1.1 反应热 课后练习
一、单选题
1.下列说法中,错误的是( )
A.化学反应中必然伴随着能量变化
B.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的状态有关
D.根据能量守恒定律知,反应中生成物的总能量等于反应物的总能量
2.下列装置工作时,将电能转化为化学能的是( )
A.风力发电机 B.硅太阳能电池 C. 纽扣式银锌电池 D. 电解熔融氯化钠
A.A B.B C.C D.D
3.下列与化学反应能量变化相关的说法错误的是( )
A.化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化——吸热或者放热
B.一个反应是吸热反应还是放热反应,要看反应物和生成物具有总能量的相对大小
C.化学键的断裂一定吸收能量,化学键的形成一定释放能量
D.分解反应都是吸热的反应,化合反应都是放热的反应
4.中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法错误的是( )
A.该过程将太阳能转化成为化学能
B.该过程中,只涉及非极性键的断裂与生成
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.原料气N2可通过分离液态空气获得
5.将V1 mL 1.0 mol·L-1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是( )。
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH溶液中溶质的浓度约为1.0 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
6.已知室温下,将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A. H1>0 B. H2> H3
C. H3> H1 D. H2= H1+ H3
7.下列说法或表示方法正确的是( )
A.若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由“C(石墨)=C(金刚石) ”可知,金刚石比石墨稳定
C.1mol白磷和3mol白磷的燃烧热相等
D.在稀溶液中: ,若将含1mol 与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
8.已知298K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.2kJ/mol,此温度下,将1molN2和3molH2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)( )
A.一定大于92.2kJ B.一定等于92.2kJ
C.一定小于92.2kJ D.无法确定
9.下列说法正确的是( )
A.已知2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0kJ·mol-1,则CO(g)的燃烧热:ΔH=-283.0kJ·mol-1
B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出57.3kJ的热量
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=a;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=b,则a>b
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
10.下列说法错误的有( )
①化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
②放热反应不需要加热就能发生
③需要加热才能发生的反应都是吸热反应
④化学反应放热还是吸热,可看生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小
⑤绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能“贮存”起来
⑥等量的氢气和氧气分别完全燃烧生 成气态水和液态水,前者放出的热量多.
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
11.50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1INaOH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,下列说法正确的是( )
A.在测定中和热的实验中,至少需要测定并记录的温度是3次
B.大烧杯上如不盖硬纸板,测得的中和热数值会偏小
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值会偏大
D.测定中和热的实验中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热ΔH< -57.3 kJ·mol-1
12.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知C(石墨,s)C(金刚石,s) △H>0,则金刚石比石墨稳定
B.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.4kJ/mol
C.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
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-akJ·mol-1,则将14gN2(g)和足量H2置于一密闭容器中,充分反应后放出0.5akJ的热量
13.某反应的反应过程中能量变化如图所示 (图中 表示正反应的活化能, 表示逆反应的活化能 下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂能降低反应的活化能
D.生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量
14.下列说法或表示方法中正确的是( )
A.H2O(g)变成H2O(l)的过程中,断键吸收的能量小于成键放出的能量
B.由C(金刚石)=C(石墨)△H=-1.9kJ mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.在101 KPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-285.8kJ mol-1
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)= H2O(l) △H=-57.3kJ mol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
15.下列反应中, <0且是氧化还原反应的是( )
A.生石灰与水的反应 B.C与CO2在高温下的反应
C.KOH与盐酸的反应 D.碳与浓硫酸的反应
16.冰受热转化为1g水蒸气,下列分析错误的是( )
A.该过程是熵增的过程
B.该过程发生的是物理变化
C.1g冰与1g水蒸气所具有的内能不同
D.H2与O2反应生成1mol H2O(l)与生成1mol H2O(g)放出的热量相同
二、综合题
17.反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示:
(1)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”).
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是 (填字母).
A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为 (填“正”或“负”)极.铜片上的现象为 该极上发生的电极反应为 ,外电路中电子由 极(填“正”或“负”,下同)向 极移动.
