1.1 反应热 同步练习
一、单选题
1.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= -216 kJ·mol-1,则反应物的总能量大于生成物的总能量
B.若一定条件下,A=B ΔH<0,说明A物质比B物质稳定
C.101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
D.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH= -57.3 kJ·mol-1,含1mol NaOH的溶液与含0.5mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量
2.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
A.1/2N2H4(g)+1/2O2(g)=1/2N2(g)+H2O(g) ΔH=+267 kJ·mol-1
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=+534 kJ·mol-1
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-133.5 kJ·mol-1
3.如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A.铜片表面有气泡生成
B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C.如果将硫酸换成硫酸铜,导线中不会有电子流动
D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
4.下列热化学方程式书写正确的是
A.H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
B.2SO2+O2 2SO3△H=-196.6kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ
D.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=+393.5kJ/mol
5.下列说法正确的是( )
A.热化学方程式的计量数可以表示分子的个数
B.热化学方程式中只需标明生成物的状态
C.反应热指的是反应过程中放出或吸收的热量
D.伴随能量变化的一定是化学变化
6.下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是( )。
A.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ/mol,则可知C的燃烧热△H=-110.5kJ/mol
B.稀醋酸与0.1mol/LNaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol
C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ/mol
D.密闭容器中,16g硫粉与足量铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出47.8kJ热量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s)△H=-95.6kJ/mol
7.下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀硫酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
8.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量.则下列热化学方程式中正确的是( )
A. N2H4(g)+ O2(g)= N2(g)+H2O(g)△H=+267kJ mol﹣1
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ mol﹣1
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=+534kJ mol﹣1
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=﹣133.5kJ mol﹣1
9.下列化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷的燃烧热△H=﹣890.3kJ/mol,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
B.一定条件下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3放热akJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣2akJ/mol
C.在101kPa时,2gH2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)△H=﹣571.6kJ/mol
D.HCl和NaOH反应的中和热△H=﹣57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热△H=﹣114.6kJ/mol
10.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气、,化学反应原理是:,其能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A.断开键吸收能量
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.转变成的过程是一个放出能量的过程
D.形成键吸收能量
11.下列说法正确的是( )
A.25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸,AgCl的溶解度增大
B.若 ; ,则
C.用pH计测得“84消毒液的pH为12.2
D.在的溶液中:、、、一定能大量共存
12.下列说法正确的是( )
A.分子式为C2H4O的有机化合物性质相同
B.同温同压下,同体积的任何气体均含有相同的原子数
C.密闭容器中1molN2与3molH2充分反应,产物的分子数为 2×6.02×1023
D.依据上图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=(E1+E3﹣E2﹣E4)kJ mol﹣1
13.下列说法正确的是( )
A.离子化合物的熔点一定比共价化合物熔点高
B.甲烷的标准燃烧热为890.3KJ/mol,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
C.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N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣38.6kJ mol﹣1
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的△H相同
14.一定条件下,在水溶液中1molCl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.这些离子中结合H+能力最强的是E
B.A,B,C,D,E五种微粒中A最稳定
C.C→B+D的反应,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.B→A+D是吸热反应
15.根据能量变化示意图,下列说法不正确的是( )
A.2 mol CO(g)与1 mol O2(g)完全反应生成2 mol CO2(g)时要释放 566 kJ 的能量
B.1 mol CH4(g)与2 mol O2(g)具有的总能量高于1 mol CO2(g)与2 mol H2O(l)
C.1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水时释放的能量小于890 kJ
D.16 kg 液化天然气完全燃烧释放的能量为890000 kJ
16.下列叙述或书写正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,则1mol氢气的燃烧热大于241.8 kJ·mol-1
B.H2(g)+F2(g)=2HF(g)ΔH=-270kJ·mol-1,则相同条件下,2molHF气体的能量大于1mol氢气和1mol 氟气的能量之和
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该中和反应的热化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2OΔH=-57.4kJ·mol-1
D.500℃、30MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1。在此条件下将1.5molH2和过量N2充分反应,放出热量19.3kJ
二、综合题
17.按要求填空
(1)已知H2的燃烧热:△H=﹣285.8kJ mol﹣1,C的燃烧热:△H=﹣393.5kJ mol﹣1,若要得到1000kJ的热量,需完全燃烧 mol的H2生成液态水;2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2,放出 kJ的热量,(保留到小数点后1位).
