1.2 反应热的计算 同步测试题
一、单选题
1.下列有关能量变化的说法错误的是( )
A.反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH相同
B.C(s,金刚石)=C(s,石墨) ΔH<0,说明石墨比金刚石稳定
C.大理石分解为吸热反应,双氧水分解也为吸热反应
D.反应物的键能总和小于生成物的键能总和,该反应是放热反应
2.为消除NO对环境的污染,可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。
已知:① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
则反应 的 H为( )
A.+2.98kJ·mol-1 B.-2.98kJ·mol-1
C.+1807.98kJmol-1 D.-1807.98kJ·mol-1
3.CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1则该催化重整反应的ΔH等于( )
A.-580 kJ·mol 1 B.+247 kJ·mol 1
C.+208 kJ·mol 1 D.-430kJ·mol 1
4.已知:(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s),△H=﹣348.3 kJ/mol
(1)2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣31.0 kJ/mol
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A.﹣317.3 kJ/mol B.﹣379.3 kJ/mol
C.﹣332.8 kJ/mol D.+317.3 kJ/mol
5.知反应:,反应产物中的S实为,它是一个八元环状分子(即),中可看成含2个键。部分共价键键能的数据如下::;:;:;:。则a为( )
A. B. C. D.
6.在Pt2O+表面发生反应:,利用该反应能够处理汽车尾气中的污染物.物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法错误的是( )
A.
B.使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率增大
C.反应物总键能小于生成物总键能
D.对于该反应,升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快
7.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q kJ·mol-1(Q>0)。下列说法正确的是( )
A.相同条件下,2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量
B.将2molSO2(g)和1molO2(g)充分反应可放出的热量为Q kJ
C.增大压强或升高温度,该平衡都向逆反应方向移动
D.若充分反应后放热Q kJ,则此过程中有2molSO2(g)被氧化
8.一定条件下,在水溶液中1molCl-、ClO(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列说法正确的是( )
A.P点对应的微粒最稳定
B.R点微粒化合价最高,氧化性最强
C.反应的焓变为 ΔH=-20kJ· mol-1
D.P点微粒发生歧化反应转化为N点和Q点微粒属于非自发过程
9.太阳能的开发与利用是能源领域的一个重要研究方向,由CO2制取C的太阳能工艺如图所示,下列有关说法正确的是()
A.分解1molFe3O4转移电子数为2NA
B.根据盖斯定律可知,△H1+△H2=0
C.FeO在CO2转化为C的过程中的作用是催化剂
D.该工艺是将太阳能转化为电能
10.已知:S2(l)+Cl2(g) S2Cl2(g△H=d kJ/mol,键能 S2 中 S-S(a kJ/mol)、Cl-Cl(bkJ/mol)、S-Cl(c kJ/mol),S2Cl2 中 S-S(e kJ/mol)。下列说法中正确的是( )
A.增大 S2 的量,正反应速率增大,平衡正向移动,△H 增大
B.d=a-2c+b-e
C.增加 S2 的量,反应速率增大
D.恒容时,增加 Cl2 的量,平衡常数增大且 S2Cl2 的含量增大
11.合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-890.3 kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
12.根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是( )
A.1 mol C(g)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B.反应2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由C→CO的热化学方程式为:2C(s)+O2(g) =2CO(g) ΔH= 221.2 kJ mol 1
D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO热值ΔH= 10.1 kJ mol 1
13.已知在10.8g碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积且C(s)+1/2 O2(g)=CO(g),△H=-110 kJ/mol;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),△H=-280 kJ/mol。与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
A.39 kJ B.248 kJ C.84 kJ D.326 kJ
14.钛被称为“第三金属”,其制取原料为金红石( ),制取步骤如下:
已知:①
②
则反应 的ΔH为( )
A.2ΔH1+2ΔH2 B.2ΔH1+ΔH2 C.2ΔH1-ΔH2 D.2ΔH1-2ΔH2
15.2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示,下列说法不正确的( )
A.△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7=△H1
B.△H4的值数值上和Cl-Cl共价键的键能相等
C.△H5<0,在相同条件下,2Br(g)的△H5′<△H5
D.△H7<0,且该过程形成离子键
16.对于反应: ,下列能量变化示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
17.CO2和H2在催化剂作用下制CH3OH,主要涉及的反应有:
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.①为吸热反应
B.若①中水为液态,则 △H1′>-49.0 kJ/mol
C.②中反应物的总能量比生成物的总能量高
D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.2 kJ/mol
18.已知热化学方程式 , 。当 水蒸气变为液态水时,其焓变为( )
