扬州大学附属中学·期中)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
Ⅰ.为了探究原电池的工作原理,设计如下装置:
(1)装置中负极的电极反应式为_____。
(2)装置溶液中的向_____(填“”或“”)电极移动。
Ⅱ.化学反应的微观历程及能量变化如图:
(3)图一中,②③过程是_____(填“吸热”或“放热”)过程。
(4)根据图二可知,一定量的和充分反应生成时,释放_____能量。
Ⅲ.利用还原能有效促进“碳中和”,反应的化学方程式为。在时,向容积为的恒容密闭容器中,充入和,反应过程中测得各物质的物质的量浓度随时间变化如图所示:
(5)的浓度随时间变化曲线为_____(填“”“”或“”);在点,(正)_____(填“”“”或“”)(逆)。
(6)时,反应速率改变的原因可能是_____(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.加入催化剂
(7)内,用的浓度变化表示的平均反应速率为_____。
地 城
考点02
反应热的计算
9.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于计算化学反应的反应热。下表是一些化学键的键能:
化学键
键能/
413
745
436
1075
根据键能数据计算每消耗时,反应的热效应为
A.放热 B.吸热 C.放热 D.吸热
10.(24-25高一下·江苏扬州红桥高级中学·期中)已知键、键、键的键能(拆开1mol该共价键所需要的能量)分别为、、。估计和生成1mol HCl的反应
A.放出183kJ的热量 B.放出91.5kJ的热量
C.吸收183kJ的热量 D.吸收91.5kJ的热量
11.(24-25高一下·江苏泰州海陵区江苏泰州中学·期中)还原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,催化还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1所示热化学方程式:
B.图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为
C.加入催化剂,可以减小反应的热效应
D.图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的为2.4mol
12.(24-25高一下·江苏南京第二十九中学·期中)下列热化学方程式及其描述正确的是
A. , ,则
B. (燃烧热)
C. (中和热)
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
13.(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)在、下,完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热,下列燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
阅读下列材料,完成下列小题:
N、P为第VA族元素。、是氮的常见氢化物,是人工固氮的产物,易液化、极易溶于水,广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等。常温下为液体,具有很高的燃烧热()。次磷酸()是一元弱酸,具有较强还原性,可将溶液中的转化为银,自身变为,用于化学镀银。磷化镓(GaP)的结构与晶体硅类似,是第三代半导体研究的热点。
14.(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)下列有关物质的结构与性质、性质与用途具有对应关系的是
A.易溶于水,可作制冷剂 B.的键能大于,的热稳定性大于
C.易与酸反应,可用于制硝酸 D.GaN硬度大,可用作半导体材料
15.(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)下列化学反应表示正确的是
A.工业上生产纯碱:
B.与足量的NaOH溶液反应:
C.用于化学镀银:
D.燃烧的热化学方程式:
请阅读下列材料,回答下面小题。
肼是一种重要的高能燃料和能源载体,在航天与电化学领域有广泛应用。液态肼与氧化剂剧烈反应生成氮气和水蒸气,释放大量热能驱动火箭升空。
16.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)已知1g液态肼在空气中燃烧生成氮气和水蒸气放出16.7kJ的热量,该反应的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
17.(24-25高一下·江苏扬州第一中学·期中)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。下列说法中,正确的是
A.该电池放电时,电子从通的一极沿导线转移到通的一极
B.电池每释放转移的电子数为6mol
C.电池工作一段时间后,电解质溶液中不变
D.通入的一极的电极反应式是
18.(24-25高一下·江苏南京中华中学·期中)按下列要求填空
(1)S8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) ΔH =-0.398kJ/mol,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是___________[填“S(s,单斜)”或“S(s,斜方)”]。
(2)已知含2.000gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出2865J的热量。写出表示中和热的热化学方程式:___________。
(3)已知 23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式:___________。
(4)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH=-169kJ/mol;C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ /mol;2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH =-314kJ/mol。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为___________。
(5)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为___________。
19.(24-25高一下·江苏扬州新华中学·期中)二甲醚()是一种绿色、可再生能源。
(1)25℃、101kPa时,若1g二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出的热量,则___________。
(2)T℃时,向2L恒容密闭容器中充入与发生如下反应:。
①下列措施能够使该反应速率加快的是___________。
A.升高温度 B.向容器中充入与反应无关的氩气 C.及时移走二甲醚
②反应进行到20s时,测得0~20s内的平均反应速率,则消耗的CO为___________mol。
③若反应生成,则反应过程中转移___________。
④若上述反应在恒容的密闭容器中进行,下列叙述中不能说明该反应已达平衡状态的是___________。
A.单位时间内生成,同时生成
B.的浓度不再变化
C.容器内气体的压强不再变化
D.的值不变
⑤若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),则到达平衡所需时间将___________。
A.延长 B.缩短 C.不变 D.无法确定
(3)二甲醚()燃料电池的工作原理如图所示:
①a电极的电极反应式为___________。
②外电路电子移动方向:___________。(填“a极到b极”或“b极到a极”)。
20.(24-25高一下·江苏南京南京航空航天大学附属高级中学·期中)工业上使用“三步接触法”制硫酸,“接触室”中发生的反应为:,时该反应过程中的能量变化如图所示:
(1)由图像判断该反应为___________反应(选择“放热”或者“吸热”)。
(2)若,则该反应的热方程式可以表示为:___________。
(3)随着技术的不断改进,利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能(装置如图)电池总反应为:。
①多孔电极B通入气体为,则B为___________。(填“正极”或“负极”)
②多孔电极A的电极反应式为:___________。
③A电极消耗的气体时(标况下),通过质子膜的的物质的量为___________。
21.(24-25高一下·江苏高邮·期中)肼(其结构式如图所示)和氮都是氮的两种重要的氢化物,都是应用广泛的化工原料。
(1)有关化学键的键能如表所示:
共价键
键能/()
304.4
942
X
431.8
①利用表中数据可判断出___________键(填“”或“”)更稳定。依题如图所示及表中数据计算,“”键能为___________。
②若 ;
;
则反应的___________(用a和b表示)。
(2)利用反应设计成原电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示。
①电极a电极反应式为___________。
②当有2.24L (标准状况下)被处理时,转移电子为___________mol。
③为使电池持续放电,该离子交换膜需选用___________(选填“阳”或“阴”)离子交换膜。
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专题02化学反应与热能
目目
考点01
化学反应的热效应
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
C
D
A
B
C
A
8.【答案】(1)Mg-2e=Mg24
(2)Mg
(3)吸热
(4)46
(5)
b
(6AC
(70.075
目目
考点02
反应热的计算
题号
9
10
11
12
13
14
15
16
17
答案
B
B
A
D
B
C
D
18.【答案】(1)S(s,斜方)
(2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(I)AH=-57.3kJ.mol-1
(3)CH,OH0①十3O2(g)=2CO2(g十3H2O①△H=-2 akJ/mol
(4)2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)AH=+34.5 kJ.mol-1
(5)434kJ
19.【答案】(1)46m
(2)
A
0.4
0.8
A
B
(3)
CH,0CH,-12e+602=2C0,+3H,0
a极移向b极
20.【答案】(1)放热
(2)2S02(g)+02(g)≠2S0,(g)△H=-98kJ/mol
(3)
负极
0,+4H*+4e=2H,0
1.2mol
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21.【答案】(1)
N≡N
389
a-2b
(2)
2NH3-6e+60H=N2+6H,0
0.4
阴