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1.2.2反应热的计算提升练-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知 ; ,则
C.在101 kPa时,2 g 完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为 kJ·mol
D. kJ·mol,则和的稀溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol
2.下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ mol-1,E反应物<E生成物
B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ mol-1,E反应物<E生成物
C.HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ mol-1,1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后放出92.3 kJ的能量
D.将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ mol-1
3.化学反应过程伴随着能量变化,某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为放热反应,热效应等于
B.反应过程a有催化剂参与
C.加入催化剂,可改变该反应的反应热
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于
4.N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、如图显示了该反应中的能量变化,下列说法不正确的是
A.N≡N键的键能很大,常温下N2性质较稳定
B.完全断开1molNO中的化学键需吸收1264k能量
C.该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D.生成NO反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180KJ/mol
5.是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在键。已知:转化为气态硫原子吸收的能量为,断裂键、键需吸收的能量分别为、。则的反应热为
A. B. C. D.
6.已知H-H键的键能为,I-I键的键能为,一定条件下 。下列说法正确的是
A.断开1mol Br-Br键所需的能量小于kJ
B.上述反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量
C.向密闭容器中加入2mol 和2mol ,充分反应后放出kJ热量
D.断开2mol H-I键所需的能量为
7.关于如图所示转化关系(X代表卤素素),下列说法正确的是
A.
B.生成的反应热与途径有关,所以
C.若X分别表示、、I,则过程Ⅱ吸收的热量依次增多
D.途径Ⅰ生成比生成的大
8.已知:在标准压强下,由最稳定的单质合成物质的反应焓变,叫作物质的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的有如图所示关系。的标准摩尔生成焓为0。下列有关判断正确的是
A.的键能小于与的键能之和
B.根据图中信息,可判断热稳定性肼大于氨
C.和合成氨,正反应的活化能一定大于
D.与反应的热化学方程式为:
9.已知:某些化学键的键能数据如表所示(注:键能为气态分子完全解离成气态原子所吸收的能量。)
化学键
键能/() 436 243 431 255 339
下列说法正确的是
A.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
B.该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.
D.分解吸收的热量比分解吸收的热量多,所以比稳定
10.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1
②K2S(s)=S(s)+2K(s) ΔH=b kJ·mol-1
③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH=c kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A.x<0 a<0
B.b>0 c<0
C.x=3a-b-c
D.1 mol C(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变小于a kJ·mol-1
二、填空题
11.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I ;
途径II 先制水煤气: ①;再燃烧水煤气: ②, ③。
请回答下列问题:
(1)等量的煤分别经过途径I和途径II,途径I放出的热量 途径II放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)、、、的数学关系是 。
(3)由于制取水煤气的反应中,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,故发生化学反应时,反应物就需要 (填“吸收”或“释放”)能量才能转化为生成物。
12.碳的单质及化合物在人类生产生活中起着非常重要的作用。请回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热,,则 (填“>”、“<”或“=”)。
(2)Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl(g)和CO2(g),当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料,热化学方程式为。该反应过程中每转移1mol电子放出的热量为 kJ。
(4)工业上乙烯催化氧化制乙醛的反应原理为:,该反应原理可以拆解为如下三步反应:
I.
II.……
III.
