1.1 化学反应的热效应 同步练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 1.1 化学反应的热效应 同步练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-19 18:26:39

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1.1 化学反应的热效应 同步练习
一、单选题
1.2012年10月24日飓风“桑迪”袭击美国.一阵飓风过后,海面的巨浪上竟燃烧着熊火.海水会燃烧的原因是(  )
A.飓风与海水发生剧烈摩擦,产生的巨大热能使水分子分解,引起氢气燃烧
B.飓风使海水温度升高,产生高温水蒸气,达到水的着火点,使海水燃烧
C.飓风产生高温,使氮气在空气中剧烈燃烧
D.以上说法均有可能
2.下列关于化学反应的能量变化说法正确的是(  )
A.任何化学反应都伴随能量变化
B.氧化还原反应一定是吸热反应
C.化学反应过程中的能量变化都是热量变化
D.化学键断裂放出能量,化学键形成吸收能量
3.奉贤公交巴士引入氢气作为汽车发动机燃料,下列说法正确的是(  )
A.氢能不属于新能源
B.氢能属于不可再生能源
C.氢能是一种热值高、无污染的绿色能源
D.氢能已经完全替代了所有的化石能源
4.化学与生活密切相关。下列说法错误的是()
A.用灼烧的方法可以鉴别毛笔羊毫真伪
B.造纸的主要原料是纤维素和大量低聚糖
C.减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施
D.CO2合成可降解的聚碳酸酯类塑料,实现“碳循环”,可有效减少“白色污染”
5.化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列说法错误的是(  )
A.该过程中电能转化为了化学能 B.该过程属于氮的固定
C.转化过程中能量守恒 D.断裂键会释放出能量
6.下列关于能量转化的说法正确的是(  )
A.在原电池中,电能转化为化学能
B.化合反应大多数是放热反应,也有吸热反应
C.加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.若反应物的总能量小于生成物的总能量,则该反应放热
7.密闭容器中,由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3),其过程包含以下反应:
i.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1= 90.1kJ·mol 1
ii.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H2= 24.5kJ·mol 1
当其他条件相同时,由H2和CO直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件X 的变化曲线如右图所示。下列说法正确的是(  )
A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应
B.条件X为压强
C.X增大,二甲醚的产率一定增大
D.X增大,该反应的平衡常数一定减小
8.下列说法正确的是(  )
A.任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同
B.已知:① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol② C(s金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
C.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
D.表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s) +3/2O2(g)=SO3(g);△H=-315kJ/mol
9.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
M2+(g)+CO32-(g) M2+(g)+O2 (g)+CO2(g)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法错误的是(  )
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
10.热化学方程式:C(石墨,s)+2H2(g)═CH4(g);△H=a
2C(石墨,s)+H2(g)═C2H2(g);△H=b
2C(石墨,s)+2H2(g)═C2H4(g);△H=c
已知:a>c>b,对下列反应:C2H2(g)+H2(g)═C2H4(g);△H=x
2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g);△H=y
判断正确的是(  )
A.x>0,y<0 B.x<0,y>0 C.x>0,y>0 D.x<0,y<0
11.已知:①


则:的反应热为(  )
A. B.
C. D.
12.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(  )
A.已知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6KJ·mol-1,无法求H2的燃烧热
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,无法比较二者的稳定性
C.已知500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出19.3KJ的热量,无法推出该反应的热化学方程式
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1;2C(s)+2O2(g)=2CO(g) △H2,无法得出△H2>△H1
13.下列实验方法、操作均正确,且能达到实验目的的是(  )
选项 实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应反应热 酸碱中和的同时,用铜质环形搅拌棒搅拌
B 判断反应后Ag+是否沉淀完全 将AgNO3溶液与NaCl溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加入1滴NaCl溶液
C 探究压强对化学反应平衡移动的影响 容器中反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)达平衡时,将容器压缩为原体积的,观察颜色变化
D 探究浓度对化学反应速率的影响 量取同体积不同浓度的盐酸,分别加入等体积、等浓度的NaOH溶液,对比现象
A.A B.B C.C D.D
14.将 晶体(粉红色)溶于95%乙醇后,溶液呈蓝色,存在平衡:
在此蓝色溶液滴入几滴水,逐渐变为粉红色,将此粉红色溶液置于热水浴中,溶液颜色很快又变为蓝色。下列说法错误的是(  )
A.该反应 H>0
B.当溶液颜色不再变化时,反应达到平衡状态
C.加入几滴水时,平衡向正反应方向移动, 浓度增大
D.若向上述粉红色溶液中滴入浓盐酸,可转化为蓝色
15.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(  )
A.反应热就是反应放出的热量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应热
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
16.新能源的开发利用时人类社会可持续发展的重要课题.下列属于新能源的是(  )
A.煤炭 B.氢气 C.天然气 D.石油
二、综合题
17.NOx、CO、SO2等大气污染气体的处理和利用是世界各国研究的热点问题。
(1)已知:
I.
