1.1 反应热 课时作业(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 1.1 反应热 课时作业(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-12 00:00:00

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文档简介

1.1 反应热 课时作业
一、单选题
1.下列生活中的化学说法错误的是(  )
A.人们常在元素周期表的右上区域寻找制备农药的元素
B.调味剂、除氧剂、着色剂等食品添加剂中,除氧剂使用目的与反应速率有关
C.暖宝宝热贴的发热原理主要是铁粉在空气中被还原而发生放热反应
D.某论文声称“熟鸡蛋返生孵小鸡”,其违背了加热使蛋白质变性不可逆的原理
2.下列反应属于吸热反应的是(  )
A.甲烷在空气中燃烧 B.生石灰和水反应
C.锌粒与稀硫酸反应 D.石灰石在高温下分解反应
3.已知反应:
①时,
②稀溶液中,
下列结论正确的是(  )
A.碳的燃烧热大于
B.①的反应热为
C.稀硫酸与稀溶液反应的中和热为
D.稀醋酸与稀溶液反应生成水,放出热量
4.雪是冬之精灵,在雪 水 冰的转化中能量变化的叙述正确的是(  )
A.ΔH1>0,ΔH2>0 B.ΔH1>0,ΔH2<0
C.ΔH1<0,ΔH2<0 D.ΔH1<0,ΔH2>0
5.我国科学家实现了以还原合成葡萄糖的实验研究,实验流程如下图所示。下列说法错误的是(  )
A.天然气为副产物
B.总反应为:,且
C.该反应符合绿色化学思想,原子利用率达100%
D.葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应
6.已知2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+496kJ·mol-1。断开1molH—H键、O=O键分别需要吸收436 kJ、498 kJ的热量,则断开1molO—H键需要吸收的热量为(  )
A.462 kJ B.469 kJ
C.362 kJ D.466.5 kJ
7.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是(  )
A.钠与冷水的反应 B.碳酸钙的分解反应
C.柠檬酸与碳酸氢钠的反应 D.灼热的木炭与反应
8.下列热化学方程式书写正确的是(  )
A.1mol液态肼()在氧气中燃烧,生成氮气和液态水,放出662kJ的热量:
B.6.4gCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出15.7kJ的热量:
C.6g固体碳与适量水蒸气在高温下反应生成CO和,吸收65.25kJ的热量:
D.14g (g)与适量的(g)反应生成,放出46.1kJ的热量:
9.下列说法或表示方法正确的是(  )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.由C(石墨)→C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ mol 1可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=-57.3 kJ mol 1,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的稀溶液混合的ΔH<ΔH1
D.在101kPa、25℃时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ mol 1
10.以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制比的过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.H2的标准燃烧热△H<-(△H1+△H2)
B.过程I适当降低反应体系温度,反应更有利
C.过程II中3molFeO(s)的总能量高于1molFe3O4(s)
D.增加铁氧化合物的质量可以显著提高循环制H2的速率
11.已知25℃、101 kPa时,
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol;
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol;
下列判断错误的是(  )
A.6 g碳完全燃烧时放出热量196.75 kJ
B.反应②可以自发进行
C.H2的燃烧热ΔH= -241.8 kJ/mol
D.制备水煤气的热化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol
12.元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如斜方硫(燃烧热为297kJ mol-1)、单斜硫等,硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒;硒是一种半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。下列化学反应表示错误的是
A.碱性氢氧燃料电池放电时的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.斜方硫的燃烧:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO2(g) △H=297kJ mol-1
C.煅烧黄铁矿获得SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
D.SO2与SeO2的水溶液反应制备硒:2SO2+SeO2+2H2O=Se↓+2H2SO4
