备战2013高考1997-2012年高考化学试题分类汇编 专题8 化学反应中的能量变化

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名称 备战2013高考1997-2012年高考化学试题分类汇编 专题8 化学反应中的能量变化
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科目 化学
更新时间 2012-08-02 22:49:40

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专题8 化学反应中的能量变化
1. [2012·江苏化学卷4]某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂能降低反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
C 解析:本题属于化学反应与能量的考查范畴,虽然《2012年江苏考试说明》中没有提及“活化能”这一概念,但《选修四》课本第3页的绪言中就有这些内容,新课程标准中也有“活化能”这一概念。看来高三复习一定注意要抓课本、抓基础,抓《考试说明》的同时,适当兼顾新课程标准,不能急功近利、顾此失彼。
2. [2012·安徽理综化学卷7]科学家最近研究出一种环保,安全的储氢方法,其原理可表示为:
下列有关说法正确的是
A.储氢、释氢过程均无能量变化
B.、均句有离子键和共介键
C. 储氢过程中,被氧化
D.释氢过程中,每消耗0.1mol 放出2.24L的
B 【解析】本题以新的储氢方法为背景,综合考查化学反应与能量、化学键、氧化还原反应等知识,同时考查考生对接受、吸收、整合化学信息的能力。化学反应过程中一定伴随着能量的变化,A项错误;NaHCO3、HCOONa均为离子化合物,含有离子键,在HCO-3、HCOO- 中均含有共价键,B项正确;储氢过程中NaHCO3被还原,C项错误;D项没有说明气体所处的状态,错误。
3. [2012·浙江理综化学卷12]下列说法正确的是:
A.在100 ℃、101 kPa条件下,液态水的气化热为40.69 kJ·mol-1,则H2O(g)H2O(l) 的ΔH = 40.69 kJ·mol-1
B.已知MgCO3的Ksp = 6.82 × 10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+) = c(CO32-),且c(Mg2+) · c(CO32-) = 6.82 × 10-6
C.已知:
共价键 C-C C=C C-H H-H
键能/ kJ·mol-1 348 610 413 436
则可以计算出反应的ΔH为-384 kJ·mol-1
D.常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使NH3·H2O的电离度降低,溶液的pH减小
D 解析:A 选项中,H2O(g)→H2O(l)是放出热量,则H2O(g)H2O(l) 的ΔH=-40.69 kJ·mol-1。A错;B选项中,难溶电解质MgCO3在溶液中的溶解平衡是建立在一定条件下的,溶度积是难溶解的固相与溶液中相应离子达到平衡时的离子浓度的乘积,只与温度有关。
在一定温度下,MgCO3达到溶解平衡状态时,是c(Mg2+)和c(CO32-)保持不变,不是相等,此时,Ksp( MgCO3)=c(Mg2+)×c(CO32-),25℃时Ksp = 6.82 × 10-6,所以B错; C选项中,苯环上碳原子间的键是介于单键与双键之间的一种特殊的键,则反应的焓变不能用C-C 和C=C 的键能来计算,C错;D选项,常温下,NH3·H2O溶液中存在着下列电离平衡:NH3·H2ONH4++OH―,加入少量NH4Cl晶体,由于同离子效应,使平衡向左(逆向)移动,抑制了NH3·H2O的电离,从而使NH3·H2O的电离度降低,溶液的pH减小,D正确。
4. [2012·重庆理综化学卷12]肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化
如题12所示,已知断裂1mol化学键所需的能量
(kJ):N≡N为942、O=O为500、N-N为154,
则断裂1molN-H键所需的能量(KJ)是
A.194 B.391 C.516. D.658
C 【考点】反应热的计算
【详细解析】由图知N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H20(g) △H=-534KJ/mol,
可设断裂1molN-H键所需能量为xKJ,154KJ+4xKJ+500KJ-2752KJ=-534KJ 可求得x=391,故选B。
5. [2012·全国大纲理综化学卷9]反应 A+B →C(△H <0)分两步进行 ① A+B→X (△H >0) ② X→C(△H <0)下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
D 【解析】由反应 A+B →C(△H <0)分两步进行 ① A+B→X (△H >0) ② X→C(△H <0)可以看出,A+B →C(△H <0)是放热反应,A和B 的能量之和C,由① A+B→X (△H >0)可知这步反应是吸热反应,X→C(△H <0)是放热反应,故X的能量大于A+B;A+B的能量大于C,X 的能量大于C,答案:D。
【考点】反应热的计算:根据物质具有的能量进行计算:△H=E(生成物的总能量)— E(反应物的总能量)
根据化学键数据(键能)进行计算:△H=E(反应物化学键断裂吸收的总能量)— E(生成物化学键形成放出的总能量)
【点评】本题为图像题,主要考察了物质的能量分析应用,化学反应的能量变化、分析。
6. [2012·北京理综化学卷12]人工光合作用能够借助太阳能,用co,和H夕制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强
D.催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e一=HCOOH
解析:由CO2和HCOOH中碳元素的化合价变化可知,CO2应该在正极放电形成HCOOH,由图示装置电子移动的方向可确定b为正极,a为负极。催化剂a表面:2H2O—4e_=4H++O2↑。答案:C
7. [2012·海南化学卷13](8分) 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)= N2H4 (1) △H1= -195kJ·mol-1
② (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2H4 反应的热化学方程式 ;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
【答案】(1)5
(2)2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H= -1048.9kJ·mol-1
(4)2N2H4 -4e-+4 OH-==2N2+4H2O
【解析】 (1)N原子的原子结构示意图为:,故其L层上有5个电子;
(2)NH3+NaClO——N2H4,根据元素守恒还应生成NaCl和H2O,观察法可配平方程式为 2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4 +N2O4==3N2+4H2O,观察已知的两个热方程式可知,②×2-①得:2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H=△H2×2-△H1== -1048.9kJ·mol-1
(4)“肼—空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:2N2H4 -4e-+4 OH-==2N2+4H2O。
8. [2012·浙江理综化学卷27](15分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。
(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50 mol·L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率(α)是65 %。列式计算20℃时上述反应的平衡常数K = 。
(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,若将反应溶剂正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始浓度相同,则它在CCl4溶剂中的平衡转化率 (填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。
(3)实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ·mol-1,活化能Ea = 90.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的是 。
(4)该反应的ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(5)随着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器 是 。
A.pH计 B.元素分析仪 C.分光光度计 D.原子吸收光谱仪
(6)通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如下图所示,请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。
解析:(1)物质t-BuNO)2是2-甲基2-亚硝基丙烷二聚体。在正庚烷溶剂中会部分分解为
t-BuNO(2-甲基2-亚硝基丙烷),反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。对于这种物质没有学
过,用这样的形式来表示的反应也没有见到过,很陌生,这就给解题增加了理解上的难度。
其实这就是一个普通的分解反应,一个可逆反应,只要按常规的化学平衡三段式方法解题就
可求得20℃时平衡常数。
(t-BuNO)2 2(t-BuNO)
c0 0.5 0
c转 -x -2x
c平 0.5-x 2x
已知20℃时(t-BuNO)2的平衡转化率α= 解得 X = 0.325 mol·L-1
由于分解反应的反应物和生成物各只有一种,因此也可以用下列方法来求平衡常数:已知20℃时(t-BuNO)2的平衡转化率α=65 % , 则
(t-BuNO)2 2(t-BuNO)
平衡时: C0(1-α) 2c0α
平衡常数
(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,即增加反应物(t-BuNO)2的浓度,虽然平
