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适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第六章化学反应与能量课时规范练20化学反应的热效应
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这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第六章化学反应与能量课时规范练20化学反应的热效应，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列有关热化学方程式的叙述,正确的是( )
A.1 ml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
B.由N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,可知将1 ml N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9 kJ
C.由H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,可知含1 ml CH3COOH的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合,放出热量为57.3 kJ
D.已知101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml-1,则1 ml碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ
2.(2022四川广安期中)根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l) ΔH2
则有ΔH1>ΔH2
B.Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH1
Br2(l)+H2(g)2HBr(g) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
D.Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH1
Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
3.(2021北京西城二模)碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s),两个化学反应的能量变化示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.ΔH1<0
B.碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水不是化学变化
C.Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s):ΔH=ΔH1-ΔH2
D.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
4.(2021河北唐山三模)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中钛氧键断裂会释放能量
B.该反应中,光能和热能转化为电能
C.使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率
D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+30 kJ·ml-1
5.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0
B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
6.(2021河北邯郸三模)已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154、O—H为452.5,则断裂1 ml N—H所需的能量(kJ)是( )
A.194B.316C.391D.658
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.(2021北京房山二模)我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应,计算机模拟单个CO分子在金催化剂表面的反应历程如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中,过渡态1比过渡态2更难达到
D.总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NA eV·ml-1
8.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法错误的是( )
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率,但不影响平衡转化率
B.HCHO在反应过程中,C原子杂化形式未发生改变
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.该反应可表示为HCHO+O2CO2+H2O
9.(2021湖南衡阳二模)乙二醛(OHCCHO)与O2的反应历程中所涉的反应物
(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是( )
A.乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C.乙二醛氧化历程中,若加入催化剂,能提高乙二醛的平衡转化率
D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1
三、非选择题:本题共2小题。
10.(2021浙江温州模拟)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中 (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为 。
(2)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为 。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·ml-1、497 kJ·ml-1,N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·ml-1,则NO分子中化学键的键能为 kJ·ml-1。
(4)综合上述有关信息,请写出CO与NO反应的热化学方程式: 。
11.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·ml-1
CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)
ΔH2=-20 kJ·ml-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·ml-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·ml-1。
(2)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 ml SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:
①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g) ΔH3
反应③的ΔH3= (用ΔH1、ΔH2表示)。
参考答案
课时规范练20 化学反应的热效应
