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【化学】湖南省株洲市茶陵县第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试(选考)试题(解析版)
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湖南省株洲市茶陵县第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试(选考)试题
相对原子质量:C:12 H:1 O:16
一、选择题(3×16=48分)
1.反应A(g)+ 3B(g)2C(g)(放热反应),达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述正确的是( )
A. 正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B. 正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】降低温度,活化分子百分数降低,正、逆反应速率都减小,平衡向放热即正反应方向移动,选项C符合题意,故答案为C。
2. 已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )
A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ
【答案】A
【解析】
【详解】葡萄糖燃烧热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式 6H2O ~ ΔH
6×18 g 2 804 kJ
1 g x
解得x==26.0kJ,答案选A。
3.如图所示,ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH2=-395.4kJ·mol-1,
下列说法或表示式正确的是( )
A. 石墨和金刚石的转化是物理变化
B. C(s、石墨)===C(s、金刚石)ΔH =+1.9kJ·mol-1
C. 金刚石的稳定性强于石墨
D. 断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量少
【答案】B
【解析】
【详解】A、由图得:①C(S,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1,②C(S,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ·mol-1,①-②可得:C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,则:石墨转化为金刚石是发生的化学反应,属于化学变化,故A错误;
B、因C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,故B正确;
C、金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误;
D、依据热化学方程式C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大于1.9 kJ,故D错误;
答案选B。
4.已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
④H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0 kJ·mol-1
下列结论正确的是( )
A. 碳的燃烧热小于-110.5 kJ·mol-1
B. 浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
C. 氢气的燃烧热为-241.8 kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的反应热为ΔH=+571.6 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,C完全燃烧的产物是CO2,CO继续燃烧生成CO2放出热量,那么C的燃烧热小于-110.5 kJ·mol-1,A正确;
B.浓硫酸的稀释时有热量释放,所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量大于57.3 kJ,B错误;
C.根据盖斯定律,③④相加得到热化学方程式H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,H2的燃烧热为-285.8kJ/mol,C错误;
D.该反应为放热反应,故ΔH的符号为“-”,D错误;
答案选A。
5.已知S(s)=S(g) ΔH1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则S(s)燃烧的热化学方程式为( )
A. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1
B. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
C. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
D. 1 mol S(s)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量大于1 mol S(g)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量
【答案】C
【解析】
【详解】S(s)=S(g)△H1,S(g)+O2(g)═SO2(g)△H2,根据盖斯定律,S(s)燃烧的热化学方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=△H1+△H2,故C正确;因为固体硫转化为气体的过程是吸热的,所以1molS(s)燃烧生成1molSO2(g)放出的热量小于1molS(g)燃烧生成1molSO2(g)放出的热,故D错误;故选C。
6.已知①2C(s)+O2(g)===2CO(g) △H=-221.0kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) △H= -4836kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的△H为 ( )
A. +131.3kJ·mol-1 B. -131.3kJ·mol-1
C. -352.3kJ·mol-1 D. +262.6kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】把方程式(①-②)/2,得出C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g);ΔH=(-221.0+483.6)/2=+131.3kJ·mol-1,所以选A
7.肼(N2H4)为高能燃料,有关化学反应与能量变化如图,已知键能数据(kJ/mol)如下:N≡N 942、O=O 500、N-N 154,则断裂1mol N-H键需要的能量为( )
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
【答案】B
【解析】
【详解】根据图示写出:N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g) △H3=2752kJ/mol−534kJ/mol=2218kJ/mol,∆H=旧键断裂吸收的能量-新键生成释放的能量;设断裂1molN−H键所需的能量为K,则154kJ/mol+4K+500kJ/mol=2218kJ/mol,解得K=391kJ/mol,
