新高考化学一轮单元训练第九单元化学反应与能量(B卷)含答案
展开第九单元 化学反应与能量(B)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15小题,总计40分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一个选项符合题目要求,每题2分。第11~15题为不定项选择题,全部答对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的的0分。
1.“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的可持续发展经济模式。下列说法与“低碳经济”不符合的是
A.大力研发新型有机溶剂替代水作为萃取剂
B.加强对煤、石油、天然气等综合利用的研究,提高燃料的利用率
C.利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料,实现“碳”的循环利用
D.甲烷和乙醇的燃烧热分别是891.0kJ·mol−1、1366.8kJ·mol−1,利用甲烷更“低碳”
2.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6kJ·mol-1,下列关于2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=Q kJ·mol-1的说法中正确的是
A.热化学方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应中的ΔH2=-571.6kJ·mol-1
C.该反应中Q>0
D.该反应可表示36g水分解时的热效应
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
化学键
C=O
O=O
C—H
O—H
键能/(kJ·mol-1)
798
x
413
463
下列说法正确的是
A.表中x=
B.H2O(g)=H2O(l) ΔH=(a-b)kJ·mol-1
C.当有4NA个C—H键断裂时,反应放出的热量一定为kJ
D.a>b且甲烷燃烧热ΔH=b kJ·mol-1
4.乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.①、②、③三步均属于加成反应
B.总反应速率由第①步反应决定
C.第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定
D.总反应不需要加热就能发生
5.已知①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol−1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242 kJ·mol−1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-2510 kJ·mol−1
④2C(s)+H2(g)=C2H2(g) ΔH4
下列说法正确的是
A.反应①放出197kJ的热量,转移4 mol电子
B.由反应②可知1mol液态水分解所放出的热量为242 kJ
C.反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式
D.ΔH4=2ΔH1+ΔH2-1/2ΔH3
6.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.反应II的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH<0
B.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能,能提高活化分子百分数,可以有效提高反应物的平衡转化率
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
7.肼(H2N—NH2)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键为942、O=O键为500、N—N键为154,则断裂1mol N—H键所需的能量(kJ)是
A.194 B.391 C.516 D.658
8.H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是
A.反应①、反应②均为放热反应
B.反应①、反应②均为氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关
D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol−1
9.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对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热,则测定数值偏高
10.在298K、100kPa时,已知:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是:
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
11.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol−1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol−1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol−1
A.反应①中光能转化为化学能
B.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol−1
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应②为放热反应
12.已知CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-Q1 ;
2H2(g)+O2(g) →2H2O(g) ΔH=-Q2;
H2O(g)→H2O(l) ΔH=-Q3
常温下,取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112L(标准状况下),经完全燃烧后恢复到常温,则放出的热量为
A.4Q1+0.5Q2 B.4Q1+Q2+10Q3 C.4Q1+2Q2 D.4Q1+0.5Q2+9Q3
13.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.反应(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l)为吸热反应
B.ΔH1>ΔH2,ΔH2<ΔH3
C.(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
D.H2CO3(aq)=CO2(g)+H2O(l),若使用催化剂,则ΔH3变小
14.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知,离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是
A.
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.