A. B.
C. D.
二、综合题
19.
(1) (一)强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢可构成火箭推进剂。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知:0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出256.0kJ的热量。
该反应的热化学方程式为 。
(2)16g液态肼与液态过氧化氢反应生成气态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4) (二)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:E1=E2-198=E3-245=E6-791.4。
回答下列问题:
图中的I、II、III、IV中属于放热反应的是 。
(5)写出表示S(s)的燃烧热的热化学方程式: 。
(6)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。这两种途径相比,①改变的条件是 ,改变该条件主要是降低了 。已知过程IV的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s);则过程III的热化学方程式为 。
20.甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1
(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)反应②中的能量变化如图,
该反应为 (吸或放)热反应,ΔH2= 。(用E1、E2表示)
(3)H2(g)的燃烧热为 。
21.碘在科研与生活中有重要应用.某兴趣小组用0.50mol L﹣1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol L﹣1K2S2O8、0.10mol L﹣1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响.
已知:S2O82﹣+2I﹣═2SO42﹣+I2(慢);I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣(快)
(1)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 体积V/mL
K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液
① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0
② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0
③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0
表中Vx= mL,理由是 .
(2)已知某条件下,浓度c(S2O82﹣)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82﹣)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
(3)碘也可用作心脏起搏器电源﹣锂碘电池的材料.该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI (s)△H
已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)△H1 4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2则电池反应的△H= .
22.
(1)常温常压下,断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ。mol-1)下表是一些键能数据(kJ·mol-1)
化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能
C—H 414 C—F 489 H—F 565 F—F 158
H-H 436 H-N 391
①根据键能数据计算以下反应的反应热△H:CH4(g)+4F2(g)﹦CF4(g)+4HF(g)
△H=
②根据键能和反应热化学方程式 N2(g)+ H2(g) =NH3(g ) △H = -46 kJ·mol-1 计算N≡N的键能是
(2)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列各问题:
①上述反应中属于放热反应的是 。
②H2的燃烧热为 ;C的燃烧热为 。
③燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为 。
④CO的燃烧热的热化学方程式为 。
(3)已知下列热化学方程式:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H1
= -702.2kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)=2HgO
(s) △H2 = -181.4 kJ/mol
由此可知Zn(s)+ HgO (s)= ZnO(s)+ Hg(l)的△H是
23.联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子的电子式为 .
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)△H1②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H4=﹣1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 .
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,联氨第一步电离方程式为: .