1.D 解析 1ml甲烷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,A项错误;N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·ml-1,这是一个可逆反应,1mlN2O4(g)不完全反应,放出的热量小于56.9kJ,B项错误;醋酸是弱电解质,电离的过程要吸收热量,因此1mlCH3COOH的溶液与含1mlNaOH的溶液混合,放出热量要小于57.3kJ,C项错误;已知101kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221kJ·ml-1,1ml碳完全燃烧生成1mlCO2,放出的热量大于110.5kJ,D项正确。
2.A 解析 将热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律,由①-②可得2S(s)+2O2(g)2SO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,A项错误;等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1mlBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1mlBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,B项正确;将两个反应依次编号为③④,根据盖斯定律,由③-④得4Al(s)+2Fe2O3(s)2Al2O3(s)+4Fe(s),则有ΔH3=ΔH1-ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2,C项正确;Cl原子半径比Br原子半径小,H—Cl的键能比H—Br的键能大,故ΔH1<ΔH2,D项正确。
3.D 解析 从题图1可看出反应物能量低,生成物能量高,是吸热反应,ΔH1>0,A错误;失水过程有新物质生成,是化学变化,B错误;由题图1得①Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH1,由题图2得②Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH2,②-①得Na2CO3·H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH1,C错误;碳酸钠溶于水是典型的放热反应,向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度会升高,D正确。
4.C 解析 化学键断裂需要吸收能量,A错误;由历程图可知该反应中未涉及原电池反应,故该反应中是光能和热能转化为化学能,B错误;由历程图可知,使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率,C正确;根据反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,故CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=2×1598kJ·ml-1-2×1072kJ·ml-1-496kJ·ml-1=+556kJ·ml-1,D错误。
5.C 解析 将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热过程,ΔH2>0,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,说明是放热过程,ΔH3<0,根据盖斯定律可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,则ΔH1>0,则C项符合题意。
6.C 解析 依据图像分析,反应为N2H4+O2N2+2H2O,反应的焓变ΔH=-534kJ·ml-1,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,断裂化学键吸收的能量为2752kJ·ml-1-534kJ·ml-1=2218kJ·ml-1,设断裂1mlN—H吸收的能量为xkJ,则4x+154+500=2218,解得x=391。
7.C 解析 由反应历程图可知:在过渡态中,催化剂能够改变反应过程中的相对能量,改变的是反应的历程,但是反应物和最终生成物不会改变,A正确;CO*+H2O*+H2O(g)的相对能量为-0.32eV;CO*+OH*+H*+H2O(g)的相对能量为1.25eV,所以H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量,B正确;反应过程中生成过渡态1的能垒(1.91eV)比过渡态2的能垒(2.02eV)小,所以过渡态1易达到,C错误;0.72eV为单个CO分子反应时放出的能量,则1mlCO发生反应放出0.72NAeV的能量,总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV·ml-1,D正确。
8.BC 解析 从题干信息和示意图可知,HAP为反应的催化剂,可以加快化学反应速率,但不影响平衡转化率,A项正确;反应物HCHO中C原子为sp2杂化,生成物CO2中C原子为sp杂化,B项错误;从示意图可以看出来,二氧化碳中只有1个氧原子来自氧气,另外1个氧原子来自甲醛,C项错误;根据历程示意图,甲醛和O2在HAP催化下生成了CO2和H2O,D项正确。
9.C 解析 乙二醛氧化历程中,涉及反应物O2中的OO非极性键及乙二醛中C—H极性键的断裂,A正确;乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时,生成物的总能量都小于反应物的总能量,发生反应放出热量,因此这些反应均为放热反应,B正确;催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变化学平衡状态,因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率,C错误;乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤,反应物→TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1,D正确。
10.答案 (1)石墨 -393.5 kJ·ml-1 (2)252.0 kJ
(3)631.5
(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·ml-1
解析 (1)由题图知石墨的能量比金刚石的低,所以石墨比金刚石更稳定;石墨的燃烧热ΔH=ΔH3+ΔH2=-110.5kJ·ml-1+(-283.0kJ·ml-1)=
-393.5kJ·ml-1。
(2)36g气体为CO和CO2的混合气体,则n(CO)×28g·ml-1+n(CO2)×44g·ml-1=36g,n(CO)+n(CO2)=1ml,所以n(CO)=n(CO2)=0.5ml,放出的热量为110.5kJ·ml-1×0.5ml+393.5kJ·ml-1×0.5ml=252.0kJ。
(3)设NO分子中化学键的键能为x,则946kJ·ml-1+497kJ·ml-1-2x=+180.0kJ·ml-1,x=631.5kJ·ml-1。
(4)由题图知2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·ml-1,将该式减去N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0kJ·ml-1得:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0kJ·ml-1。
11.答案 (1)-116
(2)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)
ΔH=-225 kJ·ml-1 Ⅱ.ΔH2-ΔH1
解析 (1)由盖斯定律可知,将题给催化过程的三个反应直接相加可得:2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)
ΔH'=(+83-20-121)kJ·ml-1=-58kJ·ml-1,则ΔH=2ΔH'=-116kJ·ml-1。
