2018-2019学年人教版选修4 第1章 化学反应与能量 本章测试

第1章 化学反应与能量
一、选择题(本大题共18小题,每小题3分,共54分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法错误的是( )
A.大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用
B.生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量
C.氢气的燃烧产物是水,不会污染环境,是理想的清洁燃料
D.煤、石油、天然气均为化石燃料,它们属于可再生资源
2.下列物质间的反应,其能量变化符合如图的是( )

A.氢气与氧气反应生成液态水
B.稀盐酸与金属镁反应
C.生石灰与稀盐酸反应
D.硫酸铵晶体与氢氧化钡晶体混合研磨而反应
3.已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )

A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJ· mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A2和1 mol B2中的化学键,放出a kJ能量
4.有关能量的判断或表示方法正确的是( )
A.由H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,可知,含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量大于57.3 kJ
B.从C(石墨)C(金刚石) ΔH>0,可知金刚石比石墨更稳定
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量更多
D.2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ· mol-1
5.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.甲烷的标准燃烧热为-890 kJ· mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890 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.NaOH(s)+ H2SO4(浓) Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
D.2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出99.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ· mol-1
6.某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )

A.两步反应均为吸热反应
B.AB反应,反应条件一定要加热
C.A与C的能量差为E4
D.三种化合物中C最稳定
7.下列对于太阳能、生物质能和氢能利用的说法不正确的是( )
A.芒硝晶体(Na2SO4·10H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热,晚上重新结晶放热,实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能
B.将植物的秸秆、杂草和人畜粪便等加入沼气发酵池中,在富氧条件下,经过缓慢、复杂的氧化反应最终生成沼气,从而有效利用生物质能
C.在工农业生产、日常生活中需要大量应用氢能源,但需要解决氢气的廉价制备、氢气的储存和运输等问题
D.垃圾处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能,减轻了垃圾给城市造成的压力,改善了城市环境
8.化学反应N2+H2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )

A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ· mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ· mol-1
C. N2(g)+ H2(g)NH3(l) ΔH=(b+c-a)kJ· mol-1
D. N2(g)+ H2(g)NH3(g) ΔH=(a+b)kJ· mol-1
9.某实验小组学生按照课本实验要求,用50 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中放出的热量计算中和热。下列说法正确的是( )

A.实验过程中没有热量损失
B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯
D.酸或碱的物质的量越大,所测中和热的数值越大
10.H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是( )

A.反应①、反应②均为放热反应
B.反应①、反应②均为氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关
D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218 kJ· mol-1
11.已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=a kJ· mol-1,P4(g)+
10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ· mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为 c kJ· mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ· mol-1。下列叙述正确的是( )
A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl—Cl键的键能为 kJ· mol-1
D.P—P键的键能为 kJ· mol-1
12.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知:碳的标准燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1
S(s)+2K(s)K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b
13.C和H2在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=—220 kJ· mol-1
②
下列推断正确的是( )
A.C(s)的标准燃烧热为-110 kJ· mol-1
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1=+480 kJ· mol-1
C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+130 kJ· mol-1
D.欲分解2 mol H2O(l),需要提供480 kJ的热量
14.通过以下反应均可获取H2,下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol-1
A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小 D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
15.下列各组变化中,说法正确的是( )
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1;H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
③t ℃时在一定条件下,将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2,则Q1④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH1;CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④
16.已知通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径:
a.CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g) ΔH1=+256.6 kJ· mol-1
b.2CH3CH2OH(g)+O2(g)6H2(g)+4CO(g) ΔH2=+27.6 kJ· mol-1
则下列说法正确的是( )
A.升高a的反应温度,乙醇的转化率增大
B.由b可知,乙醇的标准燃烧热为13.8 kJ· mol-1
C.对反应b来说,增大O2浓度可使ΔH2的值增大
D.以上两种途径,制取等量的氢气,无论哪种途径,消耗的能量均相同
17.联氨(N2H4)和N2O4可作为火箭推进剂。已知:
①2O2(g)+N2(g)N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1 048.9 kJ· mol-1
下列叙述错误的是( )
A.ΔH3不是H2(g)的标准燃烧热
B.联氨和N2O4反应放热多、产生气体多,因此可作火箭推进剂
C.ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
D.若联氨为气态,则ΔH4大于-1 048.9 kJ· mol-1
18.已知:常温下,0.01 mol·L-1 MOH溶液的pH为10,MOH(aq) 与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH=-24.2 kJ· mol-1,强酸与强碱的稀溶液的中和热ΔH=-57.3 kJ· mol-1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为( )
A.-69.4 kJ· mol-1 B.-45.2 kJ· mol-1 C.+69.4 kJ· mol-1 D.+45.2 kJ· mol-1
二、非选择题(共5小题,共46分)
19.(8分)下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ· mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 220 kJ· mol-1
根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:
(1)H2的标准燃烧热为 。
C3H8的标准燃烧热为 。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比为 。
20.(5分)在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出的CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如图所示,试回答下列问题:

(1)该合成路线对于环境保护的价值在于 。
(2)CH3OH、H2的标准燃烧热分别为-725.5 kJ· mol-1、-285.8 kJ· mol-1,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
21.(10分)盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应,没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关 问题。

(1)方案一:如图组装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合,此时观察到的现象是 。
原因是 。
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变
化,测得的部分数据如下表:
编号
盐酸
氢氧化钠
Δt/℃
1
0.1 mol·L-1
0.05 mol·L-1
3.5
2
0.1 mol·L-1
0.1 mol·L-1
x
3
0.2 mol·L-1
0.2 mol·L-1
14
则x等于 。

(3)方案三:该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出,则说明该反应放出热量,从而证明发生了反应。
①实验时,打开分液漏斗活塞,发现导管流出液体不畅,原因可能是 。
②从原理上讲,该实验设计的不合理之处为 。
请你在此实验装置的基础上提出修改方案: 。
22.(12分)过渡态理论认为:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。

(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式: ,该反应的活化能是 kJ· mol-1。
(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应,则其逆反应的热化学方程式为 ,该反应的活化能为 kJ· mol-1。
(3)图2是某同学模仿图1画出的NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g)的能量变化示意图。则图中E3= kJ· mol-1,E4= kJ· mol-1。
23.(11分)(1)烟气的主要污染物是SO2、NOx,经臭氧预处理后再用适当溶液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为
①NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9 kJ· mol-1
②NO(g)+ O2(g)NO2(g) ΔH=-58.2 kJ· mol-1
③SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ΔH=-241.6 kJ· mol-1
反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)CH4、CO制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ· mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ· mol-1
写出氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式: 。
(3)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ· mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ· mol-1
③2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ· mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式: 。
(4)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点为64.7 ℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有剧毒,误饮5～10 mL能使双目失明,大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂等。工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(g) ΔH=Q1 kJ· mol-1
又查资料得知:②CH3OH(l)+ O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=Q2 kJ· mol-1,
③H2O(g)H2O(l) ΔH=Q3 kJ· mol-1,则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为 。
答案解析
1.D 化石燃料不属于可再生资源。
2.D 硫酸铵晶体与氢氧化钡晶体混合反应为吸热反应。
3.B 依据图象分析判断1 mol A2和1 mol B2反应生成 2 mol AB,每生成2 mol AB吸收(a-b)kJ热量,A错误;焓变等于生成物能量总和-反应物能量总和,该反应热ΔH=+(a-b)kJ· mol-1,B正确;依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量;C错误;断裂1 mol A—A和1 mol B—B 键,吸收a kJ能量,D错误。
4.A 由于浓硫酸稀释是放热的,含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含 1 mol NaOH的溶液混合反应时,放出的热量除反应热之外还有稀释所放出的热量,故应该大于57.3 kJ,A正确;石墨转化成金刚石吸收热量,说明石墨的能量比金刚石的能量要低,能量越低物质越稳定,所以B项错误;硫固体转化为硫蒸气需要吸收能量,所以等质量的硫燃烧时,硫蒸气放热更多,C项错误;D项中2 g氢气燃烧放热285.8 kJ,2 mol氢气燃烧放热应为571.6 kJ。
5.D 标准燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,如C元素要转化为二氧化碳气体,H元素转化为液态水,A中水是气态的,A错误;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,由于该反应为可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,所以不能据此求出反应热,
B错误;强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol水时的反应热为-57.3 kJ· mol-1,本题中1 mol氢氧化钠固体与含0.5 mol硫酸的浓硫酸反应放出的热量显然要比57.3 kJ多,C错误;2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出99.6 kJ的热量,由此求出2 mol C2H2(质量为52 g)气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出2 589.6 kJ的热量,所以该热化学方程式正确,D 正确。
6.D 由图示可知A生成B的反应为吸热反应,B生成C的反应为放热反应,A错误;A生成B的反应为吸热反应,与是否加热无关,吸热反应不一定加热,B错误;A与C的能量差为整个反应的ΔH,ΔH=ΔHA→B+ΔHB→C=E1-E2+E3-E4,C错误;物质的总能量越低,越稳定,由图象可知C能量最低最稳定,D正确。
