2021-2022学年全国(新教材通用)高二上学期第一次月考备考A卷 化学 含解析版
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化 学 (A)
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,共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.下列反应属于吸热反应的是
A.铝与稀硫酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.甲烷在O2中的燃烧反应D.盐酸与氢氧化钠的反应
【答案】B
【解析】A.金属与酸置换出氢气的反应为放热反应,则Al与盐酸的反应为放热反应,故A不符合题意;B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于复分解反应,属于吸热反应,故B符合题意;C.燃烧反应均为放热反应,故C不符合题意;D.中和反应均为放热反应,故盐酸与氢氧化钠的反应为放热反应,故D不符合题意。
2.有些化学反应反应速率很慢且副反应较多,测定这些反应的焓变可运用
A.阿伏加德罗定律 B.勒夏特列原理 C.盖斯定律 D.质量守恒定律
【答案】C
【解析】有些反应的速率很慢,有些反应同时有副反应发生,还有些反应在通常条件下不易直接进行,因而测定这些反应的反应热就很困难,运用盖斯定律可方便地计算出他们的反应热。答案选C。
3.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1ml二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是
A.C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=+2bkJ/ml
B.C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2bkJ/ml
C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4bkJ/ml
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+bkJ/ml
【答案】B
【解析】已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1ml二氧化碳气体和液态水,说明ag乙炔的物质的量为0.5ml,其完全燃烧放出热量bkJ,则1ml乙炔完全燃烧放出热量2bkJ,则其燃烧的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2bkJ/ml。故选B。
4.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是
A.发电端的减碳:鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展
B.消费端的减碳:推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装
C.消费端的减碳:利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放
D.配套措施之一碳捕捉:使用溶剂对CO2进行吸收,最后吹出CO2气体并压缩再利用
【答案】A
【解析】A.鼓励光伏、风电、水电、核电等能源的发展可以实现发电端的减碳目标,煤电会产生二氧化碳,不能实现发电端的减碳目标,故A错误;B.推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装,可以实现消费端的减碳目标,故B正确;C.利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放,可以实现消费端的减碳目标,故C正确;D.使用溶剂对CO2进行吸收,最后吹出CO2气体并压缩再利用,可以实现减碳目标,故D正确;故选A。
5.已知:298K时,2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH =﹣Q1KJ/ml,在相同温度下,向密闭容器中通入2mlSO2和1mlO2,达到平衡时放出热量Q2KJ,则下列关系式正确的是
A.Q1>Q2 B.Q1<Q2 C.Q1=Q2 D.无法比较
【答案】A
【解析】Q1代表2mlSO2全部转化成SO3放出的热量,Q2代表在密闭容器中二氧化硫与氧气发生可逆反应,反应物不能全部转化成生成物,所以放出的热量Q2
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH1<ΔH3 = ΔH2D.ΔH1>ΔH2=ΔH3
【答案】D
【解析】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=-57.3kJ/ml ,向1L 1ml·L−1的下列溶液中分别加入1L 1ml·L−1的NaOH溶液中加入:①稀醋酸;②稀硫酸;③稀盐酸。醋酸溶于水吸热,则放出的热量最低,焓变最大,稀硫酸和稀盐酸都是强的稀酸,所以氢氧化钠的量一定的条件下,二者放出的热量相等,即放出的热量为ΔH1>ΔH2=ΔH3。故选D。
7.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=﹣57.3kJ·ml−1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(﹣57.3)kJ·ml−1
B.CO(g)的燃烧热ΔH=﹣283.0kJ·ml−1,则2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)反应的ΔH=﹣(2×283.0)kJ·ml−1
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】A.中和热是指稀的强酸、强碱发生中和反应生成1ml液态水时放出的热量,稀H2SO4和 Ba(OH)2溶液反应除生成水放出热量外,生成硫酸钡沉淀也会放出热量,则稀H2SO4和 Ba(OH)2溶液反应的焓变ΔH不是中和热,故A错误;B.燃烧热是指1ml燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ·ml−1,反应的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=﹣(2×283.0)kJ·ml−1,故B正确;C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应是放热反应,但需要加热才发生,故C错误;D.在一定条件下,1ml甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,故D错误。
8.化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是
A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂
C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成
【答案】D
【解析】A.由图中可知,每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨分子之前是氢原子和氮原子,A正确;B.催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速度加快,意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变的更容易,B正确;C.化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新的化学键形成过程,C正确;D.化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D错误。