13.下列说法正确的是(  )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.任何放热反应在常温条件下一定能自发进行
C.反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是放热还是吸热
D.放热反应在任何条件下也能发生反应
14.下列说法正确的是(  )
A.焓值越大的物质越稳定
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.工业上常用氯气和氢气直接化合的方法生产氯化氢以制得盐酸。同温同压下,H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在点燃或光照条件下的△H不同
15. H2O2是重要的消毒剂、氧化剂,研究其分解反应有重要意义。KI能催化H2O2的分解。
①不加KI:2H2O2=2H2O+O2↑
②加入KI:H2O2+I =H2O+IO ;H2O2+IO =H2O+O2↑+I
H2O2分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断错误的是(  )
A.加入KI后改变了反应的历程
B.加入KI后改变了反应2H2O2=2H2O+O2↑的反应热
C.H2O2+I =H2O+IO 是吸热反应
D.KI降低了反应2H2O2=2H2O+O2↑的活化能
16.下列变化属于放热反应的是(  )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释
④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A.①④ B.⑤ C.①④⑤ D.②④
二、综合题
17.以、为原料生产尿素[]的反应历程与能量变化示意图如下:
(1)图中的两步反应属于放热反应的△H=   。(用、、、表示,下同)
(2)根据图像写出以、为原料生产尿素[]的热化学方程式   。
(3)根据上述反应历程与能量变化示意图,过程   (填“第一步反应”或“第二步反应”)为决速步。
18.工厂烟气(主要污染物SO2、NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。
(1)O3氧化。O3氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。
①已知2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g) ΔH =-198 kJ·mol 1.则反应2O3(g)=3O2(g)的 ΔH=   kJ·mol 1。
②其他条件不变时,增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是   。
(2)“纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。
在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①Fe2+催化H2O2分解产生HO·,HO·将NO氧化为NO3—的机理如图1所示,Y的化学式为   。
②NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为   。
③纳米零价铁的作用是   。
④NO脱除率随温度的变化如图2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是   。
19. 50mL0.50mol L﹣1盐酸与50mL0.55mol L﹣1NaOH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,图中缺少的仪器是   .
(2)实验中若用70mL0.50mol L﹣1盐酸跟70mL0.55mol L﹣1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量    (填“相等”或“不相等”),所求中和热   (填“相等”或“不相等”).
(3)用50mL0.25mol L﹣1H2SO4代替盐酸,用50mL0.275mol L﹣1Ba(OH)2代替 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的绝对值会   (填“偏大”“偏小”或“无影响”).
20.人们常用催化剂来选择反应进行的方向.如图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].
①在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成   (填“CO、CO2”或“HCHO”).2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)△H=   .
②甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会 影响Ag催化剂的活性.用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式:   .
21.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为   。
(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23
g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为   。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为   。
(4)燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为   。