若第II步反应的反应热为,且,则第II步反应的热化学方程式为 。
(5)山西是全国最大的炼焦用煤资源基地,炼焦过程的副产品之一焦炉煤气富含H2、CH4和CO,因此可通过甲烷化反应来提高热值,使绝大部分CO、CO2转化成CH4.甲烷化反应的主要化学原理为,已知CO分子中的C与O之间为共价三键。下表所列为常见化学键的键能数据(键能指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量):
化学键
键能/() 347.7 413.4 436 351 1065 462.8
该反应的 。
13.(1)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是 。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1 ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在298 K、101 kPa时,已知:①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1;②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2;③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3,则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是 。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
(4)已知:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ·mol-1,则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数目为 。
(5)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
1mol分子中的化学键断 裂时需要吸收的能量(kJ) 436 200 a
则表中a= 。
14.在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图:
变化示意图如图:
(1)第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
(2)1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 。
(3)HCl与氧气在催化剂加热条件下可生成氯气和气态水:4HCl+O22Cl2+2H2O,已知某些化学键的键能数据如表:
化学键 H-Cl O=O Cl-Cl H-O
键能/kJmol 431 498 243 463
该反应的热化学方程式是 。
15.按要求回答下列问题:
(1)航天员呼吸产生的利用Bosch反应:,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应中:;,;,则 。
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
已知:
化学键
键能/() 412 348 612 436
计算上述反应的 。
(3)已知反应的,、分子中化学键断裂时分别需要吸收、的能量,则分子中化学键断裂时需吸收的能量为 。
16.热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量,叫做焓变,其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关,也与反应物和生成物的键能有关。
(1)已知反应CH3—CH3(g) → CH2=CH2(g)+H2(g),有关化学键键能如下。
化学键 C—H C=C C—C H—H
键能/kJ·mol-1 414.4 615.3 347.4 435.3
试计算该反应的反应热
(2)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g);ΔH=-72 kJ/mol。蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其它相关数据如下表:
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 a 369
则表中a为
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式,计算反应
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变ΔH= 。
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
(4)如下图Ⅰ所示表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(5)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式: 。
(6)已知:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g);ΔH=-25 kJ·mol-1,
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=-47 kJ·mol-1,
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);ΔH=+19 kJ·mol-1
请写出CO还原FeO的热化学方程式: 。
(7) 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。热化学方程式为:N2H4(l) + 2H2O2(l) == N2(g) + 4 H2O(g) △ H=-644.25 kJ/mol。又已知H2O (l) == H2O (g) ΔH=+ 44 kJ/mol。则64g液态肼
与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(8)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1;
H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。
17.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是 (填字母)。
A.C和CO2高温下反应 B.甲烷的燃烧反应
C.Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应 D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知:
化学键种类 H—H Cl—Cl H—Cl
键能(kJ/mol) 436 247 434
计算可得:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H= kJ·mol-1。
②通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101kPa时:
I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=-414kJ·mol-1
II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式: 。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
①补全图:图中A处应填入 。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的△H (填“变大”“变小”或“不变”)。
18.近年来,全国大部分地区被雾霾笼罩,机动车尾气排放是引发雾霾的原因之一。提高空气质量,减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引发反应:,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如下表:
断裂的共价键 O=O N—O
需要的能量 495 945 630
(1)机动车内燃机工作时会引发和的反应,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,1 mol 与1 mol 的总能量比2 mol NO的总能量 (填“高”或“低”)。
