(通用版)高考化学一轮复习单元训练卷第九单元化学反应与能量B卷(含解析)
展开第九单元 化学反应与能量
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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Zn 65
一、选择题(每小题3分,共48分)
1.2019年科幻片《流浪地球》中有个画面,冰原上是身穿“核电池全密封加热服”的人类,一旦被卸下核电池,人类就被冻僵,该装置提供电能,并将电能转化为
A.化学能 B.生物质能 C.动能 D.热能
2. 某反应使用催化剂后,其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是
A.总反应为放热反应
B.使用催化剂后,活化能不变
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.ΔH=ΔH1+ΔH2
3.根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为
A.+244.1 kJ·mol-1 B.-488.3 kJ·mol-1
C.-996.6 kJ·mol-1 D.+996.6 kJ·mol-1
4.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键,已知1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330kJ,则S(s) + 3F2(g) = SF6(g)的反应热ΔH为
A.—1780kJ/mol B.—1220kJ/mol C.—450kJ/mol D.+430kJ/mol
5.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知H+(aq)+OH− (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应:H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol−1
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol−1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol−1
C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol−1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol−1
D.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol−1,则C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400 kJ·mol−1
6.已知下列热化学方程式,有关反应焓变的判断正确的是
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH4 3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
7.CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下:
①CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.ΔH1>0
B.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1
C.CO2与H2O合成C2H5OH反应的原子利用率为100%
D.2CO(g)+4H2(g)===H2O(g)+C2H5OH(l) ΔH=(2a+4b-c)kJ·mol-1
8.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g) = CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是
A.ΔH=ΔH1+ΔH2
B.ΔH=-226 kJ·mol-1
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.为了实现转化,需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O
9.丙烯与HCl加成可能发生反应①和②,其能量与反应进程如图所示:下列说法正确的是
A.CH3CHClCH3比CH3CH2CH2Cl 稳定
B.反应①的第I步与第Ⅱ步均放出能量
C.反应②的第I步比第Ⅱ步反应速率快
D.活化能反应①比②的大,反应①更易进行
10.一定条件下,在水溶液中1mol ClOx-(x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是
A.上述离子中结合H能力最强的是E
B.上述离子中最稳定的是A
C.C→B+D反应的热化学方程式为2ClO(aq)=ClO(ag)+ClO-(aq) ΔH=-76kJ·mol-1
D.B→A+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和
11.俄罗斯用“质子—M”号运载火箭成功将“光线”号卫星送入预定轨道,发射用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂,液氧为氧化剂的高能低温推进剂,已知:
(1)H2(g)=H2(l) ΔH1=-0.92kJ·mol-1
(2)O2(g)=O2(l) ΔH2=-6.84kJ·mol-1
(3)如图:
下列说法正确的是
A.2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量低
B.火箭中液氢燃烧的热化学方程式为:2H2(l)+O2(l)=2H2O(g) ΔH= -474.92kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热为ΔH=-241.8kJ·mol-1
D.H2O(g)变成H2O(l)的过程中,断键吸收的能量小于成键放出的能量
12.下列事实与对应的方程式不符合的是
A.硫化氢溶液呈酸性:H2S2H++S2–
B.“NO2球”浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0
C.甲烷的燃烧热ΔH=–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–1
D.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合出现浑浊:S2O+2H+=S¯+SO2+H2O
13.根据能量变化示意图,下列说法正确的是
A.状态1是液态,则状态3一定是气态
B.状态3是液态,则状态4一定是气态
C.A(状态2)+B(g)═C(状态3)+D(g) ΔH=(d﹣a)kJ·mol−1
D.断裂1mol C(状态3)和1mol D(g)中的化学键需要吸收的能量为(e﹣d)kJ
