内容正文:
人教版化学选择性必修一第一章化学反应的热效应专题复习
一、单选题
题型一:吸、放热反应正误判断题
知识要点:牢记常见的吸热与放热反应;区分化学变化反应热与物理溶解热;反应的吸放热和是否需要加热无必然联系。
1.下列物质间的反应,其能量变化符合如图的是
A.铁与硫粉在加热条件下的反应
B.灼热的碳与二氧化碳反应
C.晶体和晶体混合
D.碳酸钙的分解
题型二:ΔH 大小比较题型
知识要点:比较ΔH大小必须带符号比较,放热越多ΔH越小同时结合物质状态(固/液/气)对比热量差异。
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的是
①
②
③
A.① B.②③ C.② D.①②③
3.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是
选项
反应1
反应2
A
B
C
D
题型三:键能、总能量计算ΔH题型
知识要点:1. 已知反应物、生成物总能量,计算ΔH;
2. 已知各化学键键能,计算气态反应的焓变。
4.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N—N为154,则断裂1molN—H所需的能量(kJ)是
A.194 B.391 C.516 D.658
5.和均为重要的化工原料,都满足8电子稳定结构。
已知:①
②
③
④相关化学键的键能如下表所示:
化学键
S-S
S-Cl
Cl-Cl
键能/kJ/mol
a
b
c
下列说法错误的是
A.的结构式为 B.的电子式为:。
C. D.①③中的反应均为放热反应,则
6.与的反应分两步完成,其能量曲线如图所示。
反应①:,
反应②:,
下列有关说法不正确的是
A.总反应速率快慢由第一步决定
B.反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
C.
D.温度升高,活化分子百分数增大,反应碰撞概率增大,反应速率加快
7.实验测得H2和C3H8的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1和2220kJ·mol-1,现有1molH2和C3H8的混合气体,完全燃烧生成CO2和液态水时放出1252.5kJ的热量,则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比是
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
8.乙醇羰基化是制备丙酸的重要方法之一,相关反应有:
主反应:
副反应:
已知298 K时,相关物质的相对能量如表所示:
物质
CO(g)
相对能量/(kJ/mol)
0
下列说法错误的是
A.主反应中生成物的总能量小于反应物的总能量
B.
C.的相对能量为467.4 kJ/mol
D.
题型四:热化学方程式正误辨析、燃烧热、中和热概念辨析题
知识要点:物质状态、ΔH符号、单位、系数匹配、是否标条件/沉淀气体符号。
燃烧热考法:判断产物是否为稳定氧化物、是否限定1mol纯物质。
中和热考法:弱酸弱碱、浓硫酸、沉淀反应对中和热数值的影响,判断57.3 kJ/mol是否适用。
9.已知:①
②
③
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,放出的热量多
C.
D.根据盖斯定律,
10.下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.25℃、101 kPa下,乙炔(C2H2)的燃烧热是1299.6 kJ/mol,则
B.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
C.在一定条件下,将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
D.已知含1 mol HF的稀溶液和含1 mol NaOH的稀溶液反应放出热量b kJ,则该反应的热化学方程式可表示为:
11.下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A.已知 ,则石墨比金刚石稳定
B.已知 ,则燃烧热为
C. ; 则>
D.在稀溶液中: ,若将的稀与的的溶液等体积混合,放出的热量等于
12.下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.若;,则
B.在101 kPa、时,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
C.在稀溶液中:,若将含的醋酸溶液与含的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.将和置于一密闭容器中充分反应,放出热量Q kJ(Q>0),则该反应的热化学方程式可表示为:
13.下列热化学方程式,不正确的是
A.4 g固体硫完全燃烧生成,放出37 kJ热量:
B.1 mol 与3 mol 在某密闭容器中反应放出73 kJ热量,则反应的热化学方程式为:
C.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:
D.强酸强碱的中和热为,则
题型五:盖斯定律综合计算题型(大题压轴)
知识要点:给出多个分步热化学方程式,通过叠加、变形、缩放,计算目标反应的ΔH。
14.两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知,,则
B.是硫的燃烧热
C.:反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的总能量
D.
