高考化学一轮专题 复习题 化学反应的热效应
展开1.(2018下·浙江绍兴·高一诸暨牌头中学校考期中)下列热化学方程式中,ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·ml-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·ml-1
2.(2023上·河南·高三校联考阶段练习)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图1所示。研究发现,在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是
A.NH3催化还原NO为吸热反应
B.过程I中NH3断裂非极性键
C.过程Ⅱ中NO为氧化剂,NH2为还原剂
D.图2脱硝的总反应为
3.(2022下·重庆北碚·高一西南大学附中校考期中)已知:时,石墨和金刚石完全燃烧能量变化如下图所示,其中,,下列说法正确的是
A. C(s,金刚石)比C(s,石墨)更稳定
B.(s,石墨)转化为C(s,金刚石),放热
C.时,完全分解为 (s,石墨)和吸热
D.C(s,石墨)与C(s,金刚石)互为同分异构体
4.(2018下·河南平顶山·高一统考期末)已知:H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ∆H=-akJ/ml,蒸发1mlBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他数据如下表:
下列说法正确的是A.2HBr(g)=H2(g)+Br2(g) ∆H=+akJ/ml
B.H2(g)的稳定性低于HBr(g)
C.Br2(g)=Br2(l) ∆H =+30kJ/ml
D.b=272-a
5.(2022·全国·高二假期作业)下列说法正确的是
A.SO2(g)+O2(g)SO3(g);△H=-98.3kJ•ml-1,当1mlSO2与0.5mlO2充分反应生成SO3时,放出热量98.3kJ
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H1>△H(△H数据A选项给出)
C.X(g)+Y(g)Z(g)+W(s);△H>0,平衡后加适量X,则△H增大
D.X(g)+Y(g)Z(g)+W(s);△H<0,平衡后加适量X,则放出热量增加
6.(2022下·浙江·高二校联考期中)是一种储氢材料,可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发的燃烧反应之后,燃烧时的温度随时间变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下:
下列分析正确的是
A.燃烧需要激光加热引发,所以燃烧是吸热反应
B.其他条件相同时,等物质的量的燃烧放热大于燃烧放热
C.在反应过程中,a点时物质所具有的总能量最小
D.
7.(2020下·江西宜春·高一高安中学校考期中)键能是指常温常压下,将1ml理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量。根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g)═CF4(g)+4HF(g)的反应热为
A.放出1940kJB.吸收1940kJC.放出485kJD.吸收485kJ
8.(2022下·湖北武汉·高一校联考期中)下列有关热化学方程式的叙述中,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.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2。则ΔH1>ΔH2
C.S(s,正交)=S(s,单斜) ΔH=+0.33kJ/ml,单斜硫比正交硫稳定
D.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH,则ΔH代表甲烷的燃烧热
9.(2023·全国·高一专题练习)下列属于吸热反应的是
A.灼热的碳与二氧化碳反应B.铁与稀硫酸反应
C.氢氧化钠与盐酸反应D.木炭在氧气中燃烧
10.(2023上·贵州·高三校联考阶段练习)某反应的反应物和生成物的相对能量如图所示,下列有关说法错误的是
A.该反应的发生可能需要加热或点燃
B.该反应可看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”
C.该图可表示活泼金属与稀盐酸的反应过程的能量变化
D.该反应过程反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
11.(2021上·河南濮阳·高二范县第一中学校考阶段练习)将V1 mL 1.0 ml·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50,溶液混合前温度为21 ℃)。下列叙述不正确的是
A.该实验表明化学反应的化学能可能转化为热能
B.NaOH溶液的浓度为1.0 ml·L-1
C.该实验提供的数据能粗略计算出中和热
D.实验室测量中和热应多次测量取平均值
12.(2021上·河南·高二校联考阶段练习)下列有关热化学的说法正确的是
A.吸热反应需要从外界吸收能量,所以一定要加热才能发生
B.盐酸与氢氧化钠溶液反应生成1ml液态水时的,则
C.常温常压时,28gCO完全燃烧生成CO2放出283.0kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式:
D.一定条件下,将(g)和(g)充入密闭容器中充分反应生成气态放出x kJ热量,则热化学方程式:
13.(2021上·安徽黄山·高二统考期末)下列说法正确的是
A.等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由C(石墨,s) = C(金刚石,s) ΔH=+1.90 kJ·ml-1可知,金刚石比石墨稳定
C.1.0 ml NaOH分别与1.0 ml CH3COOH、1.0 ml HNO3反应,放出的热量: CH3COOH < HNO3
D.当ΔH < 0时,表示该反应为吸热反应
14.(2021上·湖南长沙·高二周南中学校考阶段练习)以下是中华民族为人类文明和科技进步做出巨大贡献的几个事例,运用化学知识对其进行的分析不合理的是
A.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
B.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土
C.屠呦呦从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,青蒿素属于有机物
D.“神舟十二号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组,均可将化学能转变成电能
15.(2021上·安徽芜湖·高二统考期末)化学反应与能量的说法正确的是
A.根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量B.如图中
C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应D.天然气和沼气是可再生资源
二、填空题
16.(2021下·安徽安庆·高一安徽省怀宁中学校考阶段练习)Ⅰ.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-570kJ/ml
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ∆H=+483.6kJ/ml