D.对于MgCO3和CaCO3,
15.符合如图所示的转化关系,且当X、Y、Z的物质的量相等时,存在焓变ΔH=ΔH1+ΔH2。满足上述条件的X、Y可能是
①C、CO ②S、SO2 ③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3 ⑤Fe、Fe(NO3)2 ⑥NaOH、Na2CO3
A.①④⑤ B.①②③ C.①③④ D.①③④⑤⑥
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共60分)
16.依据事实,回答下列问题。
(1)在25℃、101kPa时,1.0g C8H18(l,辛烷)燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出48.40kJ的热量,则C8H18(l)的燃烧热为_____kJ/mol。
(2)已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g) ΔH=-534kJ/mol,根据盖斯定律写出肼(N2H4)与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式____________。
(3)某反应过程中的能量变化如图所示,则该反应是___________反应(填“放热”或“吸热”),判断依据是____________________。
(4)已知:2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH=-462kJ·mol−1
N2(g)2N(g)
Cl2(g)2Cl(g)
则断开1mol H–N键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为_____kJ。
17.能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是__(填字母)。
A.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
C.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,不使用煤、石油等化石燃料
D.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时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,金刚石和石墨相比较,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为ΔH=____________。
②12g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,该过程放出的热量为_____kJ。
(3)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_________。
(4)综合上述有关信息,请写出用CO除去NO的热化学方程式:_____________。
18.I.在一定条件下,可逆反应A+BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数,p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况,问:
(1)温度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)如果A、B、C均为气体,则m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)当温度和容积不变时,如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
II.合成氨工业中氢气可由天然气和水蒸汽反应制备,其主要反应为:CH4+2H2O=CO2+4H2。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=﹣890kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=﹣571.6 kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ΔH=﹣44kJ/mol
写出由天然气和水蒸汽反应制备H2的热化学方程式:_________。
19.甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,还可以作为燃料电池的原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g) ⇌ CH3OH(g) ΔH (已知:CO的结构与N2相似)回答下列问题:
(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
C≡O
H-O
C-H
E/(KJ/mol)
436
343
1076
465
413
由此计算ΔH=_______kJ·mol-1
(2)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g) ⇌ CH3OH(g) ΔH1=﹣90.7kJ·mol-1①
2CH3OH(g) ⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=﹣23.5kJ·mol-1②
CO(g)+H2O(g) ⇌ CO2(g)+H2(g) ΔH3=﹣41.2kJ·mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=_______。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强.则该反应离子方程式为_______。
②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为_______(填“A”或“B”),若总反应4NO+4H+═5O2+2N2+2H2O,则阴极反应式为_______。
③能否把质子交换膜改为阴离子交换膜_______。(填“能”或“不能”)
20.CO、NH3是工业生产中的常用气体,研究其在工业上的反应过程对提高生产效率尤为重要。
I.工业上用CO和H2做原料可以合成甲醇,作为液体燃料。已知:
① 2H2(g)+CO(g) +O2(g)=2H2O(g)+CO2(g) ΔH1=-594.1kJ/mol
② 2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g) ΔH2=-1452kJ/mol
(1)请写出用CO(g)和H2(g)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式:__________。
(2)一定温度下,在容积为2L的恒容容器中加入3mol H2和2mol CO,当反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡时,测得容器内的压强是反应前压强的,计算得该温度下反应的平衡常数K=____________。保持恒温恒容,向上述达到平衡的容器中再通入CO(g)和CH3OH(g),使得CO(g)和CH3OH(g)浓度均为原平衡的2倍,则平衡移动方向为________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