衡向正反应方向移动,但由于 (t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率是减小的。
保持温度20℃不变,保持(t-BuNO)2起始浓度相同,平衡转化率越小,K值越小。已知该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,则(t-BuNO)2它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。
(3)由实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ·mol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量
低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C,又依据活化能Ea = 90.4 kJ·mol-1,Ea-ΔH<50.5kJ·mol-1, 能量关系图A中, Ea-ΔH.>50.5 kJ·mol-1,Ea与ΔH的比例不对。而能量关系图D是合理的。
(4)由于该反应是一个分解反应,所以是一个混乱度增加(熵增)的反应,ΔS >0;而该反应又是一个吸热反应,ΔH>0,所以该反应应在较高温度下有利于自发进行。
(5)现代化学分析中,常借助一些仪器来分析化学物质的组成,用元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素;用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团;用原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素;用用于比色分析的分光光度计测定溶液颜色深浅,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),从而可以确定该化学反应的速率;pH计是测定溶液pH的仪器。
(6)在图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线:先从图中30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变
化关系曲线上,分别查得1min、3 min、4.5 min、8 min等时刻时(t-BuNO)2的浓度,然后按
(t-BuNO)2 2(t-BuNO)
c0 0.05 0
c转 -x -2x
c某时刻 0.5-x 2x
求出1min、3 min、4.5 min、8 min等时(t-BuNO)的浓度,最在图上找出相应的点,连成平滑
曲线即可(见答案)。
答案:(15分)
(1)
(2)减小 小于
(3)D
(4)> 较高
(5)C
(6)
9.[2012·广东理综化学卷31](16分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的__________耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32—):n(S2O82—) _______。Na2S2O3,<2
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx=__2__mL,理由是___________________。保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他的不变,才到达实验目的。
已知某条件下,浓度c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82—)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为:
2Li(s)+I2(s)=2LiI (s) △H
已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) △H1
4 LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s) △H2
则电池反应的△H=_______________;碘电极作为该电池的___________极。
(△H1-△H2)/2; 负极
10. [2012·天津理综化学卷7](14分)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
⑴ Y在元素周期表中的位置为________________。
⑵ 上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是__________________(写化学式)。
⑶ Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________(写出其中两种物质的化学式)。
⑷ X2M的燃烧热ΔH = -a kJ·mol-1 ,写出X2M燃烧反应的热化学方程式:
_____________________________________________________________________。
⑸ ZX的电子式为___________;ZX与水反应放出气体的化学方程式为___________________________。
⑹ 熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:
2Z + FeG2 Fe + 2ZG
放电时,电池的正极反应式为__________________________:
充电时,______________(写物质名称)电极接电源的负极;
该电池的电解质为___________________。
该题考察物质结构元素周期律、热化学方程的书写、电化学等基本理论知识。由已知条件首先推断X、Y、Z、M、G元素分别为H、O、Na、S、Cl。
Y第2周期VIA
最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4,非金属性越弱,气态氢化物还原性越强,气态氢化物还原性最强的是H2S
Y的单质O3、G的单质Cl2、二者形成的ClO2可作消毒剂
根据燃烧热的含义,写H2S燃烧的热化学方程式生成物应该生成SO2,
2H2S(g)+3O2(g)=2 SO2(g)+2H2O(l), △H=-2aKJ·mol-1
(5),
(6)2Na+FeCl2Fe+NaCl,放电时正极发生还原反应,应该是Fe2+得电子,电极反应式为。充电时原电池的负极材料Na接电源的负极。该电池的电解质为B-Al2O3
11. [2012·天津理综化学卷10](14分)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g)
请回答下列问题:
⑴ 上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。
⑵ 某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为_____________________;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
⑶ 上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ 700℃
主要成份 WO3 W2O5 WO2 W
第一阶段反应的化学方程式为___________________________;580℃时,固体物质的主要成分为________;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为____________________________________。
⑷ 已知:温度过高时,WO2 (s)转变为WO2 (g);
WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g);ΔH = +66.0 kJ·mol-1
WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g);ΔH = -137.9 kJ·mol-1
则WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH = ______________________。
⑸ 钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有________________。
a.灯管内的I2可循环使用
b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
该题考查化学平衡常数表达式、化学平衡的移动原理、反应热的计算、转化率计算。
根据反应方程,注意的是WO3和W都是固体,不写入平衡常数表达式。所以
达平衡时H2与水蒸气的体积比2:3,消耗的H2体积为3,所以H2的平衡转化率为3/(2+3)=60%。温度升高,H2与水蒸气的体积比减小说明平衡向右移动,正反应吸热。
第一阶段的方程:2WO3+H2=W2O5+H2O,第二阶段方程:W2O5+H2=2WO2+H2O
第三阶段方程:WO2+2H2=W+2H2O所以三个阶段消耗H2的物质量之比为1:1:4
利用盖斯定律可计算△H=+203.9KJ.mol-1.
根据可逆反应原理I2可以循环使用,WI4是在灯丝上分解,生成的W沉积在灯丝上,选a、b。
12. [2012·北京理综化学卷26](12分)用生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:
已知:Ⅰ反应A中, 4mol HCI被氧化,放出115.6kJ的热量。

的电子式是_______________.
②反应A的热化学方程式是_______________。
③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________KJ,中
H—O 键比HCl中H—Cl键(填“强”或“若”)_______________。
(2)对于反应A,下图是4种投料比[n(HCl):,分别为1:1、2:1、4:1、6:1、]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______________.
②当曲线b, c, d对应的投料比达到相同的HCI平衡转化率时,对应的反应温度与投
料比的关系是_________________.
⑧投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中的物质的量分数是_______________.