14.下列热化学方程式或说法正确的是
A.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
B.已知H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH=-270kJ·mol-1,则1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态氟化氢时放热大于270kJ
C.甲烷的标准燃烧热为ΔH=-890.3kJ·mol-1,则其燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3,放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
15.已知一定温度下:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1 ②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH2=-92.4 kJ·mol−1 ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol−1下列说法正确的是
A.反应②中的能量变化如上图所示,则ΔH=E1-E3
B.2mol H2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量小于483.6kJ
C.由反应②知在温度一定的条件下,在一恒容密闭容器中通入1mol N2和3mol H2,反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184.8>Q2>2Q1
D.氨催化氧化反应为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH=+906kJ·mol-1
16.煤的液化可以合成甲醇。
①“气化”:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH1=+90.1kJ·mol−1
②催化液化Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol−1
③催化液化Ⅱ:CO2(g)+2H2(g)=CH3OH(g)+1/2O2(g) ΔH3=akJ·mol−1
下列有关说法正确的是
A.催化液化Ⅰ中使用催化剂,反应的活化能Ea、ΔH2都减小
B.反应C(s)+H2O(g)+H2(g)=CH3OH(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1
C.ΔH2>ΔH3
D.甲醇燃料电池的工作原理示意图如图所示,负极的电极反应为CH3OH-6e−+6OH−=CO2↑+5H2O
二、非选择题(共6小题,52分)
17.(1)目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2 可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ.2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ.NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系:ΔH3=___________________。
(2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
①2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=+3 359.26 kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)===CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ·mol-1
③2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)===6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3
则ΔH3=________kJ·mol-1。
(3)分析图像可知,若0.5mol CO被氧化,放出Q kJ热量,则Q=________;若该反应是可逆反应,则在相同条件下将0.5mol CO与1mol NO2混合充分反应后放出的热量________Q kJ(填“>”“<”或“=”)。
(4)真空碳还原—氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol−1
3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=b kJ·mol−1
则反应Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJ·mol−1(用含a、b的代数式表示)。
18.(1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3,请回答:
①若反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,且E1>E2,则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
②已知拆开1mol H—H键、1mol N—H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____________________________。
(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂,已知:16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6 kJ 的热量;2H2O2(l)=O2(g)+2H2O(l) ΔH=-196.4kJ·mol-1。反应N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为__________________________________________。
(3)实验室用50mL 0.50 mol·L−1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有一处明显的错误,该处错误是缺少一种玻璃仪器,该仪器的名称为______________________;实验室提供了0.50mol·L−1和0.55mol·L−1两种浓度的NaOH溶液,应选择______ mol·L−1的溶液进行实验。
19.道路千万条,安全第一条,行车不规范,亲人两行泪。减少交通事故除遵守交通法规正确驾驶外,安全措施也极为重要。汽车的安全气嚢内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生分解或发生反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾驶员和乘客的安全。