(5)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是   。
(6)已知4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95
kJ的热量,其热化学方程式为:   。
(7)已知:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1 kJ· mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2 kJ· mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3(g)的热化学方程式为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物,位于元素周期表右上区域,选项A不符合题意;
B.除氧剂防止食品氧化变质,其目的是延缓食品的变质,与反应速率有关,选项B不符合题意;
C.暖宝宝热贴的主要原理是铁粉在空气中被氧气氧化而大量放热,选项C符合题意;
D.鸡蛋煮熟发生了蛋白质变性,其为不可逆过程,所以不可能返生孵小鸡,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、要结合农药所含元素和元素周期表判断;
B、除氧剂是防止食品氧化,延缓变质期限;
C、注意金属和氧气的反应中金属被氧化;
D、加热能使蛋白质变性。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.甲烷燃烧是放热反应,故A不符合题意;
B.生石灰与水反应是放热反应,故B不符合题意;
C.锌粒与稀硫酸反应是放热反应,故C不符合题意;
D.石灰石高温分解是吸热反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
3.【答案】A
【解析】【解答】A、反应①中碳不完全燃烧生成CO,CO还能燃烧生成二氧化碳,继续放出热量,则碳的燃烧热大于 ,故A正确;
B、①的反应热为 ,故B错误;
C、 稀硫酸与稀溶液反应的中和热为,故C错误;
D、醋酸为弱酸,电离吸热,则稀醋酸与稀溶液反应生成水,放出的热量小于,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量;
B、反应①为放热反应;
C、在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量为中和热;
D、醋酸电离吸热。
4.【答案】B
【解析】【解答】雪→水的过程需吸收热量,故△H1>0,水→冰的过程需放出热量,故△H2<0,B项符合题意。
故答案为:B
【分析】雪是固态,水是液态,冰是固态,固态转化为液态吸热,液态转化为固态放热。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.根据流程图可知氧气、天然气都是副产物,故A不符合题意;
B.以还原合成葡萄糖,第一步需要通电,吸收能量,总反应为:,且,故B不符合题意;
C.该反应有副产物生成,原子利用率达不到100%,故C符合题意;
D.羟基和羧基都可以与金属钠反应放出氢气,故葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.氧气、天然气都是该过程的副产物;
B.第一步需要通电,吸收能量;
C.该过程存在副产物,原子利用率不是100%;
D.羟基和羧基都可以与金属钠反应放出氢气。
6.【答案】D
【解析】【解答】根据ΔH=反应物旧键断裂吸收的能量-生成物新键生成放出的能量,设断开1molO—H键需要吸收的热量为xkJ;496=4x-2×436-498得x=466.5kJ,因此D符合题意;
故答案为:D
【分析】关于ΔH的计算:ΔH=反应物总能量-生成物总能量=反应物旧键断裂吸收的能量-生成物新键生成放出的能量。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.钠与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,属于氧化还原反应,是放热反应,A不符合题意;
B.碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,属于非氧化还原反应,是吸热反应,B不符合题意;
C.柠檬酸与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水,属于非氧化还原反应,是吸热反应,C不符合题意;
D.灼热的木炭与反应生成一氧化碳,属于氧化还原反应,是吸热反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.活泼金属和水或酸之间的反应都是放热反应;
B.碳酸钙的分解反应不是氧化还原反应;
C.柠檬酸与碳酸氢钠的反应是非氧化还原反应;
D.是氧化还原反应,也是吸热反应。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.热化学方程式符合题意,A符合题意;
B.方程式未配平,正确的热化学方程式为: ,B不符合题意;
C.未写物质的状态,正确的热化学方程式为: ,C不符合题意;
D.反应是可逆反应,14g 与氢气反应生成氨气时放出的热量大于46.1kJ,那么1mol 完全参与反应,放出的热量肯定多于,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.热化学方程式符合题意;
B.方程式未配平;
C.未写物质的状态;
D.反应是可逆反应。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.等质量的硫蒸气和硫固体,硫蒸气具有的能量大于硫固体具有的能量,分别完全燃烧,后者放出的热量少,故A不符合题意;