(2)与合成NO的热化学方程式可以表示为,则 = 。
(3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示,但该反应的速率很小,若使用机动车尾气催化转化器,尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后,= (填“增大”“减小”或“不变”)。
19.某温度时,ⅥA元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20kJ mol-1
③H2(g)+Se(g) H2Se(g) ΔH=+81kJ mol-1
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填序号,下同),属于吸热反应的是 。
(2)2g H2完全燃烧生成气态水,放出的热量为 。
(3)请写出O2与H2S反应生成S的热化学方程式 。
(4)根据下图写出热化学方程式 。
(5)加入催化剂该反应的反应热H是否发生了改变 (填“是”或“否”)。
20.已知在和一定温度下,由最稳定单质生成纯物质的热效应,称为该物质的标准生成热,最稳定单质的标准生成热为0。几种物质的标准生成热数据如下表所示:
物质
回答下列问题:
(1)在卤化钠中,最稳定的是 (填化学式,下同)。最不稳定的是 。
(2)根据表格数据可判断,卤化钠中熔点最高的是 。
(3) 。
(4) 。
(5)在如图中表示的能量变化 。
三、实验题
21.分别取50mL的0.50mol L-1盐酸与50mL0.55mol L-1NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、量筒、 。
(2)为什么在中和热测定中要用稍过量的碱: 。
(3)用浓硫酸代替盐酸溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由: 。
(4)若在实验过程中,不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度,则测得的ΔH (填“>”、“<”或“=”)-57.3kJ mol-1。
(5)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 a kJ mol-1、P-O b kJ mol-1、P=O c kJ mol-1、O=O d kJ mol-1根据图示的分子结构和有关数据计算该反应的反应热 。
(6)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=-989.2kJ mol-1,有关键能数据如表,则x的值为 。
化学键 Si-O O=O Si-Si
键能/kJ mol-1 x 498.8 176
22.50ml0.55mol·L-1盐酸与50mL0.50mol·L-1NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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,尚缺少一种玻璃仪器,这玻璃仪器名称是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)若大烧杯上不盖硬纸板,求得的反应热数值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中若改用60mL0.50mol·L-1盐酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(忽略测量误差,下同) (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(6)仍按50ml0.55mol·L-1盐酸与50mL0.50mol·L-1NaOH溶液测定中和热。若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差t2-t1分别为①2.2℃ ②3.5℃ ③3.3℃,则最终代入计算式的温差均值应该为 。已知溶液的比热容4.18J/(g.℃),密度为1g/mL。计算所得中和热ΔH= kJ/mol(计算结果保留一位小数)。
23.某实验小组设计用 50mL 0.50mol·L-1盐酸和50mL 0.55mol·L-1氢氧化钠溶液在如图1装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。
(1)在大小烧杯之间填充碎泡沫塑料的主要作用是 。
(2)从实验装置上看,图1中尚缺少的一种玻璃用品是: 。
(3)若改用 60mL 0.50mol·L-1盐酸和 50mL 0.55mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所放热量 (填“增加”、“减少”或“不变”,下同),所求中和热数值 。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1为了计算中和热,某学生实验数据记录如表:
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
该实验测得的中和热ΔH= kJ·mol-1(结果精确到0.1)。
(5)在中和热测定实验中,若用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,则测得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)实验小组另取V1mL0.50mol·L-1HCl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,实验结果如图2所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。则实验小组做该实验时的环境温度 (填“高于”“低于”或“等于”)22℃,NaOH溶液的浓度为 mol·L-1。
参考答案:
1.C
2.B
3.A
4.B
5.B
6.D
7.A
8.D
9.C
10.D
11.(1)等于
(2)
(3) 小于 吸收
12.(1)>
(2)
(3)98
(4)
(5)-206.2
13. 放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1 < A 2NA(或1.204×1024) 369
14.(1) 放热 反应物总能量大于生成物总能量
(2)
(3)
15.(1)
(2)
(3)299
16. +125.6 kJ·mol-1 200 -488.3 kJ·mol-1 NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g);ΔH=-234 kJ·mol-1 H2Se(g)===Se(g)+H2(g);ΔH=-81 kJ/mol FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11 kJ·mol-1 1640.5 SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1
17. AC -185 Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=-317kJ·mol-1 1molCO2(g)+3molH2(g) 不变
18. 吸热 低 不变
19. ①② ③ 242kJ O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+182.6 kJ/mol 否
20.(1) NaF NaI
(2)NaF
(3)-112
(4)-326
(5)
21.(1)玻璃搅拌器
(2)确保盐酸反应完全
(3) 偏大 浓硫酸溶于水会放出大量的热,使测得的中和热的数值偏大
(4)>
(5)(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
(6)460
22. 环形玻璃搅拌棒 保温(或隔热、或减少热量损失) 偏小 不相等 相等 偏小 3.4℃ -56.8kJ/mol
23.(1)保温隔热,防止热量散失
(2)环形玻璃棒搅拌
(3) 增加 不变
(4)51.8
(5)偏小
(6) 低于 0.75
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