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第一章 化学反应的热效应 强基习题——2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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这是一份第一章 化学反应的热效应 强基习题——2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1,共22页。
第一章:化学反应的热效应强基习题
一、单选题
1.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,例如图(Ⅰ)所示:△H1=△H2+△H3,根据上述原理和图(Ⅱ)所示,判断各对应的反应热关系中不正确的是( )
A.A→F △H=﹣△H6
B.A→D △H=△H1+△H2+△H3
C.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0
D.△H1+△H6=△H2+△H3+△H4+△H6
2.下列说法正确的是
A.等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量,归根到底是由太阳能转变来的
C.燃烧热是指1mol物质完全燃烧时放出的热量
D.H+ (aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H=-57.3kJ/mol 也能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热
3.化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是
A.纤维素、蛋白质、聚氯乙烯塑料、天然橡胶都是高分子物质
B.在医疗上一般利用纯碱治疗胃酸过多
C.高温下碳酸钙分解、铝和氧化铁的反应都是吸热反应
D.水玻璃是纯净物,常用于生产硅胶、木材防火剂、粘合剂
4.参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中不正确的是
A.该反应的正向活化能为117 kJ/mol
B.升高温度使该反应的反应速率降低
C.加入催化剂,不改变该化学反应的反应热
D.从图中可看出,该反应的△H=+75 kJ/mol
5.在298K、1.01×105Pa下,将0.5molCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下,1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
D.2CO2(g)+2NaOH(aq)=2NaHCO3(aq) ΔH=-(8y-2x) kJ·mol-1
6.认真归纳常见的吸热反应和放热反应并回答,下列变化属于吸热反应的是
①加热KClO3和MnO2的混合物制取O2 ②蜡烛的燃烧 ③碳和二氧化碳在高温下反应 ④将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物放入水中 ⑤将碳酸钠晶体和硝酸铵晶体混合均匀放在日光下暴晒 ⑥将黏土、石子、水混合均匀 ⑦将生石灰倒入海水中 ⑧煅烧石灰石.
A.①③④⑤⑧ B.③④⑤⑥⑧ C.②④⑤⑥⑦ D.①②④⑤⑧
7.下列关于能量变化的说法中正确的是
A.能量变化是化学反应的基本特征之一
B.当反应物断键吸收的总能量比生成物成键释放的总能量高时,为放热反应
C.在100kPa时,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.895kJ的能量,可知金刚石比石墨稳定
D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
8.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是
A.1 mol C (金刚石)比1 mol C (石墨)的总能量高
B.金刚石比石墨稳定
C.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
D.金刚石转化为石墨是吸热反应
9.气体A2和B2反应生成气体AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.该反应的热化学方程式为:A2(g)+B2(g)=2AB(g) △H=(x-y)kJ·mol-1
C.1mol A—B键断裂需要放出 0.5y kJ的能量
D.2 mol AB的能量低于1 mol A2的能量
10.已知有关化学键的键能数据如表所示,则下列热化学方程式正确的是
化学键
A-A
B-B
A-B
键能
A.
B.
C.
D.
11.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,分别向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入:①稀醋酸;②浓H2SO4;③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,它们的关系表示正确的是
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH2<ΔH3<ΔH1
C.ΔH1=ΔH2=ΔH3 D.ΔH2>ΔH3>ΔH1
12.下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
13.已知:
①
②
③
④
下列叙述正确的是
A.由上述热化学方程式可知
B.的摩尔燃烧焓为
C.
D.
二、填空题
14.共价键都有键能之说,键能是指拆开1 mol共价键所需要吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。
(1)已知H—Cl键的键能为431.4 kJ/mol,下列关于键能的叙述正确的是______________。
A.每生成1 mol H—Cl键吸收431.4 kJ能量
B.每生成1 mol H—Cl键放出431.4 kJ能量
C.每拆开1 mol H—Cl键放出431.4 kJ能量
D.每拆开1 mol H—Cl键吸收431.4 kJ能量
(2)参考下表中的数据,判断下列分子受热时最稳定的是___________。
化学键
H—H
H—F
H—Cl
H—Br
键能/kJ/mol
436
565
431
368
A.H2 B.HF C.HCl D.HBr
(3)能用键能大小解释的是____________。
A.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态 B.氮气的化学性质比氧气稳定
C.稀有气体一般很难发生化学反应 D.硝酸易挥发而硫酸难挥发
(4)已知:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,常温下,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量.写出该反应的热化学方程式_____________________.