B.由C(石墨)→C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ mol 1,反应是吸热反应,根据能量越低越稳定,因此石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=-57.3 kJ mol 1,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的稀溶液混合,浓硫酸稀释会释放能量,因此放出的热量多,但焓变小,因此ΔH<ΔH1,故C符合题意;
D.在101kPa、25℃时,2g H2(物质的量为1mol)完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ mol 1,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.硫蒸气变化为硫固体为放热过程;
B.物质的能量越低越稳定;
C.浓硫酸稀释要放热;
D.2g氢气燃烧放热285.8KJ,4g氢气燃烧放热应更多。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.根据图示,过程Ⅰ的热反应方程式为:Fe3O4(s) = 3FeO(s) + O2(g) ΔH1;过程Ⅱ的热反应方程式为:3FeO(s)+H2O(g) = Fe3O4(s)+ H2(g) ΔH2;根据盖斯定律:-(过程Ⅰ+过程Ⅱ) 可得:H2(g) + O2(g)= H2O(g) ΔH3= (ΔH1+ΔH2);H2的标准燃烧热为生成液态水时放出的热量,由气态水变为液态水放热,放出的热量越多,焓变越小,则ΔH<ΔH3,即ΔH< (ΔH1+ΔH2),故A符合题意;
B.过程Ⅰ适当降低反应体系温度,反应速率变慢,生产效率降低,故B不符合题意;
C.根据图示,由过程Ⅱ中无法比较3molFeO(s)的总能量与1mol Fe3O4(s)的高低,实际上1mol Fe3O4原子数目更多,总能量更高,故C不符合题意;
D.铁氧化物为固体,增加铁氧化合物的质量,没有改变反应物的浓度,不能显著提高循环制H2的速率,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据盖斯定律计算出生成水蒸气的焓变,但是标准燃烧热是生成液态水的焓变,气态到液态要放热
B.温度降低,速率降低,产率下降
C.图中未给出数据
D.固体的量不影响速率
11.【答案】C
【解析】【解答】A.根据①可知1 mol(即12 g) C完全燃烧放出热量是393.5 kJ,则6 g碳完全燃烧时放出热量Q==196.75 kJ,A不符合题意;
B.反应②的正反应是气体体积扩大的放热反应,ΔH<0,ΔS>0,则体系的自由能ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行,B不符合题意;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量,H2O的稳定状态是液态,不是气态,物质由气态转化为液态时会放出热量,故H2的燃烧热ΔH<-241.8 kJ/mol,C符合题意;
D.已知②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,根据盖斯定律,将[②-③]×,整理可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据反应热与计量系数;
B.依据ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行判断;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量;
D.根据盖斯定律。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.碱性氢氧燃料电池中,通入氧气的一极是正极,故正极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-,A项不符合题意;
B.燃烧热为1mol燃料充分燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量,故斜方硫的燃烧:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO2(g) △H= -297kJ mol-1,B项符合题意;
C.煅烧黄铁矿获得SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,C项不符合题意;
D.SO2与SeO2的水溶液反应制备硒,根据氧化还原反应配平,故方程式:2SO2+SeO2+2H2O=Se↓+2H2SO4,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.碱性氢氧燃料电池属于原电池,通入氧气的一极是正极。
B.燃烧热为1mol燃料充分燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量。
C.黄铁矿的主要成分是FeS2。
D.SO2与SeO2的水溶液反应生成Se和硫酸,结合得失电子守恒和原子守恒进行分析。
13.【答案】C
【解析】【解答】解:A.有些放热反应需要在加热条件下才能进行,如铝热反应,吸热反应、放热反应与是否加热无关,故A错误;
B.放热反应在常温下不一定能进行,如铝热反应,故B错误;
C.反应热与反应物和生成物的总能量有关,如反应物总能量大于生成物总能量,反应放热,反之吸热,故C正确;
D.放热反应△H<0,若在高温条件下的熵增加的反应,△H﹣T△S>0,反应不能自发进行,所以在任何条件下不一定能自发进行,故D错误.
故选C.
【分析】A.吸热反应、放热反应与是否加热无关;
B.放热反应在常温下不一定能进行;
C.反应热与反应物和生成物的总能量有关;
D.反应是否自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0.