15.肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
16.依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:
计算298 K时由C(石墨,s)和生成1 mol 反应的焓变
A. B.+453.4 C.+226.7 D.
17.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)(aq) ΔH1
(aq)+H+(aq)H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g) ΔH3
OH-(aq)+H+(aq)H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH2+ΔH3>0
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0 D.ΔH2<ΔH4
18.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,的比的大,说明的稳定性较HI差
C.相同条件下,的与的相等
D.
19.已知:①; ②;
③; ④;
⑤。
下列关系式错误的是
A. B.
C. D.
题型六:反应历程、活化能图像题(新高考高频)
图像分析考点:判断决速步、区分催化剂/中间产物、分析活化能大小、判断总反应吸放热、分析催化剂对反应的影响。
20.是一种降解含氰废气的催化剂,其原理是和氧化还原循环协同作用,反应路径如图(TS代表过渡态,*代表吸附态)。下列说法正确的是
A.能改变总反应焓变
B.碳氮键初始氢化所需要克服的能垒为-1.75eV
C.TS-2所属的基元反应为决速步骤
D.物种①为
21.CO在催化剂的作用下可以合成甲醇,用计算机模拟单个CO分子合成甲醇的反应历程如图(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。下列说法正确的是
A.催化剂降低了反应活化能和
B.反应的决速步骤为Ⅰ→Ⅱ过程
C.反应的热化学方程式为
D.反应过程中存在极性键的断裂和形成
22.如图为一定条件下在催化剂表面合成氨的反应机理。下列说法正确的是
A.该反应机理中,所有中间步骤的能量变化均为吸收能量
B.该条件下,向体系中加入和充分反应,放出能量为92 kJ
C.催化剂通过降低反应的活化能,增大活化分子百分数,提高了和的平衡转化率
D.该反应过程中有非极性键断裂和极性键形成
23.化学反应中伴随着能量变化,下列说法正确的是
A.图①可表示和反应的热效应
B.图②中的可表示甲烷的燃烧热
C.若用铜丝代替图③中的仪器a进行相应的实验操作,测得的中和热偏大
D.由图④可知,与的能量差为:
24.下列图示与对应的叙述相符的是
A.(a)图可表示盐酸与反应的能量变化
B.(b)图中实验的环境温度为22℃,将物质的量浓度相等、体积分别为mL、mL的溶液、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如(b)图(已知mL)
C.由(c)图可知,若在密闭容器中加入2 mol和4 mol充分反应放出的热量为kJ
D.由(d)图可知,A与C的能量差为:
题型七:反应热与平衡结合综合题
25.研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应为
已知:① ;②
则_____(用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH=_____。1molH2S(g)全部被氧化为(aq)的热化学方程式为_____________________。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中Fe3+的作用是_________,图示总反应的化学方程式为______________。
②已知反应③生成1molH2O(l)时放出akJ热量,则反应③中转移个电子时,放出_____kJ热量。(用含a的式子表示)
26.按要求回答下列问题
(1)工业上可利用CO生产乙醇: ;
已知: ; 。
工业上也可利用与为原料合成乙醇:
则:与、、之间的关系是:_______。
(2)充分燃烧1 g乙炔()气体生成二氧化碳和液态水,放出热量50 kJ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为:_______。
(3)25℃时,1 mol 与足量完全反应生成和,放热612.5 kJ。请写出该反应的热化学方程式:_______。
(4)下图是1 mol 和1 mol CO反应生成和NO过程中能量变化示意图,请写出和CO反应的热化学方程式:_______。
(5)已知:①(白磷,s)
②4P(红磷,s)
