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2024届高三新高考化学大一轮专题训练-化学反应热的计算
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2024届高三新高考化学大一轮专题训练-化学反应热的计算
一、单选题
1.(2023春·辽宁·高三校联考期中)在2L密闭容器中投入A和B,发生反应 ,反应10min时测得C生成了2mol,以B表示的平均反应速率为,下列说法正确的是
A.
B.10分钟内反应共放热92.4kJ
C.以A物质表示的平均反应速率为
D.向该体系中充入氦气使压强增大,该化学反应速率加快
2.(2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考期中)用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染。例如:
①
②
下列说法错误的是
A.反应①②中,相同物质的量的甲烷发生反应,转移的电子数相同
B.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和H2O(g),放出的热量为173.4kJ
C.由反应①可知:
D.已知CH4的燃烧热为akJ/mol,由组成的混合物2mol,完全燃烧并恢复到常温时放出的热量为bkJ,则H2的燃烧热为
3.(2023春·新疆塔城·高三塔城地区第一高级中学校考期中)常温下,根据键能数据估算的反应热量变化是
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能
414
489
565
155
A.放出 B.吸收
C.放出 D.吸收
4.(2023秋·广东广州·高三广州市第十七中学校考期中)下列各组热化学方程式中,ΔH的比较正确的是
①C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH1;C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3; S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH4
③H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH5:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH6
④CaO(s)+ H2O(1)= Ca(OH)2(s) ΔH7; CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(s) ΔH8
A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4
C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8
5.(2023春·浙江·高三校考周测)一定温度下,的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图,下列叙述不正确的是
A.以丙烷为原料合成丙醇时,“溴化反应”相比“氯化反应”更有利于提高2-丙醇的含量
B.平衡时升高温度,体系中n(1-氯丙烷):n(2-氯丙烷)的值增大
C.
D.由图可知,不同化学环境的相同化学键键能可能不同
6.(2023春·江西景德镇·高三统考期中)根据如图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是
和反应生成过程中的能量变化
A.转化为氮原子是一个放热过程
B.和的总焓比的总焓高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.的反应热
7.(2023秋·河南平顶山·高三统考期末)图像更能直接地体现化学反应伴随的现象,如能量、速率、浓度等物理量的变化。下列说法错误的是
A.由图①可知, , ,则
B.图②表示不同温度下,c(X)随时间t的变化,则正反应的,M点正反应速率点逆反应速率
C.图③所示反应的热化学方程式为
D.图④中t时刻改变的条件可能是增大的浓度,同时减小的浓度
8.(2023秋·山西大同·高三统考期末)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H的反应机理如下:
反应I:V2O5(s)+SO2(g)⇌V2O4(s)+SO3(g) △H1=+24kJ/mol
反应II:2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s) △H2=-246kJ/mol
反应中的能量变化如图,下列说法错误的是
A.V2O5(s)是反应的催化剂 B.总反应速率由反应I决定
C.△H=-198kJ/mol D.加入催化剂改变了反应的历程
9.(2023春·山东潍坊·高三统考期中)一种以太阳能热源分解水的历程如图所示:
已知:过程I:
过程II:
下列说法正确的是
A.转化过程中FeO作催化剂
B.该过程说明,常温下FeO易溶于水
C.
D.2mol液态水所具有的能量高于2mol氢气和1mol氧气的能量
10.(2023春·山东潍坊·高三统考期中)硫的两种晶体形态的相图如图所示,其燃烧的热化学方程式为: ; 。相图:用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是
A.斜方硫和单斜硫互为同位素
B.