故选B。
8.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下测得反应速率,其中速率最快的是( )
A. υ(C)=0.5 mol / (L·s) B. υ(D)=0.4 mol / (L·s)
C. υ(B)=0.6 mol / (L·s) D. υ(A)=0.15 mol / (L·s)
【答案】A
【解析】
【详解】相同条件下,同一化学中,用不同的物质表示化学反应速率其数值之比等于计量数之比,即;将选项转化为用υ(A)来表示,然后在比较其化学反应速率大小,
A.υ(C)=0.5mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/2υ(C)=0.25mol / (L·s);
B.υ(D)=0.4 mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/2υ(D)=" 0.2" mol / (L·s);
C.υ(B)=0.6 mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/3υ(D)=" 0.2" mol / (L·s);
D.υ(A)=0.15mol / (L·s);
故A的反应速率最大,所以本题的答案选择A。
9.在2L密闭容器中加入4mol A和6mol B,发生以下反应:4A(g)+6B(g)4C(g)+5D(g)。若经5s后,剩下的A是2.5mol,则B的反应速率是( )
A. 0.45mol/(L·s) B. 0.15mol/(L·s)
C. 0.225mol/(L·s) D. 0.9mol/(L·s)
【答案】C
【解析】
【详解】5s内A的物质的量变化量为4mol-2.5mol=1.5mol,故A的浓度变化量为1.5mol÷2L=0.75mol/L,所以υ(A)=0.75mol/L÷5s=0.15mol/(L•s),化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以υ(B)=6×0.15mol/(L•s)÷4=0.225mol/(L•s),
故选C。
10.某温度下,反应SO2(g)+O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1=50,在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g) +O2(g)的平衡常数K2的值为( )
A. 2500 B. 4×10-4 C. 100 D. 2×10-2
【答案】B
【解析】
【详解】某温度下,SO2(g)+O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1=50,
所以相同温度下2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3 (g) 的平衡常数K=(K1)2=502=2500,
在同一温度下,反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2=1÷K=1÷2500=4×10−4,
故选B。
11.可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)H<0 达到平衡后,当改变外界条件如物质浓度、体系压强、温度等而发生下列项目的变化时,能作为平衡一定发生了移动的标志的是( )
A. 气体的密度变小了 B. 反应物和生成物浓度均变为原来的2倍
C. 气体的颜色变深了 D. 体系的温度发生了变化
【答案】D
【解析】
【详解】A项,若增大体积,减小压强,混合气体的密度变小,但平衡没有发生移动;
B项,若将容器体积缩小为原来的1/2,增大压强,反应物和生成物的浓度都变为原来的2倍,但平衡没有发生移动;
C项,若缩小体积,增大压强,c(I2)增大,气体颜色变深,但平衡没有发生移动;
D项,该反应的正反应为放热反应,若体系的温度变化了,则平衡一定发生了移动;
故选D。
12.下列说法中正确的是( )
A. NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
B. 常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)为熵增加的反应,可以自发进行
C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
D. 非自发反应在任何条件下都不能实现
【答案】C
【解析】
【分析】通过复合判据进行分析;
【详解】A、NH4NO3溶于水是混乱度增大的过程,即△S>0,能够自发进行,故A错误;
B、该反应为吸热反应,△H>0,依据反应方程式,该反应为熵增,即△S>0,根据复合判据,△G=△H-T△S,能够自发进行,需要在高温下,故B错误;
C、根据复合判据,熵增且放热的反应一定是自发反应,故C正确;
D、有些非自发反应在一定条件下能够实现,如水分解生成氢气和氧气不是自反应,但在电解条件下,可以实验,故D错误;
答案选C。
13.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则 ( )
A. 平衡不移动
B. 再达平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)仍为2∶2∶1
C. 再达平衡时,C的体积分数增大
D. 再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】
【详解】保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,相当于增大压强,
A.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,故A错误;
B.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,导致再次达到平衡时,A、B和C的物质的量之比减小,故B错误;
C.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,导致再次达到平衡时,C的体积分数增大,故C正确;
D.由于反应物和生成物的浓度都增大,所以再达平衡时,正逆反应速率都增大,故D错误;
故选C。
14.已知:4NH3(g) + 5O2(g) =4NO(g) + 6H2O(g),△H= —1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应,若反应物起始的物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故A正确。
B、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故B正确。
C、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故C错误。
D、催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡,催化剂能加快反应速率缩短反应到达平衡的时间,故D正确;
故选:C。
15.在某恒温恒容的密闭容器内发生反应:2A(g)+B(g)C(g)△H<0。开始充入2mol A和2mol B,并达到平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 再充入2mol A,平衡正移,A的转化率增大
B. 如果升高温度,C的体积分数增大
C. 如果增大压强,化学平衡一定向正反应方向移动,B的体积分数减小
