1.2反应热的计算
同步练习
一、单选题
1.汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置(催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成)转化为无害气体,净化原理如下。下列分析正确的是
A.催化剂能改变 B.NOx发生了氧化反应
C.CO转化为CO2时,转化为 D.的水溶液能导电,为电解质
2.根据能量变化示意图,下列说法正确的是
A.反应,反应物的总能量小于生成物的总能量
B.可推测,断开1 mol O-H键共放出463 kJ能量
C.1 mol 分解生成和吸收484 kJ能量
D.和生成2 mol 放出的能量大于484 kJ
3.是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义,用与为原料合成尿素是固定和利用的成功范例。
已知:①
②
③
则:反应的为
A. B.
C. D.
4.下列说法正确的是
A.H2的燃烧热△H= 285.8 kJ mol 1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6 kJ mol 1
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.化学反应的热效应数值只与参加反应的物质的多少有关
D.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1= 57.3 kJ mol 1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2
5.反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.C(s)与一定量O2(g)反应生成14g CO(g)放出的热量为110.5kJ
B.该反应的热化学方程式:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ
C.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差
D.2mol C(s)与足量O2(g)充分反应,生成CO2(g),放出的热量大于221kJ
6.下列说法正确的是
A.化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
B.吸热反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C.1mol氢气在氯气中完全燃烧时所放出的热量是氢气的燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ
7.如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,则该反应的反应热为
A.-180 kJ·mol-1 B.+180 kJ·mol-1
C.+812 kJ·mol-1 D.-812 kJ·mol-1
8.已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1
H-H、O=O和O-H的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和462kJ·mol-1,则a为
A.-332 B.+118 C.+350 D.+130
9.通过以下反应均可获取H2,下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l) =2H2(g)+ O2(g) ΔH1=571.6kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+ H2O(g) =CO(g)+ H2(g) ΔH2=131.3kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+ H2O(g) =CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1kJ·mol–1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,反应速率减小
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的 ΔH= +74.8 kJ·mol–1
10.下列说法正确的是( )
A.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应热
B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含2molNaOH的稀溶液与一定量的稀硫酸溶液完全反应,其中和热为114.6kJ·mol-1
C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
D.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) ΔH<0,则白磷比红磷稳定
11.下列有关热化学方程式的叙述不正确的是
A.在稀溶液中: H=-57.3kJ/mol,若将含的稀硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量等于
B.已知正丁烷(g)→异丁烷(g) H<0,则异丁烷比正丁烷稳定
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2,则 H1> H2
D. H=-571.6kJ mol-1,则的燃烧热为
12.水煤气变换反应为:。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。下列说法正确的是
A.由图可判断水煤气变换反应的
B.步骤④是该反应历程的决速步
C.使用金催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
D.步骤③中有键的形成
13.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知:异戊烷(g)=新戊烷(g) ,则异戊烷比新戊烷稳定
B.已知: ,则硫的燃烧热
C.已知: ,则稀盐酸与Cu(OH)2反应生成1mol H2O(l)时,放出57.3kJ热量
D.已知: ; ,则
14.已知几种烃的燃烧热如下表所示:
烃 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 C3H8
燃烧热
现有由2 mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037 kJ的热量,则下列组分不可能的是
A.C2H6和C3H8 B.C2H2和C3H8 C.C2H4和C2H6 D.CH4和C2H6
15.相关有机物分别与氢气发生加成反应生成环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是
A.,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
B.,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
C.,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.,,说明苯分子具有特殊稳定性
二、填空题
16.北京时间2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射成功。
(1)我国使用的推进器主要是以液体火箭推进器为主,推进器以液态偏二甲肼和四氧化二氮为主要燃料,其反应方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l) 3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)。根据以下热化学方程式求出该热化学方程式的焓变△H= 。
①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) △H1=a kJ mol 1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=b kJ mol 1
③2NO(g)+O2(g)=N2O4(l) △H3=c kJ mol 1
(2)因偏二甲肼和四氧化二氮有剧毒且价格昂贵,逐渐被其它燃料替代。如肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)反应产生大量N2和H2O,并放出大量热。已知:1.28g液态肼与足量的液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出25.6kJ的热量。则该反应的热化学方程式: 。
(3)液氧甲烷火箭发动机是介于液氧煤油和液氧液氢之间的一个选择,其燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= 802.3 kJ mol 1,根据以下信息,求算C=O的键能: 。
共价键 C-H O=O H-O
键能(kJ mol 1) 413 498 464
17.(1)一种分解海水制氢气的方法为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)。如图为此反应的能量变化示意图,使用催化剂TiO2后图中A点将 (填“升高、降低或不变”)。
(2)已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH1=-483.6kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44kJ·mol-1
反应①中化学键的键能数据如表:
化学键 H-H O=O H-O
E/(kJ·mol-1) a 498 465
由此计算a= kJ·mol-1;氢气的燃烧热ΔH= kJ·mol-1。
(3)1gC(s,石墨)与适量水蒸气反应生成CO和H2,需要吸收10.94kJ热量,此反应的热化学方程式为 。
18.碳是化合物种类最多的元素,其单质及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经过太阳光照可转化成N,转化过程如下:ΔH=+88.6 kJ·mol-1.则M、N相比,较稳定的是 。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-akJ·mol-1,则a 238.6(填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知:
则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: 。
(4)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。已知表中所列键能数据,则N2(g)+ 3H2 (g) 2NH3(g) H= kJ/mol
化学键 H-H N-H N≡N
键能kJ/mol 436 391 945
19.按下面各个小题的要求填空
(1)有下列各组物质,将符合下方描述的组合对应的字母填在横线上
A.O2和O3 B.12C和13C C.甲烷和庚烷D.CH3CH2CH2CH3和 E. 和
a. 组两物质互为同位素。
b. 组两物质互为同素异形体。
c. 组两物质属于同系物。
d. 组两物质互为同分异构体。
(2)(1)①P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H1= 2983.2kJ/mol
②P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s),△H= 738.5kJ/mol
根据上述信息,写出白磷转化为红磷的热化学方程式 .