(2)Ⅰ.首先书写反应的化学方程式:Si+3HClSiHCl3+H2,然后加上状态和焓变得热化学方程式:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225kJ·ml-1。
Ⅱ.根据盖斯定律:反应②-反应①可得反应③,则ΔH3=ΔH2-ΔH1。
1.下列有关热化学方程式的叙述,正确的是( )
A.1 ml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
B.由N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,可知将1 ml N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9 kJ
C.由H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,可知含1 ml CH3COOH的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合,放出热量为57.3 kJ
D.已知101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml-1,则1 ml碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ
2.(2022四川广安期中)根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l) ΔH2
则有ΔH1>ΔH2
B.Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH1
Br2(l)+H2(g)2HBr(g) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
D.Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH1
Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
3.(2021北京西城二模)碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s),两个化学反应的能量变化示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.ΔH1<0
B.碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水不是化学变化
C.Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s):ΔH=ΔH1-ΔH2
D.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
4.(2021河北唐山三模)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中钛氧键断裂会释放能量
B.该反应中,光能和热能转化为电能
C.使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率
D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+30 kJ·ml-1
5.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0
B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
6.(2021河北邯郸三模)已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154、O—H为452.5,则断裂1 ml N—H所需的能量(kJ)是( )
A.194B.316C.391D.658
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.(2021北京房山二模)我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应,计算机模拟单个CO分子在金催化剂表面的反应历程如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中,过渡态1比过渡态2更难达到
D.总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NA eV·ml-1
8.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法错误的是( )
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率,但不影响平衡转化率
B.HCHO在反应过程中,C原子杂化形式未发生改变
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.该反应可表示为HCHO+O2CO2+H2O
9.(2021湖南衡阳二模)乙二醛(OHCCHO)与O2的反应历程中所涉的反应物
(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是( )
A.乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C.乙二醛氧化历程中,若加入催化剂,能提高乙二醛的平衡转化率
D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1
三、非选择题:本题共2小题。
10.(2021浙江温州模拟)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中 (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为 。
(2)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为 。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·ml-1、497 kJ·ml-1,N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·ml-1,则NO分子中化学键的键能为 kJ·ml-1。
(4)综合上述有关信息,请写出CO与NO反应的热化学方程式: 。
11.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·ml-1
CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)
ΔH2=-20 kJ·ml-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·ml-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·ml-1。
(2)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 ml SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:
①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g) ΔH3
反应③的ΔH3= (用ΔH1、ΔH2表示)。
参考答案
课时规范练20 化学反应的热效应
1.D 解析 1ml甲烷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,A项错误;N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·ml-1,这是一个可逆反应,1mlN2O4(g)不完全反应,放出的热量小于56.9kJ,B项错误;醋酸是弱电解质,电离的过程要吸收热量,因此1mlCH3COOH的溶液与含1mlNaOH的溶液混合,放出热量要小于57.3kJ,C项错误;已知101kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221kJ·ml-1,1ml碳完全燃烧生成1mlCO2,放出的热量大于110.5kJ,D项正确。
2.A 解析 将热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律,由①-②可得2S(s)+2O2(g)2SO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,A项错误;等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1mlBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1mlBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,B项正确;将两个反应依次编号为③④,根据盖斯定律,由③-④得4Al(s)+2Fe2O3(s)2Al2O3(s)+4Fe(s),则有ΔH3=ΔH1-ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2,C项正确;Cl原子半径比Br原子半径小,H—Cl的键能比H—Br的键能大,故ΔH1<ΔH2,D项正确。
3.D 解析 从题图1可看出反应物能量低,生成物能量高,是吸热反应,ΔH1>0,A错误;失水过程有新物质生成,是化学变化,B错误;由题图1得①Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH1,由题图2得②Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH2,②-①得Na2CO3·H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH1,C错误;碳酸钠溶于水是典型的放热反应,向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度会升高,D正确。
4.C 解析 化学键断裂需要吸收能量,A错误;由历程图可知该反应中未涉及原电池反应,故该反应中是光能和热能转化为化学能,B错误;由历程图可知,使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率,C正确;根据反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,故CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=2×1598kJ·ml-1-2×1072kJ·ml-1-496kJ·ml-1=+556kJ·ml-1,D错误。
5.C 解析 将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热过程,ΔH2>0,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,说明是放热过程,ΔH3<0,根据盖斯定律可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,则ΔH1>0,则C项符合题意。
6.C 解析 依据图像分析,反应为N2H4+O2N2+2H2O,反应的焓变ΔH=-534kJ·ml-1,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,断裂化学键吸收的能量为2752kJ·ml-1-534kJ·ml-1=2218kJ·ml-1,设断裂1mlN—H吸收的能量为xkJ,则4x+154+500=2218,解得x=391。
7.C 解析 由反应历程图可知:在过渡态中,催化剂能够改变反应过程中的相对能量,改变的是反应的历程,但是反应物和最终生成物不会改变,A正确;CO*+H2O*+H2O(g)的相对能量为-0.32eV;CO*+OH*+H*+H2O(g)的相对能量为1.25eV,所以H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量,B正确;反应过程中生成过渡态1的能垒(1.91eV)比过渡态2的能垒(2.02eV)小,所以过渡态1易达到,C错误;0.72eV为单个CO分子反应时放出的能量,则1mlCO发生反应放出0.72NAeV的能量,总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV·ml-1,D正确。
8.BC 解析 从题干信息和示意图可知,HAP为反应的催化剂,可以加快化学反应速率,但不影响平衡转化率,A项正确;反应物HCHO中C原子为sp2杂化,生成物CO2中C原子为sp杂化,B项错误;从示意图可以看出来,二氧化碳中只有1个氧原子来自氧气,另外1个氧原子来自甲醛,C项错误;根据历程示意图,甲醛和O2在HAP催化下生成了CO2和H2O,D项正确。
9.C 解析 乙二醛氧化历程中,涉及反应物O2中的OO非极性键及乙二醛中C—H极性键的断裂,A正确;乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时,生成物的总能量都小于反应物的总能量,发生反应放出热量,因此这些反应均为放热反应,B正确;催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变化学平衡状态,因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率,C错误;乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤,反应物→TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1,D正确。
10.答案 (1)石墨 -393.5 kJ·ml-1 (2)252.0 kJ
(3)631.5
(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·ml-1
解析 (1)由题图知石墨的能量比金刚石的低,所以石墨比金刚石更稳定;石墨的燃烧热ΔH=ΔH3+ΔH2=-110.5kJ·ml-1+(-283.0kJ·ml-1)=
-393.5kJ·ml-1。
(2)36g气体为CO和CO2的混合气体,则n(CO)×28g·ml-1+n(CO2)×44g·ml-1=36g,n(CO)+n(CO2)=1ml,所以n(CO)=n(CO2)=0.5ml,放出的热量为110.5kJ·ml-1×0.5ml+393.5kJ·ml-1×0.5ml=252.0kJ。
(3)设NO分子中化学键的键能为x,则946kJ·ml-1+497kJ·ml-1-2x=+180.0kJ·ml-1,x=631.5kJ·ml-1。
(4)由题图知2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·ml-1,将该式减去N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0kJ·ml-1得:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0kJ·ml-1。
11.答案 (1)-116
(2)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)
ΔH=-225 kJ·ml-1 Ⅱ.ΔH2-ΔH1
解析 (1)由盖斯定律可知,将题给催化过程的三个反应直接相加可得:2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)
ΔH'=(+83-20-121)kJ·ml-1=-58kJ·ml-1,则ΔH=2ΔH'=-116kJ·ml-1。
(2)Ⅰ.首先书写反应的化学方程式:Si+3HClSiHCl3+H2,然后加上状态和焓变得热化学方程式:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225kJ·ml-1。
Ⅱ.根据盖斯定律:反应②-反应①可得反应③,则ΔH3=ΔH2-ΔH1。
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