请回答下列问题:
(1)下列判断正确的是_______。
A.道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关
B.NH4NO3、KNO3中含有化学键的类型完全相同
C.NaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应
D.NaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸
(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸反应属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②若爆炸过程中有30mol 非极性键生成(一个共用电子对为一个化学健),则反应的能量变化为____kJ(用含a、b的代数式表示),消耗叠氮化钠的质量为_________g。
(3)若安全气囊内充的是叠氮酸钠和硝酸钾,撞击时发生的反应是10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O
+16N2↑。当该反应的氧化产物比还原产物多1.4mol,则转移电子的物质的量是________mol,同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是___________________。
20.(1)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是_________________(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是___________。
②1mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_________________。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;4P(红磷,s)+5O2(g)=
2P2O5(s) ΔH2;ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1____________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在298K、101kPa时,已知:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1;Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2;2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是___________。
A .ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B .ΔH3=ΔH1+ΔH2
C .ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D .ΔH3=ΔH1-ΔH2
(4)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表:
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
200
a
则表中a=__________________。
21.乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。回答下列问题:
(1)乙烷可通过热裂解和氧化裂解制取乙烯。已知下列键能数据:
化学键
C—C
C=C
C—H
H—H
键能/kJ·mol-1
347.7
615
413.4
436.0
①乙烷直接裂解制乙烯的热化学方程式为_____________________________。
②氧化裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-105kJ·mol-1 . 结合①分析,氧化裂解相对热裂解生产乙烯的优点是:________________________________(列举1点)。
(2)利用生物乙醇在某种分子筛催化下可脱水制取乙烯,相应反应如下:
I. C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g)
Ⅱ. 2C2H5OH(g)(C2H5)2O(g)+H2O(g)
平衡常数[Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)]及产品选择性如下图所示:
①反应C2H5OH(g)C2H4(g) + H2O(g)的ΔH______(填“>”或“<”)0。
②关于上图中交点M,下列说法正确的是________(填字母)。
a. 一段时间内,反应I、Ⅱ的速率相等
b. 某温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数相等
c. 一段时间内,反应I、Ⅱ中乙醇的转化率相等
(3)利用煤制合成气,再由合成气间接制乙烯包含的反应有:
I. CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH=a kJ·mol-1
Ⅱ. 2CH3QH(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ·mol-1
①反应2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=_________kJ·mol-1(用a、b表示)。
单元训练金卷·高三·化学卷(B)
第九单元 化学反应与能量
答 案
一、选择题(每小题3分,共48分)
1.【答案】D
【解析】由“核电池全密封加热服”可知,该装置提供电能,并将电能转化为热能,故选D。
2.【答案】B
【解析】由题图可知:反应①是吸热反应,反应②是放热反应,总反应是放热反应,且ΔH=ΔH1+ΔH2,A、C、D项正确;使用催化剂能降低反应所需的活化能,B项错误。
3.【答案】B
【解析】根据盖斯定律,①×2+②×2-③得2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ΔH=-393.5 kJ·mol-1×2-285.8kJ·mol-1×2+870.3kJ·mol-1=-488.3kJ·mol-1,B项正确。
4.【答案】B
【解析】反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,所以对于S(s)+3F2(g)=SF6(g),其反应热ΔH =280kJ/mol+3×160kJ/mol-6×330kJ/mol=-1220kJ/mol,故合理选项是B。
5.【答案】D
