单元素养测评卷(一)
1.B [解析] “野火烧不尽,春风吹又生”体现了植物中的有机物燃烧产生CO2、H2O,反应过程放出热量,反应为放热反应,A错误;该诗句描述了石灰石在高温下分解,该反应为吸热反应,B正确;该诗句体现了煤燃烧产生CO2,放出大量热量,使周围温度升高,同时发光,C错误;该诗句描述了蜡烛燃烧,反应是放热反应,D错误。
2.D [解析] 植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,A错误;Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应,但不需要加热,B错误;动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转化为热能的过程,C错误;一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源,化石燃料属于一次能源,二次能源是由一次能源直接或间接转换而来的能源,电能属于二次能源,D正确。
3.D [解析] 中和反应反应热测定时,量筒用于测量液体的体积,玻璃搅拌器用于搅拌混合液体,温度计测量温度,A正确;为了测定数据更准确,采用稍过量的NaOH溶液,使HCl完全反应,B正确;若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸是弱酸,电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热ΔH偏大,C正确;需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后体系的最高温度,D错误。
4.B [解析] 该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,A正确;该反应是可逆反应,不可能完全进行,将1 mol N2(g)与3 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量小于a kJ,B错误;该反应为放热反应,形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量,故C正确;反应放出的热量与热化学方程式的化学计量数成正比,生成2 mol NH3(g)时放出a kJ的热量,则生成1 mol NH3(g)时放出 kJ的热量,D正确。
5.A [解析] 生成液态水反应的焓变ΔH等于断开1 mol H—H和0.5 mol OO所需总能量减去形成2 mol O—H释放的总能量,该反应的ΔH<0,故断开1 mol H—H和0.5 mol OO所需总能量小于形成2 mol O—H释放的总能量,A错误;气态水的能量高于液态水,则若生成1 mol H2O(g)放出的热量小于285.8 kJ,B正确;气态水的能量高于液态水,则1 mol液态水与1 mol水蒸气所具有的内能不同,C正确;该反应为放热反应,1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)的总能量比1 mol H2O(l)的能量高285.8 kJ,D正确。
6.D [解析] 碳与水反应吸收131.3 kJ的热量,未指明各物质的物质的量和反应物、生成物的聚集状态,A错误;1 mol C和1 mol H2O反应吸收131.3 kJ的热量,未指明物质聚集状态,B错误;ΔH>0,该反应是吸热反应,C错误;固态碳与水蒸气反应生成1 mol CO气体和1 mol气态H2,吸收131.3 kJ的热量,D正确。
7.B [解析] 燃烧热是101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,常见元素的指定产物为C→CO2(g)、H→H2O(l),水应该为液态,A错误;CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)CO2(g)
+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,B正确;水应该为液态且焓变应为ΔH=-890.3 kJ·mol-1,C错误;CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445.15 kJ·mol-1,D错误。
8.C [解析] 根据燃烧热的定义知,生成物中H2O应为液态,故表示乙醇燃烧热的热化学方程式为CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1,A错误;由于SO2和O2反应是一个可逆反应,即在一定条件下将1 mol SO2和0.5 mol O2置于密闭容器中充分反应,参加反应的SO2小于1 mol,放出热量79.2 kJ,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH<-158.4 kJ·mol-1,B错误;等质量的C完全燃烧生成CO2放出的热量比不完全燃烧生成CO时放出的热量多,且两个反应均为放热反应,a、b均为负数,则a9.C [解析] 将左边这根线向左下角延长,得到未加HCl溶液时的温度为做该实验时的环境温度,因此得出做该实验时环境温度不是22 ℃,A错误;二者发生反应,温度升高,表明化学能可以转化为热能,B错误;当HCl溶液体积为30 mL时,温度最高,说明在此点HCl和NaOH恰好完全反应,即HCl和NaOH的物质的量相等,1 mol·L-1×0.03 L=c(NaOH)×0.02 L,c(NaOH)=1.5 mol·L-1,C正确;该实验只能说明此反应是放热反应,但其他很多生成水的反应是吸热反应,比如碳酸氢钠与盐酸反应有水生成但为吸热反应,D错误。
10.B [解析] 由图可知,溶液中碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳气体和液态水的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故A错误;由图可得如下反应:①C(aq)+H+(aq)HC(aq) ΔH1、②H+(aq)+HC(aq)H2CO3(aq) ΔH2、③H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l) ΔH3,由盖斯定律可知,反应①+②+③可得反应C(aq)+2H+(aq)CO2(g)+H2O(l),则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,故B正确;ΔH1、ΔH2均小于0,|ΔH1|大于|ΔH2|,则焓变ΔH1小于ΔH2,故C错误;溶液中碳酸氢根离子与氢离子生成碳酸的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则碳酸电离出碳酸氢根离子和氢离子的过程为吸热过程,焓变大于0,故D错误。