18.研究大气中含氮化合物、含硫化合物的转化具有重要意义。
(1)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下(常温常压下测定):
写出该反应的热化学方程式: 。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化如图所示:
①第一步反应为 反应(填“放热”或“吸热”),原因是 。
②写出第二步反应的热化学方程式 。
③结合两步反应过程,全部氧化成时的 。
19.能源是人类生活和社会发展的基础,研究化学反应中的能量变化,有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务.
(1)从能量的角度看,断开化学键要 (填“放出”或“吸收”)能量.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、300kJ.则由H2和I2反应生成1mol HI需要 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量.
(2)某兴趣小组为研究原电池原理,设计如图1装置:
①a和b用导线连接,Zn发生 (填“氧化”或“还原”)反应.其电极反应式为 .溶液H+移向 (填“Cu”或“Zn”)极.
②无论a和b是否连接,Zn片均被腐蚀.若转移了0.4mol电子,则理论上Zn片质量减轻 g.
(3)①目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法中正确的是 (填序号).
a.以上反应是可逆反应 b.充电时化学能转变为电能 c.放电时化学能转变为电能
②图2为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向可知,则X极为电池的 (填“正”或“负”)极,Y极的电极反应方程式为 .
20.将质量相等的铁片和铜片用导线及电流计相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图所示的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变),回答下列问题:
(1)该装置为 池,其能量转化形式为 。
(2)铜片作 (填“正”或“负”,下同)极,铁片作 极,铁片上发生的反应为 。
(3)若一段时间后,铁片与铜片的质量差为1.2 g,则导线中流过的电子的物质的量为 (不考虑其他形式的能量转化)。
(4)某同学利用家中废旧材料制作可使扬声器发出声音的电池,装置如图所示。下列说法正确的是____(填字母)。
A.电流由铝制易拉罐经导线流向碳棒
B.在碳棒上有气体生成,该气体可能为氢气
C.铝质易拉罐逐渐被腐蚀,说明铝失去电子
21.煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一、二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知:。回答下列问题:
(1)图中的I、II、III、IV中属于放热反应的是 。
(2)写出表示的燃烧热的热化学方程式: 。
(3)从图中可看出将SO2氧化成SO3有两条途径:
①SO2经过程III、过程IV转化成SO3;②SO2经过程II转化成SO3。已知过程IV的化学方程式为,则过程III的热化学方程式为 。
(4)和在一定条件下连续发生过程I和过程II的反应,充分反应后无固体剩余,测得放出的热量为。则反应后的体系中各组分的物质的量分别为 。
(5)已知: ,则相同条件下, (填“”或“”)更稳定,在中能直接生成,该反应的热化学方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成,因此必伴随发生能量变化,A不符合题意;
B.由于断键吸热,形成化学键放热,则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的,B不符合题意;
C.反应物和产物的状态,如生成液态水和水蒸气,反应热不一样,因此化学反应中能量变化的大小与反应物的状态有关,C不符合题意;
D.反应过程中有能量变化,根据能量守恒定律知,如果正反应为放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量,如果正反应为吸热反应,则反应物总能量小于生成物总能量,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.化学反应的实质是旧键断裂吸收能量,新键形成放出能量,反应过程中一定伴随能量变化;
B.化学变化中的能量变化主要由于化学键的断裂与形成;
C.化学反应中的能量变化的大小与反应物的状态有关;
D.放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,反应物的总能量不等于生成物的总能量。
2.【答案】D
【解析】【解答】A. 该装置将风能转化为电能,A不符合题意;
B. 该装置将太阳能转化为电能,B不符合题意;
C. 该装置将化学能转化为电能,C不符合题意;
D. 该装置将电能转化为化学能,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属,是将电能转化为化学能的一个装置(构成:外加电源,电解质溶液,阴阳电极)。使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴,阳两极引起还原氧化反应的过程。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.化学反应中的能量变化是由于反应物和生成物具有的总能量不相等,任何化学反应都伴随着能量的变化,通常主要表现为热量的变化,A不符合题意;
B.一个反应是吸热反应还是放热反应取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小,B不符合题意;
C.化学键的断裂一定吸收能量,化学键的形成一定释放能量,C不符合题意;
D.不是所有分解反应都是吸热反应,如H2O2分解生成O2反应为放热反应,不是所有化合反应都是放热反应,如CO2+C在高温下生成2CO的反应为吸热反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.任何化学反应都伴随能量的变化;