II. 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH1
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH2 =-196.6 kJ·mol-1
① ΔH1 =   kJ·mol-1。
② 写出NO2气体与SO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式   。
(2)煤炭燃烧过程中释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。燃烧过程中加入石灰石可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放,该反应的化学方程式是   。
(3)煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。发生的两个相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1
资料:①反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生 ②反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率
请回答下列问题:
① 下列反应过程能量变化示意图正确的是   。
② 图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有   (填字母)。
A.向该反应体系中投入石灰石
B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.提高CO的初始体积百分数
D.提高反应体系的温度
③ 图2表示恒温恒容条件下反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。请从化学反应原理的角度解释c(SO2)先增加后降低的原因   。
18.肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂.试回答下列问题
(1)肼燃料电池原理如图所示,N2H4通入的一极应为电池的   极(填“正”或“负”).
(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=﹣67.7kJ mol﹣1
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534.0kJ mol﹣1
2NO2(g) N2O4(g)△H=﹣52.7kJ mol﹣1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式   .
(3)联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得,也可用尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠﹣氢氧化钠溶液反应获得,请写出尿素法反应的离子方程式为   .
19.有机物催化脱氢制备氢气和化工原料是当前石化工业研究的重要课题之一;
(1)以甲烷、水蒸气为原料进行催化重整是制氢的常见方法之一,过程可能涉及反应:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2 kJ mol 1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2= 41.1 kJ mol 1
CH4(g)=C(g)+2H2(g) △H3=+74.8 kJ mol 1
①反应C(g)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H4=   kJ·mol-1
②向原料中添加正硅酸锂Li4SiO4作为CO2的吸附剂,除产生氢气外还生成两种盐,写出该反应的方程式   。
(2)甲基环己烷催化脱氢(+3H2)是石油工业制氢常见方法,以Ni Cu为催化剂,固定反应温度为650K,以氮气为载气,在不同载气流速情况下,甲基环己烷脱氢转化率如图1所示,b点转化率能与a点保持相当的原因是   。
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4为原料进行气固相反应可以实现水的分解制得氢气,其反应原理如图2所示。反应“①”中生成3molHBr,生成氢气的物质的量为   ,从原料到O2的生成过程可描述为   。
20.在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热.已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量.
(1)写出该反应的热化学方程式:   .
(2)已知H2O(l)═H2O(g);△H=+44kJ mol﹣1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是    kJ.
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是   .
(4)已知N2(g)+2O2(g)═2NO2(g);△H=+67.7kJ mol﹣1,N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O (g);△H=﹣534kJ mol﹣1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式   .
21.根据题意填空
(1)已知:①H2O(g)═H2O(l)△H1=﹣Q1 kJ/mol
②C2H5OH(g)═C2H5OH(l)△H2=﹣Q2 kJ/mol
③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3 kJ/mol
若使1mol乙醇液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为    kJ
(2)大气中的部分碘源于O3对海水中I﹣的氧化,将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.O3将I﹣氧化成I2的过程由3步反应组成:
a.I﹣(aq)+O3(g)═IO﹣(aq)+O2(g)△H1
b.IO﹣(aq)+H+(aq)═HOI(aq)△H2
c.HOI(aq)+I﹣(aq)+H+(aq)═I2(aq)+H2O(l)△H3
总反应的化学方程式为   ,其反应热△H=   .