写出红磷转化为白磷的热化学方程式:_______,二者相比更加稳定的是_______。
(6)用催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的_______(用a、b表示)。相关化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的,则表中的_______。
化学键
键能(kJ/mol)
803
436
x
414
464
题型八:反应热测定实验
27.中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
Ⅰ.反应物温度的测量
用量筒量取盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取的溶液,用温度计测其温度并记录。
Ⅱ.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
Ⅲ.重复上述步骤三次
Ⅳ.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1,计算温度差(t2-t1):
次数
反应物温度/℃
反应后体系温度
盐酸
NaOH溶液
t2/℃
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______,搅拌的目的是______;取反应时溶液的______(填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是______;若将盐酸浓度改为,溶液浓度改为,测得的温度差______(填“更大”“更小”或“相同”,下同),测得的中和反应反应热______。
(3)设实验所用的酸、碱溶液的密度均为,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容,上述反应为______,测得的中和反应反应热______,写出该反应热化学方程式______。
(4)又知、下,中和反应反应热为,实验值与理论值相差较大的原因可能是:______。
①保温效果差、能量损失大 ②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒 ④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(5)进行中和反应反应热的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为______(填标号且用“>”号表示)。
28.热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。按要求回答下列问题:
(1)下列反应属于放热反应的是_______(填字母)。
A.浓硫酸的稀释
B.Na与水反应
C.与反应
D.铝和稀硫酸反应
(2)长征系列部分火箭采用了肼()作燃料,与有相似的化学性质,试回答下列问题。
①通常把断开1 mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据。
化学键
N-H
N≡N
H-H
键能(kJ/mol)
386
946
a
已知:氮气与氢气反应生成2 mol氨气时会放出92 kJ热量。则a为_______。
②火箭推进剂通常选择液态的作氧化剂,混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空,试写出该反应的化学方程式_______。
(3)在一定温度下的稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol ,这时的反应热就是中和热。30 mL 0.50 mol/L硫酸与50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题。
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是_______。
②实验中要使用50 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体_______g。
③测得的实验数据如图。
温度
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差/℃
实验次数
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度均近似为1 ,中和后生成的溶液比热容。则生成1 mol水时的反应热_______(取小数点后一位)。
④用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
试卷第1页(共3页)