B.反应吸热还是放热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小;
C.断裂化学键吸收热量,形成化学键释放能量。
4.【答案】B
【解析】【解答】A. 该过程将太阳能转化成为化学能,A不符合题意;
B. 该过程中,既有极性键(N-H、O-H)的断裂与生成,也有非极性键(N N、O=O)的断裂与生成,B符合题意;
C. 该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,氮气是氧化剂、水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,C不符合题意;
D. 原料气N2可通过分离液态空气获得,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】极性键指的是不同原子之间形成的共价键,非极性键指的是相同原子之间形成的共价键。
5.【答案】B
【解析】【解答】A、22℃为两溶液混合后的温度,环境温度为反应结束后最终达到的温度,因此做该实验的环境温度为22.7℃左右,A不符合题意。
B、两溶液混合后,温度逐渐升高,说明该反应为放热反应,体现了化学能转化为热能,B符合题意。
C、未给出V1、V2的值,无法计算NaOH溶液的物质的量浓度,C不符合题意。
D、该实验所涉及的反应为酸碱中和反应,说明了酸碱中和反应为放热反应,但不能说明有水生成的反应为放热反应,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、环境温度为反应结束后最终达到的温度。
B、反应过程中温度升高,放出热量,体现了能量的转化。
C、未给出V1、V2的值,无法进行计算。
D、该反应体现了酸碱中和反应为放热反应。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.CuSO4·5H2O(s)受热分解产生CuSO4(s)和5H2O(l),是吸热反应,A不符合题意 ;
B. H1= H2- H3>0,B不符合题意 ;
C.CuSO4(s)溶于水,溶液温度升高, H3<0, H1>0,C符合题意 ;
D. H2= H1+ H3,D不符合题意 ;
故答案为:C 。
【分析】A.CuSO4·5H2O(s)分解产生CuSO4(s)和5H2O(l)是吸热反应 ;
B.焓变计算 ;
C.CuSO4(s)溶于水,溶液温度升高 ;
D.盖斯定律的应用 。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.由于等量的S(g)能量高于S(s),故完全然后后,S(g)放热更多,A不符合题意;
B.由热化学方程式知,金刚石的能量高于石墨,故石墨比金刚石稳定,B不符合题意;
C.燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的能量,与可燃物的多少没有关系,C符合题意;
D.由于反应过程中CH3COOH电离吸热,故1 mol CH3COOH与1 mol NaOH反应生成1 mol H2O放热小于57.3 kJ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.硫单质从固体变为气体是一个吸热的过程;
B.物质具有的能量越低越稳定;
C.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;
D.醋酸电离吸热。
8.【答案】C
【解析】【解答】根据反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.2kJ/mol可知,1molN2完全反应时放出的热量为92.2kJ,但将1molN2和3molH2放在一密闭容器中反应时,由于反应是可逆反应,故1molN2不可能完全反应,故放出的热量小于92.2 kJ,
故答案为:C。
【分析】可逆反应的ΔH是反应物按照系数的物质的量完全反应时产生的焓变,而可逆反应不能完全进行。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定的化合物时释放的热量,故已知2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0kJ·mol-1,则CO(g)的燃烧热:ΔH=-283.0kJ·mol-1,A符合题意;
B.由于CH3COOH是弱酸,在溶液中部分电离,与碱反应时边反应边电离,电离过程需吸收热量,已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ,B不符合题意;
C.相同质量的C完全燃烧比不完全燃烧生成CO时放出的热量更多,故已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=a;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=b,则a<b,C不符合题意;
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,即等质量的金刚石具有的能量比石墨的多,物质具有的能量越高越不稳定,故石墨比金刚石稳定,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定的化合物时释放的热量;
B.CH3COOH是弱酸,电离过程需吸收热量;
C.C完全燃烧比不完全燃烧生成CO时放出的热量更多;
D.物质具有的能量越高越不稳定。
10.【答案】B
【解析】【解答】解:①化学反应在发生物质变化的同时还一定伴随着能量的变化,故①正确;②反应吸放热与反应条件无关,即放热反应不一定不需要加热,需要加热的反应不一定是吸热反应,故②错误;③需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应,也可能为放热反应,如铝热反应等,故③错误;④放热反应是指:反应物所具有的总能量高于生成的总能量,在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放,反之,就是吸热反应,故④正确;⑤植物的光合作用就是太阳能转化为化学能储存起来,故⑤正确;⑥气态水转化为液态水会放出热量,所以氢气燃烧生成气态水放出的热量小于液态水,故⑥错误;故错误的有3项,故选B.