【解析】反应过程中除了H+和OH−反应放热,BaSO4沉淀的生成也伴随有沉淀热的变化,即H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH≠2×(-57.3)kJ·mol−1,故A错误;CH3OH(g)的燃烧热为1mol甲醇蒸气燃烧转化为二氧化碳和液态水放出的热量,不能生成氢气,故B错误;H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol−1,则2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol−1,2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol−1,液态水转化为气态水是吸热的,故C错误;由葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol−1可知,0.5 mol葡萄糖完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为1400kJ,即C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ·mol−1,故D正确。
6.【答案】C
【解析】A、发光放热的剧烈的氧化还原反应为燃烧,故煤炭的燃烧为放热反应,即ΔH1<0,ΔH3<0,A错误;B、以碳、CO或H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,故ΔH2>0;燃烧均为放热反应,故铁在氧气中燃烧是放热的,即ΔH4<0,B错误;C、一个反应无论是一步完成还是分为几步完成,其热效应是相同的,已知②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2 ③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3;根据盖斯定律可知将②+③相加可得:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;D、已知:④4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH4 ⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5;根据盖斯定律可知将(④÷2+⑤)×2/3可得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3=,D错误。答案选C。
7.【答案】D
【解析】燃烧反应都是放热反应,则CO与O2反应的反应热为负值,即ΔH1<0,故A错误;H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1,物质的状态不同,反应热不同,故B错误;反应物全部转化为目标产物时,反应的原子利用率为100%,2CO2(g)+3H2O(g)= C2H5OH(l)+3O2(g),反应中生成乙醇和氧气,则原子利用率小于100%,故C错误;由盖斯定律可知,2×①+4×②-③得到目标方程式,即2CO(g)+4H2(g)===H2O(g)+C2H5OH(l) ΔH=(2a+4b-c)kJ·mol-1,故D正确。
8.【答案】D
【解析】由图甲可得①N2O(g)+Pt2O+(s)===N2(g)+Pt2O(s) ΔH;②Pt2O(s)+CO(g)===Pt2O+(s)+CO2(g) ΔH2,根据盖斯定律,由①+②可得N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),则有ΔH=ΔH1+ΔH2,A正确。由图乙可知,该反应的ΔH=Ea-Eb=134kJ·mol-1-360kJ·mol-1=-226kJ·mol-1,B正确。该反应正反应的活化能Ea=134kJ·mol-1,逆反应的活化能Eb=360kJ·mol-1,故正反应的活化能小于逆反应的活化能,C正确。整个转化过程中,Pt2O+是催化剂,Pt2O是中间产物,反应过程中没有被消耗,故不需要补充,D错误。
9.【答案】A
【解析】A.CH3CHClCH3比CH3CH2CH2Cl能量低,能量低的物质稳定,则CH3CHClCH3比CH3CH2CH2Cl稳定,故A正确;B.反应①的Ⅰ的能量增大、Ⅱ的能量减小,则I吸收能量,故B错误;C.反应②的第I步比第II步活化能大,则反应②的第I步比第Ⅱ步反应速率慢,故C错误; D.活化能反应①比②的大,活化能高难以进行,故D错误;故答案为A。
10.【答案】A
【解析】A. 酸根离子对应的酸越弱,结合氢离子能力越强,E对应的是高氯酸根离子,高氯酸是最强的无机酸,酸根离子结合氢离子能力最弱,故选A;B.能量越低越稳定原理,A最稳定,故不选B;C. ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=64+60-2×100=-76kJ·mol−1,所以C→B+D反应的热化学方程式为2ClO(aq)=ClO(ag)+ClO-(aq) ΔH=-76kJ·mol−1,故不选C;D. 3ClO− (aq)=2Cl−
(aq)+ClO(aq)的△H=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能之和-小于生成物的键能之和=0+64-3×60=-116kJ·mol−1,所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和,故不选D;答案:A。
11.【答案】B
【解析】A.由图像可知2mol H2(g)与1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g),放出483.6kJ的热量,故2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量高,选项A错误;B.由图像可知2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol−1①,H2(g)=H2(l) ΔH1=-0.92kJ·mol−1②,O2(g)=O2(l) ΔH2=-6.84kJ·mol−1③,根据盖斯定律可知将①-②×2-③可得2H2(l)+O2(l)═2H2O(g) ΔH=-474.92 kJ·mol−1,选项B正确;C.氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,故氢气的燃烧热为ΔH=-(483.6+88)kJ/mol÷2=-285.8kJ/mol,选项C错误;D.H2O(g)变成H2O(l)为物理变化,不存在化学键的断裂和生成,选项D错误;答案选B。
12.【答案】A
【解析】A. 硫化氢溶液呈弱酸性,电离是分步进行的,H2SH++HS–,故A错误;B. 2NO2(g) (红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0,该反应是放热反应,因此“NO2球”浸泡在冷水中,平衡正向移动,颜色变浅,故B正确;C. 1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的热量为燃烧热,则甲烷的热化学方程式可表示为: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=–890.3 kJ·mol–1,故C正确;D. 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合后会反应生成硫和二氧化硫,溶液出现浑浊,故D正确;故选A。