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.反应热是指旧键断裂、新键生成过程中产生的能量差,与条件无关,故A不符合题意;
B.根据能量最低原理,反应, 说明金刚石能量高于石墨,故石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C.大多数分解属于吸热反应,但是双氧水分解属于放热反应,故C符合题意;
D.放热反应是指反应物总能量大于生成物总量或者反应物的键能总和小于生成物的键能总和,故D不符合题意;
故答案为:C;
【分析】A、焓变和条件、途径无关;
B、内能越小,物质越稳定;
C、双氧水分解属于放热反应;
D、反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,反之反应吸热。
2.【答案】D
【解析】【解答】已知① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式依据盖斯定律,结合热化学方程式合并计算:①×5+②得到: △H=-1807.98kJ/mol,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
3.【答案】B
【解析】【解答】已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1
根据盖斯定律,2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),△H=2×(-111 kJ·mol 1)-(-75 kJ·mol 1)-(-394 kJ·mol 1)=+247 kJ·mol 1,
故答案为:B。
【分析】本题主要考查焓变的相关计算。利用盖斯定律来计算热化学方程式的焓变值,注意要对化学方程式系数进行适当的调节。
4.【答案】(1)A
【解析】【解答】已知:(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s),△H=﹣348.3kJ/mol
(2)2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s),△H=﹣31.0kJ/mol
根据盖斯定律,将(1)-(2),整理可得:Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H=﹣317.3 kJ/mol,
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律计算。
5.【答案】A
【解析】【解答】ΔH=(2×2×364+2×522)kJ/mol-(
×8×266+2×2×463) kJ/mol=-150kJ/mol,A符合题意;
答案为A。
【分析】反应热=反应物的总键能 生成物的总键能。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.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;反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差,则,A不符合题意;
B.催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应的始态与终态,因此化学平衡发生移动,故使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率不变,B符合题意;
C.断裂化学键吸收能量,形成化学键会释放能量,该反应是放热反应,说明断裂反应物化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键释放的总能量,即反应物总键能小于生成物总键能,C不符合题意;
D.对于该反应,升高温度,分子运动速率加快,物质分子内能增加,更多普通分子变为活化分子,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据盖斯定律计算;
C.该反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能;
D.升高温度,分子运动速率加快,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.此反应是放热反应,所以 和 所具有的能量大于 所具有的能量,A不符合题意;
B.由于该反应为可逆反应,不能完全反应,故将 和 置于一密闭容器中,参加反应的 一定不足 ,放出的热量一定小于 ,B不符合题意;
C.该反应中反应物气体的计量数之和大于产物中气体的计量数之和,故增大压强后,平衡应向正反应方向移动,C不符合题意;
D.由该热化学方程式可知,当有 参加反应,即 被氧化时,放出的热量为 ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q kJ·mol-1(Q>0)分析;
8.【答案】C
【解析】【解答】A.P点对应得粒子能量最高,最不稳定,A选项是错误的;
B.氧化性得强弱与物质的化合价相关外,还与物质本身得稳定性相关,B选项是错误的;
C.根据盖斯定律,N到M放热60KJ能量,N到P吸热40KJ热量,因此反应的焓变为 ΔH=-20kJ· mol-1,C选项是正确的;
D. P点微粒发生歧化反应转化为N点和Q点微粒属于自发过程,D选项是错误得。
故答案为:C。
【分析】A.物质本身得能量越高,物质就越不稳定;
B.氧化性得强弱与物质的化合价相关外,还与物质本身得稳定性相关;
C.根据反应热得计算方法可以计算出该反应的反应热;
D.化学中可自发进行的反应就是指在某一确定条件下,能正向趋势进行的反应。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.Fe3O4分解生成FeO,Fe元素从+3价降低到+2价,1molFe3O4中含有1mol二价铁和2mol三价铁,所以转移电子数为2NA,故A符合题意;
B.Fe3O4分解生成FeO,FeO与CO2反应生成Fe3O4,两个反应的生成物和反应物不同,所以反应放出或吸收的热量不同,则△H1+△H2≠0,故B不符合题意;
C.FeO在CO2转化为C的过程中Fe元素的化合价升高,则FeO失电子作还原剂,故C不符合题意;
D.该工艺是将太阳能转化为化学能,故D不符合题意。
【分析】盖斯定律指的是化学反应与反应的途径无关,而与反应的初始和结束状态有关。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.S2为液态,增大 S2 的量,浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,△H 不变,A不符合题意;