(5)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g).反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)
①写出表示S8燃烧热的热化学方程式:______________.
②写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式:______________.
15.(1)某反应A(g)+B(g)= C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答问题。
①该反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应,反应的ΔH=________ kJ· mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
②该反应过程中,断裂旧化学键吸收的总能量____________(填“>”“ <”或“=”) 形成新化学键释放的总能量。
(2)已知拆开1 mol H-H 键,1 mol Cl-Cl键,1 mol H-Cl键,分别需要的能量是436 kJ、243 kJ、431 kJ,则1 mol HCl分解生成0.5 molCl2与0.5 molH2的热化学方程式为________________。
(3)液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水混合可作火箭推进剂,已知:16 g液态肼和足量氧气反应生成氮气和液态水,放出310.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为________________。
16.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ/mol,
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/moL。
回答下列各问:
(1)36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为___kJ。
(2)C的燃烧热△H=___kJ/mol。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为___kJ。
17.回答下列问题:
(1)已知: ,
,
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_______。
(2)氢化亚铜()是一种难溶物质,用溶液和“另一物质”在40~50℃时反应可生成氢化亚铜。不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体; 在酸性条件下发生反应: 。根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
①用溶液和“另一物质”制的反应中,用氧化还原观点分析,“另一物质”在反应中作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
② 写出在氯气中燃烧的化学方程式:_______。
③ 溶解在稀盐酸中生成的气体是_______(填化学式)。
④ 如果把溶解在足量的稀硝酸中,生成的气体只有,请写出溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:_______。
18.(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂的作用下转化为单质S。已知:
①CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
则处理CO、SO2的方法的热化学方程式是________________________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0)
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36 L CO将NO2还原至N2(CO完全反应),则整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为_____(用含有a和b的代数式表示)kJ。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1 ①
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2 ②
若1 mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=_______。
(4)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+0.5O2(g)H2O(l) △H=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+0.5O2(g)H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
则H2的燃烧热(△H)为________________________。
19.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___(填字母)。
A.C和CO2高温下反应 B.甲烷的燃烧反应
C.Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应 D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知:
化学键种类
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能(kJ/mol)
436
247
434
计算可得:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=___kJ·mol-1。
②通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101kPa时:
I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=-414kJ·mol-1
II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式:___。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
①补全图:图中A处应填入___。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的△H___(填“变大”“变小”或“不变”)。
20.完成下列反应的热化学方程式。
(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则热化学方程式为_____________。