D. 再充入1mol C,C的物质的量浓度将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.再充入2 mol A,A的浓度增大,则平衡右移,但A的转化的物质的量与加入的相比较,加入的多,转化的少,转化率反而减小,故A错误;
B.如果升高温度,平衡向逆反应方向移动,C的体积分数减小,故B错误;
C.如果增大压强,平衡不一定右移,B的体积分数不一定变化,如加入惰性气体总压增大,分压不变,平衡不动,故C错误;
D.再充入1 mol C,平衡向逆反应方向移动,A、B的浓度增大,温度不变,平衡常数不变,则平衡时C的浓度增大,故D正确;
故选D。
16.等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) ΔH<0,下列叙述正确的是 ( )
A. 平衡常数K值越大,X的转化率越大
B. 达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
C. 达到平衡后降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D. 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A、平衡常数K值越大,反应向正反应进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确。
B、达平衡时2v正(X)=v逆(Z),B项错误
C、达平衡后降低温度,正、逆反应速率均减小,又因平衡向正反应方向移动,所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数,C项错误。
D、增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误。
答案选A。
二、非选择题
17.T ℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件,回答下列问题:
(1)A与B反应生成C的化学方程式为________,正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)t1 min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有______(填字母序号)。
A.保持其他条件不变,增大压强
B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体
C.保持其他条件不变,升高温度
【答案】(1). A(g)+3B(g)2C(g) (2). 放热 (3). C
【解析】
【详解】(1)随反应进行,A、B的物质的量浓度减小,为反应物,C的物质的量浓度增大,为生成物,最终A、B的浓度不变化,且不为0,属于可逆反应,A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2,故反应方程式为:A(g)+3B(g)⇌2C(g);由图(Ⅱ)可知T1>T2,升高温度,B的体积分数增大,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故答案为:A(g)+3B(g)⇌2C(g);放热;
(2)A.保持其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动,故A错误;B 保持容器总体积不变,通入少量稀有气体,各组分的浓度不变,平衡不发生移动,故B错误;C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故C正确;故答案为:C。
18.2A B+C在某一温度时,达到平衡。
(1)若温度升高,平衡向正反应方向移动,则正反应________反应(填“放热”或“吸热”);
(2)若B为固体,减小压强平衡向逆反应方向移动,则A呈______态;
(3)若A、B、C均为气体,加入催化剂,平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)
【答案】(1). 吸热 (2). 气态 (3). 不
【解析】
【分析】依据勒夏特列原理进行分析;
【详解】(1)根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向正反应方向进行,即正反应方向为吸热反应;
(2)B为固体,减小压强,平衡向逆反应方向移动,由于降低压强平衡向气体体积增大的方向移动,因此逆反应为气体体积增大的反应,即A为气态;
(3)使用催化剂,加快反应速率,但化学平衡不移动。
19.在一个体积为1L的密闭容器中发生某化学反应:2A(g)B(g)+C(g),三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在950℃,B、C的起始浓度都为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。试回答下列问题:
(1)在实验Ⅰ中,反应在20~40min内A的平均反应速率为__mol·L-1·min-1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是___。
(2)该反应的ΔH___0,其判断理由是___。
(3)实验Ⅰ第40min末,若降低反应温度,达到新的平衡后,A的浓度不可能为___(填序号)。
A.0.35mol·L-1 B.0.4mol·L-1 C.0.7mol·L-1 D.0.8mol·L-1
(4)若反应在800℃进行,在该1L的密闭容器中加入1molA、0.2molHe,达到平衡时A的转化率应___。
A.等于86% B.等于50% C.小于50% D.介于50%~86%之间
【答案】(1). 0.0075 (2). 实验Ⅱ使用了催化剂 (3). > (4). 根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推知升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应 (5). AB (6). D
【解析】
【分析】(1)实验Ⅰ中,反应在20min至40min内A的浓度变化为0.55mol/L-0.4mol/L=0.15mol/L,再根据υ=∆c÷∆t计算;实验Ⅱ和实验I相比,A的起始浓度相同,平衡状态完全相同,平衡时A的浓度相同,但实验Ⅱ的反应速率快;
(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,升高温度,平衡时A的浓度减小,平衡向正反应移动;
(3)降低温度,平衡逆向移动,A的浓度增大;
(4)恒容充惰性气体,对原平衡不产生影响。
【详解】(1)实验Ⅰ中,反应在20min至40min内A的浓度变化为0.55mol/L−0.4mol/L=0.15mol/L,所以υ(A)=0.15mol/L÷20min=0.0075mol⋅L−1⋅min−1;
实验Ⅱ和实验I相比,A的起始浓度相同,平衡状态完全相同,平衡时A的浓度相同,但实验Ⅱ的反应速率快,改变压强虽然平衡不移动,但物质的浓度发生变化,故实验Ⅱ应该使用了催化剂。故答案为:0.0075;实验Ⅱ使用了催化剂;
(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,升高温度,平衡时A的浓度减小,平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,故△H>0,故答案为:>;根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推知升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应;