【分析】①化学反应在发生物质变化的同时还伴随着能量的变化;②反应吸放热与反应条件无关;③反应吸放热与反应条件无关;④化学反应中生成物总能量不等于反应物的总能量,反应前后的能量差值为化学反应中的能量变化;⑤据光合作用的概念分析;⑥气态水转化为液态水会放出热量.
11.【答案】B
【解析】【解答】A、在测定中和热的实验中,每一组要记录3次温度,而我们实验时至少要做3组,所以至少要记录9次温度,选项A不符合题意;
B、大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,选项B符合题意;
C、氨水是弱碱,在反应中发生电离,电离是吸热过程,所以用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值会偏小,选项C不符合题意;
D、中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,由于Cu是金属材料,导热性强,容易导致热量损失,则测量出的中和热数值偏小,ΔH>-57.3 kJ·mol-1,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】注意中和热测量时要注意保温,否则所测量的中和热会因为散热数值偏小。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.石墨转化为金刚石吸热,所以石墨的能量更低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故A不符合题意;
B.20.0gNaOH的物质的量为0.5mol,与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则1molNaOH和稀盐酸完全反应生成1mol水放出的热量为57.4kJ,所以该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.4kJ/mol,故B符合题意;
C.则等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多,故C不符合题意;
D.14gN2(g)的物质的量为0.5mol,但合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以放出的热量小于0.5akJ,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.物质的能量越低越稳定;
C.同种物质气态比固态能量高;
D.该反应为可逆反应,不可能完全进行。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,故 A项 不符合题意;
B.催化剂不改变反应的始终态,则焓变不变,故 B项不符合题意;
C.由图可知,催化剂降低反应的活化能,故 C项符合题意;
D.该反应为吸热反应,则生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量,故 D项 不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.反应物的能量总和小于生成物能量总和时属于吸热反应;
B.催化剂只能改变反应的速率但是无法改变反应的始终态,因此催化加无法改变反应的焓变;
C.催化剂的作用就是通过降低反应的活化能来加快反应的速率的;
D.吸热反应是生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能的反应。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.H2O(g)变成H2O(l)的过程是物质状态的变化,没有化学键的断裂和形成,A不符合题意;
B.由金刚石变为石墨放出热量,说明石墨比金刚石能量低,石墨稳定性强,B不符合题意;
C.在101 KPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则2molH2(即4gH2)燃烧放出热量是2×285.8kJ=571.6kJ。所以氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ mol-1,C不符合题意;
D.由于浓硫酸溶于水放出热量,所以含0.5 mol浓H2SO4的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、物质状态改变会引起热量变化,水为分子晶体,从气态到液态,破坏分子间作用力;
B、物质所含能量越低越稳定,金刚石转化为石墨,放热;
C、反应热需计算出方程式中反应物的物质的量,2g H2为1mol完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量;
D、浓硫酸溶于水放热,0.5 mol浓H2SO4的溶液中含有1molH+;
15.【答案】D
【解析】【解答】A.生石灰与水反应生成氢氧化钙,为放热反应,非氧化还原反应,A不符合题意;
B.碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳,为吸热的氧化还原反应,B不符合题意;
C.氢氧化钾与盐酸反应生成氯化钾和水,为放热的非氧化还原反应,C不符合题意;
D.碳与浓硫酸生成二氧化碳、二氧化硫和水,为放热的氧化还原反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】含元素化合价变化的反应为氧化还原反应, <0 为放热反应,以此来分析.