③2CO(g)=2C(s)+O2(g) ∆H=+220.8kJ/ml
④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ∆H=-787kJ/ml
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填写序号)。
(2)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
(3)CO(g)的燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.已知:工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·ml-1①
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·ml-1②
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·ml-1③
(4)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH= 。
(5)已知:①Fe3O4(s)+CO(g)⇌3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3kJ·ml-1
②3FeO(s)+H2O(g)⇌Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2=-57.2kJ·ml-1
③C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH3=+172.4kJ·ml-1
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(6)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量。其热化学方程式为 。
(7)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S—F键,已知1mlS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,F—F键能为160kJ·ml-1,S—F键能为330kJ·ml-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式 。
17.(2023上·高二课时练习)已知:①CH4(g)的摩尔燃烧焓为890.3 kJ/ml;②1 ml CH4(g)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)时,放出519 kJ热量。若1 ml CH4(g)在m g O2(g)中燃烧生成CO(g)、CO2(g)和H2O(l),放出704.65 kJ热量。
(1)写出表示CH4(g)摩尔燃烧焓的热化学方程式。
(2)写出CH4(g)不完全燃烧的热化学方程式。
(3)计算CH4(g)完全燃烧和不完全燃烧的物质的量之比及m的值。
18.(2022下·河北沧州·高一沧县中学校考阶段练习)CO2的减排、捕集和利用是人类可持续发展的重要战略之一。利用CO2和H2生成CH3OH(甲醇)来捕集CO2的反应是CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-89kJ·ml-1,回答下列问题:
(1)下列有关上述反应的图象合理的是 (填标号)。
A.B.
C.D.
(2)①某温度下,向某恒容密闭容器中充入1mlCO2(g)和3mlH2(g),充分反应后,放出的热量 (填“>”“<”或“=”)89kJ。
②完全燃烧16g甲醇所消耗氧气的物质的量为 ,转移的电子数为 NA。
(3)25℃、101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ热量,则该反应的热化学方程式为 。
(4)已知拆开1mlH—H键、1mlN—H键、1mlN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
19.(2022上·甘肃庆阳·高二校考阶段练习)按要求写出对应反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为: 。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量。写出该反应的热化学方程式: 。
(3)1mlCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式: 。
(4)25℃、101kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时,放出的热量为QkJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产25g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式: 。
(5)已知:2Zn(s)+O2(g)= 2ZnO(s) ΔH=-701.0 kJ/ml
2Hg(l)+O2(g)= 2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ/ml
则Zn和HgO反应生成ZnO和Hg的热化学方程式: 。
20.(2021上·福建泉州·高二校考期中)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·ml-1
则M、N相比,较稳定的是 。
(2)已知 CH3OH(l)的燃烧热为-726.5kJ·ml-1,CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-akJ·ml-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1mlCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应生成1mlCO2时的热化学方程式: 。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176kJ·ml-1,则反应过程中,每转移1ml电子放出的热量为 。
(5)温度在150℃以上时,H2O2便迅速分解为H2O和O2,发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理,已知:
a. H2(g)+O2(g)═H2O2(l)ΔH1=-134.3kJ·ml-1
b. H2O(l)═H2(g)+O2(g) ΔH2=+286kJ·ml-1
则反应H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH = 。
21.(2023上·全国·高三专题练习)已知:①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0kJ·ml-1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-240.0kJ·ml-1;
③2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-1644.0kJ·ml-1。
则反应2NH3(g)+Fe2O3(s)=N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s) ΔH= kJ·ml-1.