(3)降低温度,平衡逆向移动,A的浓度增大,故A的浓度大于0.4mol⋅L−1,故答案为:AB;
(4)恒容充惰性气体,对原平衡不产生影响,故平衡时A的浓度为0.4mol⋅L−1,故A的转化率为(1mol/L−0.4mol/L)÷1mol/L×100%=60%,故答案为:D。
20.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 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。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是__________,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值__(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量______(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值______(填“相等”或“不相等”),理由是_______________________________。
(4)三次平行操作测得的数据中,起始时盐酸与烧碱溶液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为2.3 ℃、2.4 ℃、2.9 ℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为_____℃。
【答案】(1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失 (3). 偏小 (4). 不相等 (5). 相等 (6). 60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应,能生成0.027 5 mol H2O,而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O,因此所放出的热量不相等;中和热是指在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等 (7). 2.35
【解析】
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小;
(3)改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应,能生成0.027 5 mol H2O,而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O,因此所放出的热量不相等;中和热是指在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等;
(4)根据数据可知,实验③的误差大,舍去,所以温度差的平均值是(2.3℃+2.4℃)÷2=2.35℃。
21.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中△H表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式___。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式___。
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=__,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4___△H3 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,已知反应前后各元素化合价不变,其化学方程式是__。
【答案】(1). P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1 (2). PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1 (3). -399kJ•mol-1 (4). 等于 (5). PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl
【解析】
【分析】(1)根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,然后依据书写热化学方程式的原则书写;
(2)根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,然后依据书写热化学方程式的原则书写;
(3)根据盖斯定律分析,根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量,结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答,注意盖斯定律的应用;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成磷酸和盐酸。
【详解】(1)根据图示可知:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g),反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应是放热反应,反应热△H=-306 kJ/mol,则热化学方程式为:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306 kJ/mol,
故答案为:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1;
(2)根据图示可知:Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g),中间产物的总能量大于最终产物的总能量,该反应是放热反应,△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ/mol;所以PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)是吸热反应;热化学方程式为PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93 kJ/mol,
故答案为:PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1;
(3)根据图像,可以写出两步反应的热化学方程式:
P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H1=-306 kJ/mol,
Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=-93 kJ/mol;
则P和Cl2两步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol,
由图象可知,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4=-306kJ/mol+(-93kJ/mol)=-399kJ/mol,根据盖斯定律可知,反应无论一步完成还是分多步完成,生成相同的产物,反应热相等,则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热,
故答案为:-399kJ•mol-1;等于;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,已知反应前后各元素化合价不变,则两种酸为磷酸和盐酸,由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl,