7.B 芒硝晶体(Na2SO4·10H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热,实现了太阳能转化为化学能,晚上重新结晶放热,实现了化学能转化为热能,选项A正确;沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、pH下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体,而不是富氧条件下,选项B错误;在工农业生产、日常生活中需要大量应用氢能源,但需要解决氢气的廉价制备、氢气的储存和运输等问题,选项C正确;垃圾处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能,减轻了垃圾给城市造成的压力,改善了城市环境,选项D正确。
8.A 生成1 mol气态氨时放出(b-a)kJ热量,生成1 mol液态氨时放出(b+c-a)kJ热量,故正确的热化学方程式为 N2(g)+3H2(g)
2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ· mol-1或N2(g)+ H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c)kJ· mol-1;或N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(a-b)kJ· mol-1或N2(g)+ H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ· mol-1,A项
正确。
9.B 该装置的保温效果并不如量热计那样好,肯定存在热量的散失,A错误;根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,B正确;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失,C错误;中和热与酸碱的用量无关,D错误。
10.C 反应物的总能量大于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,根据图象,A正确;反应①中H的化合价由0价→+1价,部分I的化合价降低,属于氧化还原反应,反应②中,I的化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;反应①比反应②慢,说明反应①中正反应的活化能比反应②中正反应的活化能大,C错误;根据盖斯定律,只与始态和终态有关,与反应的途径无关,因此ΔH=-218 kJ· mol-1,D正确。
11.C A项,氯原子半径小于磷原子半径,所以P—P键的键能应小于P—Cl键的键能;B项,由于不知PCl5(g)PCl5(s)对应的ΔH,无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH;C项,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ· mol-1①P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=a kJ· mol-1②
(①-②)×得Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(g) ΔH= kJ· mol-1,ECl-Cl+3×1.2c kJ· mol-1-5×c kJ· mol-1= kJ· mol-1,ECl-Cl= kJ· mol-1;D项,根据P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ· mol-1 得6EP-P+10×kJ· mol-1-4×5c kJ· mol-1=b kJ· mol-1,EP—P= kJ· mol-1。
12.A 本题已知的三个热化学方程式为:
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②S(s)+2K(s)K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
③2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)
ΔH3=c kJ·mol-1
由盖斯定律,3×①+②-③可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1=(3a+b-c)kJ·mol-1,因此A项正确。
13.C ①中生成物是CO,不是CO2,不能据此计算碳的标准燃烧热,A错误;反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的反应热ΔH1=496 kJ· mol-1+2×436 kJ· mol-1-4×462 kJ· mol-1=-480 kJ· mol-1,B错误;根据盖斯定律(①-②)/2即得到反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+130 kJ· mol-1,C正确;气态水的能量高于液态水,因此欲分解2 mol H2O(l),需要提供的能量高于 480 kJ,D错误。
14.D 反应①中是光能转化为化学能,A不正确;反应②中,ΔH2=131.3 kJ·mol-1>0,属于吸热反应,B不正确;使用催化剂只降低反应的活化能,影响反应速率,不会改变ΔH,C不正确;由盖斯定律:反应③-②得CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=74.8 kJ·mol-1,D正确。
15.A 根据盖斯定律,①甲烷燃烧生成液态水放热大于甲烷反应生成气态水,ΔH1-ΔH2<0,ΔH1<ΔH2;②氢气和氧气反应相同条件下量不同反应热不同,反应放热,ΔH1=2ΔH2<0,ΔH1-ΔH2<0;③恒容容器中反应进行过程中压强减小,恒压容器中反应过程中压强比恒容容器中大,反应物转化率大,则Q1ΔH2,综上所述:①②③正确,故A正确。
16.A a为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,则乙醇的转化率增大,A正确;标准燃烧热指生成稳定的氧化物,应生成液态水、二氧化碳,B错误;焓变与增大氧气浓度没有关系,只与反应物总能量和生成物总能量有关,C错误;由热化学方程式可知生成1 mol氢气,a吸收能量 kJ、b吸收能量 kJ,D错误。
17.D 在一定条件下,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时的反应热是标准燃烧热,因此ΔH3不是H2(g)的标准燃烧热,A正确;联氨和N2O4反应放热多、产生气体多,因此可作火箭推进剂,B正确;根据③×2-②×2-①即得到反应④,所以ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1,C正确;气态物质的能量高于液态物质,因此若联氨为气态,则ΔH4小于-1 048.9 kJ· mol-1,D错误。
18.D 依题意,MOH是弱碱:MOH(aq)+H+(aq)M+(aq)+H2O(l) ΔH1=-12.1 kJ· mol-1①,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ· mol-1②,根据盖斯定律,由①-②得:MOH(aq)M+(aq)+OH-(aq) ΔH=+45.2 kJ· mol-1。
19.解析:(1)根据标准燃烧热的概念可知,H2、C3H8的标准燃烧热分别为-285.8 kJ· mol-1、-2 220 kJ· mol-1。
(2)释放总热量的计算式为:
Q放=1 mol×285.8 kJ· mol-1+2 mol×2 220 kJ· mol-1= 4 725.8 kJ。
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有