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:A、水在通电条件下或者高温下才分解,一阵飓风过后,产生巨大的能量使水分解生成氢气和氧气,引起氢气燃烧,故A选;
B、海水不可能燃烧,故B不选;
C、高温氮气在空气中不能燃烧,故C不选;
D、水及氮气均不能燃烧,所以B、C两项均错误,故D不选;
故选A.
【分析】A、根据水在通电条件下或者高温下才分解来分析;
B、根据海水不能燃烧来分析;
C、根据氮气性质温度不能燃烧来分析;
D、根据以上分析判断.
2.【答案】A
【解析】【解答】A、化学反应的本质是断裂旧键,形成新键,吸收的能量与放出的能量不相同,所以化学反应都有能量的变化,A 符合题意;
B、氧化还原反应不一定是吸热反应,如氢气的燃烧既是氧化还原反应,也是放热反应,B不符合题意;
C、化学反应过程中的能量变化可能是化学能转化为热能,也可能转化为光能或者电能,C不符合题意;
D、化学键断裂吸收能量,化学键形成释放能量,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.反应物和生成物的能量不相等,化学反应都伴随着能量变化;
B.氧化还原反应有的是放热反应有的是吸热反应;
C.化学反应能量变化形式有热能,光能,电能等;
D.化学键断裂吸收能量,形成释放能量。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.新能源包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,所以氢能属于新能源,A不符合题意;
B.氢气可以由水制取,氢气燃烧后又生成水,则氢能属于可再生能源,B不符合题意;
C.氢气燃烧产生的能量高,而氢气的相对分子质量小,燃烧产物为对环境无污染的水,所以氢能是一种热值高、无污染的绿色能源,C符合题意;
D.氢气的制取、贮存和运输的技术还有待提高,所以氢能还不能完全替代化石能源,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据氢气的性质和产物分析。
4.【答案】B
【解析】【解答】A、羊毛主要成分是蛋白质,灼烧会产生烧焦羽毛的气味,假的羊毫是化学纤维,所以用灼烧法可鉴别毛笔羊毫的真伪,故A不符合题意;
B、造纸的原料是木材,主要成分是纤维素,纤维素是多糖,低聚糖不能用于造纸,故B符合题意;
C、化石燃料的燃烧是形成雾霾的重要因素之一,减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施,故C不符合题意;
D、利用二氧化碳等原料合成的聚碳酸酯类可降解塑料可以在自然界中自行分解为小分子化合物,用以替代聚乙烯等塑料,实现“碳循环”,可减少“白色污染”,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.灼烧蛋白质会有特殊的烧焦的羽毛味;
B.造纸的原料主要分为植物纤维和非植物纤维(无机纤维、化学纤维、金属纤维)等两大类;
C.化石燃料的燃烧会产生氮氧化合物等,不仅会造成酸雨,还会吸附可吸入颗粒,形成雾霾;
D.聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。
5.【答案】D
【解析】【解答】A、化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气,即电能转化为化学能,A错误;
B、将空气中的氮气转化为化合物的过程,属于氮的固定,B错误;
C、能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变,C错误;
D、断键吸热,成键放热,D正确;
故答案为:D
【分析】A、根据题干分析能量变化的形式;
B、氮气转化为化合物的过程属于氮的固定;
C、能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变;
D、断键吸热,成键放热。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A不符合题意;
B.化合反应大多数都是放热反应,但是也有的化合反应例如二氧化碳和碳单质在高温的条件下生成一氧化碳这个反应是吸热反应,故B符合题意;
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要在高温下发生,但该反应是放热反应,故C不符合题意;
D.反应物总能量小于生成物总能量,该反应一定为吸热反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置。
B.化合反应大多数都是放热反应,也有吸热反应,如CO2+C2CO。
C.加热才能发生的反应可能是放热反应,如铝热反应。
D.△H=生成物总能量-反应物总能量,△H>0表示吸热反应,△H<0表示放热反应。
7.【答案】A
【解析】【解答】A . 将i×2+ ii得:2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) H= 204.7 kJ·mol 1,因此由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,故A符合题意;
B. 根据,2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),压强越大,CO平衡转化率越大,与图像不符,故B不符合题意;
C. X增大,CO平衡转化率减小,二甲醚的产率可能减小,故C不符合题意;
D. 根据图像,X可能是温度,温度升高,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小,X也可能是减小压强,平衡逆向移动,CO平衡转化率减小,但平衡常数不变,故D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A.根据盖斯定律进行计算目标反应的反应热,然后进行判断;
B.根据亚强对化学平衡的影响进行判断;
C.根据一氧化碳的转化率与二甲醚的产率关系进行判断;
D.平衡常数只是温度的函数.