16.【答案】D
【解析】【解答】A.1g冰与1g水蒸气的过程是由有序向无序发展,为熵增的过程,A分析不符合题意;
B.该过程水分子未发生变化,是物理变化,B分析不符合题意;
C.1g冰变为1g水蒸气吸收热量,则1g冰与1g水蒸气所具有的内能不同,C分析不符合题意;
D.1mol H2O(l)与1mol H2O(g)所具有的能量不同,H2与O2初始总能量相同,而生成物的总能量不同,则H2与O2反应生成1mol H2O(l)与生成1mol H2O(g)放出的热量不相同,D分析符合题意;
故答案为D。
【分析】冰转化为水,吸收能量,是物理变化,主要是有序到无序的转化,是S>0,气态水和液态水含有的能量不同,结合选项即可判断
17.【答案】(1)放热
(2)A;C
(3)正;有气泡产生;2H++2e﹣=H2↑;负;正
【解析】【解答】解:(1)从图象可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,
故答案为:放热;(2)A.改铁片为铁粉,增大了接触面积,反应速率增大,故A正确;
B.常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应,故B错误;
C.升高温度,反应速率增大,故C正确,故选AC,
故答案为:AC;(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+;铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e﹣=H2↑,铜电极上有氢气生成,所以看到的现象是铜片上有气泡产生,电子由负极流向正极;
故答案为:正;有气泡产生;2H++2e﹣=H2↑;负;正.
【分析】(1)图中反应物能力大于生成物能量;(2)根据外界条件对速率的影响分析,升温、增大压强、增大浓度、加入催化剂会加快反应速率,但注意常温下铁在浓硫酸中钝化;(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子作负极,铜作正极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应.
18.【答案】(1)N2(g)+O2(g) = 2NO(g) +183kJ/mol
(2)放热;反应物能量高于生成物能量; ;
【解析】【解答】(1)反应物键能之和-生成物键能之和=(945+498-2630)kJ/mol =+183kJ/mol,故该反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) +183kJ/mol;
(2)第一步反应中反应物能量高于生成物能量,该反应为放热反应;第二步反应的热化学方程式为 ;结合两步反应过程,全部氧化成时总反应为 。
【分析】(1)反应物键能之和-生成物键能之和;
(2)根据盖斯定律计算;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。
19.【答案】(1)吸收;放出;6.5
(2)氧化;Zn﹣2e﹣=Zn2+;Cu;13
(3)c;负;O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
【解析】【解答】解:(1)氢气和碘反应生成2molHI时,旧键断裂吸收能量的值为:436kJ+151kJ=587kJ,新键生成释放能量为:300kJ×2=600kJ,旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量,反应为放热反应,放出的热量为:600KJ﹣587kJ=13kJ,生成1molHI放热6.5kJ,
故答案为:吸收;放出; 6.5;(2)①a和b用导线连接,该装置构成原电池,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,锌失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+,放电时,电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动,
故答案为:氧化; Zn﹣2e﹣=Zn2+; Cu;②根据锌和转移电子之间的关系式得,Zn~Zn2+~2e﹣,消耗锌的质量= ×65g/mol=13g,
故答案为:13;(3)①a.因为电池冲放电在不同条件下进行,所以该电池反应不是可逆反应,故a错误;
b.该电池充电时,电能转变为化学能,故b错误;
c.该电池放电时,是将化学能转化为电能,故c正确;
故答案为:c;②X极的电极反应式为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=2H2O,则通入氢气的X极为负极,发生氧化反应,并可判断溶液呈碱性,碱性溶液中正极Y极发生还原反应,电极反应为O2﹣4e﹣+2H2O=4OH﹣,
故答案为:负;O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣.