22.(2020·全国·高三专题练习)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1;②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2;③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3;④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1 048.9 kJ·ml-1,上述反应热效应之间的关系式为ΔH4= 。
23.(2020上·北京丰台·高二统考期中)25 ℃和101 kPa下,H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g) 能量变化如图,根据图示回答下列问题:
(1)结合图示,说明431kJ·ml-1表示的含义是 。
(2)H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) 的焓变ΔH = 。
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1ml分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
b
369
参考答案:
1.A
【分析】标准燃烧热定义:在101kpa下,1ml 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧产物有严格规定,如:C—CO2(g),H—H2O(l),N—N2(g),S—SO2(g),Cl—HCl(aq)。
【详解】A.符合标准燃烧热定义定义,因此A正确。
B.水的状态是气态,因此B错误;
C.氢气的物质的量是2ml,因此C错误;
D.水的状态是气态,因此D错误;
故本题选A。
2.C
【详解】A.反应物总能量大于生成物总能量,故NH3催化还原NO为放热反应,A错误;
B.NH3中只含有极性键,不含有非极性键,则过程I中NH3断裂极性键,B错误;
C.过程Ⅱ中,发生反应NO+NH2=N2+H2O,NO为氧化剂,NH2为还原剂,C正确;
D.从图2中可以看出,NH3、NO、O2为反应物,N2、H2O为生成物,则脱硝的总反应为,D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.金刚石的能量高于石墨的能量,物质的能量越高越不稳定,故A错误;
B.由图可知,1ml金刚石的能量比1ml石墨高,故有(s,石墨)转化为C(s,金刚石),吸热,故B错误;
C.由图可知,时, (s,石墨)和反应生成放热,则其逆过程,吸热,故C正确;
D.石墨与金刚石是由同一种元素(碳元素)形成的不同单质,互为同素异形体,故D错误;
答案选C。
4.D
【详解】分析:A项,根据H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-akJ/ml和Br2(l)=Br2(g)ΔH=+30kJ/ml计算2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)的ΔH;B项,键能越大,分子越稳定;C项,Br(g)=Br2(l)的ΔH=-30kJ/ml;D项,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
详解:A项,H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-akJ/ml(①式),蒸发1mlBr2(l)需要吸收30kJ的能量,则Br2(l)=Br2(g)ΔH=+30kJ/ml(②式),将②式-①式得,2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)ΔH=+(30+a)kJ/ml,A项错误;B项,H-H键的键能大于H-Br键的键能,键能越大,分子越稳定,H2(g)的稳定性高于HBr(g),B项错误;C项,Br2(l)=Br2(g)ΔH=+30kJ/ml,则Br(g)=Br2(l)ΔH=-30kJ/ml,C项错误;D项,2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)ΔH=+(30+a)kJ/ml,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,ΔH=+(30+a)kJ/ml=2E(H-Br)-[E(H-H)+E(Br-Br)]=2369kJ/ml-436kJ/ml-bkJ/ml,解得b=272-a,D项正确;答案选D。
5.D
【详解】A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-98.3kJ•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,1mlSO2与0.5mlO2不能完全反应,放出的热量小于98.3kJ,故A错误;
B.根据盖斯定律可知,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应热△H1=2△H,反应是放热反应,反应热符号为“-”,所以△H1<△H,故B错误;
C.X(g)+Y(g)Z(g)+W(s);△H>0,反应热表示1mlX(g)与1mlY(g)反应生成1mlZ(g)与1mlW(s)吸收的热量,不会因反应物的量变化发生变化,故C错误;
D.增大X的量,平衡向正反应移动,参加反应的X、Y的物质的量增大,则放出热量增加,故D正确;
选D。
6.C
【详解】A.燃烧反应都是放热反应,所以AlH3燃烧是放热反应,A项错误;
B.其他条件相同时,Al(s)具有的能量比Al(g)小,所以等物质的量的Al(s)燃烧放热小于Al(g)燃烧放热,B项错误;
C.在反应过程中,a点时温度最高,则放出的热量最多,生成物所具有的总能量比前面反应中都低,C项正确;