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《人教版化学选择性必修一第一章化学反应的热效应专题复习》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
B
B
C
C
B
C
B
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
B
B
A
B
C
B
C
C
D
题号
21
22
23
24
答案
D
D
C
D
1.A
【详解】A.铁与硫粉在加热条件下反应生成硫化亚铁,属于放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,符合图示能量变化规律,A正确;
B.灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,不符合图示,B错误;
C.晶体和晶体混合的反应是典型的吸热反应,不符合图示,C错误;
D.碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,属于吸热反应,不符合图示,D错误;
故选A。
2.A
【详解】生成液态水比生成气态水释放更多热量,因ΔH为负值,放热越多,ΔH越小,故,①正确;
②分解为吸热反应(),而CaO与水反应为放热反应(),显然,②错误;
气态硫比固态硫能量高,燃烧时释放更多热量,ΔH更小(更负),故,③错误,
综上,仅①符合条件,答案选A。
3.B
【详解】A.固态变为气态需要吸收热量,等物质的量的气态燃烧放出的热量比固态更多,放热反应为负值,放出热量越多越小,故,A不符合题意;
B.反应1为碳和水的水煤气反应,属于吸热反应,;反应2为氧化钙与水的化合反应,属于放热反应,,正数大于负数,故,B符合题意;
C.反应1为氢气和氯气的化合反应,;反应2为的分解反应,是反应1逆过程的,吸热,故,C不符合题意;
D.等物质的量的完全燃烧生成放出的热量比不完全燃烧生成放出的热量多,为负值,故,D不符合题意;
故选B。
4.B
【详解】由图可知,反应I为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g),;反应II为:2N(g)+4H(g)+2O(g)=N2(g)+2H2O(g),;反应III为:N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),;根据盖斯定律,反应III=反应I-反应II,=-534kJ·mol-1-(-2752kJ·mol-1)=2218kJ·mol-1,反应物总键能-生成物总键能=154kJ·mol-1+4E(N-H)+500kJ·mol-1-0=2218kJ·mol-1,E(N-H)=391kJ·mol-1,断裂1molN—H所需的能量是391kJ;
故选B。
5.C
【详解】A.原子最外层有6个电子,需形成2个共价键达到8电子稳定结构,原子最外层7个电子需形成1个共价键,故结构式为,A正确;
B.结构式为,每个原子均满足8电子稳定结构,所给电子式符合成键规律,B正确;
C.反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,对于反应②(-),故,不是,C错误;
D.固体硫熔化需要吸热,根据盖斯定律,,故,D正确;
故选C。
6.C
【详解】A.总反应速率由活化能更大的慢反应决定,由图可知第一步活化能,第一步反应速率更慢,因此总反应速率由第一步决定,A正确;
B.由能量曲线可知,反应①、②的反应物总能量均高于各自生成物总能量,均为放热反应,B正确;
C.焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,由图可知总反应反应物总能量比生成物总能量高,因此,与活化能无关,C错误;
D.温度升高,分子平均动能升高,活化分子百分数增大,碰撞概率增大;分子运动速率加快,反应速率加快,D正确;
故本题选C。
7.B
【详解】用方程组法来解决这个问题:
设的物质的量为x mol,物质的量为 y mol;在 101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物(指定产物)时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热;
那么就可以列出两个方程:解得;
因此混合气体中与物质的量之比为1:1;
故选B。
8.C
【详解】A.主反应,为放热反应,生成物总能量小于反应物总能量,A正确;
B.丙酸由气态变为液态会放出热量,因此生成液态丙酸时,反应放出的热量更多,,B正确;
C.根据副反应,,代入数据得;再根据主反应,代入得,不是,C错误;
D.液态乙醇变为气态乙醇需要吸收热量,因此反应物为液态乙醇时,反应吸收的热量更多,,D正确;
故选C。
9.B