9.已知下列反应的能量变化示意图如图,有关说法正确的是
A.1mlS(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量小于297.0kJ
B.在相同条件下,SO2(g)比SO3(g)稳定
C.S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式为S(s)+O2(g)SO3(g) ΔH=﹣395.7kJ·ml-1
一定条件下1mlSO2(g)和mlO2(g)反应生成1mlSO3(l)放出热量小于98.7kJ
【答案】C
【解析】由图可知,1mlS(s)与O2(g)完全反应生成SO2(g)的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=﹣297.07kJ/ml,1mlSO2(g)和mlO2(g)反应1mlSO3(g) 的热化学方程式为SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=﹣98.7kJ/ml。A.物质的量相同的S(g)的能量大于S(s)的能量,则1ml S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量大于297.0kJ/ml,故A错误;B.由图可知,1mlSO2(g)和mlO2(g)的总能量大于1mlSO3(g),无法判断1mlSO2(g)和1mlSO3(g)的能量大小,则在相同条件下,无法判断SO2(g)和SO3(g)的稳定性,故B正确;C.将分析中的热化学方程式依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应①+②可得S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式为S(s)+O2(g) SO3(g) ΔH=﹣395.7kJ/ml,故C正确;D.物质的量相同的SO3(g)的能量大于SO3(l),则一定条件下1mlSO2(g)和mlO2(g)反应生成1mlSO3(l)放出热量大于98.7kJ,故D错误。
10.有关化学键的键能数据如表所示:
碳的燃烧热ΔH= -395 kJ·ml-1,假设单质碳中只存在C—C键且基本结构单元为正四面体,则x的值为
A.619.7B.1239.4C.792.5D.1138.1
【答案】C
【解析】碳的燃烧热ΔH=﹣395 kJ·ml-1,热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO2 (g)ΔH =﹣395 kJ·ml-1,单质碳中只存在C—C键且基本结构单元为正四面体,则1ml单质碳中含有4×ml=2ml C—C键,反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能= 2×345.6 kJ·ml-1+ 498.8 kJ·ml-1﹣2x =﹣395 kJ·ml-1,解得x = 792.5 kJ·ml-1,综上所述故选C。
11.某反应由两步反应A→B→C构成,其反应能量曲线如图所示,下列叙述不正确的是
A.两步反应均为吸热反应B.三种物质中B最稳定
C.A与C的能量差为E5D.A→B的反应不一定需要加热
【答案】AB
【解析】A.A的能量小于B的能量,说明A→B的反应为吸热反应,B的能量大于C的能量,说明B→C的反应为放热反应,A错误;B.物质的能量越低越稳定,C的能量最低最稳定,B错误;C.A与C的能量差为E5,C正确;D.A→B为吸热反应,不一定需要加热,如氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,不需要加热,D正确。
心脏起搏器电源—锂碘电池反应为:2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH;已知:4Li(s)+O2(g)===
2Li2O(s) ΔH1;4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2;则下列说法正确的是
A.ΔH=1/2ΔH1-ΔH2B.ΔH=1/2ΔH1+ΔH2
C.ΔH=1/2ΔH1-1/2ΔH2D.ΔH=1/2ΔH1+1/2ΔH2
【答案】C
【解析】①4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ,②4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) 根据盖斯定律可知反应2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) =(①-②)/2,得出ΔH===1/2(ΔH1-ΔH2),故选项C正确。
13.下列热化学方程式正确的是
AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】A.HCl不是氧化物,不符合燃烧热的概念要求,A错误;B.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·ml-1表示1mlSO2(g)与0.5mlO2 (g)完全反应生成1mlSO3(g)时,放出放出热量98.3kJ,该反应为可逆反应,反应物不能完全转化,1mlSO2与0.5mlO2反应不能完全反应,放出的热量小于98.3kJ,B错误;C.反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热,硫酸钡沉淀的生成也伴随有沉淀热的变化,C错误;D.31g白磷的物质的量为=0.25ml,比31 g红磷能量多b kJ,则1ml白磷(P4)生成4ml红磷(P),放出4b kJ热量,所以热化学方程式为:P4(s)===4P(s) ΔH=-4b kJ·ml-1.,D正确。
14.有关下列图象的叙述不正确的是
A.图(1)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·ml-1
B.图(2)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+41kJ·ml-1
C.由图可知正逆反应的热效应的数值相同
D.两个图象表示的含义不同
【答案】B
【解析】A.根据图像可知图(1)表示放热反应,反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)
===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·ml-1,故A正确;B.根据图像可知图(2)中表示的为吸热反应,反应的热化学方程式为CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·ml-1,故B错误;C.正逆反应吸收或者放出的热量数值相等,但是ΔH的符号相反,故C正确;D.根据图象信息,图(1)表示反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,图(2)表示反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应,两个图象表示的含义不同,故D正确;故选B。
15.下列说法或表示正确的是
A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多