【答案】⑴①(1分)②4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H=—115.6kJ/mol(2分)
③32 (2分) 强(2分)
⑵①4:1(1分)②投料比越高,对应的反应温度越低(2分)③30.8%(2分)
【解析】解析:(1)由题给条件可知,4molHCl被氧化,放出热量为115.6KJ,可知 H=—115.6KJ/mol;由 H=—(生成物键能之和—反应物键能之和)可得,E(H—O)—E(H—Cl)=〔115.6+(498—(2×243))/4=31.9,键能越大化学键越稳定越强,所以水中的H—O键比氯化氢中H—Cl强。(2)在其他条件不变时,O2的量越大,HCl的转化率越大,由此可确定a为6:1,b为4:1,c为2:1,d为1:1;由图可知,当HCl的转化率相同时,温度由低到高的顺序是bcd,由此可确定温度与投料比的关系是:投料比越高温度越高;由图可读出投料比2:1,温度400℃时,HCl的转化率为80%,由此可建立三段式:
n(起) 2 1 0 0
△n 1.6 0.4 0.8 0.8
n(平) 0.4 0.6 0.8 0.8
所以平衡混合气中Cl2的物质的量分数=0.8/(0.4+0.6+0.8+0.8)=0.308。
13. [2012·新课程理综化学卷27](14分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 。
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为 —890.3 KJ·mol-1、—285.8 KJ·mol-1、—283.0 KJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为 ;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 。
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g) = Cl2(g) + CO(g)  △H = + 108 KJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8 min 时的平衡常数K = ;
②比较第2 min 反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2) T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12 min 时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2) = mol·l-1;
④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小                 ;
⑤比较反应物COCl2在5~6 min和15~16 min时平均反应速率的大小v(5~6) v(12~13) (填“<”、“>”或“=”),原因是 。
【答案】:(1) MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑;
(2)5.52×103 KJ;
(3)CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O + COCl2
(4)①K = 0.234 mol·L-1; ②< ③0.031
④v(2~3) > v(5~6) = v(12~13)
⑤>, 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大。
【解析】:此题中挡题。但拿满分较难,这主要体现在计算麻烦上,第2问其实出题人完全直接说CH4、H2和CO的燃烧热分别为 890.3 KJ·mol-1、285.8 KJ·mol-1、283.0 KJ·mol-1,这样很多同学在计算反应热的时候更容易出错。因为反应为CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 △H = 反应物的燃烧热 - 产物的燃烧热 = + 247.3 KJ/mol,也就是生成2mol CO,需要吸热247.3 KJ,那么要得到1立方米的CO,放热为(1000/22.4)×247.3/2=5.52×103 KJ。
第3问要根据电负性分析碳元素化合价的变化,CHCl3碳为+2价,COCl2中碳为+4价,即可写出方程式。
第4问,①根据K计算公式即可求出;
②同时计算T(2)时的K值很明显小于T(8)时的K值,说明是升高温度平衡正向移动的原因;③题目说了是不同条件下的平衡状态,那么后面温度就不会改变。根据K值可计算C(COCl2);
④因为5-6分钟,CO浓度在改变所以平均反应速率大于其它的,因为处于平衡状态,根据V的计算公式,2-3、12-13的平均反应速率为0;
⑤因为5-6分钟时浓度改变大于12-13。
本题第四问中①、③的答案有待商榷,为什么都要保留到小数点后三位,从题目中能看出来吗?
(2011·浙江卷)下列说法不正确的是
A.已知冰的熔化热为6.0 kJ/mol,冰中氢键键能为20 kJ/mol,假设1 mol冰中有2 mol 氢键,且熔化热完全用于破坏冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,。若加入少量醋酸钠固体,则CH3COOHCH3COO-+H+向左移动,α减小,Ka变小
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/mol,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g),△H=+489.0 kJ/mol。
CO(g)+O2(g)CO2(g),△H=-283.0 kJ/mol。
C(石墨)+O2(g)CO2(g),△H=-393.5 kJ/mol。
则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s),△H=-1641.0 kJ/mol
【解析】A.正确,熔化热只相当于0.3 mol氢键;B.错误。Ka只与温度有关,与浓度无关; C.正确。环己烯(l)与环己烷(l)相比,形成一个双键,能量降低169kJ/mol,苯(l)与环己烷(l)相比,能量降低691kJ/mol,远大于169×3,说明苯环有特殊稳定结构;D.正确。热方程式①=(③-②)×3-④÷2,△H也成立。
【评析】本题为大综合题,主要考察了物质的键能分析应用,化学反应能量变化的盖斯定律的应用,以及弱电解质溶液的电离平衡分析。
【答案】B
(2011·北京卷)25℃、101kPa 下:①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s) △H1=-414KJ/mol
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) △H2=-511KJ/mol
下列说法正确的是
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa 下,Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) △H=-317kJ/mol
【解析】Na2O是由Na+和O2-构成的,二者的个数比是2:1。Na2O2是由Na+和O22-构成的,二者的个数比也是2:1,选项A不正确;由化合价变化可知生成1molNa2O转移2mol电子,而生成1molNa2O2也转移2mol电子,因此选项B不正确;常温下Na与O2反应生成Na2O,在加热时生成Na2O2,所以当温度升高到一定程度时就不在生成Na2O,所以选项C也不正确;由盖斯定律知①×2-②即得到反应
Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) △H=-317kJ/mol,因此选项D正确。
【答案】D
(2011·重庆卷) SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为
A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/mol
C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol
【解析】本题考察反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热,而形成新的化学键需要放热。由题意的1mol S(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ=760 kJ。而生成1mol SF6(g)时需形成6molS-F键,共放出6×330kJ=1980 kJ,因此该反应共放出的热量为1980 kJ-760 kJ=1220kJ,所以该反应的反应热△H=-1220 kJ/mol,选项B正确。
【答案】B
(2011·海南卷)已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ·mol-1
则反应Zn(s)+ HgO(s)=ZnO(s)+ Hg(l)的△H为
A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7 kJ·mol-1
C. -259.7 kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1
【答案】C
【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(△H1-△H2)/2=-259.7 kJ·mol-1。误区警示:本题中两负数相减易出错,此外系数除以2时,焓值也要除2。
(2011·海南卷)某反应的△H=+100kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于100kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1
【答案】CD
【解析】在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,焓与活化能的关系是△H=Σ(反应物)-Σ(生成物)。题中焓为正值,过程如图所以CD正确
技巧点拨:关于这类题,比较数值间的相互关系,可先作图再作答,以防出错。
(2011·上海卷)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
【解析】分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。
【答案】B
(2011·上海卷)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) - 26.48 kJ
下列判断正确的是
A.254g I2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定
D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
【解析】反应是可逆反应,反应物不能完全转化;利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ;同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
【答案】D
(2011·江苏卷)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=-247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) △H=+169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是
。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式: 。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是 。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为 。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。
【解析】本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题,是以化学知识具体运用的典型试题。
(1)利用盖斯定律即可得出;(2)H2S热分解制氢属于吸热反应,需要提供能量;(3)在很高的温度下,氢气和氧气会分解生成氢原子和氧原子;(4)阳极失去电子,在碱性溶液中碳原子变成CO32-。
【备考提示】高三复习一定要关注生活,适度加强综合训练与提升。
【答案】(1)CH 4(g)+2H2O(g) =CO 2(g) +4H2(g) △H=165.0 kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量 2H2S+SO2 =2H2O+3S (或4H2S+2SO2=4H2O+3S 2)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O
(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2
(2010·山东卷)10下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A 生成物能量一定低于反应物总能量
B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C 英语盖斯定律,可计算某些难以直接侧脸房的反应焓变