D.令反应:①为2AlH3(s)=2Al(s)+3H2(g) △H1、②为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H2、③为Al(s)=Al(g) △H3、④为Al(g)+O2(g)=(s) △H4,利用盖斯定律,将①+②×3+③×2+④×2得: 2AlH3(s)+3O2(g)=Al2O3(s)+3H2O(g) △H=△H1+3△H2+2△H3+2△H4,D项错误;
答案选C。
7.A
【解析】旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量值即为反应热,依据化学反应的焓变=反应物总键能−生成物总键能计算得到反应的焓变。
【详解】甲烷分子为正四面体结构,分子中含有4个C−H键,其结构式为,1ml甲烷含有4ml碳氢键,同理,1ml四氟甲烷含有4ml碳氟键,化学反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能,故答案选:A。
8.B
【详解】A.反应条件与反应热无关,则同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,故A错误;
B.S(g)→S(s)放热,即S(g)具有的能量高,所以S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的热量更多,由于焓变是负值,则△H1>△H2,故B正确;
C.焓变为正,为吸热反应,正交硫的能量低,则正交硫更稳定,故C错误;
D.燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,生成的水必须为液态,故甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH,则ΔH代表甲烷的燃烧热,故D错误;
故选:B。
9.A
【详解】A.灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳会吸收大量的热,所以属于吸热反应,故A正确;
B.铁与稀硫酸反应生成氢气放出大量的热,故B错误;
C.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,是中和反应,放出大量的热,属于放热反应,故C错误;
D.木炭在氧气中燃烧放出大量的热生成二氧化碳,故D错误;
故选A。
10.B
【分析】由反应物的总能量高于生成物的总能量,故为放热反应。
【详解】A.加热是反应条件,与反应吸放热没有必然联系,故该反应的发生可能需要加热或点燃,A正确;
B.吸热反应可看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”,B错误;
C.活泼金属与稀盐酸的反应为放热反应,符合题意,C正确;
D.该反应为放热反应,故反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,D正确;
故选B。
11.B
【详解】A.根据图象可知,随反应进行体系温度升高,故该实验表明化学反应的化学能可能转化为热能,A正确;
B.由图象可知盐酸与氢氧化钠的反应是放热反应,该过程中化学能转化为热能,恰好反应时放出的热量最多,NaOH的浓度为=1.50 ml·L-1,B错误;
C.该实验提供了温度差,根据Q=m·c·△T计算反应放出的热量,最后根据粗略计算出中和热,C正确;
D.实验室测量中和热应多次测量取平均值以减少误差,D正确;
答案选B。
12.C
【详解】A.某些吸热反应也可以自发进行,依据△H-T△S< 0分析, △H>0 △S>0常温下可以△H-T△S< 0,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应,是吸热反应,常温下可以蒸发进行,故A错误;
B.中和热是指在稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1 ml水所释放的热量,H2SO4和Ba(OH)2反应时,除H+与OH-生成H2O外,还有Ba2+与SO42-反应生成BaSO4沉淀,生成BaSO4沉淀也伴随着能量变化,B错误;
C.在101 kPa时,1 ml 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫作该物质的燃烧热,C正确;
D.该反应是可逆反应,将 1.0mlSO2 (g)和 0.5mlO2 (g)充入密闭容器中充分反应生成气态 SO3 物质的量小于1.0ml,若实际放出x kJ热量,则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 中ΔH<-2xkJ⋅ml-1,D错误;
答案选C
13.C
【详解】A.等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,硫气化时要吸热,前者放出热量多,故A错误;
B.由C(石墨,s) = C(金刚石,s) ΔH=+1.90 kJ·ml-1,可知,金刚石所具有的能量高,稳定性比石墨差,故B错误;
C.醋酸是弱酸,电离时要吸热,1.0 ml NaOH分别与1.0 ml CH3COOH、1.0 ml HNO3反应,放出的热量: CH3COOH < HNO3,故C正确;
D.当ΔH < 0时,表示该反应为放热反应,故D错误;
故选C。
14.D
【详解】A.后(司)母戊鼎是青铜器,青铜器属于铜合金制品,A正确;
B.以黏土为主要原料制取的物品经过高温煅烧,发生复杂的物理、化学变化就得到了瓷器,可见瓷器的制取主要原料为黏土,B正确;
C.对治疗疟疾有特效的青蒿素是含有碳元素的化合物,因此青蒿素属于有机物,C正确;
D.电池能把太阳能直接转化为电能,而锂离子电池组中发生氧化还原反应可将化学能转变成电能,D错误;
故合理选项是D。
15.B
【详解】A.化学反应一定有能量变化,根据能量守恒,反应物总能量与生成物总能量一定不等,故A错误;
B.根据盖斯定理,反应回到原点,热效应为0,故B正确;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关,故C错误;