故答案为:PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl。
相对原子质量:C:12 H:1 O:16
一、选择题(3×16=48分)
1.反应A(g)+ 3B(g)2C(g)(放热反应),达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述正确的是( )
A. 正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B. 正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】降低温度,活化分子百分数降低,正、逆反应速率都减小,平衡向放热即正反应方向移动,选项C符合题意,故答案为C。
2. 已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )
A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ
【答案】A
【解析】
【详解】葡萄糖燃烧热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式 6H2O ~ ΔH
6×18 g 2 804 kJ
1 g x
解得x==26.0kJ,答案选A。
3.如图所示,ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH2=-395.4kJ·mol-1,
下列说法或表示式正确的是( )
A. 石墨和金刚石的转化是物理变化
B. C(s、石墨)===C(s、金刚石)ΔH =+1.9kJ·mol-1
C. 金刚石的稳定性强于石墨
D. 断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量少
【答案】B
【解析】
【详解】A、由图得:①C(S,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1,②C(S,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ·mol-1,①-②可得:C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,则:石墨转化为金刚石是发生的化学反应,属于化学变化,故A错误;
B、因C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,故B正确;
C、金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误;
D、依据热化学方程式C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1,1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大于1.9 kJ,故D错误;
答案选B。
4.已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
④H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0 kJ·mol-1
下列结论正确的是( )
A. 碳的燃烧热小于-110.5 kJ·mol-1
B. 浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
C. 氢气的燃烧热为-241.8 kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的反应热为ΔH=+571.6 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,C完全燃烧的产物是CO2,CO继续燃烧生成CO2放出热量,那么C的燃烧热小于-110.5 kJ·mol-1,A正确;
B.浓硫酸的稀释时有热量释放,所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量大于57.3 kJ,B错误;
C.根据盖斯定律,③④相加得到热化学方程式H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,H2的燃烧热为-285.8kJ/mol,C错误;
D.该反应为放热反应,故ΔH的符号为“-”,D错误;
答案选A。
5.已知S(s)=S(g) ΔH1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则S(s)燃烧的热化学方程式为( )
A. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1
B. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
C. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
D. 1 mol S(s)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量大于1 mol S(g)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量
【答案】C
【解析】
【详解】S(s)=S(g)△H1,S(g)+O2(g)═SO2(g)△H2,根据盖斯定律,S(s)燃烧的热化学方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=△H1+△H2,故C正确;因为固体硫转化为气体的过程是吸热的,所以1molS(s)燃烧生成1molSO2(g)放出的热量小于1molS(g)燃烧生成1molSO2(g)放出的热,故D错误;故选C。
6.已知①2C(s)+O2(g)===2CO(g) △H=-221.0kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) △H= -4836kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的△H为 ( )
A. +131.3kJ·mol-1 B. -131.3kJ·mol-1
C. -352.3kJ·mol-1 D. +262.6kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】把方程式(①-②)/2,得出C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g);ΔH=(-221.0+483.6)/2=+131.3kJ·mol-1,所以选A
7.肼(N2H4)为高能燃料,有关化学反应与能量变化如图,已知键能数据(kJ/mol)如下:N≡N 942、O=O 500、N-N 154,则断裂1mol N-H键需要的能量为( )
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
【答案】B
【解析】
【详解】根据图示写出:N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g) △H3=2752kJ/mol−534kJ/mol=2218kJ/mol,∆H=旧键断裂吸收的能量-新键生成释放的能量;设断裂1molN−H键所需的能量为K,则154kJ/mol+4K+500kJ/mol=2218kJ/mol,解得K=391kJ/mol,
故选B。
8.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下测得反应速率,其中速率最快的是( )