D 同温同压下,在光照和点燃条件的不同
【解析】生成物的总能量低于反应总能量的反应,是放热反应,若是吸热反应则相反,故A错;反映速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系,故B错;C是盖斯定律的重要应用,正确;根据=生成物的焓-反应物的焓可知,焓变与反应条件无关,故D错。
【答案】C
(2010·重庆卷)12.已知 蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,其它相关数据如下表:
则表中a为
A.404 B.260 C.230 D.200
【答案】D
【解析】本题考查盖斯定律的计算。由已知得:Br2(l)=Br2(g) H=+30KJ/mol,则H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g); H= -102KJ/mol。436+a-2×369=-102;a=―200KJ,D项正确。
(2010·天津卷)6.下列各表述与示意图一致的是
A.图①表示25℃时,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化
B.图②中曲线表示反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g);ΔH < 0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C.图③表示10 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+) 随时间的变化
D.图④中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2 (g) + H2(g)CH3CH3(g);ΔH< 0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
【解析】酸碱中和在接近终点时,pH会发生突变,曲线的斜率会很大,故A错;正逆反应的平衡常数互为倒数关系,故B正确;反应是放热反应,且反应生成的Mn2+对该反应有催化作用,故反应速率越来越快,C错;反应是放热反应,但图像描述是吸热反应,故D错。命题立意:综合考查了有关图像问题,有酸碱中和滴定图像、正逆反应的平衡常数图像,反应速率图像和能量变化图像。
【答案】B
(2010·广东卷)在298K、100kPa时,已知:2 ⊿


则⊿与⊿和⊿间的关系正确的是
A .⊿=⊿+2⊿ B ⊿=⊿+⊿
C. ⊿=⊿-2⊿ D. ⊿=⊿- ⊿
【解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加,有盖斯定律可知
【答案】A
(2010·浙江卷)12. 下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是:
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
B. 500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:
△H=-38.6kJ·mol-1
C. 氯化镁溶液与氨水反应:
D. 氧化铝溶于NaOH溶液:
【解析】本题考查热化学方程式与离子方程式的书写。A、标准燃烧热的定义,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时方出的热量(标准指298K,1atm)。水液态稳定,方程式系数就是物质的量,故A错。B、根据热化学方程式的含义,与对应的热量是1mol氮气完全反应时的热量,但次反应为可逆反应故,投入0.5mol的氮气,最终参加反应的氮气一定小于0.5mol。所以△H的值大于38.6。B错。D、氢氧化铝沉淀没有沉淀符号。
【答案】C
教与学提示:化学用语的教学是化学学科技术规范,强调准确性,强调正确理解与应用。特别重视热化学方程式的系数与反应热的对应关系。重视离子方程式的拆与不拆的问题。热化学方程式的书写问题由:聚集状态、系数、系数与反应热数值对应、反应热单位、可逆反应的反应热等内容构成。离子方程式的书写问题由:强弱电解质、最简整数比、定组成规律、离子方程式正误判断、守恒、定量离子方程式等内容组成。
(2010·上海卷)14.下列判断正确的是
A.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,测定值小于理论值
B.相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量
C.0.1 mol·L-1的碳酸钠溶液的pH大于0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液的pH
D.1L 1 mol·L-1的碳酸钠溶液吸收SO2的量大于1L mol·L-1硫化钠溶液吸收SO2的量
【答案】C
【解析】此题考查了实验操作、化学反应中的能量变化、溶液的pH、元素化合物等知识。测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,说明部分硫酸铜分解生成了氧化铜,测定值大于理论值,A错;氢原子转化为氢分子,形成化学键放出能量,说明2mol氢原子的能量大于1molH2,B错;碳酸的酸性弱于醋酸,故此相同浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液,C对;1L 1mol.L-1的溶液中含有溶质1mol,前者发生:Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑;后者发生:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓;分析可知,很明显后者大于前者,D错。
易错警示:此题解答是的易错点有二:一是对化学键的形成断开和吸热放热的关系不清,要能够准确理解断键吸热成键放热;二是忽视亚硫酸的酸性强于氢硫酸,不能准确判断硫化钠中通入二氧化硫时要生成氢硫酸,造成氢硫酸和亚硫酸能发生氧化还原反应生成单质硫。
(2010·上海卷)17.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列叙述错误的是
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【答案】B
【解析】此题考查化学反应速率和化学平衡知识。催化剂能提高化学反应速率,加快反应进行,也就是提高了生产效率,A对;反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率,不能说明反应是吸热还是放热,B错;充入大量CO2气体,能使平衡正向移动,提高H2的转化率,C对;从平衡混合物中及时分离出产物,使平衡正向移动,可提高CO2和H2的转化率,D对。
易错警示:利用化学平衡知识判断反应吸热还是放热时,一定要注意温度的变化使反应正向移动还是逆向移动,倘若给出的知识温度条件则无法判断。
(2010·江苏卷)8.下列说法不正确的是
A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
B.常温下,反应不能自发进行,则该反应的
C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D.相同条件下,溶液中、、的氧化性依次减弱
【答案】AC
【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,可知的氧化性大于,综上分析可知,本题选AC项。
(2010·安徽卷)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:
元素 相关信息
X X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等
Y 常温常压下,Y单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积
Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y
W W的一种核素的质量数为63,中子数为34
(1)Y位于元素周期表第   周期表   族,Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是      (写化学式)。
(2)XY2是一种常用的溶剂,XY2的分子中存在   个σ键。在H―Y、H―Z两种共价键中,键的极性较强的是    ,键长较长的是     。
(3)W的基态原子核外电子排布式是           。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是               。
(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知:XO(g)+O2(g)=XO2(g) H=-283.0 kJ·mol-2
Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=-296.0 kJ·mol-1
此反应的热化学方程式是                   。
【答案】(1)3 VIA HClO4
(2)2 H-Z H-Y
(3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2
(4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol
【解析】由表中可知,X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu
(2010·天津卷)7.(14分)X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题:
⑴ L的元素符号为________ ;M在元素周期表中的位置为________________;五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________(用元素符号表示)。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为___,B的结构式为____________。
⑶ 硒(se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为_______,其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________(填字母代号)。
a.+99.7 mol·L-1 b.+29.7 mol·L-1 c.-20.6 mol·L-1 d.-241.8 kJ·mol-1
⑷ 用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式:______________;由R生成Q的化学方程式:_______________________________________________。
【解析】(1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大,故分别为:H、C、N、O元素;M是地壳中含量最高的元素,为Al,其在周期表的位置为第3周第ⅢA族;再根据五种元素在周期表的位置,可知半径由大到小的顺序是:Al>C>N>O>H。
(2) N和H 1:3构成的分子为NH3,电子式为;2:4构成的分子为N2H4,其结构式为。
(3)Se比O多两个电子层,共4个电子层,1→4电子层上的电子数分别为:2、8 、18、6,故其原子序数为34;其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4,为H2SeO4。
非金属性越强,与氢气反应放出的热量越多,故2→5周期放出的热量依次是:d、c、b、a,则第四周期的Se对应的是b。
(4)Al作阳极失去电子生成Al3+,Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2,2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
【答案】
(1)O 第三周第ⅢA族 Al>C>N>O>H
(2)
(3) 34 H2SeO4 b
(4) Al-3e-Al3+ Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2 2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
命题立意:本题以元素的推断为背景,综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较;考查了电子式、结构式的书写,元素周期律,和电极反应式、化学方程式的书写,是典型的学科内综合试题。
(2010·广东卷)31.(16分)硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛。
(1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式:B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。
(2)在其他条件相同时,反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中,H3BO 3的转化率()在不同温度下随反应时间(t)的变化见图12,由此图可得出:
①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是____ ___
②该反应的_____0(填“<”、“=”或“>”).