11.B [解析] 在两池中加入NaOH固体,铵根离子和氢氧根离子反应,不利于N的生成,A错误;反应Ⅰ中氧元素由0价变为-2价,O2~4e-,消耗22.4 L O2(标准状况下为1 mol)转移的电子数约为4×6.02×1023,B正确;由反应Ⅰ、反应Ⅱ的离子方程式可知,当好氧菌池和厌氧菌池投放废液的体积比为3∶5时,理论上N能完全转化为N2,C错误;由盖斯定律可知,×Ⅰ+×Ⅱ得反应:4N(aq)+3O2(g)2N2(g)+4H+(aq)+6H2O(l),则焓变为ΔH= kJ·mol-1,D错误。
12.C [解析] 根据盖斯定律,ΔH1=ΔH5-ΔH2,因ΔH2>ΔH5,则ΔH1<0,相同条件下,能量越低越稳定,则稳定性:正丁烷<异丁烷,故A、D错误;燃烧热是101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,含H元素的物质燃烧生成的指定产物为液态水,所以ΔH3的值不是正丁烷的燃烧热,故B错误;ΔH1+ΔH2和ΔH3+ΔH4的始态和终态相同,由盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,故C正确。
13.B [解析] 由题干信息可知,CH4与Cl2的取代反应不管是生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,均为ΔH<0的反应,则CH4与Cl2的取代反应是放热反应,A正确;由题干信息可知,1 mol CH4(g)和1 mol Cl2(g)的能量之和比1 mol CH3Cl(g)和1 mol HCl(g)的能量之和多99 kJ,B错误;由题干图中信息可知,ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1,说明CH4与Cl2的四步取代反应难易程度相当,C正确;已知CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)过程中相当于断裂了1 mol C—H,形成了1 mol H—Cl,已知Cl—Cl的键能为243 kJ·mol-1,C—Cl的键能为327 kJ·mol-1,且有CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-99 kJ·mol-1,即4E(C—H)+E(Cl—Cl)-3E(C—H)-E(C—Cl)-E(H—Cl)=-99 kJ·mol-1,即E(C—H)+E(Cl—Cl)-E(C—Cl)-E(H—Cl)=-99 kJ·mol-1,则E(C—H)+243 kJ·mol-1-327 kJ·mol-1-E(H—Cl)=-99 kJ·mol-1,所以E(C—H)-E(H—Cl)=-15 kJ·mol-1,即CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)的ΔH=-15 kJ·mol-1<0,D正确。
14.C [解析] 由图可知,H2O(g)的标准摩尔生成焓为-241.8 kJ·mol-1,H2O(g)的能量高于H2O(l),则H2O(l)的标准摩尔生成焓Δf<-241.8 kJ·mol-1,故A正确;N2H4(l)的标准摩尔生成焓为+50.6 kJ·mol-1,NH3(g)的标准摩尔生成焓为-45.9 kJ·mol-1,根据能量越低越稳定,则NH3(g)比N2H4(l)稳定,故B正确;N2H4(l)的标准摩尔生成焓为+50.6 kJ·mol-1,①N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH=+50.6 kJ·mol-1,H2O(g)的标准摩尔生成焓为-241.8 kJ·mol-1,则②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,根据盖斯定律:②-①得N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2 kJ·mol-1,但燃烧热是指生成液态水,故N2H4(l)的燃烧热大于534.2 kJ·mol-1,不能计算出具体的数值,故C错误;根据图中数据可知,N2(g)与H2(g)充分反应生成1 mol NH3(g),放出45.9 kJ的热量,故D正确。
15.D [解析] 气体变成液体时会放出热量,则相同质量的N2H4(g)和N2H4(l),后者具有的能量较低,A正确;由图可得热化学方程式NO2(g)N2O4(g) ΔH3<0,NO2(g)转化为N2O4(g)会放出热量,则相同质量的NO2(g)和N2O4(g),破坏两种物质中所有的化学键,后者所需的能量高,B正确;由盖斯定律可知,焓变只与物质的始态和终态有关,与反应途径无关,则ΔH5=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4,C正确;反应N2H4(l)+NO2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH可看成是反应NO2(g)N2O4(g) ΔH3和反应N2H4(l)+N2O4(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH4相加所得,则ΔH=ΔH3+ΔH4,由于ΔH3<0,则ΔH<ΔH4,D错误。
16.(1)+59.3
(2)157 N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
[解析] (1)HCN(g)的相对能量为0 kJ·mol-1,异构化后HNC(g)的相对能量为59.3 kJ·mol-1,根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量,可得ΔH=+59.3 kJ·mol-1。