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,反应①中2 mol 完全燃烧放热571.6 kJ,故的燃烧 热为285.8 ,A错误;
B.1 g 完全燃烧放热为,1 g 完全燃烧放热为,同质量下放出热量更多,B正确;
C.该反应除和生成水外,还有沉淀生成,生成沉淀也会放热,故反应的,C错误;
D.根据盖斯定律,将(①×3 - ②)÷2可得目标反应,计算得,D错误;
故选B。
10.A
【详解】A.燃烧热指25℃、101 kPa下1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,题给热化学方程式中可燃物为1 mol ,产物为稳定的和,数值符合燃烧热定义,A正确;
B.反应的仅由反应物和生成物的总能量差决定,与反应条件无关,光照和点燃条件下该反应的相同,B错误;
C.为可逆反应,1 mol 和0.5 mol 无法完全反应,若2 mol 完全反应放出的热量大于158.4 kJ,因此,C错误;
D.为弱酸,电离过程吸热,且书写离子方程式时不可拆分为,给出的热化学方程式书写错误,D错误;
故选A。
11.A
【详解】A.该反应为吸热反应,说明石墨的能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,A正确;
B.在101 kPa 时,1 mol 纯物质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,单位是kJ/mol。燃烧生成的指定产物为液态,题中反应生成气态,因此燃烧热不是,B错误;
C.相同质量的气态的能量高于固态,因此气态燃烧放出的热量更多,放热反应的为负值,放出热量越多越小,故,C错误;
D.题中仅给出酸碱溶液的浓度,未给出溶液体积,无法确定生成的物质的量,因此放出的热量不一定等于,D错误;
故选A。
12.B
【详解】A.气态的能量高于固态,等量燃烧时气态放热更多,焓变为负值,放热越多越小,故,A错误;
B.2 g的物质的量为1 mol,完全燃烧生成液态水放热285.8 kJ,则2 mol完全燃烧放热571.6 kJ,热化学方程式书写符合规范,B正确;
C.为弱酸,电离过程需要吸收热量,与1 mol 中和时实际放出的热量小于57.3 kJ,C错误;
D.与生成的反应为可逆反应,2 mol 和1 mol不能完全反应,故完全反应放出的热量大于,对应,D错误;
故选B。
13.B
【详解】A.4 g固体硫的物质的量为,完全燃烧放出37 kJ热量,1mol S完全燃烧放出的热量为,放热反应为负,该化学方程式书写符合规范,A正确;
B.合成氨反应是可逆反应,1 mol 和3 mol 无法完全反应,实际放出73kJ热量说明生成的不足2mol。而热化学方程式的代表1mol 和3mol 完全反应生成2mol 时的焓变,因此该反应的绝对值应大于73kJ/mol,即,该热化学方程式书写错误,B错误;
C.标准燃烧热的定义是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,甲烷的完全燃烧产物为气态和液态,放热反应为负,该热化学方程式符合燃烧热的定义,C正确;
D.中和热的定义是强酸强碱稀溶液发生中和反应生成1mol液态的反应热(数值为57.3kJ/mol)。该反应除生成2 mol 外,还生成固体,生成沉淀额外放热,总放热量大于114.6 kJ,故,D正确;
故选B。
14.A
【详解】A.固态变为气态需要吸收热量,等物质的量的气态燃烧放出的热量比固态多,焓变为负值,放热越多焓变越小,因此,A正确;
B.燃烧热的定义是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,的稳定氧化物为,不是,因此不是硫的燃烧热,B错误;
C.与生成的反应为放热反应,放热反应中反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量,C错误;
D.根据盖斯定律,对应的反应为,与对应的反应反应物种类不同,因此,D错误;
故选A。
15.B
【详解】将已知反应进行的变换可得到目标反应,根据盖斯定律计算得,故选B。
16.C
【详解】将已知热化学方程式依次编号为①②③,目标反应为,根据盖斯定律,目标反应=,代入焓变计算:,答案选C。
17.B
【详解】A.由盖斯定律可知,溶液与盐酸反应生成,即的焓变为,该反应放热故;溶液与盐酸反应生成,即的焓变为,该反应吸热故,因此;为阴阳离子结合生成分子的反应,该反应过程中形成化学键放热,因此,A错误;
B.对应与盐酸生成的反应焓变,该反应吸热,故,B正确;
C.对应与盐酸生成的反应焓变,该反应放热,故,C错误;
D.水解为吸热反应,反应焓变,故,D错误;
故选B。
18.C
【详解】A.分解为和为吸热过程,故;对应断裂化学键的过程,断键吸热,故,A错误;
B.为的键断裂焓变,的更大说明键能大于,键能越大物质越稳定,故稳定性强于,B错误;