(3)H3BO 3溶液中存在如下反应:
H3BO 3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-( aq)+H+(aq)已知0.70 mol·L-1 H3BO 3溶液中,上述反应于298K达到平衡时,c平衡(H+)=2. 0 × 10-5mol·L-1,c平衡(H3BO 3)≈c起始(H3BO 3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中,计算结果保留两位有效数字)
【解析】(1)根据元素守恒,产物只能是H2, 故方程式为B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2。
(2)由图像可知,温度升高,H3BO 3的转化率增大,故升高温度是平衡正向移动,正反应是吸热反应,△H>O。
(3) K===
【答案】
(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2
(2) ①升高温度,反应速率加快,平衡正向移动 ②△H>O
(3) 或1.43
(2010·福建卷)J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相对位置如右表;J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等;M是地壳中含量最多的金属元素。
(1)M的离子结构示意图为_____;元素T在周期表中位于第_____族。
(2)J和氢组成的化合物分子有6个原子,其结构简式为______。
(3)M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾,反应的化学方程式为_____。
(4)L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为______。
②一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(△H>0)并达平衡后,仅改变下表中反应条件x,该平衡体系中随x递增y递减的是_______(选填序号)。
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 甲的物质的量 平衡常数K 甲的转化率 生成物物质的量总和
(5)由J、R形成的液态化合物JR2 0.2mol在O2中完全燃烧,生成两种气态氧化物,298K时放出热量215kJ。 该反应的热化学方程式为________。
(2)J和氢组成含有6个原子的分子为乙烯,其结构简式为
(3)M和T形成的化合物为,与水反应,其中氯化氢气体呈雾状
(4)①氨水与双氧水发生氧化还原反应:
生成无污染的氮气;
②甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应,表明正反应为吸热反应,升高温度,平衡朝着正方向移动,甲物质的量减少;加入的物质的量即增加生成物的浓度,平衡朝逆方向移动,甲的转化率减小
(5)JR2为CS2,燃烧生成二氧化碳和二氧化硫,依题意可以很快的写出反应的热化学方程式
【答案】(1) ; ⅦA
(2)
(3),
(4)①
②a和c;a或c
(5)
(2010·上海卷)25.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
2)该热化学反应方程式的意义是 .
a. b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则= mol.L-1.min-1:若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后, mol【答案】1)五氧化二钒(V2O5);大于;2)在450℃时,2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ;3)bd;4)0.036;向正反应方向;0.36;0.40。
【解析】此题考查了工业制硫酸、化学平衡常数、热化学方程式、化学平衡状态、有关化学平衡的计算等知识。1)工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒;该反应正向放热,故温度越高化学平衡常数越小;2)热化学方程式表示的是450℃时,2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ;3)根据化学平衡状态的特征,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时,说明反应达到平衡状态;4)当达到平衡时,容器中SO3的物质的量为0.18mol,则v(SO3)=0.072mol.L-1.min-1,则v(O2)=0.036mol.L-1.min-1;再继续通入0.20molSO2和0.10molO2时,平衡向正反应方向移动,在此达到平衡时,SO3的物质的量介于0.36和0.40之间。
知识归纳:化学平衡常数只是和温度相关的函数,其随温度变化而变化。若正反应为吸热反应,温度升高K值增大;若正反应为放热反应,温度升高K值减小。
(2010·江苏卷)17.(8分)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中的化学反应为:
能提高燃煤烟气中去除率的措施有 ▲ (填字母)。
A.增大氨水浓度
B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触
D. 通入空气使转化为
采用方法Ⅰ脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的,原因是▲(用离子方程式表示)。
方法Ⅱ重要发生了下列反应:
与反应生成的热化学方程式为 。
方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置
如右图所示。阳极区放出气体的成分为 。
(填化学式)
【答案】(1)AC
(2)S(g)+O2(g)= S O2(g) H=-574.0kJmol-1
(3) O2 SO2
【解析】本题考察的知识比较散,涉及到环境保护,一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律、热化学方程式、离子方程式、点击方程式都是重点内容(1)提高SO2的转化率,可以增大氨水的浓度、与氨水充分接触;不需要通入CO2的原因是因为HCO3+SO2=CO2+HSO3而产生CO2 (2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。(3)阴极的电极产生的气体为O2和SO2.
(2009·上海卷)下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混和,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( )
A.硝酸铵 B.生石灰 C.氯化镁 D.食盐
【答案】B
【解析】NH4NO3溶于水时,由于扩散过程中吸收的热量大于水合过程中放出的热量,表现为溶液温度降低。CaO溶于水时,由于扩散过程中吸收的热量小于水合过程中放出的热量,表现为溶液温度上升,而导致杯内食物温度上升。MgCl2、NaCl溶于水时,由于扩散过程中吸收的热量约等于水合过程中放出的热量,表现为溶液温度基本不变。
(2009·四川卷)25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol,辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)====BaSO4(s)+2H2O(l);ΔH=-57.3 kJ/mol
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+H2O(l);ΔH=-57.3 kJ/mol
C.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g);ΔH=-5 518 kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2(g)====16CO2(g)+18H2O(l);ΔH=-5 518 kJ/mol
【答案】B
【解析】本题考查热化学方程式的书写及中和热、燃烧热的概念。中和热的标准是生成1 mol H2O(l);A错,B对。燃烧热要求①必须生成稳定氧化物,如H2O不能是气态必须是液态;C→CO2不能是CO等,C错。②标准状况下1 mol可燃物。D错。
(2009·上海卷)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值):
H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)+Q1
H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)+Q2
有关上述反应的叙述正确的是( )
A.Q1>Q2
B.生成物总能量均高于反应物总能量
C.生成1 mol HCl气体时放出Q1热量
D.1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量
【答案】AD
【解析】两个反应都是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,B项错。由热化学方程式可知,生成2 mol氯化氢放出的热量才是Q1, C项错。
(2009·宁夏、辽宁卷)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·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ΔH=_________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________;
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则v(O2)=_______mol·L-1·min-1、v(SO3)=_______mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。
【答案】
(1)反应物能量 生成物能量 没有影响 降低 因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5====SO3+2VO2 4VO2+O2====2V2O5
(4)0.025 0.05
(5)S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH1=-296 kJ·mol-1①
SO2(g)+O2(g)====SO3(g) ΔH2=-99 kJ·mol-1②
①×3+②×3得
3S(s)+O2(g)====3SO3(g) ΔH=(ΔH1+ΔH2)×3=-1 185 kJ·mol-1
【解析】本题考查化学反应中的能量变化、盖斯定律、反应速率计算及催化剂的催化原理。(1)由图象知A、C点分别代表反应物、产物的总能量,E为反应的活化能,因反应历程不同而不同,但对反应热无影响;催化剂的加入,改变了反应历程,降低了反应的活化能,从而加快了反应速率。(2)由已知数据可知ΔH=-99 kJ·mol-1×2=-198 kJ·mol-1。(4)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2,由v(SO2)=0.05 mol·L-1·min-1可得v(O2)和v(SO3)。(5)硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,可得S(s)+O2(g)====SO2(g),ΔH=-296 kJ·mol-1,结合2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH=-198 kJ·mol-1,利用盖斯定律,即可求得由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH。
(2009·全国Ⅱ卷)已知:2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
【答案】B
【解析】H2的燃烧热为285.8 kJ/mol,气体总体积为
设H2与CH4的物质的量分别为X、Y
285.8 kJ/mol X+890 kJ/mol Y=3 695 kJ
X+Y=5 mol
可得X=1.25 mol Y=3.75 mol
X∶Y=1∶3。
(2009·天津卷)已知:2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)====Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为283 kJ
B.上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)====2Na2CO3(s)+O2(g) H>-452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
【答案】C
【解析】CO的燃烧热为283 kJ/mol,A不正确;题中图只能表示能量关系,不表示反应过程,B不正确;CO2由固态到气态需吸收能量,所以反应2Na2O2(s)+2CO2(s)====2Na2CO3(s)+O2(g)可知放出的能量小于226×2 kJ,即ΔH>-452 kJ/mol,C正确;由已知热化学方程式可得CO(g)+Na2O2(s)====Na2CO3(s),ΔH=-509 kJ/mol,当该反应放出509 kJ热量时,电子转移2 mol,D不正确。
(2009·广东卷)磷单质及其化合物有广泛应用。
(1)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
①上述反应中,副产物矿渣可用来___________________________________。
②已知相同条件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)====6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)====P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
SiO2(s)+CaO(s)====CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=_____________________________。
(2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式见下图)之间脱去两个水分子的产物,其结构式为________________________。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为___________________________。