14.【答案】B
【解析】【解答】A. 焓与内能有关,一般来讲,焓值越大,物质所含的内能越大,该物质越不稳定,故A不符合题意;
B.反应物的总焓与生成物的总焓的差值为反应的热效应;化学反应的发生,体现了吸热或放热两个过程;因此针对一个确定的化学反应,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同,故B符合题意;
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示在25℃,101kPa下测定的数据,故C不符合题意;
D.化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关;同温同压下,对于同一个反应来讲,反应条件不同,反应的热效应是相同的,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、焓值表示物质的内能,键能指破坏化学键需要的能力,焓值越高越不稳定,键能越高越稳定;
B、热化学反应过程中,旧键的断裂与新键的生成伴随吸热与放热两个过程,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同;
C、热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示在25℃,101kPa下测定的数据;
D、热化学方程式中焓变值与反应途径无关,只与反应体系的始态和终态有关;
15.【答案】B
【解析】【解答】A.根据反应过程图可知,加入KI后发生②的历程,改变了反应的历程,A判断不符合题意;
B.根据①、②的历程,加入KI后改变了反应2H2O2=2H2O+O2↑的历程,对反应热无影响,B判断符合题意;
C.根据②的历程,反应的第一步H2O2+I =H2O+IO ,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,C判断不符合题意;
D.根据①、②的历程,使用KI降低了反应2H2O2=2H2O+O2↑的活化能,D判断不符合题意;
答案为B。
【分析】根据加入KI溶液后的速率的变化以及最终的量的变化即可判断出KI是反应的催化剂,据反应历程即可判断出加入KI改变了反应的历程,催化剂的加入降低了反应的活化能,提高速率,可以根据氧气的量计算出速率,再根据方程式计算出用过氧化氢表示的速率
16.【答案】B
【解析】【解答】①液态水汽化属于物理变化,故①不符合题意;
②将胆矾加热变为白色粉末为分解反应,属于吸热反应,故②不符合题意;
③浓硫酸稀释属于物理变化,故③不符合题意;
④氯酸钾分解制氧气为分解反应,属于吸热反应,故④不符合题意;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰为化合反应,属于放热反应,故⑤符合题意;
故答案为B。
【分析】放热反应主要是酸和金属、酸碱中和、大部分化合反应
17.【答案】(1)
(2)
(3)第二步反应
【解析】【解答】(1)放热反应,反应物能量大于生成物能量,由图示可知,第一步反应是放热反应,故放热反应的 ;
(2)将第一步和第二步两步方程式相加得到氨气和二氧化碳气体为原料,合成尿素的热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=Ea1 Ea2+Ea3 Ea4 kJ mol 1;
(3)反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大,所以第二步反应为决速步。
【分析】(1)根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量;依据ΔH=Ea(正)-Ea(逆)分析;
(2)根据盖斯定律,对于多步反应,反应的总能量等于各步化学反应的反应热的和;
(3)反应物活化能大,反应的速率慢,反应的速率主要取决于最慢的反应。
18.【答案】(1)-285.2;SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢
(2)Fe3+或FeCl3;2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O;与HCl溶液反应产生Fe2+;H2O2的分解速率随温度升高而加快,H2O2浓度减小,NO脱除率降低
【解析】【解答】(1)①已知反应①:2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g) ΔH =-198 kJ·mol 1.,由能量变化图象可得反应②:SO2(g)+O3(g) =SO3(g) +O2(g) ΔH =(58.2 kJ·mol 1. -299.8 kJ·mol 1.)=-241.6 kJ·mol 1.,由盖斯定律可得,反应②×2-①可得反应2O3(g)=3O2(g)的 ΔH=-241.6 kJ·mol 1.×2-(-198 kJ·mol 1.)= -285.2kJ·mol 1;
②其他条件不变时,增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢;
(2)①Fe2+催化H2O2分解产生HO·,O元素化合价降低,所以铁元素化合价升高,则Y的化学式为Fe3+或FeCl3;
②NO与H2O2反应生成HNO3,根据得失电子守恒配平化学方程式为2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O;
③纳米零价铁的作用是与HCl溶液反应产生Fe2+;
④NO脱除率随温度的变化如图2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是H2O2的分解速率随温度升高而加快,H2O2浓度减小,NO脱除率降低。
【分析】(1)①根据盖斯定律计算;
②依据活化能对反应速率的因素分析;
(2)①依据氧化还原反应原理分析;
②根据反应物和产物的化学式,利用电子得失守恒、原子守恒书写。
③依据铁与酸的反应判断;
④根据影响化学平衡移动的因素分析。
19.【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)不相等;相等
(3)偏大
【解析】【解答】解:(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;(2)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用70mL0.50mol L﹣1盐酸跟70mL0.55mol L﹣1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用70mL0.50mol L﹣1盐酸跟70mL0.55mol L﹣1NaOH溶液进行反应,进行上述实验,测得中和热数值相等,故答案为:不相等;相等;(3)硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外,还生成了BaSO4沉淀,该反应中的生成热会影响反应的反应热,所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测中和热,所测得中和热的数值偏大,故答案为:偏大.