8.【答案】C
【解析】【解答】A、强酸强碱溶解要放热,弱酸弱碱电离要吸热,所以任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化可能不同,故A不符合题意;
B、由① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol ② C(s金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol,则①-②得,C(s石墨)= C(s金刚石) △H=+1.5kJ/mol ,金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C、根据盖斯定律分析可以知道,反应的焓变只与起始和终了物质状态能量有关,与变化过程、反应条件无关,所以C选项是正确的;
D、硫的燃烧热是1molS完全燃烧生成二氧化硫放出的热量,故D不符合题意;
所以C选项是正确的。
【分析】A、根据强酸强碱溶解要放热,弱酸弱碱电离要吸热分析;
B、根据物质的能量越低越稳定来判断;
C、反应的焓变只与起始和终了物质状态能量有关,与变化过程、反应条件无关;
D、根据燃烧热的定义判断。
9.【答案】C
【解析】【解答】A. ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A不符合题意;
B. ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2 和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B不符合题意;
C.由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C符合题意;
D.由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】根据盖斯定律,得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO;据此分析选项。
10.【答案】A
【解析】【解答】解:①已知C(石墨,s)+2H2(g)═CH4(g);△H=a②2C(石墨,s)+H2(g)═C2H2(g);△H=b③2C(石墨,s)+2H2(g)═C2H4(g);△H=c
利用盖斯定律,③﹣②,得到C2H2(g)+H2(g) C2H4(g)△H=c﹣b,已知c>b,所以x=c﹣b>0;
同理:③﹣①×2,得到2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)△H=c﹣2a,已知a>c,所以y=c﹣2a<0;
综上所述x>0,y<0,
故选A.
【分析】已知C(石墨,s)+2H2(g)═CH4(g);△H=a
2C(石墨,s)+H2(g)═C2H2(g);△H=b
2C(石墨,s)+2H2(g)═C2H4(g);△H=c
a>c>b,然后利用盖斯定律求出x和y.
11.【答案】C
【解析】【解答】由盖斯定律,2×反应②+反应①-反应③可得反应,=2×(-393.5)+(-571.6)-(-870.3)= -488.3kJ/mol,
故答案为:C。
【分析】利用盖斯定律计算。
12.【答案】C
【解析】【解答】A、已知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6KJ·mol-1,则H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8KJ·mol-1,结合燃烧热的概念知H2的燃烧热为285.8KJ·mol-1,不符合题意;
B、已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,则石墨具有的能量比金刚石具有的能量低,石墨比金刚石稳定,不符合题意;
C、合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,不知道生成氨气的物质的量,无法推出该反应的热化学方程式,符合题意;
D、碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,放热反应放出的热量越多,△H越小,则△H2>△H1,不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、方程式出现的水是液态,可以求出其逆反应并修改化学计量数求出燃烧热;
B、内能越低,键能越大,物质越稳定;
C、可逆反应无法完全进行,所以无法写出起热化学方程式;
D、相同物质的量的相同可燃物,完全燃烧放出的热量更多。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.铜质搅拌棒会导热,使热量被铜棒导出,烧杯内温度降低,温度差偏小,所得中和热的数值偏小,故A不符合题意;
B.将AgNO3溶液与NaCl溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴NaCl溶液,若有白色沉淀产生,说明Ag+没有沉淀完全,若没有浑浊现象,则沉淀完全,故B符合题意;
C.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)为气体总物质的量不变的反应,压缩至原来的一半,浓度增大,混合气体颜色变深,不能证明压强对平衡移动的影响,故C不符合题意;