D.天然气属于化石能源,不可再生,故D错误;
答案选B。
16. ①、④ 1425kJ CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.1kJ/ml -246.1kJ·ml-1 C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5kJ/ml C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300kJ·ml-1 S(s)+3F2(g)=SF6(g) ΔH=-1220kJ/ml
【详解】Ⅰ.(1)放热反应的∆H小于0,所以上述反应中属于放热反应的是①、④。
(2)由热化学方程式①可知,燃烧4gH2生成液态水,放出的热量为483.6kJ ,则燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为1425kJ 。
(3)将上述热化学方程式中的③和④相加,然后除以2,即可得CO(g)的燃烧热的热化学方程式:CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=(220.8kJ/ml-787kJ/ml)=-283.1kJ/ml。
Ⅱ.(4)将给出的反应①×2+②+③可得3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的ΔH=-90.7kJ·ml-1×2+(-23.5kJ·ml-1)+( -41.2kJ·ml-1)= -246.1kJ·ml-1。
(5)碳与水制氢气的反应为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)。将给出的三个反应相加即可得总反应,ΔH=+19.3kJ·ml-1-57.2kJ·ml-1+172.4kJ·ml-1=+134.5kJ/ml,则热化学方程式是C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)ΔH=+134.5kJ/ml。
(6)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量。1mlC2H2参加反应,碳元素的化合价从-1价升高到+4价,失去10ml电子,所以放出1300kJ的热量。其热化学方程式为:C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300kJ·ml-1。
(7)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S—F键,已知1mlS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,F—F键能为160kJ·ml-1,S—F键能为330kJ·ml-1,该反应的ΔH=280kJ/ml+3×160 kJ/ml -6×330 kJ/ml =-1220 kJ/ml,S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式为:S(s)+3F2(g)=SF6(g) ΔH=-1220kJ/ml。
17.(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/ml
(2)CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-519 kJ/ml
(3)CH4(g)完全燃烧和不完全燃烧的物质的量之比为1∶1;56
【详解】(1)表示CH4(g)摩尔燃烧焓的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/ml。
(2)CH4(g)不完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-519 kJ/ml。
(3)设完全燃烧的CH4(g)为x ml,则不完全燃烧CH4(g)的物质的量为(1-x)ml,则有x ml×890.3 kJ/ml+519 kJ/ml×(1-x)ml=704.65 kJ,解得x=0.5 ml,故CH4(g)完全燃烧和不完全燃烧的物质的量之比为0.5 ml∶0.5 ml=1∶1。
0.5 ml CH4(g)完全燃烧消耗1 ml O2,0.5 ml CH4(g)不完全燃烧消耗0.75 ml O2,则共消耗1.75 ml O2,则有m(O2)=1.75 ml×32 g/ml=56 g。
18.(1)AC
(2) < 0.75ml 3
(3)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.2kJ·ml-1
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·ml-1
【详解】(1)由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-89kJ·ml-1可知,CO2(g)和3H2(g)的总能量大于CH3OH(g)和H2O(g)的总能量,则符合该反应的图象是AC,故答案为:AC;
(2)①该反应为可逆反应,不可能彻底进行,因此向某恒容密闭容器中充入1mlCO2(g)和3mlH2(g),充分反应后,放出的热量小于89kJ,故答案为:<;
②甲醇燃烧的化学方程式为,燃烧2ml甲醇消耗3ml氧气,转移12ml电子,16g甲醇的物质的量为,则消耗氧气的物质的量为,转移电子,数目为3NA,故答案为:0.75ml;3;
(3)CO在O2中充分燃烧的方程式为2CO+O2(g)=2CO2,14gCO的物质的量为0.5ml,0.5mlCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ的热,则2mlCO完全燃烧放出565.2kJ热量,则该反应的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.2kJ·ml-1,故答案为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.2kJ·ml-1;