13.【答案】C
【解析】A与B生成C和D的反应中,A和B的总能量小于C和D的总能量,为吸热反应,若状态1为液体,状态3可能为气体,也可能为液体,故A错误;B.C(状态3)+D(g)的总能量高于C(状态4)+D(g)的总能量,若状态3为液体,则状态4为液体或固体,故B错误;C. A(状态2)+B(g)═C(状态3)+D(g),反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,则吸收的能量为(d-a)kJ,故C正确;D.未标明C的状态,C不一定为气体,则吸收的总能量不全是断键消耗的,还可能包含其他状态转化为气体所吸收的能量,故D错误。答案选C。
14.【答案】B
【解析】A.同温同压下,反应的焓变与反应条件无关,所以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的焓变是相同的,A项错误;B.题给热化学方程式表明1mol H2和1mol F2生成气态2mol HF时放热270kJ,所以当生成液态氟化氢时会进一步放出热量,所以放热大于270kJ,B项正确;C.标准燃烧热对应的水应为液态,C项错误;D.因反应可逆,从所给数据中无法明确反应的焓变,D项错误;答案选B。
15.【答案】C
【解析】A.反应热等于生成物的总能量-反应物的总能量,因此ΔH2=E1﹣E2,A错误;B.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1;H2O(g)=H2O(l) ΔH<0。所以2mol H2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量大于483.6kJ,B错误;C.在恒容密闭容器中通入1mol N2和3mol H2,反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2mol N2和6mol H2,相当于加压,平衡右移,Q2>2Q1,92.4 kJ·mol−1为生成2mol氨气时放出的热量,可逆反应不能进行到底,因此184.8>Q2>2Q1,C正确;D.已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g) ΔH1=+180 kJ·mol−1 ②N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g) ΔH2=﹣92.4 kJ·mol−1 ③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) ΔH3=﹣483.6 kJ·mol−1,由盖斯定律可知,①×2-②×2+③×3得:4NH3(g)+
5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906 kJ·mol−1,D错误;综上所述,本题选C。
16.【答案】B
【解析】A.催化剂能降低反应的活化能,但不能改变反应热,故Ea减小、ΔH2不变,故A错误;
B.①C(s)+2H2O(g)═CO2(g)+2H2(g);ΔH1=+90.1 kJ·mol-1;②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g);ΔH2=
-49.0 kJ·mol-1,①+②得,C(s)+H2O(g)+H2(g)=CH3OH(g) ΔH=+41.1 kJ·mol-1,故B正确;C.根据盖斯定律可知②-③即得到1/2O2(g)+H2(g)=H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH3<0,故ΔH2<ΔH3,故C错误;D.放电时,负极上甲醇失电子发生氧化反应,在碱性条件下电极反应式为:CH3OH-6e−+8OH−=CO+6H2O,故D错误。故选B。
二、非选择题(共52分)
17.【答案】(1)2ΔH2-ΔH1
(2)+2821.6
(3)117 <
(4)a+b
【解析】(1)根据盖斯定律,利用NH3和(NH4)2CO3作工业捕碳剂与CO2反应的三个反应,将Ⅱ式×2-Ⅰ式即可得到Ⅲ式。(2)根据反应可得①+②×6=③,所以ΔH3=+3359.26kJ·mol−1-89.61 kJ·mol−1×6=+2821.6kJ·mol−1。(3)由图知,消耗0.5mol CO时放出的热量为(368kJ·mol−1-134kJ·mol−1)×0.5mol=117 kJ,可逆反应过程中反应物不可能消耗完,因此放出的热量小于Q kJ。(4)根据盖斯定律,将题中所给的两个热化学方程式相加可得所求的热化学方程式,该反应的ΔH=(a+b)kJ·mol−1。
18.【答案】(1)①放热
②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)-621.2 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.6 kJ·mol-1
(3)环形玻璃搅拌棒 0.55
【解析】(1)①若反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,且E1>E2,则ΔH=E2-E1<0,该反应为放热反应。②ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,已知拆开1mol H—H键、1mol N—H键、1mol NN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=946kJ·mol−1+3×436kJ·mol−1-2×3×391kJ·mol−1=-92kJ·mol−1。(2)16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6kJ的热量,故N2H4(l)和足量氧气反应的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJ·mol−1。已知:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJ·mol−1 a,2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.4kJ·mol−1 b,根据盖斯定律,由a+b得:N2H4(l)+2H2O2(l)=
N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.6 kJ·mol−1。(3)由题图可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒,应加入过量的氢氧化钠溶液以保证盐酸反应完全,故应选择0.55 mol·L-1的溶液进行实验。
19.【答案】(1)B、D
(2)放热反应 2.5(a-b)或2.5(b-a) 487.5
(3)1 SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害