A. υ(C)=0.5 mol / (L·s) B. υ(D)=0.4 mol / (L·s)
C. υ(B)=0.6 mol / (L·s) D. υ(A)=0.15 mol / (L·s)
【答案】A
【解析】
【详解】相同条件下,同一化学中,用不同的物质表示化学反应速率其数值之比等于计量数之比,即;将选项转化为用υ(A)来表示,然后在比较其化学反应速率大小,
A.υ(C)=0.5mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/2υ(C)=0.25mol / (L·s);
B.υ(D)=0.4 mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/2υ(D)=" 0.2" mol / (L·s);
C.υ(B)=0.6 mol / (L·s),用A表示其化学反应速率,有υ(A)=1/3υ(D)=" 0.2" mol / (L·s);
D.υ(A)=0.15mol / (L·s);
故A的反应速率最大,所以本题的答案选择A。
9.在2L密闭容器中加入4mol A和6mol B,发生以下反应:4A(g)+6B(g)4C(g)+5D(g)。若经5s后,剩下的A是2.5mol,则B的反应速率是( )
A. 0.45mol/(L·s) B. 0.15mol/(L·s)
C. 0.225mol/(L·s) D. 0.9mol/(L·s)
【答案】C
【解析】
【详解】5s内A的物质的量变化量为4mol-2.5mol=1.5mol,故A的浓度变化量为1.5mol÷2L=0.75mol/L,所以υ(A)=0.75mol/L÷5s=0.15mol/(L•s),化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以υ(B)=6×0.15mol/(L•s)÷4=0.225mol/(L•s),
故选C。
10.某温度下,反应SO2(g)+O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1=50,在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g) +O2(g)的平衡常数K2的值为( )
A. 2500 B. 4×10-4 C. 100 D. 2×10-2
【答案】B
【解析】
【详解】某温度下,SO2(g)+O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1=50,
所以相同温度下2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3 (g) 的平衡常数K=(K1)2=502=2500,
在同一温度下,反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2=1÷K=1÷2500=4×10−4,
故选B。
11.可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)H<0 达到平衡后,当改变外界条件如物质浓度、体系压强、温度等而发生下列项目的变化时,能作为平衡一定发生了移动的标志的是( )
A. 气体的密度变小了 B. 反应物和生成物浓度均变为原来的2倍
C. 气体的颜色变深了 D. 体系的温度发生了变化
【答案】D
【解析】
【详解】A项,若增大体积,减小压强,混合气体的密度变小,但平衡没有发生移动;
B项,若将容器体积缩小为原来的1/2,增大压强,反应物和生成物的浓度都变为原来的2倍,但平衡没有发生移动;
C项,若缩小体积,增大压强,c(I2)增大,气体颜色变深,但平衡没有发生移动;
D项,该反应的正反应为放热反应,若体系的温度变化了,则平衡一定发生了移动;
故选D。
12.下列说法中正确的是( )
A. NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
B. 常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)为熵增加的反应,可以自发进行
C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
D. 非自发反应在任何条件下都不能实现
【答案】C
【解析】
【分析】通过复合判据进行分析;
【详解】A、NH4NO3溶于水是混乱度增大的过程,即△S>0,能够自发进行,故A错误;
B、该反应为吸热反应,△H>0,依据反应方程式,该反应为熵增,即△S>0,根据复合判据,△G=△H-T△S,能够自发进行,需要在高温下,故B错误;
C、根据复合判据,熵增且放热的反应一定是自发反应,故C正确;
D、有些非自发反应在一定条件下能够实现,如水分解生成氢气和氧气不是自反应,但在电解条件下,可以实验,故D错误;
答案选C。
13.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则 ( )
A. 平衡不移动
B. 再达平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)仍为2∶2∶1
C. 再达平衡时,C的体积分数增大
D. 再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】
【详解】保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,相当于增大压强,
A.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,故A错误;
B.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,导致再次达到平衡时,A、B和C的物质的量之比减小,故B错误;
C.由于正反应的气体分子数减小,则增大压强,平衡正向移动,导致再次达到平衡时,C的体积分数增大,故C正确;
D.由于反应物和生成物的浓度都增大,所以再达平衡时,正逆反应速率都增大,故D错误;
故选C。
14.已知:4NH3(g) + 5O2(g) =4NO(g) + 6H2O(g),△H= —1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应,若反应物起始的物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故A正确。
B、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故B正确。
C、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故C错误。
D、催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡,催化剂能加快反应速率缩短反应到达平衡的时间,故D正确;
故选:C。
15.在某恒温恒容的密闭容器内发生反应:2A(g)+B(g)C(g)△H<0。开始充入2mol A和2mol B,并达到平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 再充入2mol A,平衡正移,A的转化率增大
B. 如果升高温度,C的体积分数增大
C. 如果增大压强,化学平衡一定向正反应方向移动,B的体积分数减小
D. 再充入1mol C,C的物质的量浓度将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.再充入2 mol A,A的浓度增大,则平衡右移,但A的转化的物质的量与加入的相比较,加入的多,转化的少,转化率反而减小,故A错误;
B.如果升高温度,平衡向逆反应方向移动,C的体积分数减小,故B错误;