II.对于氨的合成反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,在密闭容器内充入0.1mol/L N2和0.3mol/L H2。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图,试回答问题:
(3)恒容条件下,从开始反应到建立起平衡状态,v(N2)=_________;反应达到平衡后,第5分钟末只改变反应温度,保持其它条件不变,则改变条件后NH3的物质的量浓度不可能为_____。
A.0.20mol/L B.0.12mol/L C.0.10mol/L D.0.08mol/L
(4)在第5分钟时将容器的体积缩小一半,反应在第8分钟时达到新的平衡,此时NH3的浓度约为0.30mol/L。请在上图中画出第5分钟之后的NH3浓度的变化曲线______。
(5)其它条件不变,若只把容器改为恒压容器,加入0.2mol N2和0.6mol H2,达到平衡时,NH3的体积分数为m%。若向容器中继续加入0.2mol N2和0.6mol H2,,在同样的温度下达到平衡时,NH3的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是______。
A.m>n B.m
第九单元 化学反应与能量(B)
答 案
1.【答案】A
【解析】有机溶剂比水污染大,与“低碳经济”不符合,正确;答案选A。
2.【答案】C
【解析】A.热化学反应方程式中系数代表物质的物质的量,不代表分子数,故A错误;B.氢气燃烧属于放热反应,则水的分解是吸热反应,ΔH>0,即Q>0,故B错误、C正确;D.该反应表示36g液态水分解时的热效应,故D错误。
3.【答案】A
【解析】A.根据反应②可知,ΔH2=413kJ/mol×4+2xkJ/mol-(798×2+463×4)kJ/mol=b kJ/mol,整理可得:x=;故A正确;B.根据盖斯定律,得到H2O(g)=H2O(l),故ΔH= kJ·mol-1;故B错误;C.有4NA个C-H键断裂时,反应消耗了1mol甲烷,若按照反应①进行,放出热量为a kJ,若按照反应②进行,放出热量为b kJ,故C错误;D.甲烷的燃烧为放热反应,ΔH<0,因为液态转化为气态需要放出热量,所以a<b,甲烷的燃烧热要生成液态水,所以甲烷燃烧热为a kJ·mol-1,故D错误。
4.【答案】B
【解析】根据乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理可知只有第①步属于加成反应,A错误;活化能越大,反应速率越慢,决定这总反应的反应速率,由图可知,第①步反应的活化能最大,总反应速率由第①步反应决定,故B正确;由图可知,第①步反应的中间体比第②步反应的中间体的能量高,所以第②步反应的中间体稳定,故C错误;总反应是否需要加热与反应的能量变化没有关系,故D错误;故答案选B。
5.【答案】D
【解析】反应①放出197 kJ的热量,只有0.5molC参加反应,所以转移0.5×4mol电子即2mol电子,A错误;1mol气态水转变成1mol液态水释放能量,根据反应②可知如果生成1mol液态水释放的能量高于242 kJ,所以1mol液态水分解吸收能量,且吸收的能量高于242 kJ,B错误;表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的系数必须为1,且必须生成最稳定的氧化物,生成的水必须为液态,C错误;利用盖斯定律可知:方程④=2×①+②-×③,所以ΔH4=2ΔH1+ΔH2-ΔH3,D正确。正确答案为D。
6.【答案】A
【解析】A.根据反应能量图,反应II中,反应物总能量大于生成物总能量,反应II是放热反应,ΔH<0,故A正确;B.根据反应能量图,1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,故B错误;C.催化剂不能使平衡移动,所以催化剂不能提高反应物的平衡转化率,故C错误;D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)是反应的中间产物,故D错误;选A。
7.【答案】B
【解析】根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),ΔH3=2752 kJ/mol-534 kJ/mol=2218kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1mol N―H键所需的能量为X,旧键断裂吸收的能量:154+4X+500=2218,解得X=391,故选项B正确。
8.【答案】C
【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,根据图像,故说法正确;反应①中H的化合价由0价→+1价,部分I的化合价降低,属于氧化还原反应,反应②中,I的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故说法正确;反应①比反应②慢,说明反应①中正反映的活化能较小,反应②中正反应的活化能较大,故说法错误;根据盖斯定律,只与始态和终态有关,与反应的途径无关,因此ΔH=-218kJ·mol−1,故说法正确。
9.【答案】D
【解析】A.铝片与盐酸、NaOH与盐酸反应属于放热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,故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,故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,故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,故D正确;答案为D。
10.【答案】A
【解析】①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则由盖斯定律可知,反应③=①+2×②,ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故选A。
11.【答案】AB
【解析】太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,故A正确;B.根据盖斯定律,目标反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)相当于③-②,故ΔH=ΔH3-ΔH2,ΔH=+206.1kJ·mol−1-(+131.3kJ·mol−1)=+74.8 kJ·mol−1,故B正确;C.催化剂不能改变反应热的大小,只能改变化学反应速率,故C错误;D.反应的ΔH2>0,则该反应为吸热反应,故D错误;故答案为AB。
12.【答案】D