(2)联氨与氧气反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1;从键能角度,反应物断键需吸收能量,反应物断键吸收的总能量为2752 kJ·mol-1-534 kJ·mol-1=2218 kJ·mol-1,设N—N的键能为x,则x+391 kJ·mol-1×4+497 kJ·mol-1=2218 kJ·mol-1,解得x=157 kJ·mol-1,故N—N的键能为157 kJ·mol-1。
17.(1)C (2)C (3)偏大
(4)ΔH3>ΔH2>ΔH1
(5)C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1
(6)不变
[解析] (1)玻璃搅拌器的正确操作是上下移动,使酸液和碱液混合均匀。
(2)中和反应反应热的测定过程中,必须尽量减少热量散失,所以倒入氢氧化钠溶液时,必须一次性迅速倒入量热计的内筒中。
(3)简易量热计的内筒如果不盖杯盖,会有一部分热量散失,求得生成1 mol H2O(l)时中和反应反应热数值将会减小,ΔH偏大。
(4)中和反应为放热反应,焓变为负值,浓硫酸稀释放热,醋酸电离吸热,则ΔH3>ΔH2>ΔH1。
(5)结合盖斯定律可知,①+②+③得到C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=(+19.3 kJ·mol-1)+(-57.2 kJ·mol-1)+(+172.4 kJ·mol-1)=+134.5 kJ·mol-1。
(6)加入催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不变。
18.(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1
(2)①MgF2(s)Mg(s)+F2(g) ΔH=+1124 kJ·mol-1 ②< ③-160
(3)①保证盐酸完全被中和 ②不能 铁会与盐酸反应,引起实验误差 ③AD
[解析] (1)生成1 mol NH3(l)时放出的热量为(b+c-a) kJ,则1 mol N2(g)和3 mol H2(g)反应生成2 mol NH3(l)的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1。
(2)①根据题目所给能量关系图所示,假设MgF2(s)相对能量为0,则 mol MgF2固体分解得到的 mol Mg固体和 mol F2气体共具有的相对能量是562 kJ,那么当有1 mol MgF2固体分解生成1 mol Mg固体和1 mol F2气体时,反应吸收能量是2×562 kJ-0=1124 kJ,所以该反应的热化学方程式是MgF2(s)Mg(s)+F2(g) ΔH=+1124 kJ·mol-1。
②等物质的量的MgBr2和MgCl2分解得到单质镁和卤素单质,MgCl2需要吸收的能量更多,说明其热稳定性更高。
③根据题目所给能量关系图得到①MgBr2(s)Mg(s)+Br2(g) ΔH1=+524 kJ·mol-1,②MgI2(s)Mg(s)+I2(g) ΔH2=+364 kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,题目所给热化学方程式由②-①得到,所以其焓变值为ΔH=ΔH2-ΔH1=+364 kJ·mol-1-(+524 kJ·mol-1)=-160 kJ·mol-1。
(3)①实验中NaOH溶液稍过量的原因为保证盐酸完全被中和。②磁子表面的聚四氟乙烯不能换成铁,原因是铁会与盐酸反应,引起实验误差。③实验数值结果小于57.3 kJ·mol-1,说明测量过程中有热量损失,醋酸电离过程吸收热量,导致放出的热量减少,A符合题意;读取混合液的最高温度记为终点温度,操作正确,没有热量损失,B不符合题意;用量筒量取盐酸时仰视读数,盐酸的体积偏大,放出的热量偏多,C不符合题意;分多次把NaOH溶液注入盛盐酸的内筒中,热量容易散失,应该一次性快速倒入,D符合题意。
19.(1)CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
(2)H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
(3)+137
(4)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254 kJ·mol-1
(5)ΔH1-ΔH2
[解析] (1)常温下0.5 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出141.5 kJ热量,则1 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出283 kJ热量,热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。
(2)根据H2S的燃烧热为a kJ·mol-1知,H2S的燃烧热的热化学方程式为H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1。
(3)根据表格知,①C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1 559.8 kJ·mol-1,②C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1 411.0 kJ·mol-1,③H2(g)+ O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1,①-②-③得到C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),则ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-1 559.8 kJ·mol-1+1 411.0 kJ·mol-1+285.8 kJ·mol-1=+137 kJ·mol-1。
(4)由题图知,反应Ⅱ的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S↓,根据盖斯定律,反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ)可得:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254 kJ·mol-1。