(2)已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1,写出H2S的燃烧热的热化学方程式_________________________ 。
(3)已知:N2(g)+H2(g)=N(g)+3H(g) ΔH1=+a kJ·mol-1
N(g)+3H(g)=NH3(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
NH3(g)=NH3(l) ΔH3=-c kJ·mol-1
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式__________________________________。
(4)已知:①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7 kJ·mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
试写出HF电离的热化学方程式_____________________________________________。
(5)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S—F键,已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,F—F键能为160 kJ·mol-1,S—F键能为330 kJ·mol-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式___________________________________________。
21.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:ΔH=+88.6 kJ/mol则M、N相比,较稳定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a________726.5(填“>”“<”或“=”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
(4) 已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ • mol-1;CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g)△H=-283. 0kJ • mol-1;C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ • mol-1。则4Fe (s)+3O2(g) =2Fe2O3(s)△H=____________。
22.硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2 (g)SO3(g),ΔH=-98kJ·mol-1,钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:___________。
23.20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)①如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_______________。
②若在反应体系中加入催化剂,E1、E2的变化分别是:E1_____、E2______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)图是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1 mol产物的数据)。根据图回答下列问题:
①PCl3(g)分解生成P(s)和Cl2(g)的热化学方程式_______________。
②P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的反应热△H3与P(s)和Cl2(g)仅一步反应生成1 mol PCl5(g)的反应热△H4关系是:△H3______△H4 (填“>”、“<”或“=”)。
参考答案:
1.D
【分析】一个化学反应的热效应,仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关,而与中间步骤无关,根据盖斯定律以及热化学方程式的含义分析判断。
【详解】A.根据热化学方程式的含义,互为可逆的两个化学反应其焓变是互为相反数的关系,A→F △H=-△H6,故A正确;
B.根据盖斯定律:A→D的△H=△H1+△H2+△H3,故B正确;
C.对于具体的物质而言,物质的能量是固定的,即H是一定的,但是焓变为0,即△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0,故C正确;
D.根据盖斯定律:△H1+△H6=﹣(△H2+△H3+△H4+△H5),故D错误;
故选D。
2.B
【详解】A.等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,由于白磷蒸气含有的能量高,所以前者放出的热量多,A错误;
B.人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量,归根到底是由古代的动物、植物等经过漫长的历史时期形成的,因此是太阳能转变来的,B正确;
C.燃烧热是指1mol物质完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,C错误;
D.H+ (aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H=-57.3kJ/mol表示可溶性的强酸与强碱反应产生可溶性盐和水时放出的热量,由于醋酸是弱酸,因此该反应不能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热,D错误;
故选B。
3.A
【详解】A.纤维素、蛋白质、聚氯乙烯、天然橡胶均为聚合物,属于高分子物质,故A正确;
B.医疗上用碳酸氢钠治疗胃酸,故B错误;
C.铝和氧化铁发生铝热反应,为放热反应,故C错误;
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液为混合物,故D错误;
故选:A。
4.B
【详解】A.由图可知该反应的正向活化能为117 kJ/mol,逆向活化能为42 kJ/mol,A正确;
B.升高温度,化学反应速率增大而不是减小,B错误;
C.催化剂不能改变反应物与生成物的能量,所以加入催化剂,不改变该化学反应的反应热,C正确;
D.由图可知,焓变△H=117 kJ/mol-42 kJ/mol=+75 kJ/mol,D正确;
故合理选项是B。
5.A