【解析】①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-Q1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-Q2;H2O(g)→H2O(l) ΔH=-Q3 ;根据盖斯定律①+2③得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1-2Q3;根据盖斯定律②+2③得2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=Q2-2Q3,标准状况下,112L体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体的物质的量为=112L/22.4L·mol−1=5mol,故甲烷的物质的量为5mol=4mol,完全燃烧生成液体水放出的热量为(Q1+2Q3)=4(Q1+2Q3),氢气的物质的量为5mol-4mol=1mol,完全燃烧生成液体水放出的热量为(Q2+2Q3)=0.5(Q2+2Q3),故甲烷、氢气完全燃烧,放出的热量为:4(Q1+2Q3)+0.5(Q2+2Q3)=4Q1+0.5Q2+9Q3,故选D。答案:D。
13.【答案】BD
【解析】A.由图可得,(aq)+H+(aq)的能量小于CO2(g)+H2O(l)的能量,所以反应(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,A正确;B.由图可得ΔH1和ΔH2都小于0,ΔH3>0,且ΔH1的绝对值大于ΔH2的绝对值,所以ΔH1<ΔH2,ΔH2<ΔH3,B错误;C.由图可得,(aq)+2H+(aq)=(aq)+H+(aq) ΔH1,(aq)+H+(aq)=H2CO3(aq) ΔH2,H2CO3(aq)=CO2(g)+H2O(l) ΔH3,根据盖斯定律,(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,C正确;D.一个化学反应的焓变与反应过程无关,使用催化剂不会改变ΔH,D错误;故答案选BD。
14.【答案】C
【解析】A.由题中图示可知,ΔH1表示断裂和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,镁离子半径小于钙离子半径,MgCO3中离子键强度大,则ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,故A正确;B.由题中图示可知,ΔH2表示断裂中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,则ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,故B正确;C.由上述ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0可知,ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,由于镁离子半径小于钙离子半径,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),则ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,差值不相等,故C错误;D.碳酸盐分解为吸热反应,由上述可知,ΔH1>0,ΔH2>0,则ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,即,ΔH1+ΔH2>ΔH3,故D正确。
15.【答案】A
【解析】①由C+O2=CO2,可看成C+O2=CO,CO+O2=CO2来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合ΔH=ΔH1+ΔH2,故①正确;②因S与氧气反应生成二氧化硫,不会直接生成三氧化硫,则不符合转化,故②错误;③由2Na+O2=Na2O2,可看成2Na+O2=Na2O、Na2O+O2=Na2O2来完成,X、Y、Z的物质的量相等时,不符合ΔH=ΔH1+ΔH2,故③错误;④由AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O,可看成AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合ΔH=ΔH1+ΔH2,故④正确;⑤由Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,可看成Fe+HNO3=Fe(NO3)2+NO↑+H2O、Fe(NO3)2+HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+H2O来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合ΔH=ΔH1+ΔH2,故⑤正确;⑥由NaOH+CO2=NaHCO3,可看成NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O=NaHCO3,X、Z的物质的量相等,而Y的物质的量为X一半,不符合题意,故⑥错误;故选:A。
16.【答案】(1)5517.6
(2)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol
(3) 吸热 反应物总能量小于生成物总能量
(4) 41
【解析】(1)1mol辛烷质量为114g,所以燃烧热应为48.40kJ/mol×114=5517.6kJ/mol。答案为:5517.6;
(2) N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol ①;N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ/mol ②;反应方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),依据盖斯定律,将②×2-①,即得肼(N2H4)与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol。
(3) 由于反应物的总能量<生成物的总能量,所以反应吸热;判断依据是反应物总能量小于生成物总能量。
(4) ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=6×E(N-H)+3×E(Cl-Cl)-E(N≡N)-6×E(H-Cl)=-462kJ·mol−1,6×[E(N-H) –E(H-Cl)]=-246
kJ·mol−1,所以断开1mol H–N键与断开1mol H–Cl 键所需能量相差约为41kJ。
17.【答案】(1)AD
(2) 石墨 -393.5kJ·mol−1 252.0
(3) 631.5kJ·mol−1
(4) 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0kJ·mol−1
【解析】(1)只要能减少化石燃料等资源的运用都属于“开源节流”;B.大力开采煤、石油和天然气,不能减少化石燃料的运用,故错误;C.减少使用化石燃料不代表不使用,故错误;A、D能减少化石燃料的运用,故正确,所以选AD。