C.如果增大压强,平衡不一定右移,B的体积分数不一定变化,如加入惰性气体总压增大,分压不变,平衡不动,故C错误;
D.再充入1 mol C,平衡向逆反应方向移动,A、B的浓度增大,温度不变,平衡常数不变,则平衡时C的浓度增大,故D正确;
故选D。
16.等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) ΔH<0,下列叙述正确的是 ( )
A. 平衡常数K值越大,X的转化率越大
B. 达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
C. 达到平衡后降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D. 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A、平衡常数K值越大,反应向正反应进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确。
B、达平衡时2v正(X)=v逆(Z),B项错误
C、达平衡后降低温度,正、逆反应速率均减小,又因平衡向正反应方向移动,所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数,C项错误。
D、增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误。
答案选A。
二、非选择题
17.T ℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件,回答下列问题:
(1)A与B反应生成C的化学方程式为________,正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)t1 min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有______(填字母序号)。
A.保持其他条件不变,增大压强
B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体
C.保持其他条件不变,升高温度
【答案】(1). A(g)+3B(g)2C(g) (2). 放热 (3). C
【解析】
【详解】(1)随反应进行,A、B的物质的量浓度减小,为反应物,C的物质的量浓度增大,为生成物,最终A、B的浓度不变化,且不为0,属于可逆反应,A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2,故反应方程式为:A(g)+3B(g)⇌2C(g);由图(Ⅱ)可知T1>T2,升高温度,B的体积分数增大,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故答案为:A(g)+3B(g)⇌2C(g);放热;
(2)A.保持其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动,故A错误;B 保持容器总体积不变,通入少量稀有气体,各组分的浓度不变,平衡不发生移动,故B错误;C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故C正确;故答案为:C。
18.2A B+C在某一温度时,达到平衡。
(1)若温度升高,平衡向正反应方向移动,则正反应________反应(填“放热”或“吸热”);
(2)若B为固体,减小压强平衡向逆反应方向移动,则A呈______态;
(3)若A、B、C均为气体,加入催化剂,平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)
【答案】(1). 吸热 (2). 气态 (3). 不
【解析】
【分析】依据勒夏特列原理进行分析;
【详解】(1)根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向正反应方向进行,即正反应方向为吸热反应;
(2)B为固体,减小压强,平衡向逆反应方向移动,由于降低压强平衡向气体体积增大的方向移动,因此逆反应为气体体积增大的反应,即A为气态;
(3)使用催化剂,加快反应速率,但化学平衡不移动。
19.在一个体积为1L的密闭容器中发生某化学反应:2A(g)B(g)+C(g),三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在950℃,B、C的起始浓度都为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。试回答下列问题:
(1)在实验Ⅰ中,反应在20~40min内A的平均反应速率为__mol·L-1·min-1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是___。
(2)该反应的ΔH___0,其判断理由是___。
(3)实验Ⅰ第40min末,若降低反应温度,达到新的平衡后,A的浓度不可能为___(填序号)。
A.0.35mol·L-1 B.0.4mol·L-1 C.0.7mol·L-1 D.0.8mol·L-1
(4)若反应在800℃进行,在该1L的密闭容器中加入1molA、0.2molHe,达到平衡时A的转化率应___。
A.等于86% B.等于50% C.小于50% D.介于50%~86%之间
【答案】(1). 0.0075 (2). 实验Ⅱ使用了催化剂 (3). > (4). 根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推知升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应 (5). AB (6). D
【解析】
【分析】(1)实验Ⅰ中,反应在20min至40min内A的浓度变化为0.55mol/L-0.4mol/L=0.15mol/L,再根据υ=∆c÷∆t计算;实验Ⅱ和实验I相比,A的起始浓度相同,平衡状态完全相同,平衡时A的浓度相同,但实验Ⅱ的反应速率快;
(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,升高温度,平衡时A的浓度减小,平衡向正反应移动;
(3)降低温度,平衡逆向移动,A的浓度增大;
(4)恒容充惰性气体,对原平衡不产生影响。
【详解】(1)实验Ⅰ中,反应在20min至40min内A的浓度变化为0.55mol/L−0.4mol/L=0.15mol/L,所以υ(A)=0.15mol/L÷20min=0.0075mol⋅L−1⋅min−1;
实验Ⅱ和实验I相比,A的起始浓度相同,平衡状态完全相同,平衡时A的浓度相同,但实验Ⅱ的反应速率快,改变压强虽然平衡不移动,但物质的浓度发生变化,故实验Ⅱ应该使用了催化剂。故答案为:0.0075;实验Ⅱ使用了催化剂;
(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,升高温度,平衡时A的浓度减小,平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,故△H>0,故答案为:>;根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推知升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应;
(3)降低温度,平衡逆向移动,A的浓度增大,故A的浓度大于0.4mol⋅L−1,故答案为:AB;
(4)恒容充惰性气体,对原平衡不产生影响,故平衡时A的浓度为0.4mol⋅L−1,故A的转化率为(1mol/L−0.4mol/L)÷1mol/L×100%=60%,故答案为:D。