(2)0.05mol某液态有机物2.3g和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7g液态水和2.24CO2(标准状况)并放出68.35kJ热量,则能表达该有机物燃烧热的热化学方程式是 .
18.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 。
19.将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急.
(1)根据部分键能数据和CH4 (g)+4F2 (g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热△H为1940kJ mol﹣1,计算H﹣F键的键能为 .
化学键 C﹣H C﹣F H﹣F F﹣F
键能/(kJ.mol﹣1) 414 489 ? 155
(2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,二者均可利用CO和H2反应合成.
①某燃料电池以二甲醚为原料,熔融碳酸盐为电解质,其负极反应如下:CH3OCH3+6CO32﹣﹣12e﹣═8CO2+3H2O.写出该燃料电池的正极反应式 .
②废水中含甲醇对水质会造成污染,Co3+可将甲醇氧化为CO2.某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液模拟工业除污原理,其阳极反应式 .
(3)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生H2S废气.
①电解池中电极A、B均为惰性电极,其中A为电解池的 极;电极B所得到的物质X的分子式为 .
②反应池中发生的离子反应方程式为 .
20.根据问题填空;
(1)20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态.如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量.
(2)已知拆开1molH﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ.则由氢气和碘反应生成1mol HI需要 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量.
21.既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
(1)下图为甲烷在镍基催化剂作用下发生裂解反应的能量变化图。
图中各过程属于放热过程的是 (填编号);下列各组物质间的反应属于放热反应的是 (填序号)。
A.氢氧化钡晶体、氯化债 B.灼热的炭与二氧化碳
C.碳酸氢钠与盐酸 D.镁条、盐酸
(2)一定条件下,工业上合成甲烷的反应为。将2molCO和10mol充入到体积为2L的恒容密闭容器中发生反应。下图为CO和的转化率与时间的关系。
则0-6min内,CO的平均反应速率为 ,6min时,的转化率为 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A、ΔH<0,说明该反应为放热反应,则该反应的反应物的能量大于生成物的能量,A符合题意;
B、ΔH<0,说明等物质的量的情况下,A的能量比B多;物质所具有的能量越低其稳定性越好,B物质更稳定,B不符合题意;
C、燃烧热是1mol物质燃烧放出的热量,C不符合题意;
D、在稀溶液中的强酸和强碱反应生成1mol H2O才放出57.3 kJ热量,浓硫酸遇水放热,该组物质混合放出热量将大于57.3kJ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B、能量越低越稳定
C、燃烧热:1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量
D、浓硫酸稀释还会放出部分热量
2.【答案】B
【解析】【解答】A、0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量133.5 kJ,则0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量267 kJ;放热反应其焓变是负值,故A不符合题意;
B、0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量133.5 kJ,则0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量267 kJ;则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ×2=534 kJ的热量,此时水应为气体,故B符合题意;
C、N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,其焓变是负值,故C不符合题意;
D、选项中生成液态水,所以放出热量数值大于534 kJ,即ΔH<-534 kJ·mol-1;故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】热化学方程式的书写注意物质状态、焓变的符号、数值与单位。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.该原电池锌做负极,铜做正极,铜片表面有气泡生成,故A不符合题意;
B.原电池是把化学能转化为电能的装置,灯泡发光,所以 装置中存在“化学能→电能→光能”的转换,故B不符合题意;
C.如果将硫酸换成硫酸铜,还可以组成原电池,锌做负极,铜做正极,锌和硫酸铜发生自发的氧化还原反应,导线中会有电子流动,故C符合题意;
D.如果将锌片换成铁片,就变成了铁和稀硫酸反应,铁做负极,铜做正极,电路中的电流方向不变,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】在该原电池中,锌做负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;铜作为正极,稀硫酸中的H+在铜片上发生得电子的还原反应,生成H2,其电极反应式为2H++2e-=H2↑;据此结合选项分析。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,反应属于放热反应,△H<0,参与反应的物质状态标注明确,焓变的单位为kJ/mol,故A符合题意;
B.2SO2+O2 2SO3△H=-196.6kJ/mol,热化学方程式中未标明参与反应的物质的状态,故B不符合题意;
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ,焓变的单位是kJ/mol,故C不符合题意;
D.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=+393.5kJ/mol,该反应属于碳的燃烧,属于放热反应,△H<0,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】热化学方程式的书写要注意,化学计量数即为反应的物质的量,根据题干提供的数据,如物质的量、质量以及给出的反应热进行对应,根据给出的物质的量和热量可以列出关系式,且要注意,热化学方程式的书写中,化学计量数即反应的物质的量,要注意,物质的量之比等于反应热之比。
5.【答案】C
【解析】【解答】解:A、热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,不可表示分子的个数,故A错误;
B、反应热与物质的聚集状态有关,所以在热化学方程式中无论反应物还是生成物都必须标明聚集状态,故B错误;
C、反应热是一定条件下的化学反应吸收和放出的热量,故C正确;
D、伴随能量变化也有物理变化,如浓硫酸的溶解是放热,故D错误;
故选C.