(5)由图知,C(石墨,s)+O2(g)CO(g) ΔH1,CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2,则反应C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2。
20.(1)M
(2)< 3NA 363.25
(3)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
(4)①放热 ②+44 (5)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1
[解析] (1)物质能量越低越稳定,该反应是吸热反应,M的能量低于N,较稳定的是M。
(2)燃烧热是指101 kPa时1 mol物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,甲醇燃烧生成H2O(g)不是指定产物,放出的热量小于燃烧热,则a<726.5;根据反应方程式,1 mol CH3OH(l)完全燃烧转移6 mol电子,16 g CH3OH(l)物质的量为=0.5 mol,转移电子数目为3NA,放出0.5 mol×726.5 kJ·mol-1=363.25 kJ能量。
(3)1.5 mol乙炔燃烧时,生成液态水和二氧化碳气体,同时放出1 949.4 kJ的热量,则1 mol乙炔燃烧时放出1 299.6 kJ热量,乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1。
(4)①从能量转化角度分析,反应Ⅰ的焓变小于0,为放热反应;②由盖斯定律可知,Ⅰ+×Ⅱ可得Ⅲ,ΔH3=-241.8 kJ·mol-1+×571.6 kJ·mol-1=+44 kJ·mol-1。
(5)根据已知可写出化学方程式为2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2,则生成1 mol CO2时消耗2 mol Cl2,放出290 kJ热量,据此写出热化学方程式。单元素养测评卷(一)
第一章 化学反应的热效应
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷45分,第Ⅱ卷55分,共100分。
第Ⅰ卷 (选择题 共45分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意,不选、多选、错选均不给分)
1.[2025·天津耀华中学高二阶段考] 优秀的中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是 ( )
A.野火烧不尽,春风吹又生
B.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
C.爝火燃回春浩浩,烘炉照破夜沉沉
D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
2.[2025·湖南长沙一中高二检测] 下列有关说法正确的是 ( )
A.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
B.吸热反应一定需要加热才能发生
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化为化学能的过程
D.化石燃料属于一次能源,电能属于二次能源
3.[2025·湖南长郡中学高二期中] 借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应反应热。下列说法不正确的是 ( )
A.所需的玻璃仪器有温度计、玻璃搅拌器、量筒
B.为了保证盐酸被完全中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热ΔH偏大
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应后体系的温度
4.合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-a(a>0) kJ·mol-1,下列有关叙述错误的是 ( )
A.反应物的总能量大于生成物的总能量
B.将1 mol N2(g)与3 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为a kJ
C.形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.该反应生成1 mol NH3(g)时放出 kJ的热量
5.[2025·北京昌平一中高二期中] 下列有关H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1的说法,不正确的是 ( )
A.断开1 mol H—H和0.5 mol OO吸收的总能量大于形成2 mol O—H放出的总能量
B.若生成1 mol H2O(g),放出的热量小于285.8 kJ
C.1 mol液态水与1 mol水蒸气所具有的内能不同
D.1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)的总能量比1 mol H2O(l)的能量高285.8 kJ
6.[2024·河北沧州高二期末] 碳单质可与水反应制取水煤气,热化学方程式是C (s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,该热化学方程式的含义为 ( )
A.碳与水反应吸收131.3 kJ的热量
B.1 mol C和1 mol H2O反应吸收131.3 kJ的热量
C.各1 mol固态碳和气态水反应,放出131.3 kJ的热量
D.固态碳与水蒸气反应生成1 mol CO气体和1 mol气态H2,吸收131.3 kJ的热量
7.[2025·河北沧州八县期中高二联考] 天然气属于化石燃料,它的主要成分是CH4,CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则下列热化学方程式中正确的是 ( )
A.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 780.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l) ΔH=+445.15 kJ·mol-1