C.F→G过程为固态硫的气化,该过程中有化学键的断裂
D.温度高于119℃且压强小于0.4Pa时,单斜硫液化
二、多选题
11.(2023秋·江西宜春·高三上高三中校考阶段练习)对于如下反应,其反应过程的能量变化示意图如图:
编号
反应
平衡常数
反应热
反应①
A(g)B(g)+C(g)
K1
△H1
反应②
B(g)+C(g)D(g)
K2
△H2
反应③
A(g)D(g)
K3
△H3
下列说法正确的是
A.K3 =K1K2 B.加催化剂,反应①的反应热降低,反应速率加快
C.△H3=△H1 +△H2 D.增大压强,K1减小,K2增大,K3不变
12.(2023春·山东德州·高三统考期中)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如图所示,下列有关判断错误的是
A.NO的摩尔生成焓为
B.H2O(l)的
C.比更稳定
D.标准状况下,完全燃烧放出的热量为
13.(2023春·山东青岛·高三青岛三十九中校考期中)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用△H(kJ•mol-1)表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的△H如图所示,下列有关判断正确的是
A.相同状况下,NH3比N2H4稳定
B.H2O(l)的△H>-241.8kJ•mol-1
C.标准状况下,1molN2H4(l)完全燃烧放出的热量为534.2kJ•mol-1
D.2molNH3(g)的键能大于1molN2(g)与3molH2(g)的键能之和
14.(2023春·山东青岛·高三青岛二中校考期中)已知和可以相互转化,反应每生成1mol ,放出24.2kJ的热量。在恒温条件下,将一定量的和混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法错误的是
A.曲线X表示浓度的变化
B.前10min内用表示的化学反应速率为0.02mol/(L·min)
C.图中a、b、c、d四个点中,a、c两点的
D.反应进行到10min时放出的热量为9.68kJ
三、非选择题
15.(2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应:。下表为反应在温度下的部分实验数据:
0
500
1000
1500
(mol)
10.00
7.04
4.96
4.96
请回答:
(1)从反应开始到500 s,生成的平均速率_______。
(2)温度下,该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式:_______,在此反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应:,下列说法不正确的是_______。
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.不可能100%转化为
C.该条件下当混合气体密度不再变化,反应达到最大限度
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
E.200℃时,转化率几乎为0,可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示:
请解释正反应速率如图变化的原因:_______。
②氮的另一种氢化物肼(),是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量,下列共价键的键能信息如表所示:
共价键
N-H
N-N
O=O
O-H
键能(kJ/mol)
391
161
498
946
463
关于反应,则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
16.(2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习)根据要求回答问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,活化能E1的变化是_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是_____。图中最稳定的是_____(填“反应物”“过渡态”或“生成物”)。
(2)50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH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反应反应热(设溶液的密度均为1g•cm-3,反应后溶液的比热容c=4.18J•g-1•℃-1)。回答下列问题:
实验次数
反应物的温度/℃
反应前体系的温度
反应后体系的温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/℃
1
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
从实验装置上看,图中仪器A的名称是_____,隔热层的作用是_____。根据表中数据,结合题干信息,请写出生成1molH2O的热化学方程式_____(保留3位有效数字)。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的1.2~2.0万倍,在大气中的寿命可长达740年之久,表中是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F-F
N-F
键能/kJ•mol-1
941.7
154.8
283.0
写出N2(g)与F2(g)反应合成NF3(g)的热化学方程式_____。
(4)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。这两步反应的能量变化如图:
第二步反应是_____(填“放热”或“吸热”)反应。1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_____。
17.(2023春·甘肃张掖·高三高台县第一中学校考阶段练习)Ⅰ.某同学设计下图简易装置测定中和热。
回答下列问题:
(1)该装置中缺少的仪器是___________。
(2)50mL0.10mol/L的盐酸与50mL0.11mol/L的NaOH溶液混合后,测得反应放出的热量为285J,则中和热___________。若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒,则测得反应放出的热量将___________(填“偏多”“偏少”或“不变”)。
Ⅱ.2021年世界环境日中国主题:人与自然和谐共生。
(3)以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体的减排提供了一个新途径,断开各分子中1mol化学键吸收的能量如下表所示,则以为催化剂分解生成和的热化学方程式为___________。
化学键
C=O
C≡O(CO)
O=O
能量/
799
1072
496
(4)以太阳能为热源,金属氧化物为催化剂可以分解水制和,实现能源绿色化,其过程如下:
过程Ⅰ:,
过程Ⅱ:,
总反应:,
则过程Ⅱ的___________。
Ⅲ.