【分析】A、热化学方程式的化学计量数只表示物质的量;
B、反应热与物质的聚集状态有关;
C、依据反应热的概念分析判断;
D、伴随能量变化也有物理变化.
6.【答案】D
【解析】【解答】A.燃烧热是1mol物质完全燃烧得到稳定的化合物,CO不是碳完全燃烧的产物,故A不符合题意;
B.醋酸是弱电解质,电离时吸热,导致释放能量减少, H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H>-57.3kJ/mol,故B不符合题意;
C. 已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ/mol
D.密闭容器中,16g硫粉与足量的铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出的47.8KJ能量,1mol物质放出95.6KJ,因此热化学方程式为:Fe(s)+S(s)=FeS(s),△H=-95.6kJ/mol,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.考虑燃烧热产生的是稳定化合物
B.考虑醋酸是弱酸,电离时吸热
C.根据燃烧热即可计算出放出的能量
D.根据给出的质量计算出1mol物质释放的能量即可写出热化学方程式
7.【答案】C
【解析】【解答】A、铝片与稀硫酸的反应是氧化还原反应,又是放热反应,A不符合题意;
B、Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是非氧化还原反应,B不符合题意;
C、灼热的碳与二氧化碳反应为氧化还原反应,也属于吸热反应,C符合题意;
D、甲烷在氧气中的燃烧,为氧化还原反应,也属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.金属与酸的反应为放热反应;
B.反应过程中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应;
C.该反应为吸热反应;
D.燃烧反应为放热反应;
8.【答案】B
【解析】【解答】解;A、0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,其焓变是负值,故A错误;
B、0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ mol﹣1,故B正确;
C、N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,其焓变是负值,故C错误;
D、0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,故D错误;
故选B.
【分析】根据热化学方程式的意义以及热化学方程式的书写方法,则0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ mol﹣1,据此分析.
9.【答案】C
【解析】【解答】解:A.甲烷的燃烧热△H=﹣890.3kJ/mol,燃烧热中生成水的状态应该为液态,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ/mol,故A错误;
B.一定条件下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3放热akJ,该反应为可逆反应,生成氨气的物质的量小于1mol,则生成2mol氨气放出的热量大于2akJ,正确的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<﹣2akJ/mol,故B错误;
C.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,2g氢气的物质的量为: =1mol,则2mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为:285.8kJ×2=571.6kJ,氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol,故C正确;
D.HCl和NaOH反应的中和热△H=﹣57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热仍然为△H=﹣57.3kJ/mol,由于硫酸与氢氧化钡还生成硫酸钡沉淀,放热热量增大,则硫酸与氢氧化钡反应的△H<﹣114.6kJ/mol,故D错误;
故选C.
【分析】A.甲烷燃烧的热化学方程式中生成水的状态液态为液态水;
B.合成氨的反应为可逆反应,则生成1mol氨气放出的热量大于akJ;
C.计算出氢气的物质的量,然后可得出2mol氢气完全燃烧放出的热量;
D.中和热只生成1mol液态水放出热量,且该反应中有硫酸钡沉淀生成.