【分析】根据题意可知,0.5molCO2通入1mol•L-1NaOH溶液750mLL中充分反应,测得反应放出xkJ的热量,写出热化学反应方程式,再利用1mol CO2通入2mol•L-1NaOH溶液1L中充分反应放出y kJ的热量写出热化学反应方程式,最后利用盖斯定律来书写CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式。
【详解】0.5molCO2通入750mL1mol⋅L−1NaOH溶液中生成碳酸钠和碳酸氢钠,物质的量之比为1:1,放出热量为xkJ,2molCO2反应放出热量为4xkJ,热化学反应方程式为 2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=−4x kJ⋅mol−1 ①;1molCO2通入1L2mol⋅L−1NaOH溶液中反应生成碳酸钠,放出的热量为ykJ,则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq) △H=−y kJ⋅mol−1 ②;根据盖斯定律可知,①−②得:CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=−(4x−y) kJ⋅mol−1;故选:A。
6.A
【分析】①加热KClO3和MnO2的混合物制取O2是分解反应,属于吸热反应;
②蜡烛的燃烧是放热反应;
③碳和二氧化碳在高温下反应是吸热反应;
④将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物放入水中是吸热反应;
⑤将碳酸钠晶体和硝酸铵晶体混合均匀放在日光下暴晒,是吸热反应;
⑥将黏土、石子、水混合均匀,是物理变化,既不是吸热反应也不是放热反应;
⑦将生石灰倒入海水中,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,是放热反应;
⑧煅烧石灰石是吸热反应;
【详解】A.①③④⑤⑧均为吸热反应,A正确;
B.⑥为放热反应,B错误;
C.②⑦均为放热反应,⑥是物理变化,既不是吸热反应也不是放热反应,C错误;
D.②为放热反应,D错误;
故选A。
7.A
【详解】A.任何化学反应都是断裂旧化学键形成新化学键的过程,化学键的断裂和生成会吸收能量和释放能量,故A项正确;
B.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去形成新键释放的能量,则当反应物断键吸收的总能量比生成物成键释放的总能量高时,焓变为正值,为吸热反应,故B项错误;
C.1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ的能量,可知石墨能量低,因此石墨比金刚石稳定,故C项错误;
D.反应中的能量变化与反应条件无关,需要加热才能发生的反应也可能是放热反应,故D项错误;
故选A。
8.A
【详解】A.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,所以1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高,选项A正确;
B.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,稳定,所以石墨比金刚石稳定,选项B错误;
C.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,选项C错误;
D.金刚石转化为石墨要释放能量,即金刚石转化石墨是放热反应,选项D错误;
答案选A。
9.B
【详解】A.由图示可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,A错误;
B.由图示可知,当有1molA2(g)和1molB2(g)反应生成2molAB(g)时,放出(y-x)kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:A2(g)+B2(g)=2AB(g) △H=(x-y)kJ·mol-1,B正确;
C.形成2molA-B键释放ykJ的能量,则1molA-B键断裂要吸收0.5ykJ的能量,C错误;
D.该反应放热,2molAB的能量低于1molA2和1molB2的能量,D错误;
答案选B。
10.C
【详解】根据反应物键能之和—生成物键能之和,可得的反应热为+-×2=,即或,故选C。
11.B
【详解】等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水,若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热,应放出相同的热量,但在实际反应中,浓H2SO4溶解放热,CH3COOH是弱电解质,电离要吸热,且放热越多,ΔH越小,则ΔH1>ΔH3>ΔH2;综上所述,故选B。
12.D
【详解】A. 物质的聚集状态对反应的反应热有影响,故书写热化学方程式时,要标出物质的聚集状态,A错误;
B. 碳的燃烧为放热反应,反应热应为负值,B错误;
C. 酸碱中和为放热反应,反应热应为负值,且反应热的单位为,C错误;
D. 书写热化学方程式时,要注明物质的聚集状态,反应热的单位为,氢气在氯气中燃烧为放热反应,故反应热为负值,D正确;
答案选D。
13.B
【详解】A.根据盖斯定律④-③得到,此过程 放热,则有,则,故A错误;
B.表示摩尔燃烧焓的热化学方程式中应生成液态水,故的摩尔燃烧焓为,故B正确;
C.根据盖斯定律,得 ,故C错误;
D.根据盖斯定律可知得到,故D错误;
综上所述,答案为B。
14.(1)BD
(2)B
(3)B
(4)4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O ΔH=-115.6 kJ·mol-1
(5) S8(s)+8O2=8SO2(g) ΔH=-8a kJ/mol SO3(g)=SO2(g)+1/2O2(g) ΔH=+b kJ/mol
【详解】(1)已知H-Cl键的键能为431.4kJ/mol,所以要拆开1 molH-Cl键需要吸收431.4kJ能量,要形成1 molH-Cl键需要放出431.4kJ能量;故答案为BD;
(2)键能越大,键越稳定,由表格数据可知,HF的键能最大,则HF最稳定;
故答案为B;
(3)A.分子间作用力越大,分子晶体的熔点越高,常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,是因为单质碘的分子间作用力大,与键能无关,故A错误;
B.键能越大,分子越稳定,氮气中的共价键的键能比氧气的大,所以氮气的化学性质比氧气稳定,能用键能解释,故B正确;
C.稀有气体为单原子分子,没有化学键,很难发生化学反应,是因为原子达到8电子稳定结构,不易形成化学键,故C错误;
D.物质想挥发性与其沸点有关,分子晶体的沸点与分子间作用力有关,与键能无关,故D错误;
故答案为B;
(4)在反应中4HCl+O2=2Cl2+2H2O,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O ΔH=-115.6kJ·mol-1;
(5)①依据图象分析1molO2和molS8反应生成二氧化硫放热akJ/mol,依据燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,根据概念先写出化学方程式,标注物质聚集状态,反应反应热,热化学方程式为:S8(s)+8O2=8SO2(g) ΔH=-8a kJ/mol;