(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。
①NaH2PO2中P元素的化合价为________________________。
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)__________Ni2++__________+____________________Ni+________+_______
(b)6+2H+====2P+4+3H2↑
请在答题卡上写出并配平反应式(a)。
③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点:_______________;原理上的相同点:_______________;化学镀的优点:_______________。
【答案】
(1)①生产水泥等建筑材料
②ΔH1+3ΔH2+18ΔH3
(2)
Na5P3O10
(3)①+1
②Ni2+++H2O====Ni++2H+
③化学镀无需通电,而电镀必须通电
都利用氧化还原反应
化学镀对镀件的导电性无特殊要求
【解析】(1)②利用盖斯定律即得ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系。
(2)磷酸分子间通过羟基脱水形成三聚磷酸。
(3)②配平时,综合考虑原子守恒、电荷守恒确定未知反应物和产物。
(2009·重庆卷)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g);ΔH=-1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=+57.3 kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)====SO2(g);ΔH=-296.8 kJ/mol(反应热)
D.2NO2====O2+2NO;ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】此题考查热化学方程式的书写。A项考查燃烧热,生成物水的状态不是稳定状态;B项,因中和反应为放热反应,故ΔH<0;D项,未注明各物质的聚集状态。
(2008·重庆卷)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如下图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l);ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)NH3(l);ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)NH3(g);ΔH=(a+b)kJ·mol-1
【答案】A
【解析】本题考查反应热及盖斯定律。
由盖斯定律及图示可推 N2(g)+3H2(g)2NH3(l)的反应热ΔH=2a kJ·mol-1-2bkJ·mol-1-2c kJ·mol-1=2(a-b-c)kJ·mol-1,A项正确;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热ΔH=2(a-b)kJ·mol-1,B项错;N2(g)+H2(g)NH3(l)的反应热ΔH=(a-b-c)kJ·mol-1,C项错;N2(g)+H2(g)NH3(g)的反应热 ΔH=(a-b)kJ·mol-1,D项错。
(2008·上海卷)已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ,下列说法正确的是( )
A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C.在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol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270 kJ热量
【答案】C
【解析】2 mol HF气体分解生成1 mol H2和1 mol F2吸收270 kJ热量,A错;因气体氟化氢变为液态氟化氢放热,当生成2 mol液态氟化氢时放出热量大于270 kJ,B错;此反应为放热反应,C正确;1个氢气分子与1个氟气分子生成2个HF分子放出能量是非常小的,远远小于270 kJ,D错。
(2008·广东卷)下列有关能量转换的说法正确的是( )
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
【答案】AB
【解析】葡萄糖氧化放出热量,化学能转化为热能,C错;选项D应该是太阳能转化为化学能,D错。
(2008·广东卷)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和等杂质,提纯工艺路线如下:
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为________________。
(2)“趁热过滤”的原因是________________________________________。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是_______________________(写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是_____________________________。
(5)已知:Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH2=+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式______________________________。
【答案】,化学实验方案的设计及要求—性质、制备和检验
(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长
(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
(4)问题:溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质;原因:“母液”中,含有的离子有Ca2+、Na+、Cl-、、OH-,,当多次循环后,使离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀
(5)Na2CO3·H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g);ΔH=+58.73 kJ·mol-1
【解析】(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀。
(2)观察坐标图,温度减少至308 K时发生突变,溶解度迅速减少,若不趁热过滤将析出晶体Na2CO3·7H2O。
(3)思路方向:①减少过滤的时间;②保持过滤时的温度。
(4)思路:分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中所得产品的质量有所影响。
(5)通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3·H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g)。
(2008·海南卷)白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P-P akJ·mol-1、P-O bkJ·mol-1、P=O ckJ·mol-1、O=O dkJ·mol-1
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H,其中正确的是
A.(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
B.(4c+12b-6a-5d) kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d) kJ·mol-1
D.(4a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
【答案】A
【解析】化学反应的实质是反应物原有化学键的断裂和生成物新化学键生成的过程。依据键能的数值可以估算化学反应的热效应,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。答案为A。
(2008·宁夏卷)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为
A.-44.2kJ·mol-1 B.+44.2kJ·mol-1
C.-330kJ·mol-1 D.+330kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由题干条件可知如下反应:
H2(g)+O2(g) H2O(l);ΔH=-285.8 kJ·mol-1 ①
C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1 ②
C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l);ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律则②-③可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l);ΔH=-44.2 kJ·mol-1。
(2008·山东卷)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g)CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g)CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_____kJ·mol-1
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为___________;放电时,移向电池的_______(填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3 +H+的平衡常数K1=_____________。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液c(H2CO3)______c()(填“>”、“=”或“<”),原因是__________(用离子方程式和必要的文字说明)。
【答案】
(1)124.2
(2)C3H8+5O23CO2+4H2O 负
(3)4.2×10-7 mol·L-1
(4)> +H2O + (或 +H+)
+H2O H2CO3 +OH- 、的水解程度大于电离程度
【解析】(1)①-②得C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=124.2 kJ·mol-1。
(2)该电池中,O2在正极得电子,与CO2结合成,生成的向负极移动。
(3)K1==4.2×10-7 mol·L-1。
(4)pH>8,溶液显碱性,则说明水解程度大于电离程度,水解:+H2O H2CO3 +OH-,电离:+H2O+H3O+,所以c(H2CO3)>c()。
(2008·四川卷)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中加热⊿H=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热
H=2×(-57.3) kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反应的⊿H=2×283.0 kJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol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】中和热是指强酸与强碱的稀溶液完全反应生成1 mol H2O所放出的热量,所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热也为ΔH=-57.3 kJ·mol-1,A错误;B.中CO燃烧是放热反应,则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)为吸热反应,且生成2 mol CO,ΔH=2×283.0 kJ·mol-1,B正确;需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应、碳的燃烧等,C不正确;燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,D中甲烷燃烧生成气态水不属于稳定的化合物,D错误。
(2008·全国Ⅱ)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
                                    ;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
                                    ;
上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时,在密闭容器中加入0.80mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于    ;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2 α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。原因是________________________                      
(4)P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3=____________,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4__________△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是__________________________________。
【答案】
(1)Cl2 (g)+ P(s)PCl3 (g) ΔH=-306 kJ/ lmol            
(2) PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) △H=93kJ/ mol              
25%    大于                         
(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解      