10.【答案】D
【解析】【解答】A.化学键的断裂需要吸收能量,选项A不符合题意;
B.图示能量变化趋势可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应是一个放热反应,选项B不符合题意;
C.反应是一个放热反应,选项C不符合题意;
D.化学键的形成需要释放能量,所以形成键放出能量,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.化学键的断裂需要吸收能量;
BC.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;
D.化学键的形成需要释放能量。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:,加入少量稀盐酸,氯离子浓度增大,平衡左移,AgCl的溶解度减小,A不符合题意;
B.硫呈气态时的能量比固态时要高,等量的硫蒸气充分燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量更高,焓变更小。若 ; ,则,B不符合题意;
C.pH计可用于准确测量溶液的pH,用pH计测得“84消毒液的pH为12.2,C符合题意;
D. 在的溶液中:铝离子和因双水解一定不能大量共存,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.温度不变,溶解度不变
B.根据固体到气体吸收能量
C.pH可以测定出pH可以是小数
D.碳酸根水解呈碱性,铝离子水解酸性可以双水解
12.【答案】D
【解析】【解答】解:A.分子式为C2H4O的可能是乙醛也可能为环氧乙烷,所以性质不相同,故A错误;
B.同温同压下,气体摩尔体积相等,相同体积的任何气体含有相同数目的分子,分子构成不同,所以其原子个数不一定相等,故B错误;
C.密闭容器中1molN2与3molH2充分反应生成氨气为可逆反应,又可逆反应不可能反应到底,则无法计算,故C错误;
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=反应物的焓﹣生成物的焓=(E1+E3﹣E2﹣E4)kJ mol﹣1,故D正确;
故选D.
【分析】A.分子式为C2H4O的可能是乙醛也可能为环氧乙烷;
B.同温同压下,气体摩尔体积相等,相同体积的任何气体含有相同数目的分子;
C.可逆反应不可能反应到底;
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=反应物的焓﹣生成物的焓.
13.【答案】D
【解析】【解答】解:A.离子化合物的熔点可能比共价化合物熔点低,如NaCl的熔点小于SiO2的熔点,由共价键形成的化合物可能为原子晶体,故A错误;
B.甲烷的标准燃烧热为890.3KJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ mol﹣1,故B错误;
C.合成氨为可逆反应,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,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<﹣38.6kJ mol﹣1,故C错误;
D.因焓变与反应条件无关,则同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的△H相同,故D正确;
故选D.
【分析】A.一般离子化合物的熔点较大,但二氧化硅为原子晶体,其熔点高;
B.燃烧热中水为液态;
C.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化时的能量变化;
D.焓变与反应条件无关.
14.【答案】B
【解析】【解答】A.结合H+的能力越强,则其形成的酸的酸性越弱,故结合H+能力最强的应为B(ClO-),A不符合题意;
B.相对能量越低,越稳定,故五种微粒中最稳定的为A(Cl-),B符合题意;
C.该反应的离子方程式为2ClO2-=ClO-+ClO3-,由相对能量可知该反应为放热反应,因此反应物的总键能小于生成物的总键能,C不符合题意;
D.该反应的离子方程式为:3ClO-=2Cl-+ClO3-,反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,该反应为放热反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】由氯元素的化合价可知,ABCDE分别表示的是Cl-、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-;结合选项进行分析。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,1molCO(g)、0.5molO2(g)反应生成1molCO2(g)时放出的热量为890kJ-607kJ=283kJ,因此2molCO(g)和1molO2(g)反应生成2molCO2(g)时释放的能量为283kJ×2=566kJ,A不符合题意;
B.由图可知,1molCH4(g)和2molO2(g)所具有的能量高于1molCO2(g)和2molH2O(g),B不符合题意;
C.由图可知,1molCH4(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量为890kJ,若生成气态水,由于液态水转化为气态水需要吸收热量,因此1molCH4(g)完全燃烧生成气态水时释放的能量小于890kJ,C不符合题意;
D.液化天然气的成分为CH4,因此16kg液化天然气的物质的量为,由于1000molCH4(g)完全燃烧放出的热量为:1000mol×890kJ·mol-1=890000kJ,由于液化天然气中CH4为液态,因此放出的热量小于890000kJ,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对化学反应能量变化的考查,结合图像中体现的反应过程中的能量变化进行分析即可。
16.【答案】A
【解析】【解答】A、 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,水由气体变成液体要放出热量,则1mol氢气的燃烧热大于241.8 kJ·mol-1,故A符合题意;
B、从热化学方程式H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270 kJ·mol-1可知,反应放热,即1 mol氢气与1 mol氟气的总能量大于2 mol氟化氢的总能量,故B不符合题意;
C、热化学方程式没有标明物质的状态,故C不符合题意;
D、H2的物质的量为1.5mol,完全消耗1.5mol氢气会放出19.3kJ热量,由于该反应为可逆反应,氢气不可能完全转化成氨气,所以放出的热量小于19.3kJ,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.放热反应中反应物的能量大于生成物的能量总和;
C.热化学方程式中必须注明物质的状态;
D.合成氨的反应是可逆反应,不能进行到底。
17.【答案】(1)3.5;983.8
(2)C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=﹣1367kJ/mol
【解析】【解答】解:(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,依据概念书写热化学方程式,标注物质聚集状态和对应焓变,即2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1,所以产生571.6kJ的能量需要燃烧2mol氢气,若要得到1000kJ的热量,需完全燃烧氢气的物质的量是 mol=3.5mol,C的燃烧热:△H=﹣393.5kJ mol﹣1,即C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol,2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2,放出的热量为:393.5kJ×2.5=983.8kJ,
故答案为:3.5; 983.8;(2)2.3g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7g水物质的量= =0.15mol,2.24L CO2(标准状况)物质的量= =0.1mol,n(C)=0.1mol,n(H)=0.3mol,n(O)= =0.05mol,
则n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.3mol:0.05mol=2:6;1,化学式为C2H6O,物质的量为0.05mol,并放出68.35kJ热量,1mol有机物燃烧放热1367KJ,热化学方程式为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=﹣1367kJ/mol;
故答案为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=﹣1367kJ/mol.