B. 根据反应热=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量,d= a+ b-(e+ 2c)= a-2c+b-e,B符合题意;
C.S2为液态,增加 S2 的量,浓度不变,反应速率不变,C不符合题意;
D.平衡常数只是温度的函数,因此,由于温度不变,平衡常数不变,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.增加纯液体的量,不影响平衡移动;
B.反应热等于反应物键能总和减去生成物键能总和;
C.增加纯液体的量, 不影响反应速率;
D.平衡常数只与温度有关,与浓度无关;
11.【答案】A
【解析】【解答】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,及④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,根据盖斯定律,将热化学方程式④+③-②-①×3,整理可得 ,
故答案为:A。
【分析】盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
12.【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知:1mol C(s) 与1mol O2(g)的能量之和大于393.5 kJ,而1mol C(g) 与1mol O2(g)的能量之和远大于393.5 kJ,故A不符合题意;
B、由图可知:1molCO( g)和0.5mol的O2(g)生成1molCO2( g) 放出282.9kJ的热量,所以反应2CO( g)+O2(g)═2CO2( g) 中,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B不符合题意;
C、由图可知:1molC(s)和0.5molO2(g)转化为1mol的CO( g),放出热量为:393.5-282.9=110.6kJ,所以2C(s)+O2(g)═2CO( g)△H=-221.2kJ/mol,故C符合题意;
D、热值指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态,则CO的热值为 kJ/g=10.1kJ/g,单位不符合题意,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用图像可以分别算出C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol,CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)△H=-282.9kJ/mol.由盖斯定律可以求得C(s)+0.5O2(g)=CO(g) △H=-110.6kJ/mol,系数扩大二倍即为选项C。
13.【答案】C
【解析】【解答】10.8g碳的物质的量为n=10.8g÷12g/mol=0.9mol,不完全燃烧所得气体中,CO占三分之一体积,根据碳原子守恒,求得CO的物质的量为0.9mol×1/3=0.3mol,根据CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),ΔH=-280 kJ/mol,所以10.8g碳不完全燃烧生成0.3molCO损失的热量为280 kJ/mol×0.3mol=84kJ。
故答案为:C。
【分析】先计算碳完全燃生成为二氧化碳放出的热量,然后再算出 不完全燃烧,即 CO占1/3体积,CO2占2/3体积 燃烧放出的热量,最后二者差值即为热量损失。
14.【答案】B
【解析】【解答】将反应① 2+②可得: ,依据盖斯定律可知该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2,B项符合题意。
【分析】根据盖斯定律进行计算即可
15.【答案】C
【解析】【解答】A.根据盖斯定律可得,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7,选项正确,A不符合题意;
B.键能是指断裂(或形成)1mol化学键时所吸收(或释放)的能量,因此ΔH4的数值上和Cl-Cl共价键的键能相等,选项正确,B不符合题意;
C.由于活泼性Cl>Br,Cl得到电子的能力比Br更强,因此Cl得电子后放出的能量越多,因此相等条件下, ΔH5′> ΔH5,选项错误,C符合题意;
D.NaCl由气态转化为固态的过程中放出热量,因此ΔH7<0,同时该过程中,形成了离子键,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据盖斯定律分析;
B.结合键能的定义分析;
C.根据溴和氯的活泼性进行分析;
D.NaCl为离子晶体;
16.【答案】B
【解析】【解答】A.B(g)的能量大于B(l),与图示不符,故A不符合题意;
B. 为放热反应,则2molA(g)的能量大于1molB(g);B(g)的能量大于B(l),与图示相符合,故B符合题意;
C.2molA(g)的能量大于1molB(g),与图示不符,故C不符合题意;
D.2molA(g)的能量大于1molB(g);B(g)的能量大于B(l),与图示不符,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据 可知, 反应物的能量高于生成物的能量,故反应物放热反应,气体到固体的转变还需要放出能量,故液态B的能量低于气态B的能量,根据此判断图像的正误
17.【答案】D
【解析】【解答】A.反应①的△H1<0,说明该反应是放热反应,A不符合题意;
B.物质由气态转化为液态时放出热量,反应放出是热量越多,反应热就越小。由于反应①的△H1<0,若①中水为液态,则 △H1′<-49.0 kJ/mol,B不符合题意;
C.反应②中△H2>0,说明反应物的总能量比生成物的总能量低,C不符合题意;
D.根据盖斯定律,将反应①-②,整理可得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.2 kJ/mol,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.△H<0,说明该反应是放热反应,反之为吸热反应;
B.物质由气态转化为液态时放出热量;
C.吸热反应中反应物的总能量比生成物的总能量低;
D.依据盖斯定律分析解答。
18.【答案】C
【解析】【解答】① ,② ,根据盖斯定律, 可得 ,由该热化学方程式可知, 18g 水蒸气变为液态水时放出 的热量,则 1g 水蒸气变为液态水时放出的热量是 ,即当 1g 水蒸气变为液态水时,其焓变 ,故C符合题意。
故答案为C。
【分析】 水由气态转化为液态时放出热量,并结合盖斯定律分析作答.