(4)-399kJ/ mol 等于    
(5)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl
【解析】(1)由图象知P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是P(s)+Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1。
(2)ΔH=生成物总能量-反应物总能量,反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH=-93 kJ·mol-1,故反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1。
分解率=×100%=25%。
由于反应PCl5PCl3+Cl2是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,分解率增大,即α2大于α1。
(3)3Cl2+2P2PCl3;PCl3+Cl2PCl5两个反应均为放热反应,降低温度,有利于平衡向正向移动,提高了PCl3的转化率,同时防止PCl5分解。
(4)根据盖斯定律,P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的ΔH应该是相等的。
(5)PCl5与H2O反应生成的酸可能是H3PO4、HCl和HClO,但PCl5H3PO4,P元素化合价没变,则Cl元素化合价也不变,即该反应生成的两种酸是H3PO4和HCl。所以该反应的化学方程式是PCl5+4H2OH3PO4+5HCl。
(2008·江苏卷)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO4(s) + 4C(s) 4CO(g) + BaS(s) △H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s) 2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
⑴气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,= 。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
⑶反应C(s) + CO2(g) 2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
⑷实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 , 。
【答案】
⑴S2- + H2OHS- +OH- HS- + H2OH2S +OH-(可不写)
⑵2.7×10-3
⑶172.5
⑷使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
【解析】(1)S2-水解以第一步为主。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,在溶液中有如下关系:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)
由Ksp=(AgCl)=2.0×10-10=c1(Ag+)·c(Cl-)得c1(Ag+)=
由Ksp=(AgBr)=5.4×10-13=c2(Ag+)·c(Br-)得c2(Ag+)=
同一溶液中c1(Ag+)=c2(Ag+)即=。
得出=2.7×10-3。
(3)根据盖斯定律,①-②得:
C(s)+CO2(g)2CO(g);ΔH=172.5 kJ·mol-1。
(4)在实际生产中加入过量的炭,可使BaSO4充分被还原,提高BaS的产量;又由于①②均为吸热反应,过量的炭与氧气反应放出的热量可维持反应所需的高温。
(2007·上海卷)47.氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好,用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”,已达到世界先进水平,并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括( )
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】A
(2007·重庆卷)13.含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表:
烷烃名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸点(℃) -88.6 -42.1 -0.5 36.1
燃烧热(kJ·mol-1) 1560.7 2219.2 2877.6 3535.6
*燃烧热:1摩尔物质完全燃烧,生成二氧化碳、液态水时所放出的热量
根据表中数据,下列判断错误的是( )。
A.正庚烷在常温常压下肯定不是气体
B.烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系
C.随碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
D.随碳原子数增加,烷烃沸点和燃烧热都成比例增加
【答案】D
【解析】烷烃随碳原子数增多,沸点升高,燃烧热成线性关系增大,但不成比例关系。
(2007·广东卷)下列说法正确的是( )
A.需要加热的化学反应都是吸热反应
B.中和反应都是放热反应
C.原电池是将电能转化为化学能的一种装置
D.水力发电是将化学能转化为电能的过程
【答案】B
【解析】有的放热反应需加热,原电池是把化学能转变为电能,水发电不是化学能转变为电能,A、C、D三项都错。
(2007·海南卷)6.已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)==ZnO(s),ΔH=-348.3kJ/mol
(2) 2Ag(s)+1/2 O2(g)== Ag2O(s),ΔH=-31.0kJ/mol
则Zn(s)+ Ag2O(s)== ZnO(s)+ 2Ag(s)的ΔH等于
A.-317.3kJ/mol B.-379.3kJ/mol
C.-332.8 kJ/mol D.317.3 kJ/mol
【答案】A
【解析】本题考查反应热的计算。由盖斯定律,两式相减整理得:Zn(s)+Ag2O(s)===ZnO(s)+2Ag ΔH=-317.3 kJ·mol-1
(2007·广东卷)16.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H1
②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H2
③Sn(s、灰)Sn(s、白) △H3=+2.1kJ/mol
下列说法正确的是
A △H1>△H2
B 锡在常温下以灰锡状态存在
C 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D 锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
【答案】D
【解析】本题考查热化学方程式知识。由题意可知,②-①,Sn(s,灰) Sn(s,白);ΔH3=ΔH2-ΔH1=2.1 kJ·mol-1,故该反应为吸热反应,ΔH1<ΔH2,Sn(s,白)能量高。常温为25 ℃,此时灰锡不稳定,故一般以Sn(s,白)存在。低于13.2 ℃时,白锡不稳定,生成粉末状的灰锡,故锡制器会自行毁坏。
(2007·广东卷新课标)14.将V1mL1.0mol/L HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是
A 做该实验时环境温度为22℃
B 该实验表明化学能可能转化为热能
C NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L
D 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】B
【解析】本题考查酸碱中和反应是放热反应。
当加入5 mL HCl溶液时,反应放出热量,混合液的温度达到22 ℃,故环境的温度应低于22 ℃。由图象可知盐酸与氢氧化钠反应是放热反应,由化学能转化为热能,恰好反应时放出热量最多,NaOH的浓度为:
=1.50 mol·L-1。有水生成的反应不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O。
(2007·上海卷)14.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)+2878kJ
(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)+2869kJ
下列说法正确的是
A 正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B 正丁烷的稳定性大于异丁烷
C 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D 异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
【答案】A
【解析】本题是考查物质稳定性及能量变化的题目。1 mol正丁烷燃烧放出2 878 kJ热量,1 mol异丁烷燃烧放出2 869 kJ热量,正丁烷燃烧放出热量大于异丁烷燃烧放出热量,故A正确。正丁烷能量大,稳定性差,故B错误。两式相减得CH3CH2CH2CH3(g) (CH3)2CHCH3(g)+9 kJ,异丁烷转化为正丁烷是一个吸热过程。正丁烷和异丁烷是同分异构体,具有相同C—H键,都含有10个C—H键。
(2007·江苏卷)7.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)====CO2(g)+3H2(g);△H=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)====CO2(g)+2H2(g); △H=-192.9kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如上图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(1)+O2(g)====CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJ·mol-1
【答案】D
【解析】本题主要考查化学反应中的能量转换关系。燃烧热是在室温、101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,显然A不正确;反应①为吸热反应,则反应物的总能量应低于生成物的总能量,所给图示不正确,即B不正确;反应①为吸热反应,反应②为放热反应,二者皆可使CH3OH转化为H2,C不正确;由于在CH3OH(l) CH3OH(g)过程中需吸收热量,故D正确。
(2007·天津卷)29.黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2 (SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000 mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。
已知:
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应) 。
(2)若灼烧6 g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83 kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出13.03 kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式: 。
(3)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸质量为 t,SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是 kJ。
【答案】
(1)90.00%
(2)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3 kJ/mol
(3)3.36×106 15 3.43×107
【解析】本题主要考查考生应用物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等进行综合计算的能力。
(1)由反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2及题目所给的两个离子反应方程式,可得下列关系式:
FeS2 ~ 2SO2 ~ 4Fe2+ ~ Cr2O
120 g mol
m(FeS2) 25.00×10-3 L×0.020 00 mol·L-1
解得m(FeS2)=0.090 0 g
所以w(FeS2)=×100%=90.00%
(2)n(FeS2)= =0.05 mol,完全燃烧时可产生0.1 mol SO2。1 mol SO3完全与水化合放出的热量为130.3 kJ,则SO3气体转化为H2SO4的热化学方程为SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=-130.3 kJ·mol-1。
(3)4FeS2+11O2Fe2O3+8SO2
4×120 t 8×22.4×103 L
10 t×90% V(SO2)
解得:V(SO2)=3.36×106 L
又由2SO2+O22SO3,及SO3+H2O===H2SO4得
FeS2 ~ 2H2SO4
120 2×98
10 t×90% m(H2SO4)·98%
解之得m(H2SO4)=15 t
SO2全部转化为H2SO4时放出的热量包括两部分:SO2转化为SO3时放出的热量和SO3与H2O化合为H2SO4时放出的热,按上述(2)中的关系不难求解。
(2007·重庆卷)13.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1mol H-H键断裂时吸收热量为
A.920 kJ B.557 kJ
C. 436 kJ D.188 kJ
【答案】C
【解析】本题考查了反应热(焓变的计算方法)。
方法(1): 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH
2 mol ΔH
0.5 mol ? -121 kJ
ΔH=-484 kJ·mol-1
方法(2):设1 mol H—H断裂吸收的热量为Q,则
2Q+496 kJ-4×463 kJ=ΔH,故Q=436 kJ。
(2007·山东卷)28.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是坏境化学当前的重要研究内容之一。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(s)+O2(g)2SO3(g).