【分析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,依据概念书写热化学方程式,根据方程式进行计算;(2)依据题干信息结合元素守恒计算有机物,依据热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和反应焓变写出.
18.【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。
19.【答案】(1)565kJ mol﹣1
(2)O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣;Co2+﹣e﹣=Co3+
(3)阳;H2;H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+
【解析】【解答】解:(1)设H﹣F键的键能为xkJ mol﹣1,在反应CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)中,△H=(4×414+4×155)kJ mol﹣1﹣(4×489+4×x)kJ mol﹣1=﹣1940 kJ mol﹣1,解之得x=565kJ mol﹣1,
故答案为:565kJ mol﹣1;(2)①燃料电池中,正极上氧化剂氧气得电子和二氧化碳发生还原反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣,
故答案为:O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣;
②通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+﹣e﹣=Co3+,
故答案为:Co2+﹣e﹣=Co3+;(3)①A极生成铁离子,B极生成气体,可知A为阳极,B为阴极,B极生成气体为氢气,
故答案为:阳; H2;
②反应池中铁离子和硫化氢反应生成硫,则铁离子被还原,离子方程式为H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+,
故答案为:H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+.
【分析】(1)根据反应热能与反应物的总键能减生成物的总键能计算;(2)①燃料电池中,正极上氧化剂得电子发生还原反应;
②电解池中阳极失电子发生氧化反应;(3)①A极生成铁离子,B极生成气体,可知A为阳极,B为阴极;
②反应池中铁离子和硫化氢反应生成硫,则铁离子被还原.
20.【答案】(1)放热;大于
(2)放出;5.5
【解析】【解答】解:(1)从图可以看出,反应物的总能量大于生成物的总能量,而当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应为放热反应,故答案为:放热;大于; (2)在反应H2+I2 2HI中,断裂1molH﹣H键、1molI﹣I键共吸收的能量为:1×436kJ+151kJ=587kJ,
生成2molHI,共形成2molH﹣I键,放出的能量为:2×299kJ=598kJ,
吸收的能量<放出的能量,则该反应为放热反应,放出的热量为:598kJ﹣587kJ=11kJ,
所以由氢气和碘反应生成1molHI需要放出的热量为: kJ=5.5kJ,
故答案为:放出;5.5.
【分析】(1)当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应为放热反应;(2)化学反应中,化学键断裂吸收能量,形成新化学键放出能量,根据方程式计算分别吸收和放出的能量,以此计算反应热并判断吸热还是放热.
21.【答案】(1)②③;D
(2);36%
【解析】【解答】(1)当反应物总能量高于生成物总能量时,反应为放热反应,过程②和③为放热反应;氢氧化钡晶体和氯化铵的反应、灼热的碳与二氧化碳的反应、碳酸氢钠与盐酸的反应均是吸热反应,镁条与盐酸的反应是放热反应,
故答案为:D;
(2)根据图像可知,从反应开始到6min末,CO的转化率为60%,则消耗的CO的物质的量为,以CO 表示的平均反应速率为:;由化学方程式可知,消耗CO的物质的量为1.2mol,同时消耗氢气的物质的量为,故氢气的转化率为:。
【分析】(1)放热反应反应物的总能量高于生成物的总能量;
(2)根据和计算。