20.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 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。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是__________,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值__(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量______(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值______(填“相等”或“不相等”),理由是_______________________________。
(4)三次平行操作测得的数据中,起始时盐酸与烧碱溶液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为2.3 ℃、2.4 ℃、2.9 ℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为_____℃。
【答案】(1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失 (3). 偏小 (4). 不相等 (5). 相等 (6). 60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应,能生成0.027 5 mol H2O,而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O,因此所放出的热量不相等;中和热是指在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等 (7). 2.35
【解析】
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小;
(3)改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应,能生成0.027 5 mol H2O,而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O,因此所放出的热量不相等;中和热是指在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等;
(4)根据数据可知,实验③的误差大,舍去,所以温度差的平均值是(2.3℃+2.4℃)÷2=2.35℃。
21.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中△H表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式___。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式___。
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=__,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4___△H3 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,已知反应前后各元素化合价不变,其化学方程式是__。
【答案】(1). P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1 (2). PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1 (3). -399kJ•mol-1 (4). 等于 (5). PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl
【解析】
【分析】(1)根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,然后依据书写热化学方程式的原则书写;
(2)根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,然后依据书写热化学方程式的原则书写;
(3)根据盖斯定律分析,根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量,结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答,注意盖斯定律的应用;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成磷酸和盐酸。
【详解】(1)根据图示可知:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g),反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应是放热反应,反应热△H=-306 kJ/mol,则热化学方程式为:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306 kJ/mol,
故答案为:P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1;
(2)根据图示可知:Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g),中间产物的总能量大于最终产物的总能量,该反应是放热反应,△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ/mol;所以PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)是吸热反应;热化学方程式为PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93 kJ/mol,
故答案为:PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1;
(3)根据图像,可以写出两步反应的热化学方程式:
P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H1=-306 kJ/mol,
Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=-93 kJ/mol;
则P和Cl2两步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol,
由图象可知,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4=-306kJ/mol+(-93kJ/mol)=-399kJ/mol,根据盖斯定律可知,反应无论一步完成还是分多步完成,生成相同的产物,反应热相等,则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热,
故答案为:-399kJ•mol-1;等于;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,已知反应前后各元素化合价不变,则两种酸为磷酸和盐酸,由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl,
故答案为:PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl。
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