C.对应与反应生成的焓变,与无关,故和的相等,C正确;
D.根据盖斯定律,路径与路径的起点、终点均相同,故,即,D错误;
故答案选C。
19.C
【详解】A.根据盖斯定律,反应②-反应③得到反应为:C(s)+CO2(g)=2CO(g),该反应为吸热反应,,故,A正确;
B.反应①为水的分解反应,吸热,反应①+反应②得到的总反应为水煤气制备反应,属于吸热反应,总焓变,B正确;
C.液态水变为气态水需要吸热,故等量液态水分解吸收的热量大于气态水分解吸收的热量,、均为正值,故,C错误;
D.根据盖斯定律,反应③+反应④即可得到反应⑤,故,D正确;
故选C。
20.D
【详解】A.催化剂仅能降低反应活化能、加快反应速率,无法改变反应物和生成物的总能量差,即不能改变总反应焓变,A错误;
B.能垒为过渡态与前一中间体的自由能差值,恒为正值,碳氮键初始氢化对应TS-1,能垒为,B错误;
C.决速步骤为反应过程中能垒最大的基元反应,经计算TS-1、TS-2、TS-3对应的能垒分别为、、,TS-1所属的基元反应为决速步骤,C错误;
D.根据原子守恒,与反应生成物种①,后续产物为,可推知物种①为,D正确;
故选D。
21.D
【详解】A.催化剂只能降低反应活化能,不改变反应物和生成物的总能量差,因此不能改变,A错误;
B.反应决速步骤由活化能(能垒)最大的步骤决定,Ⅰ→Ⅱ的活化能为,Ⅱ→Ⅲ的活化能为,后者能垒更大,故决速步不是Ⅰ→Ⅱ,B错误;
C.题图为单个分子反应的能量变化,该反应的焓变为,C错误;
D.反应过程中,反应物中的极性键发生断裂,生成物中的、等极性键生成,存在极性键的断裂和形成,D正确;
故选D。
22.D
【详解】A.从反应机理图可知,部分中间步骤的产物能量低于反应物能量,属于放出能量过程,如转化为的步骤能量降低,放出能量,并非所有中间步骤都吸收能量,A错误;
B.由图可知完全反应生成放热46 kJ,但合成氨为可逆反应,和无法完全反应,因此实际放出能量小于92 kJ,B错误;
C.催化剂可降低反应活化能、增大活化分子百分数,加快反应速率,但不改变平衡状态,无法提高反应物的平衡转化率,C错误;
D.反应过程中断裂的非极性键、的非极性键,形成的极性键,存在非极性键断裂和极性键形成,D正确;
故选D。
23.C
【详解】A.与反应是吸热反应,吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量,图①中反应物总能量高于生成物总能量,对应放热反应,与实际不符,A错误;
B.燃烧热的定义是:1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,其中H元素对应的产物是液态水,图②生成物中水为气态,则不能表示甲烷的燃烧热,B错误;
C.仪器a是环形玻璃搅拌棒,铜是热的良导体,若换为铜丝,会导致反应过程中更多的热量散失,测得的反应前后温度差偏小,根据,为负值,越小,测得的偏大,C正确;
D.由图④可知,A与B的能量差为,B与C的能量差为:,则A与C的能量差为:,D错误;
故选C。
24.D
【详解】A.a图中反应物总能量低于生成物总能量,对应吸热反应;而盐酸与反应是放热反应,反应物总能量应高于生成物,图像与叙述不符,A错误;
B.与浓度相等时,恰好中和满足:,即,结合,得恰好中和(放热最多、温度最高)时,但图中温度最高点在,图像与叙述不符,B错误;
C.是可逆反应,反应物不能完全转化。由图可知,与完全反应放热,则与充分反应,因反应不能完全进行,放出热量小于,C错误。
D.设A、C的能量分别为、,根据能量变化推导: B的能量:,C的能量:整理得A与C的能量差:,与叙述一致,D正确;
故答案选D。
25.(1)
(2)
(3)
催化剂
【详解】(1)已知反应: ① ② 根据盖斯定律,将 即可得到目标反应 ,故其焓变 。
(2)根据能量变化图,第一步反应热化学方程式为,乘以2得;第二步反应热化学方程式为,将两步反应相加得1mol 全部被氧化为的热化学方程式:。
(3)①由物质转化图可知,在反应中先被还原为,后又被氧化为,反应前后质量和化学性质不变,作用是催化剂;
总反应为和反应生成S和,化学方程式为。
②反应③的离子方程式为,生成2mol 时转移4mol电子,已知生成1mol 放出a kJ热量,即转移2mol电子放出a kJ热量,故转移个(1mol)电子时放出 kJ热量。
26.(1)
(2)
(3)
(4)
(5) 4P(红磷,s)(白磷,s) 红磷
(6) 764
【详解】(1)已知①;②;③;根据盖斯定律,①-③×2-②×3可得,;
(2)充分燃烧1 g乙炔()气体生成二氧化碳和液态水,放出热量50 kJ,则燃烧1 mol乙炔()气体生成二氧化碳和液态水,放出热量1300 kJ,表示乙炔燃烧热的热化学方程式为: ;
(3)1 mol 与足量完全反应生成和,放热612.5 kJ,该反应的热化学方程式: ;
(4)根据图示,1 mol 和1 mol CO反应生成和NO放出(368-134) kJ=234 kJ能量,热化学方程式为: ;