D.盐酸和NaOH溶液反应无明显的现象,无法根据实验现象进行浓度对化学反应速率影响的实验探究,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.铜具有良好的导热性,用铜质搅拌棒会导致热量损失;
C.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)是气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动;
D.稀盐酸和氢氧化钠的中和反应无明显现象。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.将粉红色溶液置于热水浴中,溶液颜色很快变为蓝色,说明加热时,平衡逆向移动,说明该反应的正反应是放热反应,ΔH<0,故A符合题意;
B.当溶液颜色不再变化时,说明各物质浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.反应在是乙醇中进行,加入几滴水时,水在乙醇中的浓度增大,平衡向正反应方向移动,由于滴入的水量很少,溶液体积变化可以忽略不计,所以 [Co(H2O)6]2+ 浓度增大,故C不符合题意;
D.若向上述粉红色溶液中滴入浓盐酸,Cl-浓度增大,平衡逆向移动,溶液可转化为蓝色,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据颜色的变化分析平衡移动,再根据勒夏特列原理分析焓变;
B.根据变量不变分析平衡;
C.根据勒夏特列原理分析;
D.根据勒夏特列原理分析平衡的移动。
15.【答案】C
【解析】【解答】反应热还包括反应中吸收的热量,选项A不符合题意;选项B不符合题意,
C.反应速率大小与反应是放热反应还是吸热反应无关系;
D.反应热大小与反应条件无关系,选项D不符合题意,
故答案选:C。
【分析】D、的大小与反应条件无关,微观上等于反应物断键吸收的能量与生成物成键释放能量的相对大小。宏观上等于生成物总能量与反应物总能量的相对大小。
16.【答案】B
【解析】【解答】解:新能源包括太阳能、核能、风能、氢能等;而煤、石油、天然气是化石燃料,属于常规能源,
故选B.
【分析】新能源包括太阳能、核能、风能、氢能等;煤、石油、天然气是化石燃料.
17.【答案】(1)-113;NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1
(2)2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2
(3)C;A B C;因为 > ,反应Ⅰ较快,先生成大量的SO2,所以SO2浓度先增大;随着反应时间的增长,因为反应Ⅱ的限度大(平衡向正向进行的程度大),消耗CO,使反应Ⅰ的CO浓度降低,反应Ⅰ平衡逆向移动,SO2浓度减小
【解析】【解答】解:(1)①反应热=反应物断键吸收能量减去生成物成键放出能量,ΔH
1=2×630+498-2×935.5=-113 kJ·mol
-1 ;正确答案:-113。
②已知反应①2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH= 196.6 kJ·mol–1,②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH= 113.0 kJ·mol–1,则根据盖斯定律可知(①-②)÷2即得到反应NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g),所以该反应的反应热△H=( 196.6 kJ/mol+113.0 kJ/mol)÷2=-41.8kJ/mol;正确答案:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1 。
(2)碳酸钙与二氧化硫反应生成亚硫酸酸钙和二氧化碳,亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙,该反应的化学方程式是:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2 ;正确答案:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2 。
(3)①由热化学方程式可知,反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ放热。则反应Ⅰ中反应物的总能量低于生成物的总能量,反应Ⅱ中反应物的总能量高于生成物的总能量,因此A、D项错误。又已知反应Ⅰ的速率( )大于反应Ⅱ的速率( ),说明反应Ⅰ的活化能低于反应Ⅱ的活化能,则B错误,C正确;
故答案为:C。
②石灰石在高温下会分解生成二氧化碳和碳化钙,由于二氧化碳的生成,使反应I平衡左移,从而降低二氧化硫生成量,也可以理解为降低二氧化硫生成量,即升高硫化钙质量分数,由图分析可得,可采取的措施有在合适的温度区间内控制较低的反应温度以及提高一氧化碳百分数;A B C均正确;
故答案为:A B C。
③从图像可出c(SO2)先增加后降低,原因是:因为

,反应Ⅰ较快,先生成大量的SO2,所以SO2浓度先增大;随着反应时间的增长,因为反应Ⅱ的限度大(平衡向正向进行的程度大),消耗CO,使反应Ⅰ的CO浓度降低,反应Ⅰ平衡逆向移动,SO2浓度减小;正确答案:因为

,反应Ⅰ较快,先生成大量的SO2,所以SO2浓度先增大;随着反应时间的增长,因为反应Ⅱ的限度大(平衡向正向进行的程度大),消耗CO,使反应Ⅰ的CO浓度降低,反应Ⅰ平衡逆向移动,SO2浓度减小。