19.【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640.0kJ/mol
(2)320
(3)产物为氮气和水,不会污染环境
(4)I、II、IV
(5)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7 kJ/mol
(6)添加了催化剂;反应的活化能;SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol
【解析】【解答】(1)由0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出256.0kJ的热量可知,1mol液态肼和过氧化氢反应的反应热ΔH=-=-640kJ/mol,则反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640.0kJ/mol,故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640.0kJ/mol;
(2)由0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出256.0kJ的热量可知,16g液态肼与液态过氧化氢反应生成气态水时放出的热量为=320 kJ,故答案为:320;
(3)由液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气可知,此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是产物为氮气和水,不会污染环境,故答案为:产物为氮气和水,不会污染环境;
(4)由图可知,I、II、III、IV中属于反应物总能量大于生成物总能量的放热反应的是I、II、IV,故答案为:I、II、IV;
(5)硫的燃烧热为1mol二氧化硫完全燃烧生成二氧化硫放出的热量,由图可知,2mol硫与氧气反应生成二氧化硫的反应热ΔH= E6-E2=(-198+791.4)kJ/mol=-593.4kJ/mol,则硫的燃烧热ΔH=-593.4kJ/mol×=-296.7kJ/mol,反应的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7kJ/mol,故答案为:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7kJ/mol;
(6)由图可知,与反应②相比,反应①的反应途径和活化能发生改变,说明反应改变的条件为添加了催化剂;二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-(E2-E1)=-198kJ/mol,过程IV的热化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s) ΔH=-(E1-E3)=-245kJ/mol,由盖斯定律可知,过程III的热化学方程式为SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH==+23.5 kJ/mol,反应的热化学方程式为SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol,故答案为:添加了催化剂;反应的活化能;SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol。
【分析】(1)写出反应的化学方程式,结合0.4molN2H4(l)反应放出256.0kJ热量,计算反应热,从而得出热化学方程式。
(2)根据公式计算n(N2H4),结合热化学方程式计算反应热。
(3)N2H4的燃烧产物为N2和H2O,不会造成空气污染。
(4)根据反应物、生成物能量的相对大小判断反应的热效应。
(5)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,据此写出S(s)燃烧热的热化学方程式。
(6)催化剂可改变反应的活化能,从而改变反应速率。根据盖斯定律计算反应热,从而写出反应的热化学方程式。
20.【答案】(1)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-764.7 kJ·mol-1
(2)放;ΔH2=( E1-E2) kJ·mol-1
(3)285.9kJ·mol-1
【解析】【解答】(1)甲醇完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),反应的化学方程式为: CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),由盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2=(-571.8kJ/mol)+(-192.9kJ/mol)=-764.7kJ/mol,故甲醇蒸汽完全燃烧的热化学方程式为: CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-764.7 kJ·mol-1;
(2)由于反应②ΔH<0,因此该反应为放热反应;反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量,因此ΔH2=(E1-E2)kJ/mol;
(3)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成稳定氧化物时放出的热量;因此H2的燃烧热为;
【分析】(1)根据甲醇的燃烧书写反应的化学方程式,根据盖斯定律计算反应热,从而得出反应的热化学方程式;
(2)根据反应热的正负确定反应放热或吸热,根据物质能量计算反应热ΔH;
(3)根据燃烧热的定义分析;
21.【答案】(1)2;理由是保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他的不变,才到达实验目的
(2)解:
(3) (△H1﹣△H2)
【解析】【解答】解:(1)对照实验1和2发现,实验2取的0.20mol L﹣1K2S2O8溶液的体积9mL,比实验1少了1mL,说明取的K2S2O8物质的量少,加水1mL,保证了溶液的体积不变,所以在其它条件不变的情况下,探究的是该反应速率与K2S2O8浓度的关系,同样原理对照实验1和3,为保证溶液的体积相同,须加2mL水,
故答案为:2;理由是保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他的不变,才到达实验目的;(2)保持其它条件不变,降低温度,反应速率降低,到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变长,而使用催化剂,能加快化学反应速率,所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短,故答案为: ;(3)已知:①4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)△H1②4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2
根据盖斯定律可得: (①﹣②)可得:2Li(s)+I2(s)═2LiI(s)△H= (△H1﹣△H2),
故答案为: (△H1﹣△H2).