8.下列叙述正确的是 ( )
A.乙醇的燃烧热为1 366.8 kJ·mol-1,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
B.在一定条件下将1 mol SO2和0.5 mol O2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-158.4 kJ·mol-1
C.已知C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1,C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=b kJ·mol-1,则aD.已知中和反应反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+
2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
9.将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl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以转化为电能
C.NaOH溶液的浓度为1.5 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
10.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应HC(aq)+H+(aq)CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B.C(aq)+2H+(aq)CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1>ΔH2;ΔH2<ΔH3
D.H2CO3(aq)H+(aq)+HC(aq) ΔH<0
11.废液中N在好氧菌和厌氧菌作用下能转化为N2(g)和H2O(l),其转化示意图如下:
反应Ⅰ:N(aq)+2O2(g)N(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:5N(aq)+3N(aq)4N2(g)+9H2O(l)+2H+(aq) ΔH2=b kJ·mol-1
下列说法正确的是 ( )
A.在两池中加入NaOH固体,有利于N的生成
B.反应Ⅰ中消耗22.4 L O2(标准状况)转移的电子数约为4×6.02×1023
C.当好氧菌池和厌氧菌池投放废液的体积比为5∶3时,理论上N能完全转化为N2
D.4N(aq)+3O2(g)2N2(g)+4H+(aq)+6H2O(l) ΔH=(3a+b) kJ·mol-1
12.已知ΔH2、ΔH3、ΔH5对应的反应中O2(g)已省略,且ΔH2>ΔH5。
下列说法正确的是 ( )
A.ΔH1>0
B.ΔH3的值是CH3CH2CH2CH3(g)的燃烧热
C.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
D.稳定性:正丁烷>异丁烷
13.甲烷与氯气发生取代反应分别生成1 mol相应有机物的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是 ( )
A.CH4与Cl2的取代反应是放热反应
B.1 mol CH4(g)的能量比1 mol CH3Cl(g)的能量多99 kJ
C.ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1,说明CH4与Cl2的四步取代反应难易程度相当
D.已知Cl—Cl的键能(断裂1 mol化学键所吸收的能量)为243 kJ·mol-1,C—Cl的键能为327 kJ·mol-1,则CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)的ΔH<0
14.已知:在101 kPa、298 K下,由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫作该物质的标准摩尔生成焓,用Δf(kJ·mol-1)表示,最稳定的单质的标准摩尔生成焓为0。相同状况下有关物质的标准摩尔生成焓如图所示,下列有关判断错误的是 ( )
A.H2O(l)的标准摩尔生成焓Δf<-241.8 kJ·mol-1
B.相同状况下,NH3(g)比N2H4(l)稳定
C.根据上表所给数据,可求得N2H4(l)的燃烧热
D.N2(g)与H2(g)充分反应生成1 mol NH3(g),放出45.9 kJ的热量
15.根据如图所示的物质转化关系,下列说法错误的是 ( )
A.相同质量的N2H4(g)和N2H4(l),后者具有的能量较低
B.相同质量的NO2(g)和N2O4(g),破坏两种物质中所有的化学键,后者所需的能量高
C.ΔH5=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4
D.N2H4(l)+NO2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH,则ΔH>ΔH4
第Ⅱ卷 (非选择题 共55分)
二、非选择题(本大题共5小题,共55分)
16.(8分)回答下列问题:
(1)(3分)在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。
该异构化反应的ΔH= kJ·mol-1。
(2)(5分)肼(N2H4)又称联氨,在航空航天方面应用广泛,可用作火箭燃料。已知键能为断裂1 mol化学键所吸收的能量,N—H、OO的键能分别为391 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1,N2H4(g)与O2(g)反应的能量变化如图所示。
N2H4(g)中N—N的键能为 kJ·mol-1。请写出N2H4(g)与O2(g)反应的热化学方程式: 。
17.(12分)根据所学知识,回答下列问题。
(1)(2分)实验室中和反应反应热的测定过程中,玻璃搅拌器的正确操作是 (填字母)。
A.顺时针搅拌
B.逆时针搅拌
C.上下移动
(2)(2分)中和反应反应热的测定过程中,倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次倒入
C.一次性迅速倒入