(3)已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是1141kJ/mol和1366.8kJ/mol,写出C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的热化学方程式: 。
(4)某研究性学习小组利用硝酸和废铜屑(含Cu和CuO)作为原料制备硝酸铜。某次实验使用了废铜屑共24g,用一定浓度的硝酸100mL完全溶解这些废铜屑时,共收集到标准状况下气体6.72L(其中NO2和NO的体积比为2:1)。请通过计算回答下列问题:
①废铜屑中铜和氧化铜的物质的量之比 。
②反应后得到的溶液中H+的浓度为1.0mol/L,求原硝酸的物质的量浓度。(假设反应前后溶液的体积不变)
20.参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是 1mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和NO 过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH 的变化是 。请写出 NO2和 CO反应的热化学方程式: 。
(2)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)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式: 。
(3)下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P—P P—O O=O P=O
键能/kJ·mol-1 a b c x
已知 1 mol 白磷(P4)完全燃烧放热为 dkJ,白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示,则表中 x= kJ·mol-1(用含有 a、b、c、d 的代数式表示)。
三、实验题
21.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)下列变化过程,属于放热反应的是 (填写序号)。
①浓H2SO4稀释 ②酸碱中和反应 ③食物因氧化而腐败
④固体NaOH溶于水 ⑤液态水变成水蒸气 ⑥碳在高温条件下还原CO2
(2)标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式 。
(3)已知:C(石墨,s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1
写出C(石墨,s)与H2(g)反应生成CH4(g)的热化学方程式 。
(4)某化学兴趣小组利用如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
I.实验步骤:
①量取50mL溶液,倒入小烧杯中,测量温度;
②量取50mLNaOH溶液,测量温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,测量混合液的最高温度。
II.实验数据如下:
实验序号 起始温度/℃ 终止温度/℃
溶液 NaOH溶液 平均值
1 25.0 25.2 28.5
2 24.9 25.1 28.4
3 25.5 26.5 31.8
请回答下列问题:
①仪器甲的名称为 ,进行该实验还缺少的仪器为 (填仪器名称)。仪器甲不能用铁制材料的原因是 。
②设实验所用的酸、碱溶液的密度均为,且酸、碱中和后的溶液的比热容。计算该实验中生成 1mol 水时的反应热 (保留一位小数)
③若改用60mL0.50mol L-1盐酸与60mL0.55mol L-1NaOH溶液进行反应,与(1)中实验相比,所放出的热量 (填写“相等”或“不相等”);若用50mL0.50mol L-1CH3COOH溶液代替盐酸进行(1)中实验,测得反应前后温度的变化值 (填写“偏大”、“偏小”或“不变”)。
参考答案:
1.C2.D3.B4.D5.D6.B7.B8.D9.D10.A11.C12.B13.D14.A15.B
16.(1)(a 2b 2c) kJ mol 1
(2)N2H4(l)+H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H= 640 kJ mol 1
(3)797.15 kJ mol 1
17. 降低 439.2 -285.8 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28kJ·mol-1
18.(1)M
(2)<
(3)CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ mol-1
(4)-93
19. B A C D P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-29.2kJ/mol C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ/mol 5:2 11mol/L
20. 减小 不变 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ·mol-1 CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726 KJ·mol-1
21.(1)②③
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-2a kJ/mol
(3)C(石墨,s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=(c-2b-a) kJ·mol-1
(4) 玻璃搅拌器 温度计 铁会和硫酸反应,且铁导热性好,热量损失较大 -56.8 不相等 偏小