【解析】(1)A. 道路起雾,水分子不变,水分子中化学键不变,A项错误;B. NH4NO3含离子键、极性共价键,KNO3由钾离子与硝酸根离子之间为离子键,硝酸根离子中N与O原子之间为极性共价键,则两者化学键类型相同,B项正确;C. NaN3具有还原性,可和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应,C项错误;D. NaN3受到猛烈撞击时,就会发生化学变化;NH4NO3固体属于易燃易爆固体,在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸,D项正确;故答案为:B、D;(2)①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;②发生3NaN3═Na3N+4N2↑,氮气中N≡N非极性键,由反应及图可知生成12 mol非极性键放热为(a−b) kJ,则有30 mol非极性键生成(一个共用电子对为一个化学健),则反应的能量变化为(a−b) kJ×=2.5(a-b)或(b−a) kJ×=2.5(b-a),消耗叠氮化钠的质量为mol×65g/mol = 487.5g,故答案为:2.5(a-b)或2.5(b-a);487.5;
(3)10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑中,KNO3中N元素由+5价降低为0,反应中共转移10电子,NaN3中N元素的化合价由-1/3价升至0价,根据N守恒,氧化产物与还原产物物质的量之比为15∶1,由反应可知,生成16mol N2时氧化产物比还原产物多14mol,若氧化产物比还原产物多1.4mol,则该反应生成氮气为= 1.6mol,根据关系式16N210e−可知转移电子的物质的量是×1.6 mol=1mol;同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害,故答案为:1mol;SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害。
20.【答案】(1)放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)
NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1
(2)<
(3)A
(4)369
【解析】(1)①有图可知:焓变小于0,即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,故答案为:放热,ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)。②第一步的热化学方程式为①NH(aq)+1.5O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273kJ/mol,第二步的热化学方程式为②NO(aq)+0.5O2(g)=NO(aq) ΔH=-73kJ/mol,根据盖斯定律,由①+②可得:NH(aq)+2O2(g)=2H+(aq)
+H2O(l)+NO(aq) ΔH=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ·mol-1,故答案为:NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1。(2)①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2,由盖斯定律②-①可得到反应:4P(红磷,s)=P4(白磷,s) ΔH=ΔH2-ΔH1,红磷比白磷稳定,说明红磷的能量低于白磷,该反应是吸热反应,即ΔH=ΔH2-ΔH1>0,即ΔH1<ΔH2,故答案为:<。(3)已知:①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1;②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2;③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3,则反应③=②×2+①,由盖斯定律可知:ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故选A,故答案为:A。(4)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol−1,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,则H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-102kJ·mol−1,ΔH=反应物键能-生成物键能,则有-102=436+200-2a,解得a=369,故答案为:369。
21.【答案】(1)C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+123.5kJ·mol-1
热裂解是吸热反应需消耗大量的能量,氧化裂解为放热反应,节省能源
(2)> b
(3)2a+b
【解析】(1)①C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g),反应焓变ΔH=反应物总键能-生成物总键能=413.4kJ/mol
×6+347.7kJmol-(616kJ/mol+413.4kJ/mol×4+436.0kJ/mol)=+123.5kJ/mol,则乙烷直接裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+123.5kJ·mol-1;②氧化裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-105kJ·mol-1 ,而乙烷直接裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+123.5kJ·mol-1,可见热裂解是吸热反应需消耗大量的能量,氧化裂解为放热反应,节省能源;(2)①由图示可知升高温度,平衡移动时lnKp的值不断增大,说明温度升高,Kp增大,即平衡正向移动,正方向为吸热反应,故ΔH>0;②上图中交点M表示某温度时,反应I、Ⅱ的lnKp的值相等,即平衡常数相等,因反应I、Ⅱ的反应原理不同,无法体现乙醇的转化率是否相等和反应I、Ⅱ的速率是否相等,故答案为b;(3)①已知:I. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH=a kJ·mol-1,Ⅱ. 2CH3QH(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ·mol-1,根据盖斯定律,I×2+Ⅱ可得反应 2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g),则ΔH=(a kJ·mol-1)×2+(b kJ·mol-1)=(2a+b)kJ·mol-1。
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