(3)(2分)若中和反应反应热的测定实验过程中,内筒未加杯盖,求得生成1 mol H2O(l)时中和反应反应热ΔH (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)(2分)向1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。反应恰好完全,生成1 mol H2O(l)时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则三者由大到小的顺序为 。
(5)(2分)已知:①Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
②3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
③C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
固态碳与水蒸气反应制气态氢气和一氧化碳气体的热化学方程式是
。
(6)(2分)1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化如图所示,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,ΔH (填“增大”“减小”或“不变”)。
18.(14分)化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)(2分)化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示(a、b、c均为正值)。试写出1 mol N2(g)和3 mol H2(g)反应生成2 mol NH3(l)的热化学方程式: 。
(2)某温度下卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①(2分)写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式: 。
②(1分)比较热稳定性:MgBr2 (填“>”或“<”)MgCl2。
③(1分)反应MgI2(s)+Br2(g)MgBr2(s)+I2(g) ΔH= kJ·mol-1。
(3)手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图所示,实验中一次性快速注入NaOH溶液。
①(3分)实验中NaOH溶液稍过量的原因为 。
②(3分)磁子表面的聚四氟乙烯 (填“能”或“不能”)换成铁,原因是 。
③(2分)利用上述装置测定稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中和反应反应热[生成1 mol H2O(l)时中和反应反应热为ΔH=-57.3 kJ·mol-1],实验数值结果小于57.3 kJ·mol-1,原因可能是 (填字母)。
A.将盐酸换成同体积、同浓度的醋酸溶液
B.读取混合液的最高温度记为终点温度
C.用量筒量取盐酸时仰视读数
D.分多次把NaOH溶液注入盛盐酸的内筒中
19.(10分)[2025·北京顺义一中高二月考] 完成下列反应热的计算和热化学方程式的书写。
(1)(2分)常温下0.5 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出141.5 kJ热量,则热化学方程式为 。
(2)(2分)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1(a>0),写出表示H2S燃烧热的热化学方程式: 。
(3)(2分)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如表所示。
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) -1 559.8 -1 411.0 -285.8
则ΔH= kJ·mol-1。
(4)(2分)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式为 。
(5)(2分)一定温度和压强下,有图示关系:
则反应C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g) ΔH= 。
20.(11分)碳元素是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。回答下列问题:
(1)(1分)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下。
ΔH=+88.6 kJ·mol-1
M、N相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)(3分)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a 726.5(填“>”“<”或“=”)。16 g CH3OH(l)完全燃烧,转移的电子数目为 (设NA为阿伏伽德罗常数的值),放出 kJ的热量。
(3)(2分)1.5 mol C2H2(g)燃烧时,生成液态水和二氧化碳气体,同时放出1 949.4 kJ的热量,写出乙炔燃烧的热化学方程式: 。
(4)已知存在下列热化学方程式:
Ⅰ.氢气燃烧:H2(g)+ O2(g)H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
Ⅱ.太阳光分解水制氢气:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
Ⅲ.液态水转化为水蒸气:H2O(l)H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
①(1分)从能量转化角度分析,反应①为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②(2分)ΔH3= kJ·mol-1。
(5)(2分)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl(g)和CO2(g),当有1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ热量,写出该反应生成1 mol CO2(g)时的热化学方程式: 。