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
①将2.0 molSO2和1.0molO2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于__________。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为__________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为___________kJ。
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式________________(不必配平)。
【答案】
(1)①800L·mol-1
② =
(2)1.60NA(或1.6NA)
173.4
(3)MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
【解析】本题考查有关化学平衡的概念、计算、有关反应热的计算及氧化还原知识。由图象中的数据可计算平衡常数;(2)中计算是有关电子转移数目的计算。
(1)0.10 MPa时:c(SO2)=2 mol×(1-0.8)×=0.04 mol·L-1
c(O2)=(1 mol-1.6 mol×)×=0.02 mol·L-1
c(SO3)=1.6 mol×=0.16 mol·L-1
K===800 L·mol-1
②由A到B,温度不变,只增大压强,K不变。
(2)本小题是有关氧化还原和反应热的计算,由盖斯定律把两式相加,得2CH4(g)+4NO2(g)===2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1734 kJ·mol-1
转移电子数:×8=1.6 mol,故为1.6NA
放出热量:0.2 mol××1 734 kJ·mol-1=173.4 kJ
(3)由于信息转化关系已确定,只要确定被分解物质的产物即可写出反应方程式。分解SO2由条件可推出SO2作氧化剂,只有还原为单质硫时才防止污染环境。
(2007·全国Ⅱ)9.已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量
②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431kJ的能量
下列叙述正确的是
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的△H=183kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的△H=-183kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的△H=-183kJ/mol
【答案】C
【解析】本题主要考查化学反应中的能量变化情况。书写热化学反应方程式时除标明反应物与生成物的聚集状态外,还必须标明与化学计量数相对应的热量变化值,A不正确;由已知条件知生成2 mol HCl气体时反应物的总键能为:436 kJ+243 kJ=679 kJ,而2 mol HCl的键能为2×431 kJ=862 kJ,所以生成2 mol HCl反应过程中放出的热量为:ΔH=679 kJ·mol-1-862 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,答案为C。
(2006·上海卷)7.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.碳酸钙受热分解
B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应
D.氧化钙溶于水
【答案】A
(2006·江苏卷)8.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是
①C(s)+O2(g)==CO2(g);△H1 C(s)+O2(g)==CO(g);△H2
②S(s)+O2(g)==SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)==SO2(g);△H4
③H2(g)+O2(g)==H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【解析】碳与氧气反应放热,即ΔH1<0,ΔH2<0,CO在与O2作用时又放热,所以ΔH1<ΔH2;等量的固态硫变为气态硫蒸汽时吸热,故在与O2作用产生同样的SO2时,气态硫放出的热量多,即ΔH3>ΔH4;发生同样的燃烧反应,物质的量越多,放出的热量越多,故ΔH5>ΔH6;碳酸钙分解吸收热量,ΔH7>0;CaO下H2O反应放出热量,ΔH8<0显然ΔH7>ΔH8,故本题答案为C。
(2006·重庆卷)10.25℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)+O2(g)==CO(g);△H=-393.5 kJ/mol
B.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g);△H=+571.6 kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g);△H=-890.3 kJ/mol
D.C6H12O6(s)+3O2(g) === 3CO2(g)+3H2O(1);△H=-1400 kJ/mol
【答案】D
【解析】燃烧热是指在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。对C而言稳定的氧化物指CO2(g)、对H而言稳定的氧化物指H2O(l)。所以A、B、C错误,正确答案为D。
(2006·天津卷)13.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)==2CO(g);ΔH=-221 kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OHˉ(aq)==H2O(l);ΔH=-57.3 kJ/mol
下列结论正确的是
A.碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B.①的反应热为221 kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
【答案】A
【解析】1 mol C不完全燃烧生成CO放出热量,1 mol C完全燃烧生成CO2放出热量大于110.5 kJ,即C的燃烧热大于110.5 kJ/mol;反应①的反应热为-221 kJ/mol;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol;醋酸是弱酸,与NaOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ。
(2005·江苏卷)21.通常人们把拆开1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/ kJ·mol—1 460 360 436 431 176 347
请回答下列问题:
⑴ 比较下列两组物质的熔点高低(填>或<)
SiC______ Si; SiCl4 ______ SiO2
⑵ 图立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子,
请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
⑶ 工业上高纯硅可通过下列反应制取:
SiCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g)
该反应的反应热△H = ___________ KJ/mol
【答案】
⑴ >   <   
⑵ 如下图
⑶ +236
【解析】本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系。
(1)SiC与Si皆为原子晶体,由于Si—C键能大于Si—Si键能,故SiC的熔点比Si高;SiCl4为分子晶体,SiO2为原子晶体,前者的熔点低于后者。
(2)根据硅原子与硅原子可形成四个相等的硅硅键可知除立方体中心的硅原子处,与它相邻的硅原子应处于可形成正四面体的四个顶点上。
(3)根据题意所给反应的旧化学键键能之和为:4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1=2312 kJ·mol-1,新化学键键能之和为4×431 kJ·mol-1+2×176 kJ·mol-1(每摩硅原子相当于形成2 mol
Si—Si)=2 076 kJ·mol-1,所以反应热为:2312 kJ·mol-1-2076 kJ·mol-1=236 kJ·mol-1。
(2005·江苏卷)4.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为:
H2 (g) + 1/2O2(g) == H2O (l); △H = -285.8 KJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g); △H = -283.0 KJ/mol
C8H18 (l) +(25/2)O2(g) == 8CO2(g) + 9H2O (l); △H = -5518 KJ/mol
CH4 (g) + 2O2(g) == CO2(g) + 2H2O (l); △H = -890.3 KJ/mol
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是
A.H2 (g) B.CO(g)
C.C8H18 (l) D.CH4 (g)
【答案】B
【解析】本题主要考查化学反应中的能量变化。假设其质量皆为1 g,则它们放出的热量分别为:
H2:×285.8 kJ·mol-1=142.9 kJ;
CO:×283.0 kJ·mol-1=10.1 kJ;
C4H10:×5 518 kJ·mol-1=95 kJ;
CH4:×890.3 kJ·mol-1=55.64 kJ,显然本题答案为B。
(2005·天津卷)29.磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是 ,其相应的质量(g)为 。
(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol,则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH= 。
(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式: 。
【答案】
(1)P2O3 P2O5 2.75 3.55
(2)-(20X-Y)kJ/mol
(3)P(s)+O2(g)=P2O2(s);△H=-(20X-Y)kJ/mol
【解析】3.1 g P在3.2 g O2中充分燃烧后,产物中n(P)∶n(O)=1∶2,可知其中必然有P2O5,另一种固态氧化物为P2O3。列出方程组:
解得:n(P2O5)=0.025 mol,n(P2O3)=0.025 mol,质量分别为3.55 g和2.75 g。
P的燃烧热是1 mol P充分燃烧生成P2O5时放出的
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