(5)已知强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热可表示为:,对于下列反应:
,
,
,上述反应均在溶液中进行,则下列、、的关系正确的是_______。
A. B. C. D.
18.(2023春·江苏南京·高三校考期中)空气中有丰富的氮气,科学家展开了向空气要氨气的系列研究。
(1)已知: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=b kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
工业上合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH= _______kJ·mol-1
(2)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
①NO2的消除。
可以用碳酸钠溶液来进行吸收,在产生CO2的同时,会生成NaNO2,NaNO2是工业盐的主要成分,在漂白、电镀等方面应用广泛。
a.写出碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式:_______。
b.经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2,但一般会混有一定量_______的杂质。
②NO的消除。
HClO可有效脱除NO,但HClO不稳定,实际应用中常用其盐。 次氯酸盐脱除NO的主要过程如下:a.NO+HClO=NO2+HCl b.NO+NO2+H2O=2HNO2 c.HClO+HNO2=HNO3+HCl
下列分析不正确的是_______。
A.烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B.NO2单独存在时不能被脱除
C.脱除过程中,次氯酸盐溶液的pH下降
(3)研究不同温度下Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响,结果如图所示。脱除过程中往往有Cl2产生,原因是_______(用离子方程式表示);60~80℃NO脱除率下降的原因是_______。
(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为_______。
参考答案:
1.B
【详解】A. 反应10min时,以B表示的平均反应速率为,所以10min内B消耗了n(B)= ×2L×10min=3.0mol,测得C生成了2mol,所以x=2,故A错误;
B.由 可知,每消耗3mol的B,放出92.4kJ的热,结合A可知,10分钟内反应共放热92.4kJ,故B正确;
C.由方程式可知,v(A):v(B)=1:3,v(A)=÷3=,故C错误;
D.向该体系中充入氦气使压强增大,由于该容器是2L密闭容器,压强增大,体积不变,各反应物的浓度不变,所以化学反应速率不变,故D错误;
故选B。
2.C
【详解】A.反应①中1molCH4失去8mol电子生成1molCO2,反应②1molCH4失去8mol电子生成1molCO2,反应①②中相同物质的量的甲烷发生反应,转移电子数相同,A正确;
B.标准状况下4.48L甲烷物质的量为0.2mol,(反应①+反应②)÷2得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),ΔH=-867kJ/mol,则0.2mol甲烷还原NO2生成N2和H2O(g),放出热量为867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ,B正确;
C.反应①中H2O为气态,气态水变为液态水放出热量,则反应,C错误;
D.组成的混合物2mol中CH4有1.5mol,H2有0.5mol,现混合物完全燃烧恢复到常温时放出热量bkJ,且CH4的燃烧热为akJ/mol,则1.5molCH4燃烧放热1.5akJ,0.5molH2燃烧放出热量(b-1.5a)kJ,H2的燃烧热为2×(b-1.5a)kJ/mol=(2b-3a)kJ/mol,D正确;
故答案选C。
3.A
【详解】根据反应断键吸收热量(414×4 mol+4 mol×155) = 2 276 kJ,成键放出热量(489 × 4 mol+4 mol×565 )=4 216 kJ,该反应放出热量4216kJ-2276k=1 940 kJ,故选A。
4.A
【详解】A.①等质量的C完全燃烧即发生反应C(s)+O2(g)= CO2(g)放出的热量比不完全燃烧即发生反应C(s)+O2(g)=CO(g)放出的热量更多,故有0>ΔH2>ΔH1,A正确;
B.②等质量的S固体时具有的总能量比气态时小,故等质量的硫发生反应S(s)+O2(g)=SO2(g)放出的热量小于硫发生S(g)+O2(g)= SO2(g)放出的热量,故0>ΔH3>ΔH4,B错误;
C.根据反应热与方程式的计量系数呈正比,故③H2(g)+O2(g)= H2O(l),2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ,2ΔH5=ΔH6<0,则有ΔH5>ΔH6,C错误;