【分析】(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;(2)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并根据中和热的概念和实质来回答;(3)氢氧化钡与硫酸反应生成了硫酸钡沉淀,生成沉淀的过程中会有热量变化,影响测定结果.
20.【答案】HCHO;﹣470kJ mol﹣1;AgCl+2NH3 H2O=Ag(NH3)2++Cl﹣+2H2O或AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl﹣
【解析】【解答】解:(1)①根据图象可以看出转化成甲醛时活化能最低,使用催化剂时主要产物为HCHO;
2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)该反应为放热反应,△H=﹣2(676﹣158﹣283)KJ mol﹣1=﹣470KJ mol﹣1;
故答案为:HCHO;﹣470KJ mol﹣1;
②氯化银与氨水发生络合反应的离子方程式:AgCl+2NH3 H2O=Ag(NH3)2++Cl﹣+2H2O或者AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl﹣,
故答案为:AgCl+2NH3 H2O=Ag(NH3)2++Cl﹣+2H2O或AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl﹣.
【分析】①使用催化剂可以降低反应的活化能,活化能越低,普通分子越容易转化成活化分子,反应越容易,反应速率越快;根据图表可知2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)中反应物能量高,生成物能量低,该反应为放热反应,然后依据图中给出数据解答;
②氯化银中加入氨水,发生络合反应,生成银氨络合离子.
21.【答案】(1)CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ/mol
(2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol
(3)C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol
(4)C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol
(5)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1520.0 kJ/mol
(6)CO2(g)+3H2O(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol
(7)Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9 kJ/mol
【解析】【解答】(1)甲醇分子式是CH4O,相对分子质量是32,则1 mol甲醇的质量是32 g。在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则1 mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为放出热量为Q=22.68 kJ×32=725.76 kJ,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ/mol;(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量,则生成2 mol NO2即生成92 g NO2吸收热量为Q=16.95 kJ× =67.8 kJ,故该反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;(3)在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,在反应C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)中电子转移为10 mol,则转移10 mol电子放出热量Q=650 kJ × =1300 kJ,故热化学方程式为:C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol;(4)乙炔化学式是C2H2,式量是26,1 mol C2H2质量是26 g,燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ,则1 mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量Q=50 kJ×26 =1300 kJ,故表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol;(5)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为:SiH4+2O2 SiO2+2H2O,由方程式可知,1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子,反应放出热量Q=190.0 kJ×8=1520.0 kJ,故其燃烧的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1 520.0 kJ/mol;(6)4.4 g CO2的物质的量是0.1 mol,4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量,则1 mol气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出Q=4.95 kJ× =49.5 kJ,故该反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2O(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol;(7)已知①Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1 kJ· mol-1②2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2 kJ· mol-1
根据盖斯定律,将①-②,整理可得:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9 kJ/mol。
【分析】(1)根据燃烧热的定义,先计算1 mol 甲醇完全燃烧放出的热量,再书写其热化学方程式;(2)物质的量与热量成正比,结合状态及焓变书写热化学方程式;(3)计算反应中转移电子数结合每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,计算得到所需反应的热量,结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变;(4)先计算1 mol乙炔燃烧放出的热量,然后根据燃烧热的含义书写热化学方程式;(5)SiH4气体在氧气中完全燃烧产生SiO2、H2O,1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子,然后计算焓变;(6)先计算1 mol CO2完全反应的热量变化,再书写其热化学方程式;(7)根据盖斯定律,将已知热化学方程式叠加,可得待求反应的热化学方程式。