【分析】(1)根据实验1、2、3的异同点解答;(2)根据降低温度和使用催化剂对反应速率的影响解答.(3)依据盖斯定律结合已知热化学方程式计算反应热.
22.【答案】(1)-1928kJ/mol;946kJ/mol
(2)①②③④;285.8 kJ·mol-1;393.5 kJ·mol-1;1429kJ;CO(g)+ O2(g)═CO2(g)ΔH=-283.0kJ/mol
(3)-260.4kJ mol-1
【解析】【解答】(1)①焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,所以该反应的ΔH=414kJ/mol×4+158kJ/mol×4)-(489kJ/mol×4+565kJ/mol×4)=-1928kJ/mol;②设N≡N的键能为a kJ/mol,则有ΔH= ×a kJ/mol+ ×436kJ/mol-3×391=-46kJ/mol,解得:x=946kJ/mol;(2)①焓变小于0的化学反应为放热反应,所以属于放热反应的是①②③④;②氢气的燃烧热即1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,根据热化学方程式①可知氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1;同理根据热化学方程式④可知C的燃烧热为393.5 kJ·mol-1;③10g氢气的物质的量为5mol,根据热化学方程式①可知燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为285.8kJ/mol×5mol=1429kJ;④根据盖斯定律由④-③可得CO的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+ O2(g)═CO2(g)ΔH=(-393.5 kJ/mol)-(-110.5 kJ/mol)=-283.0kJ/mol;(3)依次给两个热化学方程式编号为①、②,则根据盖斯定律:(①-②)× 即可得:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH 3=(-702.2+181.4)× kJ mol-1=-260.4kJ mol-1。
【分析】(1)焓变=反应物键能之和-生成物键能之和
(2) ΔH0是放热反应
燃烧热指1mol燃料完全燃烧生成稳定的产物,例如:水最终 液态 ,碳燃烧最终生成气态的二氧化 碳,硫燃烧最终生成气态的二氧化硫
(3)利用盖斯定律求焓变
23.【答案】(1)
(2)2△H3﹣2△H2﹣△H1;反应放热量大,产生大量气体
(3)N2H4+H2O N2H5++OH﹣
【解析】【解答】解:(1)肼的分子式为N2H4,是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键形成的共价化合物,其电子式为 ,故答案为: ;(2)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3
依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2﹣②×2﹣①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=2△H3﹣2△H2﹣△H1,根据反应④可知,联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体,因此可作为火箭推进剂,故答案为:2△H3﹣2△H2﹣△H1;反应放热量大,产生大量气体;(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,其第一步电离出N2H5+、OH﹣,联氨第一步电离方程式为:N2H4+H2O N2H5++OH﹣,故答案为:N2H4+H2O N2H5++OH﹣.
【分析】(1)N2H4是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子间形成一个共价键形成的共价化合物,元素化合价代数和为0计算化合价;(2)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2﹣②×2﹣①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=﹣1048.9kJ mol﹣1;根据联氨和N2O4的反应特点分析;(3)结合氨气在溶液中的电离特点可知第一步电离出N2H5+、OH﹣,据此写出联氨第一步电离方程式.