【分析】(1)①根据化学键与反应热的关系计算焓变;
②根据盖斯定律进行计算目标反应的焓变,然后书写热化学方程式;
(2)二氧化硫与碳酸钙在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳;
(3)①根据吸热反应和放热反应的能量变化关系图进行判断;
②降低该反应体系中SO2生成量,即是平衡向逆反应方向移动。
18.【答案】(1)负
(2)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣947.6kJ mol﹣1
(3)CO(NH2)2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O
【解析】【解答】解:(1)燃料电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,依据图中装置可知,肼在反应中失去电子生成氮气发生氧化反应,所以N2H4通入的一极应为电池的负极,通入氧气的一极为正极;
故答案为:负;(2)由N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=﹣67.7kJ mol﹣1①
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534.0kJ mol﹣1 ②
2NO2(g) N2O4(g)△H=﹣52.7kJ mol﹣1 ③根据盖斯定律可知②×2﹣①﹣③得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=(﹣534.0kJ mol﹣1)×2﹣(﹣67.7kJ mol﹣1)﹣(﹣52.7kJ mol﹣1)=﹣947.6 kJ mol﹣1,
即热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣947.6 kJ mol﹣1,故答案为:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣947.6 kJ mol﹣1;(3)由在高锰酸钾催化剂存在下,尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水,根据质量守恒定律可知两种盐为氯化钠和碳酸钠,该反应为CO(NH2)2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O,
故答案为:CO(NH2)2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O;
【分析】(1)燃料电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应;(2)利用盖斯定律来计算2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)的反应热;(3)在高锰酸钾催化剂存在下,尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水,结合质量守恒定律来书写离子反应方程式;
19.【答案】(1)+90.3;CH4+2H2O+Li4SiO4Li2SiO3+Li2CO3+4H2
(2)a点载气流速较小,甲基环己烷的浓度较大,其在催化剂表面吸附及发生脱氢反应的百分率较小,故其转化率较小;适当加快载气流速可以减小反应物的浓度,使反应物在催化剂表面吸附及发生脱氢反应的百分率变大,故甲基环己烷转化率随载气流速适当加快而提高;b点载气流速过快,会使甲基环己烷在催化剂表面的反应时间减少,导致甲基环己烷转化率降低,因此,b点转化率能与a点保持相当
(3)0.5mol;在高温下,水先与溴化钙反应生成氧化钙和溴化氢;然后溴化氢与四氧化三铁反应生成溴化亚铁和溴;溴再与氧化钙反应生成溴化钙和氧气,水再与溴化亚铁反应生成氢气、四氧化三铁和溴化氢,催化剂得以再生。如此周而复始,水在催化剂(CaBr2、Fe3O4)的作用下转化为氧气和氢气,总反应的化学方程式为 2H2OO2↑+2H2↑
【解析】【解答】(1)①将第一个方程式加上第二个方程式,再减去第三个方程式得到反应C(g)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H4=+206.2 kJ mol 1+( 41.1 kJ mol 1) –(+74.8 kJ mol 1)=+90.3 kJ mol 1;故答案为:+90.3。
②向原料中添加正硅酸锂Li4SiO4作为CO2的吸附剂,除产生氢气外还生成两种盐,说明CO2与Li4SiO4反应生成碳酸锂和硅酸锂,其反应方程式CH4+2H2O+Li4SiO4Li2SiO3+Li2CO3+4H2;故答案为:CH4+2H2O+Li4SiO4Li2SiO3+Li2CO3+4H2。
(2)b点转化率能与a点保持相当的原因:a点载气流速较小,甲基环己烷的浓度较大,其在催化剂表面吸附及发生脱氢反应的百分率较小,故其转化率较小;适当加快载气流速可以减小反应物的浓度,使反应物在催化剂表面吸附及发生脱氢反应的百分率变大,故甲基环己烷转化率随载气流速适当加快而提高;b点载气流速过快,会使甲基环己烷在催化剂表面的反应时间减少,导致甲基环己烷转化率降低,因此,b点转化率能与a点保持相当。