(4)在反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 中断裂3mlH-H键,1mlN≡N键共吸收的能量为,生成2ml NH3,共形成6ml N-H键,放出的能量为,ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=2254kJ-2346kJ=-92kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·ml-1,故答案为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·ml-1。
19.(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-32QkJ·ml-1
(2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ/ml
(3)Cu(s)+(g)=CuO(s) △H=-157.3kJ/ml
(4)
(5)Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) ΔH=-259.7 kJ·ml-1
【详解】(1)在25℃、101kPa下,1g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ;1gCH3OH的物质的量为,则在25℃、101kPa下,1ml液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为32QkJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-32QkJ·ml-1;
(2)适量的N2和O2完全反应,每生成23gNO2即0.5mlNO2需要吸收16.95kJ热量,则表示该反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ/ml;
(3)1mlCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量,该热化学方程式为: Cu(s)+(g)=CuO(s) △H=-157.3kJ/ml,故答案为:Cu(s)+(g)=CuO(s) △H=-157.3kJ/ml;
(4),则根据C元素守恒,可知,即丁烷充分燃烧生成的二氧化碳为,由丁烷燃烧的化学方程式可知,反应的丁烷的物质的量,因为充分燃烧丁烷生成和液态水时放出的热量为,所以燃烧丁烷产生气体和液态水时放出的热量是,故丁烷的摩尔燃烧焓为,表示丁烷燃烧焓的热化学方程式为;
(5)根据盖斯定律,×(①-②)得Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),△H= ×[(-701.0 kJ·ml-1)-(-181.6 kJ·ml-1)]=-259.7 kJ·ml-1,故其热化学方程式为:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) ΔH=-259.7 kJ·ml-1。
20.(1)M
(2)<
(3)2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g) ΔH=﹣290kJ·ml﹣1
(4)98
(5)-151.7 kJ·ml-1
【详解】(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,能量越高越不稳定,能量越低越稳定,故稳定性M>N;
(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量少,故a<726.5;
(3)有1mlCl2参与反应时释放出145kJ热量,2ml氯气反应放热290kJ,反应的热化学方程式为:2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g) ΔH=﹣290kJ·ml﹣1;
(4)Al元素化合价从0价升高到+3价,因此所给反应中转移12个电子,故每转移1ml电子放出的热量为1176kJ÷12=98kJ;
(5)根据盖斯定律可知-(①+②)得到反应H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH = -(-134.3+286)kJ·ml-1=-151.7 kJ·ml-1。
21.+1016.0
【详解】根据盖斯定律,由②×3-①-③得2NH3(g)+Fe2O3(s)=N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s) ΔH=(-240.0kJ·ml-1)×3-(-92.0kJ·ml-1)-(-1644.0kJ·ml-1)=+1016.0kJ·ml-1。
22.2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
【详解】对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数,利用盖斯定律,可知由2③-2②-①可得目标热化学方程式,则ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。
23. 形成1mlH-Cl键需要放出热量为431KJ -183 KJ·ml-l
【分析】由图看出,旧键断裂吸收能量,新键形成放出能量;
【详解】(1)由图示可知,形成1mlH-Cl键需要放出热量为431kJ;
(2) 断裂1mlH2和1mlCl2的化学键所吸收的能量是436 kJ·ml-l+243kJ·ml-l=679kJ·ml-l,形成2mlHCl所放出的能量是431kJ·ml-l×2=862kJ·ml-l,所以该反应的焓变△H=679 KJ·ml-l -862 kJ·ml-l=-183 kJ·ml-l。
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