D.④CaO(s)+ H2O(1)= Ca(OH)2(s)是放热反应,即ΔH7<0,而CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(s)为吸热反应,即ΔH8>0,则有ΔH7<ΔH8,D错误;
故答案为:A。
5.C
【详解】A.“溴化反应”时的选择性为97%,“氯化反应”时的选择性为55%,所以以丙烷为原料合成丙醇时,“溴化反应”相比“氯化反应”更有利于提高2-丙醇的含量,故A正确;
B.温度对活化能大的反应影响更大,平衡时升高温度,体系中n(1-氯丙烷):n(2-氯丙烷)的值增大,故B正确;
C.根据图像①
②;
根据盖斯定律①-②得
③
④
根据盖斯定律③-④得
所以,故C错误;
D.由能量不同,可知不同化学环境的相同化学键键能可能不同,故D正确;
选C。
6.D
【详解】A.转化为氮原子,吸收热量,故A错误;
B.由图中数据可知,反应过程中放出的热量小于吸收的热量,该反应为吸热反应,则和的总焓比的总焓低,故B错误;
C.由图可知,1mol分子中的化学键断裂时需要吸收能量,故C错误;
D.由上述分析可知,的反应热,故D正确;
故选D。
7.B
【详解】A.据图①可知,反应为放热反应,即,由于同一物质(产物B)处于液态时内能低于气态,则生成放出能量更多,对应更小,即,A正确;
B.依据“先拐先平数值大”,结合图像可知,先达到平衡,则,升高温度,c(X)增大,说明平衡逆向移动,正反应;温度越高,反应速率越大,则M点正反应速率点逆反应速率,B错误;
C.由图③可知,反应为吸热反应,热化学方程式为 ,C正确;
D.增大的浓度,比原平衡时大,减小生成物的浓度,比原平衡时小,D正确;
故选B。
8.B
【详解】A.反应I 中V2O5参与反应,反应II又生成该物质,V2O5(s)是反应的催化剂,故A正确;
B.由图可知,反应I的活化能小于反应II,反应的活化能越大,反应速率越慢,则反应II是慢反应,决定该反应速率,故B错误;
C.反应I:V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g)ΔH1=+24kJ•mol-1,反应II:2V2O4(s)+O2(g)=2V2O5(s)ΔH2=-246kJ•mol-1,根据盖斯定律:反应I×2+II计算2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的焓变ΔH=(+24kJ•mol-1)×2+(-246kJ•mol-1)=-198kJ•mol-1,故C正确;
D.V2O5是该反应的催化剂,能降低反应活化能,改变反应的历程,故D正确;
故选:B。
9.C
【详解】A.FeO作中间产物,故A错误;
B.图示表示在太阳能的作用下FeO和水反应,不能说明常温下FeO易溶于水,故B错误;
C.根据盖斯定律可得反应-(Ⅰ+2Ⅱ)可得,故,故C正确;
D.由C项可知,2mol液态水所具有的能量低于2mol氢气和1mol氧气的能量,故D错误;
故选C。
10.C
【详解】A.单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质,故正交硫和单斜硫互为同素异形体,故A错误;
B.①S(斜方,s) ,②S(单斜,s) ,①-②可得,S(斜方,s)=S(单斜,s),由图可知,在相同条件下,斜方硫转变为单斜硫需要升温,即,则,故B错误;
C.图中F→G过程为固态硫的气化,由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体,过程中发生了化学变化,除了破坏了分子间作用力外,还破坏了共价键,故C正确;
D.由图可知,温度高于119℃时,单斜硫是固态,需要增大压强单斜硫才能发生液化现象,故D错误;
故选C。
11.AC
【分析】反应①:A(g)B(g)+C(g) 反应②:B(g)+C(g)D(g) 反应③:A(g)D(g)。依据盖斯定律,将反应①+②得反应③A(g)D(g)。
【详解】A.依据盖斯定律,将反应①+②得反应③,则K3 =K1K2,A正确;
B.催化剂只能改变反应的活化能,但不能改变反应的热效应,所以加催化剂,反应①的反应热不变,反应速率加快,B不正确;
C.依据盖斯定律,将反应①+②得反应③,所以△H3=△H1 +△H2,C正确;
D.对于一个化学反应,平衡常数只受温度变化的影响,不受压强、浓度变化的影响,所以增大压强,K1、K2、K3都不变,D不正确;
故选AC。
12.BD
【详解】A.从图中可以看出,NO的摩尔生成焓为,A正确;
B.H2O(g)的,由H2O(g)转化为H2O(l)时放热,则H2O(l)的,B错误;
C.的,的,摩尔生成焓越低,物质越稳定,则比更稳定,C正确;
D.N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)时,∆H=(-241.8 kJ∙mol-1)×2-50.6kJ∙mol-1=-534.2kJ∙mol-1,在标准状况下,N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l),H2O(g)转化为H2O(l)时放热,则完全燃烧放出的热量大于,D错误;
故选BD。
13.AD