(3)反应①为3FeBr3+4H2O=Fe3O4+H2↑+6HBr,生成1mol氢气同时生成6molHBr,反应生成3molHBr,则生成氢气的物质的量为0.5mol。根据图中信息可知,从原料到O2的生成过程可描述为:在高温下,水先与溴化钙反应生成氧化钙和溴化氢;然后溴化氢与四氧化三铁反应生成溴化亚铁和溴;溴再与氧化钙反应生成溴化钙和氧气,水再与溴化亚铁反应生成氢气、四氧化三铁和溴化氢,催化剂得以再生。如此周而复始,水在催化剂(CaBr2、Fe3O4)的作用下转化为氧气和氢气,总反应的化学方程式为2H2OO2↑+2H2↑。
【分析】盖斯定律:一个化学反应不管是一步完成的,还是多步完成的,其热效应总是相同的。
20.【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.625kJ mol﹣1
(2)408.8
(3)产物为氮气和水,无污染
(4)2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1135.7kJ mol﹣1
【解析】【解答】解:(1.)已知0.4mol液态肼和足量H2O2(l)反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量,依据热化学方程式的书写原则,结合定量关系写出,1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量= =641.6KJ,所以热化学方程式为:N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.625kJ/mol,
故答案为:N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.625kJ/mol;
(2.)16g液态肼物质的量= =0.5mol,
由①N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g);△H=﹣641.6kJ/mol;
②H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,
结合盖斯定律的内容和要求,可以把②×4方向倒转得到③4H2O(g)=4H2O(l)△H=﹣44×4kJ/mol=﹣176kJ/mol,
①+③得到N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(l);△H=﹣817.6kJ/mol,
所以0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量= =408.8kJ,
故答案为:408.8;
(3.)反应应用于火箭推进器,除释放出大量热量和快速生成大量气体产生巨大推力外,反应的生成物是氮气和水,很突出的优点是对环境无污染;
故答案为:产物为氮气和水,无污染;
(4.)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g),△H=+67.7KJ mol﹣1;
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O (g),△H=﹣534KJ mol﹣1
将方程式2②﹣①得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=2(﹣534KJ mol﹣1)﹣(+67.7KJ mol﹣1)=﹣1135.7kJ mol﹣1,
故答案为:2N2H4(g)+2 NO2 (g)═3N2(g)+4 H2O(g);△H=﹣1135.7kJ mol﹣1.
【分析】(1)根据题给条件厉害书写热化学方程式的原则写出;(2)依据(2)中写出的热化学方程式和H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,利用盖斯定律写出热化学方程式计算;(3)依据反应产物的性质分析无污染物产生分析;(4)根据盖斯定律计算焓变,并书写热化学方程式.
21.【答案】(1)(3Q1﹣Q2+Q3)
(2)2I﹣+O3+2H+=I2+O2+H2O;△H1+△H2+△H3
【解析】【解答】解:(1)①H2O(g)═H2O(l)△H1=﹣Q1kJ mol﹣1(Q1>0),
②C2H5OH(g)═C2H5OH(l)△H2=Q2kJ mol﹣1(Q2<0),
③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3kJ mol﹣1(Q3>0),
根据盖斯定律可知,①×3﹣②+③得C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=(﹣3Q1+Q2﹣Q3)kJ/mol,
即1mol液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为(3Q1﹣Q2+Q3)kJ,
故答案为:(3Q1﹣Q2+Q3);(2)将所给的三个反应:①+②+③可得总反应:2I﹣(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(aq)+O2(g)+H2O(l),△H=△H1+△H2+△H3,
故答案为:2I﹣+O3+2H+=I2+O2+H2O;△H1+△H2+△H3;
【分析】(1)利用已知的反应得出C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)的反应热,利用物质的量与反应放出的热量成正比来解答;(2)反应为O3氧化I﹣生成I2,根据盖斯定律①+②+③可得总反应以及△H.