B.由C(石墨) →C(金刚石) ΔH=+1.9kJ·ml-1可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·ml-1,若将1mlHCl溶液与含1ml NH3·H2O的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
D.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g) + O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8kJ·ml-1
【答案】AC
【解析】A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,由于硫蒸气能量较大,则前者放出热量多,A项正确;B.由C(石墨)→C(金刚石) ΔH=+1.9kJ·ml-1可知,金刚石的能量较高,则石墨比金刚石稳定,B项错误;C.NH3·H2O的电离过程吸热,则含1mlNH3·H2O的溶液与1ml HCl溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,C项正确;D.2g H2的物质的量为1ml,2ml氢气放出热量为285.8kJ×2=571.6kJ,则氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·m-1,D项错误。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题:本题有5小题,共60分。
16.根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1) 11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ热量,其热化学方程式: ______________________________________。
已知1 ml C(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
(3) 1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量,其热化学方程式: ___________________________________________________。
(4)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml−1,请写出1 ml NH3分解对应的热化学方程式:______________________________________。若1 ml N2(g)和3 ml H2(g)在一定条件下发生反应,放出的热量________92 kJ(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_______________________________。
【答案】(1) H2(g)+Cl2(g) === 2HCl(g) ΔH=-183 kJ·ml−1
C(石墨,s)+H2O(g) === CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·ml−1
NH3(g)+eq \f(5,4)O2(g)=== NO(g)+eq \f(3,2)H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·ml−1
NH3(g)eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) ΔH=+46 kJ·ml−1 小于 由于该反应是可逆反应,不能进行完全。
17.用50mL0.50ml/L的盐酸与50mL0.55ml/L的氢氧化钠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。回答问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________;
(2)实验中若改用60mL0.50ml/L的盐酸与50mL0.55ml/L的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”或“不相等”);
(3)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1ml水时,放出57.3kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为:___________。
(4)倒入NaOH溶液的正确操作是___________。(填字母)
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(5)某同学利用实验数据计算出的中和热与57.3kJ/ml有偏差,产生偏差的原因可能是___________。(填字母)
a.实验装置保温、隔热效果差;
b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度;
c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数;
d.倒完NaOH溶液后,发现装NaOH烧杯内有极少量残留液。
【答案】减少热量损失 不相等 相等 NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/ml C abc
【解析】(1)中和热测定反应过程中放出的热量,故烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是:减少热量损失;
(2)根据反应的量的多少判断反应过程放出的热量,实验中50mL0.50ml/L的盐酸是少量的反应物,放出的热量取决于盐酸,而改用60mL0.50ml/L的盐酸与50mL0.55ml/L的氢氧化钠溶液进行反应,少量的反应物是50mL0.55ml/L的氢氧化钠,故后者反应的量比实验中反应的量多,故放出的热量不相等,而中和热是计算生成1mlH2O所放出的热量,故两者计算出的中和热相等,故答案为:不相等、相等;
(3)根据热化学方程式的写法书写:NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/ml;
(4)由于倒入NaOH溶液后即可发生反应放出热量,为避免产生的热量损失,故加入氢氧化钠时应该一次迅速倒入,故选答案C。
(5)a.实验装置保温效果差,导致热量损失,中和热计算有误差,a符合题意;b.用温度计测定NaOH溶液后,温度计上沾有碱,直接测定HCl溶液,会发生酸碱中和,导致测定不准确,符合题意;c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致溶液体积增大,计算中和热有误差,故c符合题意;d.倒完NaOH溶液后,发现装NaOH烧杯内有极少量残留液,因为烧杯内部残留液不在计算的体积之内,故没有影响,故d不符合题意;故选答案abc。
18.I.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4ml液态肼和0.8mlH2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44kJ/ml。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________________
II.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(4)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1mlNH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出1mlN2(g)和H2(g)反应的热化学方程式:_______。