【详解】A.NH3的标准摩尔生成焓为-45.9 kJ•mol-1,可得① (g) △H=-45.9 kJ•mol-1,与②相比可知NH3比N2H4的能量更低,故NH3更稳定,A正确;
B. 的过程中放热,则H2O(1)的△H<-241.8kJ•mol-1,B错误;
C.N2H4 (1)的摩尔生成为焓为+50.6kJ·mol-l,可得②N2(g)+2H2(g)= N2H4 (l) △H=+50.6 kJ•mol-1,由摩尔生成焓为-241.8kJ•mol-1,可得③△H=-483.6 kJ•mol-1,根据③-②可得△H=-534.2 kJ•mol-1,但是标准燃烧热是指生成液态的水,则根据题给数据无法计算,C错误;
D.1molN2(g)与3molH2(g)生成2molNH3(g)为放热反应,故2molNH3(g)的键能大于1molN2(g)与3molH2(g)的键能之和,D正确;
故选AD。
14.BD
【分析】由图可知0~10min内,X表示的物质的浓度变化量为△c(X)=(0.6-0.2)mol/L=0.4 mol/L,Y表示的物质的浓度变化量为△c(Y) =(0.6-0.4) mol/L=0.2 mol/L, X表示的物质的浓度变化量是Y表示的物质的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,X表示NO2浓度随时间的变化曲线,A正确;
B.由上述分析可知:X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,NO2表示的反应速率v(NO2)=,B错误;
C.在图中a、b、c、d四个点中,a、c两点反应都未达到平衡,由于a点反应逆向进行,c点反应正向进行,故这两点的v正≠v逆,C正确;
D.已知NO2和N2O4可以相互转化2NO2(g)N2O4(g),反应每生成l mol N2O4,放出24.2 kJ的热量。根据图示可知:NO2浓度增大,N2O4浓度减小,则反应逆向进行,在第10 min时N2O4浓度减少了0.2 mol/L,容器的容积是2 L,则△n(N2O4)=0.2 mol/L×2 L=0.4 mol,所以反应吸收热量Q=,D错误;
故选BD。
15.(1)
(2)50.4%
(3) NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 1:1
(4)CE
(5) 温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;t3达到化学平衡状态; 287.5kJ/mol
【详解】(1);
故答案为:;
(2)根据数据可知,1000s时反应达到平衡,;故答案为:50.4%;
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,则反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O,氧化剂与还原剂的比为1:1;
(4)A.刚开始反应时候,反应物浓度最大,生成物浓度最小,则正反应速率最大,逆反应速率最小,A正确;
B.该反应为可逆反应,则N2O5不可能100%转化,B正确;
C.根据公式,,反应前后质量不变,恒容容器的体积不变,则密度不变,C错误;
D.升高温度、增大压强、增大反应物浓度可以促进平衡正向进行,D正确;
E.分子间作用力决定物理性质,E错误;
故答案为:CE;
(5)①温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;后达到化学平衡状态;
②反应焓变=反应物键能-生成物键能=;
故答案为:287.5kJ/mol。
16.(1) 减小 不变 生成物
(2) 玻璃搅拌器 隔热、保温,减少实验过程中的热量损失 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-56.8kJ•mol-1
(3)N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ΔH=-291.9kJ•mol-1
(4) 放热 NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ•mol-1
【详解】(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量,即反应热不变,所以催化剂对反应热无影响,即ΔH不变;从能量的角度分析,能量越低越稳定,故图中最稳定的是生成物;
(2)由图可知,图中仪器A的名称是玻璃搅拌器;为了防止反应产生的热量传递到环境中,故使用隔热层,则隔热层的作用是隔热、保温,减少实验过程中的热量损失;
3次温度差平均值为3.4℃,的NaOH溶液50mL与的硫酸溶液50mL进行中和反应生成水的物质的量为,溶液的质量为:100mL×1g/mL=100g,则生成水放出的热量为,所以实验测得的中和热,故答案为: ;则生成1molH2O的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-56.8kJ•mol-1;