②依据图象分析结合反应能量变化,写出化学方程式,标注物质聚集状态和反应热,SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式为:SO3(g)=SO2(g)+1/2O2(g) ΔH=+b kJ/mol。
15. 吸热 E1-E2 > HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+91.5 kJ·mol-1 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJ·mol-1
【详解】(1)①由图像可以看出反应物总能量小于生成物的总能量,则该反应的正反应为吸热反应,ΔH=生成物总能量-反应物总能量= E1-E2,故答案为:吸热;E1-E2;
②由①可知,该反应吸热,故断裂旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键释放的总能量,故答案为:>;
(2)HCl分解生成0.5 molCl2与0.5 molH2的反应吸热,吸收的热量=断裂旧化学键吸收的总能量-形成新化学键释放的总能量=431 kJ·mol-1-(0.5436 kJ·mol-1+0.5243 kJ·mol-1)=91.5 kJ·mol-1,热化学方程式为:HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+91.5 kJ·mol-1;
(3)反应方程式为:N2H4+2H2O2═N2+4H2O,=0.5mol液态肼放出310.6kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为310.6kJ2=621.2kJ,所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJ·mol-1。
16. 87.6 -393.5 1429
【分析】此题考查盖斯定律的应用,根据需要计算的反应物和生成物判断所需的分反应方程式,利用各反应中物质的特点进行加合。对于燃烧热注意生成的稳定的化合物。
【详解】(1)根据反应①和②利用盖斯定律,②2-①得出2H2O (l) = 2H2O(g) △H=-87.6kJ/mol,所以36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为87.6 kJ;
(2)根据C的燃烧热是指燃烧1mol碳生成稳定的氧化物所放出的热量判断④是碳的燃烧热的热化学方程式。故C的燃烧热△H= -393.5 kJ/mol;
(3)根据反应②,10gH2的物质的量n=5 mol,所以放出的热量为:285.8kJ5=1429kJ。
【点睛】熟悉燃烧热的基本概念,掌握盖斯定律的应用的技巧,找准总反应的反应物和生成物进行书写方程式。
17.(1)C(s) +H2O(g)=H2(g)+CO(g) ∆H=+131.3 kJ/mol
(2) 还原剂 2CuH+3Cl2 2CuCl2 + 2HCl H2 CuH+3H++=Cu2++2H2O+NO
【解析】(1)
将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,②-①可得反应C(s) + H2O(g) = H2(g)+CO(g),则反应热∆H=∆H2-∆H1=(-110.5kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+131.3 kJ/mol,反应的热化学方程式为C(s) +H2O(g)=H2(g)+CO(g) ∆H=+131.3 kJ/mol;
(2)
① CuH中铜的化合价是+1价,而硫酸铜中铜的化合价是+2价,即硫酸铜是氧化剂,所以另一种物质是还原剂;
②氯气具有强氧化性,所以和氯气反应的生成物是氯化铜和氯化氢,方程式为2CuH+3Cl2 2CuCl2 + 2HCl;
③ CuH中H的化合价是-1价,具有还原性,而氯化氢中H的化合价是+1价,所以生成的气体是氢气;
④ CuH中H的化合价是-1价,具有还原性,而硝酸具有强氧化性,可以将+1价的铜和-1价的氢都会氧化,而发生氧化还原反应,根据电子守恒进行配平方程式得CuH+3H++=Cu2++2H2O+NO。
18. 2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1 0.3 3(2a+b)/80 -1160 kJ·mol-1 -285.8 kJ·mol-1
【分析】(1). 根据盖斯定律将所给的热化学方程式合并可得所求的热化学方程式;
(2). 根据盖斯定律求出4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)的反应热,反应中标准状况下3.36LCO即0.15molCO反应时转移0.3mol电子,根据物质的量之比等于热量比求出放出的热量;
(3). 根据盖斯定律将已知方程式合并得2CH4(g)+4NO2(g)2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H=△H1+△H2,结合1molCH4还原NO2至N2的整个过程中放出的热量为867kJ计算;
(4). 根据燃烧热指的是1mol纯净物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量分析。
【详解】(1). 已知:①CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
将方程式①×2−②得2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) △H=(−283.0kJ⋅mol−1)×2−(−296.0 kJ⋅mol−1)=−270 kJ⋅mol−1,所以处理CO、SO2的热化学反应方程式为:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1,故答案为2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1;
(2). 已知:①CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0)
②2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
将方程式①×2+②得4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) △H=(-a)kJ•mol-1×2+(-b kJ•mol-1)=-(2a+b)kJ•mol-1,所以其热化学反应方程式为:4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) △H=-(2a+b)kJ•mol-1,根据方程式可知转移电子的物质的量为:×2=0.3mol,放出的热量为:×=kJ,故答案为0.3;3(2a+b)/80;