(5)若已知下列数据:
根据表中及图中数据计算N—H键的键能是_______kJ·ml-1。
(6)用NH3催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=﹣akJ·ml-1 ①
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=﹣bkJ·ml-1 ②
若1mlNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3= kJ·ml-1(用含a、b的式子表示)。
III.2SO2(g)+O2(g) === 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知:1mlSO2(g)氧化为1mlSO3(g)的ΔH=﹣99kJ·ml-1。请回答下列问题:
(7)图中A表示_______。E的大小对该反应的反应热_______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点_______(填“升高”还是“降低”),ΔH_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(8)图中ΔH=_______kJ·ml-1。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l) === N2(g) +4H2O(g) ΔH=﹣640.0 kJ/ml
(2)408.0kJ
(3)释放大量热、产物不会造成环境污染
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92 kJ·ml-1
(5)390
(6)
(7)反应物总能量 无 降低 不变
(8)﹣198
【解析】(1)由题意可知,肼与双氧水反应生成氮气和水,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2===N2+4H2O,由反应方程式可知,0.4ml液态肼与0.8mlH2O2恰好完全反应放出256kJ的热量,则1ml液态肼放出的热量为=640kJ,反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)ΔH=-640 kJ/ml;
(2)将肼与双氧水反应生成氮气和水设为①,液态水转化为气态水的反应设为②,由盖斯定律可知,反应①﹣②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)ΔH=﹣816kJ/ml,16g液态肼物质的量为0.5ml,所以16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量×816kJ/ml =408kJ;
(3)由反应方程式可知,用于火箭推进的反应为肼与双氧水反应生成氮气和水,反应时释放大量热、产物为氮气和水是空气成分不会造成环境污染,故答案为:产物不会造成环境污染;
(4)由图可知,合成氨反应的反应物总能量大于生成物总能量,生成1ml氨气放出46kJ热量,则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92 kJ/ml;
(5)设N—H键的键能为a kJ/ml,由反应热等于反应物的总键能和生成物的总键能之差可得:ΔH=943kJ/ml+3×435kJ/ml﹣6a=﹣92 kJ/ml,解得a=390kJ/ml,故答案为:390;
(6)将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应①﹣3×②可得反应ΔH=(3b-a )kJ/ml,1mlNH3还原NO至N2放出热量为kJ,则该反应过程中的反应热ΔH3=kJ/ml,故答案为:;
(7)由图可知,A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,E为反应的活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关;加入催化剂能降低反应的活化能,加快化学反应速率,但不改变反应ΔH的符号和数值;
(8)由1 ml SO2(g)氧化为1 ml SO3的ΔH=﹣99 kJ·可知,2 ml SO2(g)氧化为2 ml SO3的ΔH=﹣99 kJ·×2=﹣198 kJ·,故答案为:﹣198。
19.热力学标准状况(298.15K、101kPa)下,由稳定单质发生反应生成1ml化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图甲为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。
(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系:___。
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为___。(已知该条件下除硒是固体,其余都是气体。)
(2)在25℃、101kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1ml电子放热190kJ,该反应的热化学方程式是 。
(3)根据图乙写出反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式 。
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为:Ti
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH= -393.5kJ/ml
Ⅱ.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH= -566kJ/L
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)ΔH= +141kJ/ml;
①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=____。
②反应TiCl4+2Mgeq \(=====,\s\up7(800℃))2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_____。
【答案】非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小 H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH= -81 kJ·ml-1 SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)ΔH=-1520.0kJ·ml-1 CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH= -91 kJ·ml-1 -80kJ·ml-1 防止高温下Mg、Ti与空气中的O2(或CO2、N2)作用
【解析】(1)①非金属元素氢化物的稳定性与生成1ml氢化物时的ΔH的关系为:根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成气态氢化物越容易,气态氢化物越稳定;而根据热力学,能量越低越稳定.a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O,故答案为:非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小,反之亦然;②由①可知,b为H2Se的生成热数据,则H2Se分解吸热,且ΔH=-81kJ/ml,所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)===Se(s)+H2(g)ΔH= -81 kJ·ml-1;