解得
在相同p、T时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
答案:(1)-285.8 kJ· mol-1 -2 220 kJ· mol-1
(2)4 725.8 kJ (3)3∶1
20.解析:(2)由题意可知,①CH3OH(l)+ O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.5 kJ· mol-1;
②H2(g)+ O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ· mol-1,则②×3-①得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.9 kJ· mol-1
答案:(1)有利于防止温室效应
(2)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH=-131.9 kJ· moL-1
21.解析:(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量,使广口瓶内气体温度升高,气体受热膨胀。压强增大,U形管内液面左边下降、右边升高。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和HCl的物质的量来看,1号反应中参加反应的氢氧化钠和HCl都是0.05×10-2 mol,温度升高3.5 ℃,3号反应中参加反应的氢氧化钠和HCl都是0.2×10-2 mol,为1号反应的4倍,而温度变化也是4倍,由此看出参加反应的物质的量与温度变化成正比。2号反应中参加反应的氢氧化钠和HCl的物质的量是1号反应的2倍,故温度变化也应为2倍,为7 ℃。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积,冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管,即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等,便于液体顺利流下,又不会引入液体体积。如图:
。
答案:(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大
(2)7
(3)①没打开分液漏斗上部塞子 ②稀硫酸具有一定的体积,冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的 分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管
22.解析:(1)图中E1是正反应的活化能,即该反应的活化能为134 kJ· mol-1。正反应的活化能和逆反应的活化能之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应逆反应的反应热应该与正反应的反应热的数值相等,但符号相反。(3)E3即该反应的活化能,等于E2,E4是反应物与生成物的能量之差,即反应热。
答案:(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)
ΔH=-234 kJ· mol-1 134
(2)NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g)
ΔH=+234 kJ· mol-1 368
(3)368 234
23.解析:(1)依据盖斯定律①+②×2得到ΔH=-317.3 kJ· mol-1。(2)依据盖斯定律-(①+②)得到4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH
=-165.2 kJ· mol-1。(3)根据平衡常数书写规律,NO和CO应为反应物,N2和CO2为生成物,可得方程式:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),再根据盖斯定律②×2-③-①可计算出ΔH=-746.5 kJ· mol-1。(4)依据盖斯定律①×2+②×3+③×2得到ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ· mol-1。表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ· mol-1。
答案:(1)-317.3
(2)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=-165.2 kJ· mol-1
(3)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5 kJ· mol-1
(4)CH3OH(l)+ O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ· mol-1