(3). 已知:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1 ①
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2 ②
将方程式①+②得2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H=△H1+△H2,根据方程式可知,1mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867kJ,所以△H2=-867 kJ·mol-1×2-(-574 kJ·mol-1)=-1160 kJ·mol-1,故答案为-1160 kJ·mol-1;
(4). 燃烧热指的是1mol纯净物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,则反应①H2(g)+0.5O2(g)H2O(l) △H=-285.8 kJ·mol-1是表示氢气燃烧热的热化学方程式,所以氢气的燃烧热为△H=-285.8 kJ·mol-1,故答案为-285.8 kJ·mol-1。
19. AC -185 Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=-317kJ·mol-1 1molCO2(g)+3molH2(g) 不变
【详解】(1)C和CO2高温下反应时碳作还原剂,不是燃烧反应,为吸热反应,A正确;
B.物质的燃烧为放热反应,所以甲烷燃烧为放热反应,B错误;
C.Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应为常见的吸热反应,C正确;
D.活泼金属与酸的反应放热,所以锌与盐酸反应放热,D错误;
答案为AC;
(2)①焓变等于反应物的化学键能和-生成物化学键能和,所以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的焓变为:,故答案为:;
②由反应I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=-414kJ·mol-1
II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511kJ·mol-1结合盖斯定律可知, 得到,故答案为:;
(3)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,根据能量变化图片可知生成1mol甲醇和1mol水,根据原子守恒可知,需要1molCO2(g)+3molH2(g),故答案为:1molCO2(g)+3molH2(g);
②催化剂可以改变反应的活化能,但是不能改变反应的焓变,因此△H不变,故答案为:不变。
20. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ/mol N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ/mol. HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4 kJ/mol S(s)+3F2(g)═SF6(g) ΔH=-1 220 kJ/mol.
【详解】(1)0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ热量,1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放热890kJ,反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol,
(2) 已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1,则H2S的燃烧热的热化学方程式为:H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ/mol,
故答案为:H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ/mol;
(3) 已知:N2(g)+H2(g)=N(g)+3H(g) ΔH1=+a kJ·mol-1
N(g)+3H(g)=NH3(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
NH3(g)=NH3(l) ΔH3=-c kJ·mol-1
根据盖斯定律,将以上三个热化学方程式相加即可得到N2(g)+H2(g)=== NH3(l) ΔH=- (b+c-a) kJ/mol.,即得到N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ/mol.
故答案为:N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ/mol.
(4) 已知:①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7 kJ·mol-1,②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1根据盖斯定律,①-②得:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=(-67.7+57.3)kJ·mol-1=-10.4 kJ/mol,
故答案为:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4 kJ/mol
(5) 已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,F—F键能为160 kJ·mol-1,S—F键能为330 kJ·mol-1,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能-生成物的键能=280 kJ·mol-1+3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1= -1 220 kJ/mol, 所以 S(s)+3F2(g)═SF6(g) ΔH=-1 220 kJ/mol.,
故答案为:S(s)+3F2(g)═SF6(g) ΔH=-1 220 kJ/mol.;
【点睛】
21. M < 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290 kJ·mol-1 -1641.0 kJ • mol-1
【分析】根据反应吸放热判断物质能量高低,进而判断物质的稳定性,根据盖斯定律书写热化学反应方程式并计算反应热。
【详解】(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N:△H = +88.6kJ•mol-1,该过程是吸热反应,N暗处转化为M,是放热反应,根据反应物的能量越低越稳定,可知M稳定,故答案为:M;
(2)燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量小于燃烧热,故答案为: