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【化学】山西省汾阳市第二高级中学2018-2019学年高二上学期第二次半月考(解析版) 试卷
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山西省汾阳市第二高级中学2018-2019学年高二上学期第二次半月考
1.下列说法不正确的是
A. 吸热反应在一定条件下也可以发生
B. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
C. 反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D. 放热反应在常温下一定很容易发生
【答案】D
【解析】
【详解】A.有的吸热反应不加热也会发生,如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应,A正确;
B.有的放热的化学反应需要加热才能发生,如硫燃烧等,B正确;
C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,如果反应物总能量高于生成物总能量,则是放热反应,反之是吸热反应,C正确;
D.放热的反应在常温下不一定很容易发生,例如铝热反应,需高温加热,D错误。
答案选D。
2.下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)
A. C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= +57.3kJ/mol(中和热)
C. S(s)+O2(g)===SO2(g) △H=-269.8kJ/mol(反应热)
D. 2NO2==O2+2NO △H= +116.2kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】
【详解】A、C2H5OH的燃烧热是1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,A错误;
B、中和反应放热,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3 kJ/mol,B错误;
C、硫燃烧放热,热化学方程式是S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-269.8 kJ/mol,C正确;
D、热化学方程式要标注物质的聚集状态,D错误。
答案选C。
【点睛】明确热化学方程式、反应热、中和热以及燃烧热的含义是解答的关键。该类试题一般可以从以下几个角度分析:化学原理是否正确,如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念;状态是否标明;反应热ΔH的符号和单位是否正确;反应热的数值与物质的系数是否对应等。
3.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-a kJ/mol
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-b kJ/mol
若a、b均大于零,则a和b的关系为
A. a<b B. a>b C. a=b D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
先根据盖斯定律来确定化学反应的焓变,然后根据物质具有的能量越低越稳定,反应物的能量大于生成物的能量,则该反应是放热反应,反之是吸热反应。
【详解】已知:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-a kJ/mol
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-b kJ/mol
②-①得到反应:4P(红磷,s)=P4(白磷,s)△H=(a-b)kJ•mol-1,红磷比白磷稳定,说明红磷的能量低于白磷,该反应是吸热反应,即a-b>0,则a>b。
答案选B。
4.已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= ―184.6kJ·mol-1, 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为 ( )
A. +184.6kJ·mol-1 B. ―92.3kJ·mol-1
C. +92.3kJ D. +92.3kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
试题分析:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= -184.6kJ·mol-1,则2HCl(g)= H2(g)+Cl2(g),△H=184.6kJ·mol-1,所以HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H=186.6/2=+92.3kJ·mol-1;所以答案为D。
考点:反应热的计算
点评:本题考查了反应热的计算,属于对基础知识的考查,该题要注意反应热的符号。
5.已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJ·mol-1,下列说法正确的是
A. 2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B. 1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJ
C. 在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D. 1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
【答案】C
【解析】
试题分析:根据热化学方程式可知,反应是放热反应,A错误;1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出热量大于270 kJ ,B错误;反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以选项C是正确的,方程式表示1mol氢气和1mol氟气反应放出的热量为270KJ,D错误,答案选C。
考点:化学反应中的能量变化
6.反应C(g)+H20(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变会使反应速率减小的是( )
A. 减小C的量 B. 将容器的体积缩小一半
C. 保持体积不变,充入N2使体系压强增大 D. 保持压强不变,充入N2使容器体积变大
【答案】D
【解析】
【详解】A、碳是固体,改变固体的质量,对反应速率没有影响,A错误;
B、将容器的体积缩小一半,压强增大,反应速率增大,B错误;
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但物质的浓度不变,反应速率不变,C错误;
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大,则物质的浓度减小,反应速率减小,D正确。
答案选D。
【点睛】明确外界条件对反应速率的影响变化规律是解答的关键,易错点是压强对反应速率的影响。选项C与D是解答的易错点,注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度引起的,且只能适用于气体,不适用于固体或液体。
7.已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g) = ZnO(s)D△H =-348.3 kJ/mol (2)2Ag(s)+1/2O2(g) = Ag2O(s) △H =-31.0 kJ/mol则Zn(s)+Ag2O(s) = ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A. -317.3 kJ/mol B. -379.3 kJ/mol
C. -332.8 kJ/mol D. +317.3 kJ/mol
【答案】A
【解析】
ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1
8.下列关于热化学反应的描述中不正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热
【答案】A
【解析】
【详解】A. 中和热是指稀的强酸、强碱溶液混合生成1mol水时所放出的热量,中和热是不变的,A错误;
B. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ·mol−1,B正确;
C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧等,C正确;
D. 根据燃烧热的含义可知1mol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,D正确。
答案选A。
9.对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B. v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
D. v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
试题分析:根据反应速率之比等于化学计量数之比,可将各种物质转化成A,以此可比较反应速率大小。A、v(A)="0.5" mol•L-1•min-1;B、物质B是固体不能表示反应速率;C、v(A)=1/2v(D)=0.2mol•L-1•min-1;D、v(A)=1/2v(C)=0.05mol•L-1•s-1=3mol•L-1•min-1;则反应速率最大的为D,故选D。
考点:考查化学反应速率与化学计量数之间的关系
10.在一密闭容器中充入一定量的N2和O2,在电火花作用下发生反应N2+O22NO,经测定前3 s用N2表示的反应速率为0.1 mol·L-1·s-1,则6 s末NO的浓度为 ( )
A. 1.2 mol·L-1 B. 大于1.2 mol·L-1
C. 小于1.2 mol·L-1 D. 不能确定
【答案】C
【解析】
试题分析:0~6s时,消耗氮气的物质的量浓度为0.1×6mol·L-1=0.6mol·L-1,生成NO物质的量为0.6×2mol·L-1=1.2mol·L-1,但随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率降低,因此6s时NO的浓度应小于1.2mol·L-1,故选项C正确。
考点:考查反应速率的计算、影响反应速率的因素等知识。
11.用铁片与50 mL 1 mol/L的硫酸反应制取H2时,下列措施不能使氢气生成速率加大是:( )
A. 对该反应体系加热 B. 滴加几滴浓硫酸
C. 加入少量CH3COONa固体 D. 不用铁片,改用铁粉
【答案】C
【解析】
A.加热,增大活化分子的百分数,反应速率增大,故A不选;B.滴加几滴浓硫酸,浓度增大,反应速率增大,故B不选;C.加入少量CH3COONa固体,反应生成醋酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,故C选;D.不用铁片,改用铁粉,固体表面积增大,反应速率增大,故D不选;故选C。
点睛:加快生成氢气的速率,可增大浓度,升高温度,增大固体的表面积以及形成原电池反应。解答此类试题,需要注意,改变浓度,不能改变反应的本质,如铁与稀硫酸反应生成氢气,与浓硫酸在常温下发生钝化。
12.下列关于催化剂的说法不正确的是 ( )
A. 温度越高,催化剂的催化效果越好
B. 汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放
C. 催化剂可以改变化学反应速率,但反应前后质量和化学性质不变
D. 锌与盐酸反应时,加入几滴硫酸铜溶液可加快化学反应速率,但硫酸铜不作催化剂
【答案】A
【解析】
某些催化剂会因温度过高而失去活性,即失去催化作用,故催化剂不是温度越高催化效果越好。
13.下列说法中有明显错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B. 活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞
C. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
D. 加入适宜的催化剂,使分子能量增加从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率
【答案】D
【解析】
试题分析:A.对有气体参加的化学反应,压强增大,体积减小,则单位体积内活化分子数目增加,所以反应速率加快,故A正确;B.活化分子发生碰撞不一定发生化学反应,发生化学反应的碰撞为有效碰撞,即活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞,故B正确;C.升高温度,降低反应所需的活化能,活化分子的百分数增大,所以反应速率加快,故C正确;D.使用催化剂,分子本身的能量不变,但改变反应的途径,降低反应所需的活化能,活化分子的百分数大大增加,显然分子的能量不会增加,故D错误;故选D.
考点:活化分子、活化能
14.已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. △H1>0,△H3<0 B. △H2>0,△H4>0
C. △H1=△H2 +△H3 D. △H3=△H4 +△H5
【答案】C
【解析】
【详解】A、发光放热的剧烈的氧化还原反应为燃烧,故煤炭的燃烧为放热反应,即△H1<0,△H3<0,A错误;
B、以碳、CO或H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,故△H2>0;燃烧均为放热反应,故铁在氧气中燃烧是放热的,即△H4<0,B错误;
C、一个反应无论是一步完成还是分为几步完成,其热效应是相同的,已知
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
根据盖斯定律可知将②+③相加可得:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=△H2 +△H3,C正确;
D、已知:
④4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
根据盖斯定律可知将(④÷2+⑤)×2/3可得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=,D错误。
答案选C。
15.将4 mol A气体和2 mol B 气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2s 时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
其中正确的是( )
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ③④
【答案】B
【解析】
试题分析:根据三段式2A(g)+B(g)2C(g)
开始浓度(mol/L) 2 1 0
变化浓度(mol/L) 0.6 0.3 0.6
平衡浓度(mol/L) 1.4 0.7 0.6
A、用物质A 表示的反应的平均速率为0.6/2="0.3" mol·L-1·s-1,正确;B、用物质B 表示的反应的平均速率为0.3/2=0.15mol·L-1·s-1,错误;C、2 s 时物质A的转化率为(0.6/2)×100%=30% ,错误;D、2 s 时物质B的浓度为0.7 mol·L-1,正确;选AD。
考点:考查化学反应速率的计算。
16.已知有热化学方程式:SO2(g)+ 1/2O2(g)==SO3(g) △H =-98.32kJ/mol现有4molSO2参加反应,当放出314.3kJ热量时,SO2的转化率最接近于
A. 40% B. 50% C. 80% D. 90%
【答案】C
【解析】
试题分析:因为反应是可逆反应,2molSO2和1molO2充分反应不可能全部转化生成2molSO3,因此最终放出的热量要小于196.64kJ。放出314.3kJ热量时,认为有1.6molSO2参与反应,SO2的转化率最接近于80%。
考点:考查化学反应转化率等相关知识。
17.已知298K时,合成氨反应:N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) △H =-92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,反应放出的热量为(忽略能量损失)
A. 一定大于92.0 kJ B. 一定小于92.0 kJ
C. 一定等于92.0 kJ D. 不能确定
【答案】B
【解析】
试题分析:由热化学方程式可知:N2和H2完全反应生成2molNH3时放出的热量为92.0kJ,但该反应为可逆反应,不可能完全转化为NH3,由此分析解答.
解:N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应,反应为:N2+3H2⇌2NH3,可逆反应不能完全进行到底,反应物的转化率不能达到100%,此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中,不能生成2molNH3,则反应放出的热量小于92.0kJ,故选A.
18.在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1; Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2;2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A. ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3=ΔH1+ΔH2
C. ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D. ΔH3=ΔH1-ΔH2
【答案】A
【解析】
令2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1①
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2②
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3③
根据盖斯定律,将反应①+反应②×2即可求得反应③,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A项正确。
19.已知反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为
A. 598kJ B. 299kJ C. 149.5kJ D. 306kJ
【答案】B
【解析】
【分析】
正反应为吸热反应,化学键断裂时需吸收的能量-化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量,以此解答该题。
【详解】设1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ,则:2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ,解得x=299,答案选B。
20.已知热化学方程式:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
则下列说法正确的是
A. H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ·mol-1
C. H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要吸收能量
D. 根据②推知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH>-241.8 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1,A错误;
B.化学反应的焓变等于生成物和反应物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热的,根据盖斯定律可知①-②即可得到反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1=-41.2 kJ•mol-1,B正确;
C.氢气和氧气在点燃的情况下生成气态水时一定会释放能量,如果是氢气和氧化铜在高温下发生化学反应生成铜和水,则会吸收能量,C错误;
D.由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据②推知反应H2(g)+l/2O2(g)=H2O(1)△H<-241.8 kJ•mol-1,D错误。
21.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为____________;C的燃烧热为______________。
(2)燃烧1gH2生成液态水,放出的热量为_________________。
(3)写出CO燃烧的热化学方程式__________________________。
【答案】 (1). 285 kJ/mol (2). 393.5 kJ/mol (3). 142.5 kJ (4). CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)燃烧热是指在25℃,101 kPa时,1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量为1mol,产物必须是稳定氧化物。根据燃烧热的定义,1mol H2燃烧生成液态水更稳定,所以①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=﹣285 kJ·mol-1为H2燃烧热的化学方程式,所以H2的燃烧热为285kJ•mol﹣1;1mol碳完全燃烧生成CO2时放出的热量为碳的燃烧热,④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol﹣1为碳燃烧热的化学方程式,所以碳的燃烧热为393.5 kJ·mol-1;
(2)根据方程式①可知每燃烧1molH2生成H2O(l),放出热量285kJ,1molH2质量为2g,所以燃烧1g H2生成液态水,放出的热量为285kJ×1/2=142.5kJ。
(3)CO燃烧的化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),根据盖斯定律,将④-③即可得:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol-(-110.5 kJ/mol)=-283kJ·mol-1。
22.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(1)集气瓶中装有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时混合气体发生爆炸________;
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒__________________;
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2____;
(4)熔融的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体_________;
(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒,产生气体有快有慢________;
(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同____________________;
(7)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象_____________。
【答案】 (1). 光 (2). 反应物的接触面积 (3). 在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积 (4). 催化剂 (5). 反应物本身的性质 (6). 反应物的浓度 (7). 反应温度
【解析】
【详解】(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸,这说明反应速率受光照影响。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,即影响反应速率的因素是反应物的接触面积。
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2,由于是在溶液中进行,这说明在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积,从而加快反应速率。
(4)熔融的KClO3放出气泡很慢,如果撒入少量MnO2很快产生气体,说明化学反应速率受催化剂的影响。
(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒,产生气体有快有慢,由于反应物本题,这说明影响化学反应速率的因素是反应物自身的性质。
(6)同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中,反应速率不同,这是由于盐酸的浓度不同引起的,反应物的浓度越大,反应速率越快。
(7)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象,这是由于夏天气温高,反应速率快,故食品易霉变,而冬天气温低不易发生该现象,因此温度高低对反应速率有影响,温度越高反应速率越快。
【点睛】参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同,物质的结构不同,都会导致反应速率不同。外界条件对反应速率的影响一般有温度、浓度、压强和催化剂,另外光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物表面积、扩散速率、溶剂等因素也都能影响化学反应的反应速率,答题时需要灵活应用。
23.下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为_____________________________、____________________________,制得等量H2所需能量较少的是________________________。
【答案】 (1). H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol (2). H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol (3). 系统(II)
【解析】
①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=+327 kJ/mol
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=−151 kJ/mol
③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=+110 kJ/mol
④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=+61 kJ/mol
①+②+③,整理可得系统(I)的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286 kJ/mol;
②+③+④,整理可得系统(II)的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知:每反应产生1mol氢气,后者吸收的热量比前者少,所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。
24.用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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_____________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是____________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___________(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_________(填“相等、不相等”),所求中和热_________________(填“相等、不相等”)
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 减少实验过程中的热量损失 (3). 偏小 (4). 不相等 (5). 相等
【解析】
分析:(1)根据所以装置图结合实验原理判断仪器;
(2)根据中和热测定实验过程中要尽可能减少热量损失分析;
(3)根据中和热测定实验过程中要尽可能减少热量损失分析;
(4)根据反应物的用量判断放出的热量,根据中和热概念分析。
详解:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒。
(2)实验过程中尽可能减少热量的损失,因此烧杯间填满碎纸条的作用是保温,减少实验过程中的热量损失。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,导致热量散失,求得的中和热数值偏小。
(4)如果实验中改用60 mL0.50 mol·L-1的盐酸跟50mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增加,所放出的热量不相等;中和热是强酸、强碱生成1mol水所对应的反应热,因此所求中和热相等。
点睛:掌握实验原理是解答的关键,关于中和热测定需要注意:①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。②为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量。③实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快,热量损失大。
25.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的 ΔH=—99kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、_________,E的大小对该反应的反应热有无影响?_______。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是_________________________。
(2)图中△H=____________kJ·mol-1。
(3)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)=_________υ(SO3)=___________。
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H(要求写出计算过程)_______。
【答案】 (1). 反应物总能量 (2). 生成物总能量 (3). 无影响 (4). 降低 (5). 催化剂改变反应历程,降低活化能E (6). -198 (7). 0.025 mol·L-1·min-1 (8). 0.05 mol·L-1·min-1 (9). △H=-1185kJ/mol
【解析】
【详解】(1)根据图示,图中A表示反应物能量,C表示生成物能量。E表示反应的活化能,反应热只与反应物能量和生成物能量的相对大小有关,与活化能无关,E的大小对反应热无影响。V2O5作催化剂,改变反应历程,降低反应的活化能E,从而使图中B点降低。
(2)1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol,则反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,即图中ΔH=-198kJ/mol。
(3)根据同一反应中不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,υ(O2)=0.5υ(SO2)=0.025mol/(L·min),υ(SO3)=υ(SO2)=0.05mol/(L·min)。
(4)单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,则表示S燃烧热的热化学方程式为①:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296kJ/mol;又因为②:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,应用盖斯定律可知①+②×0.5得,S(s)+3/2O2(g)=SO3(g)ΔH=(-296kJ/mol)+0.5×(-198kJ/mol)=-395kJ/mol;因此生成3molSO3(g)的ΔH=(-395kJ/mol)×3=-1185kJ/mol。
【点睛】本题主要是考查化学反应中能量变化的图像分析,催化剂对活化能的影响,化学反应速率的计算和盖斯定律,题目难度不大。易错点是利用盖斯定律计算反应热,即当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
1.下列说法不正确的是
A. 吸热反应在一定条件下也可以发生
B. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
C. 反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D. 放热反应在常温下一定很容易发生
【答案】D
【解析】
【详解】A.有的吸热反应不加热也会发生,如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应,A正确;
B.有的放热的化学反应需要加热才能发生,如硫燃烧等,B正确;
C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,如果反应物总能量高于生成物总能量,则是放热反应,反之是吸热反应,C正确;
D.放热的反应在常温下不一定很容易发生,例如铝热反应,需高温加热,D错误。
答案选D。
2.下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)
A. C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= +57.3kJ/mol(中和热)
C. S(s)+O2(g)===SO2(g) △H=-269.8kJ/mol(反应热)
D. 2NO2==O2+2NO △H= +116.2kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】
【详解】A、C2H5OH的燃烧热是1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,A错误;
B、中和反应放热,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3 kJ/mol,B错误;
C、硫燃烧放热,热化学方程式是S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-269.8 kJ/mol,C正确;
D、热化学方程式要标注物质的聚集状态,D错误。
答案选C。
【点睛】明确热化学方程式、反应热、中和热以及燃烧热的含义是解答的关键。该类试题一般可以从以下几个角度分析:化学原理是否正确,如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念;状态是否标明;反应热ΔH的符号和单位是否正确;反应热的数值与物质的系数是否对应等。
3.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-a kJ/mol
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-b kJ/mol
若a、b均大于零,则a和b的关系为
A. a<b B. a>b C. a=b D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
先根据盖斯定律来确定化学反应的焓变,然后根据物质具有的能量越低越稳定,反应物的能量大于生成物的能量,则该反应是放热反应,反之是吸热反应。
【详解】已知:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-a kJ/mol
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H=-b kJ/mol
②-①得到反应:4P(红磷,s)=P4(白磷,s)△H=(a-b)kJ•mol-1,红磷比白磷稳定,说明红磷的能量低于白磷,该反应是吸热反应,即a-b>0,则a>b。
答案选B。
4.已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= ―184.6kJ·mol-1, 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为 ( )
A. +184.6kJ·mol-1 B. ―92.3kJ·mol-1
C. +92.3kJ D. +92.3kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
试题分析:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= -184.6kJ·mol-1,则2HCl(g)= H2(g)+Cl2(g),△H=184.6kJ·mol-1,所以HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H=186.6/2=+92.3kJ·mol-1;所以答案为D。
考点:反应热的计算
点评:本题考查了反应热的计算,属于对基础知识的考查,该题要注意反应热的符号。
5.已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJ·mol-1,下列说法正确的是
A. 2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B. 1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJ
C. 在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D. 1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
【答案】C
【解析】
试题分析:根据热化学方程式可知,反应是放热反应,A错误;1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出热量大于270 kJ ,B错误;反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以选项C是正确的,方程式表示1mol氢气和1mol氟气反应放出的热量为270KJ,D错误,答案选C。
考点:化学反应中的能量变化
6.反应C(g)+H20(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变会使反应速率减小的是( )
A. 减小C的量 B. 将容器的体积缩小一半
C. 保持体积不变,充入N2使体系压强增大 D. 保持压强不变,充入N2使容器体积变大
【答案】D
【解析】
【详解】A、碳是固体,改变固体的质量,对反应速率没有影响,A错误;
B、将容器的体积缩小一半,压强增大,反应速率增大,B错误;
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但物质的浓度不变,反应速率不变,C错误;
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大,则物质的浓度减小,反应速率减小,D正确。
答案选D。
【点睛】明确外界条件对反应速率的影响变化规律是解答的关键,易错点是压强对反应速率的影响。选项C与D是解答的易错点,注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度引起的,且只能适用于气体,不适用于固体或液体。
7.已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g) = ZnO(s)D△H =-348.3 kJ/mol (2)2Ag(s)+1/2O2(g) = Ag2O(s) △H =-31.0 kJ/mol则Zn(s)+Ag2O(s) = ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A. -317.3 kJ/mol B. -379.3 kJ/mol
C. -332.8 kJ/mol D. +317.3 kJ/mol
【答案】A
【解析】
ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1
8.下列关于热化学反应的描述中不正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热
【答案】A
【解析】
【详解】A. 中和热是指稀的强酸、强碱溶液混合生成1mol水时所放出的热量,中和热是不变的,A错误;
B. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ·mol−1,B正确;
C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧等,C正确;
D. 根据燃烧热的含义可知1mol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,D正确。
答案选A。
9.对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B. v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
D. v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
试题分析:根据反应速率之比等于化学计量数之比,可将各种物质转化成A,以此可比较反应速率大小。A、v(A)="0.5" mol•L-1•min-1;B、物质B是固体不能表示反应速率;C、v(A)=1/2v(D)=0.2mol•L-1•min-1;D、v(A)=1/2v(C)=0.05mol•L-1•s-1=3mol•L-1•min-1;则反应速率最大的为D,故选D。
考点:考查化学反应速率与化学计量数之间的关系
10.在一密闭容器中充入一定量的N2和O2,在电火花作用下发生反应N2+O22NO,经测定前3 s用N2表示的反应速率为0.1 mol·L-1·s-1,则6 s末NO的浓度为 ( )
A. 1.2 mol·L-1 B. 大于1.2 mol·L-1
C. 小于1.2 mol·L-1 D. 不能确定
【答案】C
【解析】
试题分析:0~6s时,消耗氮气的物质的量浓度为0.1×6mol·L-1=0.6mol·L-1,生成NO物质的量为0.6×2mol·L-1=1.2mol·L-1,但随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率降低,因此6s时NO的浓度应小于1.2mol·L-1,故选项C正确。
考点:考查反应速率的计算、影响反应速率的因素等知识。
11.用铁片与50 mL 1 mol/L的硫酸反应制取H2时,下列措施不能使氢气生成速率加大是:( )
A. 对该反应体系加热 B. 滴加几滴浓硫酸
C. 加入少量CH3COONa固体 D. 不用铁片,改用铁粉
【答案】C
【解析】
A.加热,增大活化分子的百分数,反应速率增大,故A不选;B.滴加几滴浓硫酸,浓度增大,反应速率增大,故B不选;C.加入少量CH3COONa固体,反应生成醋酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,故C选;D.不用铁片,改用铁粉,固体表面积增大,反应速率增大,故D不选;故选C。
点睛:加快生成氢气的速率,可增大浓度,升高温度,增大固体的表面积以及形成原电池反应。解答此类试题,需要注意,改变浓度,不能改变反应的本质,如铁与稀硫酸反应生成氢气,与浓硫酸在常温下发生钝化。
12.下列关于催化剂的说法不正确的是 ( )
A. 温度越高,催化剂的催化效果越好
B. 汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放
C. 催化剂可以改变化学反应速率,但反应前后质量和化学性质不变
D. 锌与盐酸反应时,加入几滴硫酸铜溶液可加快化学反应速率,但硫酸铜不作催化剂
【答案】A
【解析】
某些催化剂会因温度过高而失去活性,即失去催化作用,故催化剂不是温度越高催化效果越好。
13.下列说法中有明显错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B. 活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞
C. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
D. 加入适宜的催化剂,使分子能量增加从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率
【答案】D
【解析】
试题分析:A.对有气体参加的化学反应,压强增大,体积减小,则单位体积内活化分子数目增加,所以反应速率加快,故A正确;B.活化分子发生碰撞不一定发生化学反应,发生化学反应的碰撞为有效碰撞,即活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞,故B正确;C.升高温度,降低反应所需的活化能,活化分子的百分数增大,所以反应速率加快,故C正确;D.使用催化剂,分子本身的能量不变,但改变反应的途径,降低反应所需的活化能,活化分子的百分数大大增加,显然分子的能量不会增加,故D错误;故选D.
考点:活化分子、活化能
14.已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. △H1>0,△H3<0 B. △H2>0,△H4>0
C. △H1=△H2 +△H3 D. △H3=△H4 +△H5
【答案】C
【解析】
【详解】A、发光放热的剧烈的氧化还原反应为燃烧,故煤炭的燃烧为放热反应,即△H1<0,△H3<0,A错误;
B、以碳、CO或H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,故△H2>0;燃烧均为放热反应,故铁在氧气中燃烧是放热的,即△H4<0,B错误;
C、一个反应无论是一步完成还是分为几步完成,其热效应是相同的,已知
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
根据盖斯定律可知将②+③相加可得:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=△H2 +△H3,C正确;
D、已知:
④4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
根据盖斯定律可知将(④÷2+⑤)×2/3可得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=,D错误。
答案选C。
15.将4 mol A气体和2 mol B 气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2s 时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
其中正确的是( )
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ③④
【答案】B
【解析】
试题分析:根据三段式2A(g)+B(g)2C(g)
开始浓度(mol/L) 2 1 0
变化浓度(mol/L) 0.6 0.3 0.6
平衡浓度(mol/L) 1.4 0.7 0.6
A、用物质A 表示的反应的平均速率为0.6/2="0.3" mol·L-1·s-1,正确;B、用物质B 表示的反应的平均速率为0.3/2=0.15mol·L-1·s-1,错误;C、2 s 时物质A的转化率为(0.6/2)×100%=30% ,错误;D、2 s 时物质B的浓度为0.7 mol·L-1,正确;选AD。
考点:考查化学反应速率的计算。
16.已知有热化学方程式:SO2(g)+ 1/2O2(g)==SO3(g) △H =-98.32kJ/mol现有4molSO2参加反应,当放出314.3kJ热量时,SO2的转化率最接近于
A. 40% B. 50% C. 80% D. 90%
【答案】C
【解析】
试题分析:因为反应是可逆反应,2molSO2和1molO2充分反应不可能全部转化生成2molSO3,因此最终放出的热量要小于196.64kJ。放出314.3kJ热量时,认为有1.6molSO2参与反应,SO2的转化率最接近于80%。
考点:考查化学反应转化率等相关知识。
17.已知298K时,合成氨反应:N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) △H =-92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,反应放出的热量为(忽略能量损失)
A. 一定大于92.0 kJ B. 一定小于92.0 kJ
C. 一定等于92.0 kJ D. 不能确定
【答案】B
【解析】
试题分析:由热化学方程式可知:N2和H2完全反应生成2molNH3时放出的热量为92.0kJ,但该反应为可逆反应,不可能完全转化为NH3,由此分析解答.
解:N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应,反应为:N2+3H2⇌2NH3,可逆反应不能完全进行到底,反应物的转化率不能达到100%,此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中,不能生成2molNH3,则反应放出的热量小于92.0kJ,故选A.
18.在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1; Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2;2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A. ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3=ΔH1+ΔH2
C. ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D. ΔH3=ΔH1-ΔH2
【答案】A
【解析】
令2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1①
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2②
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3③
根据盖斯定律,将反应①+反应②×2即可求得反应③,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A项正确。
19.已知反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为
A. 598kJ B. 299kJ C. 149.5kJ D. 306kJ
【答案】B
【解析】
【分析】
正反应为吸热反应,化学键断裂时需吸收的能量-化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量,以此解答该题。
【详解】设1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ,则:2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ,解得x=299,答案选B。
20.已知热化学方程式:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
则下列说法正确的是
A. H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ·mol-1
C. H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要吸收能量
D. 根据②推知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH>-241.8 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1,A错误;
B.化学反应的焓变等于生成物和反应物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热的,根据盖斯定律可知①-②即可得到反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1=-41.2 kJ•mol-1,B正确;
C.氢气和氧气在点燃的情况下生成气态水时一定会释放能量,如果是氢气和氧化铜在高温下发生化学反应生成铜和水,则会吸收能量,C错误;
D.由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据②推知反应H2(g)+l/2O2(g)=H2O(1)△H<-241.8 kJ•mol-1,D错误。
21.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为____________;C的燃烧热为______________。
(2)燃烧1gH2生成液态水,放出的热量为_________________。
(3)写出CO燃烧的热化学方程式__________________________。
【答案】 (1). 285 kJ/mol (2). 393.5 kJ/mol (3). 142.5 kJ (4). CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)燃烧热是指在25℃,101 kPa时,1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量为1mol,产物必须是稳定氧化物。根据燃烧热的定义,1mol H2燃烧生成液态水更稳定,所以①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=﹣285 kJ·mol-1为H2燃烧热的化学方程式,所以H2的燃烧热为285kJ•mol﹣1;1mol碳完全燃烧生成CO2时放出的热量为碳的燃烧热,④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol﹣1为碳燃烧热的化学方程式,所以碳的燃烧热为393.5 kJ·mol-1;
(2)根据方程式①可知每燃烧1molH2生成H2O(l),放出热量285kJ,1molH2质量为2g,所以燃烧1g H2生成液态水,放出的热量为285kJ×1/2=142.5kJ。
(3)CO燃烧的化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),根据盖斯定律,将④-③即可得:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol-(-110.5 kJ/mol)=-283kJ·mol-1。
22.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(1)集气瓶中装有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时混合气体发生爆炸________;
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒__________________;
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2____;
(4)熔融的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体_________;
(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒,产生气体有快有慢________;
(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同____________________;
(7)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象_____________。
【答案】 (1). 光 (2). 反应物的接触面积 (3). 在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积 (4). 催化剂 (5). 反应物本身的性质 (6). 反应物的浓度 (7). 反应温度
【解析】
【详解】(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸,这说明反应速率受光照影响。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,即影响反应速率的因素是反应物的接触面积。
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2,由于是在溶液中进行,这说明在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积,从而加快反应速率。
(4)熔融的KClO3放出气泡很慢,如果撒入少量MnO2很快产生气体,说明化学反应速率受催化剂的影响。
(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒,产生气体有快有慢,由于反应物本题,这说明影响化学反应速率的因素是反应物自身的性质。
(6)同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中,反应速率不同,这是由于盐酸的浓度不同引起的,反应物的浓度越大,反应速率越快。
(7)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象,这是由于夏天气温高,反应速率快,故食品易霉变,而冬天气温低不易发生该现象,因此温度高低对反应速率有影响,温度越高反应速率越快。
【点睛】参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同,物质的结构不同,都会导致反应速率不同。外界条件对反应速率的影响一般有温度、浓度、压强和催化剂,另外光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物表面积、扩散速率、溶剂等因素也都能影响化学反应的反应速率,答题时需要灵活应用。
23.下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为_____________________________、____________________________,制得等量H2所需能量较少的是________________________。
【答案】 (1). H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol (2). H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol (3). 系统(II)
【解析】
①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=+327 kJ/mol
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=−151 kJ/mol
③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=+110 kJ/mol
④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=+61 kJ/mol
①+②+③,整理可得系统(I)的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286 kJ/mol;
②+③+④,整理可得系统(II)的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知:每反应产生1mol氢气,后者吸收的热量比前者少,所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。
24.用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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_____________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是____________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___________(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_________(填“相等、不相等”),所求中和热_________________(填“相等、不相等”)
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 减少实验过程中的热量损失 (3). 偏小 (4). 不相等 (5). 相等
【解析】
分析:(1)根据所以装置图结合实验原理判断仪器;
(2)根据中和热测定实验过程中要尽可能减少热量损失分析;
(3)根据中和热测定实验过程中要尽可能减少热量损失分析;
(4)根据反应物的用量判断放出的热量,根据中和热概念分析。
详解:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒。
(2)实验过程中尽可能减少热量的损失,因此烧杯间填满碎纸条的作用是保温,减少实验过程中的热量损失。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,导致热量散失,求得的中和热数值偏小。
(4)如果实验中改用60 mL0.50 mol·L-1的盐酸跟50mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增加,所放出的热量不相等;中和热是强酸、强碱生成1mol水所对应的反应热,因此所求中和热相等。
点睛:掌握实验原理是解答的关键,关于中和热测定需要注意:①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。②为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量。③实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快,热量损失大。
25.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的 ΔH=—99kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、_________,E的大小对该反应的反应热有无影响?_______。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是_________________________。
(2)图中△H=____________kJ·mol-1。
(3)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)=_________υ(SO3)=___________。
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H(要求写出计算过程)_______。
【答案】 (1). 反应物总能量 (2). 生成物总能量 (3). 无影响 (4). 降低 (5). 催化剂改变反应历程,降低活化能E (6). -198 (7). 0.025 mol·L-1·min-1 (8). 0.05 mol·L-1·min-1 (9). △H=-1185kJ/mol
【解析】
【详解】(1)根据图示,图中A表示反应物能量,C表示生成物能量。E表示反应的活化能,反应热只与反应物能量和生成物能量的相对大小有关,与活化能无关,E的大小对反应热无影响。V2O5作催化剂,改变反应历程,降低反应的活化能E,从而使图中B点降低。
(2)1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol,则反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,即图中ΔH=-198kJ/mol。
(3)根据同一反应中不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,υ(O2)=0.5υ(SO2)=0.025mol/(L·min),υ(SO3)=υ(SO2)=0.05mol/(L·min)。
(4)单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,则表示S燃烧热的热化学方程式为①:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296kJ/mol;又因为②:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,应用盖斯定律可知①+②×0.5得,S(s)+3/2O2(g)=SO3(g)ΔH=(-296kJ/mol)+0.5×(-198kJ/mol)=-395kJ/mol;因此生成3molSO3(g)的ΔH=(-395kJ/mol)×3=-1185kJ/mol。
【点睛】本题主要是考查化学反应中能量变化的图像分析,催化剂对活化能的影响,化学反应速率的计算和盖斯定律,题目难度不大。易错点是利用盖斯定律计算反应热,即当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
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