(3)∆H=反应物总键能-生成物总键能=941.7 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1= -291.9 kJ·mol-1,热化学方程式为N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ∆H= -291.9 kJ·mol-1,故答案为:N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ∆H= -291.9 kJ·mol-1;
(4)由图可知,第二步反应的焓变小于0,所以第二步反应为放热反应;第一步的热化学方程式为,第二步的热化学方程式为:,根据盖斯定律则。
17.(1)温度计
(2) -57kJ/mol 偏少
(3)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/mol
(4)216.5kJ/mol
(5)C
【详解】(1)实验测定反应的初始温度和最高温度来计算反应热,故还缺少温度计。
(2)50mL0.1mol/L的盐酸与50mL0.11mol/L的NaOH混合,放出热量285J,此时NaOH过量,0.005mol盐酸与0.005molNaOH反应放出285J的热量,则1mol盐酸与1molNaOH反应放出57kJ的热量,ΔH=-57kJ/mol。将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒,因为金属的导热性好于玻璃,这样反应放出的热量将散失得更多,测得反应放出的热量将偏少。
(3)以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g),ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(4×799-1072×2-496)kJ/mol=556kJ/mol。热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/mol。
(4)根据三个方程式可知,过程Ⅰ方程式+过程Ⅱ方程式×2=总反应方程式,则ΔH2==216.5kJ/mol。
(5)醋酸为弱电解质,电离吸热,浓硫酸溶于水放热,硝酸和NaOH正常反应无额外的吸热或者放热过程,因此Q2>Q3>Q1,故答案选C。
18.(1)(b+-)
(2) B
(3) ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O(或HClO+Cl-+H+=Cl2↑+H2O) HClO受热分解,溶液中HClO的浓度减小,氧化NO的能力下降
(4)2NH3+NO2+NO2N2+3H2O
【详解】(1)根据盖斯定律:已知: 反应①:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
反应②:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=b kJ·mol-1
反应③:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
工业上合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)与上述三个反应的关系是,目标反应等于反应①×加上反应②减去反应③×,则ΔH=ΔH1× + ΔH2 -ΔH3×=+ b-,故答案是(b+-);
(2)①根据题目信息可知,碳酸钠与NO2反应生成CO2的同时,会生成NaNO2,其中氮元素化合价由+4降到+3,根据反应氧化还原反应的特点,同时生成NaNO3,氮元素化合价升高到+5,则碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式:;上述反应同时生成NaNO2和NaNO3,经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2,但一般会混有一定量NaNO3的杂质;
②A.烟气中含有的少量O2,氧气与NO反应生成NO2,能提高NO的脱除率,A项正确;
B. NO2能与水反应生成硝酸和NO,得到的NO与NO2会继续反应得到HNO2,也能被次氯酸盐反应,故NO2单独存在时能被脱除,B项不正确;
C.脱除过程中,生成强酸,硝酸和盐酸,故次氯酸盐溶液的pH下降,C项正确;
故答案选B;
(3)根据前一问知道,Ca(ClO)2溶液对NO脱除原理,反应有强酸生成,酸性条件下,次氯酸根离子与氯离子在酸性条件反应生成氯气,故脱除过程中往往有Cl2产生,原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O(或HClO+Cl-+H+=Cl2↑+H2O);根据脱除原理,是次氯酸与氮氧化物反应,若升高温度,次氯酸受热易分解,不利于氮氧化物脱除,故60~80℃NO脱除率下降的原因是HClO受热分解,溶液中HClO的浓度减小,氧化NO的能力下降;
(4)由题目知,当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。根据氮元素化合价升降,由图像可知产物是氮气和水,配平方程式,该反应的化学方程式为2NH3+NO2+NO2N2+3H2O;
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