(2) ①图象分析金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,所以说明石墨稳定,根据图象可知1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为393.5kJ,则石墨的燃烧热为ΔH=-393.5kJ·mol−1;②12g石墨物质的量为1mol,在一定量空气中燃烧,依据元素守恒,若生成二氧化碳质量为44g,若生成一氧化碳质量为28g,生成气体36g,28g<36g<44g,所以生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体,设一氧化碳物质的量为x,则二氧化碳物质的量为(1-x)mol,28x+44(1-x)=36g,x=0.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol;根据图像可知生成1mol CO2方出的热量为393.5kJ,生成1mol CO放出的热量为110.5 kJ,生成二氧化碳和一氧化碳混合气体放出热量=393.5kJ·mol−1×0.5mol+110.5kJ·mol−1×0.5mol=252.0kJ;
(3) 焓变=反应物总键能-生成物总键能,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,得:x=631.5kJ·mol−1;
(4)已知①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol−1;
②C(石墨,s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·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。
18.【答案】(1)大于
(2) 放热
(3) 大于
(4) 增大 不
II.CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.2 kJ/mol
【解析】I.(1)由图可知,温度为T1先到达平衡,由于温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短,故温度:T1>T2;
(2) 由图可知温度:T1>T2,温度越高,达到平衡时生成物C的含量C%越小,说明升高温度,化学平衡向逆反应移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,逆反应为吸热反应,故该反应的正反应为放热反应;
(3) 由图可知,T2温度时达到平衡后向容器加压,C%减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应移动,由于增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应为气体体积减小的反应,故m>2;
(4) 当温度和容积不变时,在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,体系中气体物质的量增多,气体压强增大,但由于反应混合物的浓度不变,因此平衡不移动;II.①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=﹣890kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=﹣571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=﹣44kJ/mol
根据盖斯定律①-②×2+③×2,得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.2kJ/mol。
19.【答案】(1)-99 (2)﹣246.1kJ·mol﹣1 (3)5H2+2NON2↑+2OH﹣+4H2O A 2NO+12H++10e﹣=N2↑+6H2O 不能
【解析】(1)反应热=反应物总键能―生成物总键能,故ΔH1=1076kJ·mol -1 +2×436kJ·mol -1 -(3×413+343+465)kJ·mol -1 =-99kJ·mol -1
(2) 由盖斯定律可知,①×2+②+③得3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ;
(3) ①用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强,说明该反应中生成氢氧根离子,同时还生成水,所以反应方程式为5H2+2NON2↑+2OH﹣+4H2O;②根据图1可知,NO在Ag-Pt电极上发生得电子的还原反应生成N2,则Ag -Pt电极为阴极,A为正极,B为负极;根据总反应4NO+4H+═5O2+2N2+2H2O可知,阴极上NO得电子生成氮气和水,电极反应式为:2NO+12H++10e﹣=N2↑+6H2O;答案为:A;2NO+12H++10e﹣=N2↑+6H2O③如果把质子交换膜改为阴离子交换膜,则NO将通过阴离子交换膜移向阳极,不会放电,达不到除去NO离子的目的,所以不能把质子交换膜改为阴离子交换膜;故答案为:不能。
20.【答案】(1)2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) ΔH=+131.9kJ/mol
(2)4L2·mol−2 不
(3)0.0125 mol/(L·min) AC
(4)
(5)C
【解析】I. (1)已知:①2H2(g)+CO(g)+O2(g) = 2H2O(g)+CO2(g) ΔH1=-594.1kJ/mol
② 2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g) ΔH2=-1452kJ/mol根据盖斯定律,由①-×②可得反应:2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) ΔH=ΔH1-×ΔH2=-594.1kJ/mol-×(-1452kJ/mol)=+131.9kJ/mol;
(2)达到平衡状态,测得容器内的压强是反应前压强的,设反应后生成的甲醇的物质的量为X,据此列方程求解:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 3 2 0
变化量(mol) 2X X X
平衡量(mol) 3-2X 2-X X
根据测得容器内的压强是反应前压强的得,=,X=1,反应的平衡常数K===4(L/mol)2,该反应的平衡常数为4(L/mol)2;该反应的平衡常数表示式为:K=;保持恒温恒容,向上述达到平衡的容器中再通入CO(g)和CH3OH(g),使得CO(g)和CH3OH(g)浓度均为原平衡的2倍,则Q==K,平衡不移动;
II. (3)根据图中信息可知,min时达到平衡状态,v(NH3)==0.025 mol/(L·min),v(N2)=v(NH3)=0.0125mol/(L·min);反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 是可逆反应,反应不可能完全转化,改变条件后0
(5)保持其它条件不变,若只把容器改为恒压容器,加入0.2mol N2和0.6mol H2,达到平衡时,NH3的体积分数为m%.若向容器中继续加入0.2mol N2和0.6mol H2,相当于将两份合在一起,体积扩大一倍,各组分的量增加一倍,所以NH3的体积分数为不变,则两者体积分数相等,答案选C。
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