(5)根据盖斯定律,②-①可得4P(红磷,s)(白磷,s);红磷的能量更低更稳定;
(6)根据图示,该反应为放热反应,;根据反应物总键能-生成物总键能,可得803×2+436×3-[(x+414×4)+464×4]=-152,x=764。
27.(1) 玻璃搅拌器 反应更充分,热量分布均匀 最高温度
(2) 尽可能减少热量散失,以减小误差 更大 相同
(3)
(4)①②④⑤
(5)②>③>①
【分析】中和热是指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成液态水时所释放的热量,该实验的实验目的是测定盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应放出的热量,并计算得到中和反应的中和热,据此分析;
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器a为玻璃搅拌器;搅拌的目的是使反应更充分,热量分布均匀;实验时,应取反应液的最高温度作为反应后体系温度,作为反应后体系温度;
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是尽可能减少热量散失,以减小误差;反应消耗的酸和碱的物质的量更大,生成的水的物质的量更大,放出的热量更多,但中和反应反应热与生成的水的量无关,所以若将盐酸浓度改为,NaOH溶液浓度改为,测得的温度差更大,但测得的中和反应反应热相同;
(3)由表格数据可知,四次实验的温度差为:,第3次实验误差较大,应舍去,则反应温度差的平均值为;该反应为,由题意可知,氢氧化钠溶液浓度大于盐酸的浓度,因此反应时盐酸完全反应,生成水的物质的量为,则该反应的中和热;反应热化学方程式 ;
(4)①实验装置保温效果差,能量损失大,造成达到最高温度较低,因此放出的热量偏少,偏大,①符合题意;
②测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,残留的盐酸会与氢氧化钠反应放热,温度偏高,则会导致温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,中和反应为放热反应,因此偏大,②符合题意;
③量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量取的体积,放出的热量会偏多,也就会使得中和热的测定数据偏高,因此偏小,③不符合题意;
④反应过程中碱溶液分步加入,会导致热量损失较大,放出的热量较少,因此偏大,④符合题意;
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动,会导致反应不够充分,反应不完全,放出的热量较少,因此偏大,⑤符合题意;
符合题意的是:①②④⑤;
(5)稀氢氧化钡溶液和硫酸反应生成水和硫酸钡沉淀,放出热量更多,所以实验①中和反应反应热小于实验③;稀氨水溶于水吸热,与醋酸反应放出热量减少,所以实验②中和反应反应热大于实验③,则中和反应反应热由大到小的顺序为②>③>①。
28.(1)BD
(2) 426
(3) 玻璃搅拌器 1.0 -53.5 偏小
【分析】中和热测定实验的原理是利用酸碱反应放出的热量加热溶液,通过溶液的温度变化计算放出的热能,然后计算生成1mol水时所放出的能量,即中和热,据此分析;
【详解】(1)A.浓硫酸的稀释为放热的物理过程,不属于化学反应,A错误;
B.Na与水发生为放热反应,B正确;
C.与反应为吸热反应,C错误;
D.铝和稀硫酸反应为放热反应,D正确;
故选BD;
(2)①合成氨反应,该反应的焓变为反应物的总键能减去生成物的总键能,N2中存在N≡N,H2中存在,NH3中可得,可得,计算;
②与发生氧化还原反应,具有强氧化性,具有还原性,发生反应的化学方程式为:;
(3)①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器;
②实验中要使用50 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体0.50 mol/L×0.05 L×40 g/mol=1.0 g;
③四次的温度差为4.0 ℃、6.1 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃,第二组数据误差较大,舍去,温度平均值为4.0 ℃,生成水的物质的量为0.025 mol,则生成1 mol水时的反应热≈-53.5 kJ·mol;
④一水合氨为弱电解质,电离吸热,用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小。
答案第1页(共2页)
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