【分析】(1)旧键断裂要吸收能量,新键生成要释放能量,当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时,反应为吸热反应,反之则为放热反应;(2)①a和b用导线连接,该装置构成原电池,锌失电子发生氧化反应而作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电解质溶液中阳离子向正极移动;②根据锌与转移电子之间的关系式计算,Zn~Zn2+~2e﹣;(3)①该电池放电时为原电池,充电时为电解池,根据反应条件是否相同判断是否为可逆反应;②根据负极反应为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=2H2O,则通入氢气的一极为负极,发生氧化反应,并可判断溶液呈碱性,碱性溶液中正极发生还原反应,电极反应为O2﹣4e﹣+2H2O=4OH﹣,据此分析.
20.【答案】(1)原电池;化学能转化为电能
(2)正;负;
(3)0.02mol
(4)B;C
【解析】【解答】(1)该装置中铁片和铜片作电极,硫酸铜溶液作电解质溶液,形成了原电池,原电池是将化学能转化为电能的装置,故答案为:原电池;化学能转化为电能;
(2)铁比铜活泼,因此铜片作正极,铁片作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为,故答案为:正;负;;
(3)铜片上发生的反应为,铁片上发生的反应为,设反应中转移电子物质的量为2x mol,则正极生成铜物质的量为x mol,正极增加的质量为, 负极消耗铁的物质的量为x mol, 负极减少的质量为,反应一段时间后铁片与铜片的质量差为1.2g,则,解得x = 0.01mol,导线中流过的电子的物质的量为0.02mol,故答案为:0.02mol;
(4)该装置构成原电池,Al失去电子发生氧化反应生成Al3+,为负极,碳棒作正极;
A.原电池工作时,电流从正极经导线流向负极,因此电流由碳棒经导线流向铝制易拉罐,故A不正确;
B.电解质溶液为醋酸,碳棒为正极,正极的电极反应式为,则碳棒上生成的气体为氢气,故B正确;
C. 铝质易拉罐逐渐被腐蚀,说明Al失去电子发生氧化反应生成Al3+,故C正确;
故答案为:BC。
【分析】(1)该装置是由两个电极、导线、电解液构成,且能自行发生氧化还原反应,属于原电池。
(2)电池总反应是Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,铁作负极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;铜作正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
(3)正极质量增加,负极质量减少,结合电极反应式进行解答。
(4)该装置为原电池,碳棒作正极,其电极反应式为2H++2e-=H2↑;铝质易拉罐作负极,其电极反应式为Al-3e-=Al3+,电流从正极沿导线流向负极。
21.【答案】(1)I、II、IV
(2)
(3)
(4)、、
(5)O2;
【解析】【解答】(1)反应物能量大于生成物的能量,则反应为放热反应;由图可知,放热反应为I、II、IV;
(2)燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;完全燃烧生成二氧化硫气体,反应为,已知:,由图可知,2mol硫生成2mol二氧化硫放出热量,故的燃烧热的热化学方程式: ;
(3)由图可知,过程IV的热化学方程式:;SO2经过程III、过程IV转化成SO3的总反应热化学方程式为:;由盖斯定律可知,总反应焓变的二分之一减去反应IV焓变的二分之一得过程III的热化学方程式: ;
(4)和的物质的量分别为0.3mol、0.5mol,在一定条件下连续发生过程I和过程II的反应,由图可知,I: 、II:;充分反应后无固体剩余,反应I消耗氧气、生成二氧化硫的物质的量分别为0.3mol、0.3mol,放出热量,则反应II放热,则II消耗二氧化硫、消耗氧气、生成三氧化硫的物质的量分别为、0.05mol、0.1mol;则反应后的体系中各组分的物质的量分别为、、;
(5)已知:① ,反应为吸热反应,臭氧能量更高,则相同条件下,更稳定;
由图可知,②,由盖斯定律可知,(②-①)得: 。
【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;
(2)燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;
(3)依据盖斯定律分析;
(4)反应热的大小与反应物、生成物的物质的量的多少有关;
(5)根据能量越低,越稳定;由盖斯定律分析。