(2)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为:SiH4+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SiO2+2H2O,由方程式可知,1 ml SiH4完全燃烧转移8 ml电子,故热化学方程式为:SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)ΔH=-1520.0kJ·ml-1 ;
(3)ΔH=反应物总能量-生成物总能量=419 kJ·ml -1 -510 kJ·ml -1 = -91kJ·ml-1 ,故该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH= -91 kJ·ml-1 ;
(4)①已知①C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH= -393.5kJ/ml
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH= -566kJ/L
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)ΔH= +141kJ/ml;
由盖斯定律①×2-②+③得到:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=-80kJ·ml-1 ,故答案为-80kJ·ml-1;
②反应TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是防止高温下Mg或Ti与空气中的O2(或CO2、N2)反应化学反应,对TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti造成干扰,故答案为:防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用。
20.氨气是一种重要的化学物质,可用于制取化肥和硝酸等。
(1)合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下:
I.CH4(g)+H2O(g) === CO(g)+3H2(g)
II.2CH4(g)+O2(g) === 2CO(g)+4H2(g)
III.CO(g)+H2O(g) === H2(g)+CO2(g)
假设反应产生的CO全部转化为CO2,CO2被碱液完全吸收,剩余的H2O通过冷凝干燥除去。进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。
①为使原料气中N2和H2的体积比为1∶3,推出起始气体中CH4和空气的比例为_______(设空气中O2和N2的体积比为1∶4,所有气体均按理想气体处理)。
②已知: = 4 \* ROMAN \* MERGEFORMAT IV.C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH4=-74.8kJ·ml -1
= 5 \* ROMAN \* MERGEFORMAT V.C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH5=-110.5kJ·ml -1
计算反应II的反应热_______。
(2)合成氨原料中的H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得。已知在25℃、101 kPa 下:
I. 2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1=- 222 kJ/ml
II.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=- 242 kJ/ml
III. C(石墨,s)+ O2(g)===CO2(g) ΔH3=- 394kJ/ml
①25℃、101 kPa 下CO与水蒸气反应转化为H2的热化学方程式为___________。
②根据反应I、II、III,下列说法正确的是___________ (填选项字母)。
a.由反应II可以推知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4,则ΔH4小于ΔH2
b.反应III的反应热等于O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量与CO2分子中化学键形成时所释放的总能量的差
c.下图可表示反应I的反应过程和能量的关系
。
【答案】3.5∶5 -71.4 kJ·ml-1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-162 kJ/ml a
【解析】
(1)①4份N2需12份H2;4份N2由空气引入时,同时引入1份O2。由反应II和III,1份O2需2份CH4,产生6份H2;另外的6份H2由反应I和III提供,再需要6/4份CH4;因此,起始体系中CH4和O2的比例为3.5∶1, 故CH4和空气的比例为3.5∶5。
②反应 = 5 \* ROMAN \* MERGEFORMAT V×2 -反应 = 4 \* ROMAN \* MERGEFORMAT IV×2,得反应II的反应热:ΔH2= -110.5 kJ· ml-1 ×2-(-74.8 kJ· ml-1× 2)=-71.4 kJ· ml-1
(2)①由已知热化学方程式和盖斯定律得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) =,故CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=,故答案为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-162 kJ/ml;
②a.由于H2O(g)能量高于H2O(l),故2 ml H2完全燃烧生成液态水放热更多,但由于放热反应ΔH为负值,故ΔH4小于ΔH2,a正确;
b.反应热等于所有反应物总键能与所有生成物总键能差值,故反应Ⅲ的反应热等于石墨中化学键与O2中化学键断裂所吸收的总能量与CO2中化学键形成释放出总能量的差,b错误;
c.该图只能表示反应Ⅰ的反应物与生成物能量的关系,并不能表示具体的反应过程和能量的关系,因为反应过程还要考虑反应所需的活化能,c错误;故答案选a。化学键
C=O
O=O
C—C
键能/kJ·ml-1
x
498.8
345.6
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为akJ·ml-1
H2+Cl2===2HCl ΔH=-akJ·ml-1
B
1mlSO2、0.5mlO2完全反应后,放出热量98.3kJ
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3kJ·ml-1
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·ml-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH= -114.6kJ·ml-1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
P4(s)===4P(s) ΔH=-4bkJ·ml-1
化学键
H—H
N≡N
键能/kJ·ml-1
435
943
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