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试卷答案

第一章:化学反应的热效应强化复习(答案)2022-2023上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1考试试卷

22023-03-15试卷答案28
第一章:化学反应的热效应强化复习一、单选题1.下列对化学反应中能量变化的说法正确的是A.放热反应的发生无需任何条件B

第一章:化学反应的热效应 强化复习
一、单选题
1.下列对化学反应中能量变化的说法正确的是
A.放热反应的发生无需任何条件
B.化学反应中一定伴有能量变化
C.化学键的断裂和形成分别会放出能量和吸收能量
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是放热反应
2.与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.燃烧是放热反应
B.
C.1mol和1mol分别在足量中燃烧生成,前者放热多
D.化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
3.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(  )
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.等量H2在O2中完全燃烧生成H2O(g)与生成H2O(l),放出的能量相同
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
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
4.某同学按照课本实验要求,用50 mL0.50 mol L-1的盐酸与50 mL0.55 mol L-1的 NaOH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所放出的热量计算反应热。下列说法中,不正确的是
A.实验过程中有一定的热量损失
B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C.NaOH溶液应一次迅速倒入盛有盐酸的烧杯中
D.烧杯间填满碎纸条的主要作用是固定小烧杯
5.甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO 和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是
A.途径一未使用催化剂,但途径二与途径一甲酸平衡转化率相同
B.ΔH1=ΔH2<0,Ea1= Ea2
C.途径二H+参与反应,通过改变反应途径加快反应速率
D.途径二反应的快慢由生成的速率决定
6.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应时:H+(aq) +OH- (aq) =H2O(l) △H= -57.3kJ/mol。向1 L0.5 mol/L的NaOH溶液中分别加入下列物质至恰好完全反应:①稀醋酸②浓硫酸③稀硝酸。 下列说法正确的是
A.三者放出的热量均为28. 65kJ B.浓硫酸反应放出的热量小于28. 65kJ
C.稀硝酸反应放出的热量为28.65kJ D.稀醋酸放出的热量大于28. 65kJ
7.“焓”是指( )
A.与内能有关的物理量 B.反应热的变化 C.化学键所具有的能量 D.物质的一种化学性质
8.热化学方程式CH≡CH(g)+O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)ΔH= -1300kJ/mol的说法中正确的是
A.当10NA个电子转移时,该反应放出1300kJ的能量
B.当1NA个水分子生成且为液体时,吸收1300kJ的能量
C.当2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
D.当4NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
9.在298 K、1.01×105 Pa下,将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(  )
A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
D.CO2(g)+NaOH(l)=NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1
10.将V1mL 1.0 mol L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为 22℃
B.该实验表明热能可以转化为化学能
C.HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
11.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
12.通常人们把拆开1 mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估计化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下列是一些化学键的键能。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH为A.-1 940 kJ·mol-1 B.1 940 kJ·mol-1
C.-485 kJ·mol-1 D.485 kJ·mol-1
13.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ/mol
下列说法错误的是
A.CH3OH转变成H2的反应不一定要吸收能量
B.1mol CH3OH(g)完全燃烧放出的热量大于192.9 kJ
C.反应①中的能量变化如图所示
D.根据反应①和②推知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.9kJ/mol
14.已知某化学反应,其反应过程中体系的能量变化如图所示,则下列说法正确的是
A.该反应的热效应为
B.图中A…B…C过渡态存在是因为使用了催化剂
C.为正反应的活化能
D.该反应中,反应物的键能总和等于
15.已知:
①Sn(s,白)
②Sn(s,灰)
③Sn(s,灰)Sn(s,白)
下列说法不正确的是
A.灰锡与白锡互为同素异形体 B.锡在标准状况下以灰锡状态存在
C.反应①是放热反应 D.
二、填空题
16.Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:



则的_______。
17.天然气广泛用于民用燃气和化工生产,主要成分是CH4,还含有少量H2S和水蒸气。
(1)碳、氢、氧、硫四种元素中,最外层电子数是电子层数两倍的是______(填元素符号),非金属性最强元素的原子核外电子排布式为__________________。
(2) 天然气的用途之一是利用甲烷高温分解制炭黑。若分解16g甲烷,需要吸收258kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________________________。
(3)天然气在使用前,需进行脱硫处理。用纯碱溶液吸收其中的H2S,过程中会生成两种酸式盐,该反应的离子方程式为____________________________________________。若改用NaOH溶液吸收H2S,从通入气体至过量,溶液中c(S2-)的变化趋势是______________________。
(4)微波加热技术的原理是:利用极性分子内部正负电荷分布不均匀的特点,在电磁场作用下会频繁运动摩擦,使温度升高。用甲烷制炭黑的工业生产中,是否适合使用该技术加热,原因是_____________。硫化氢分子结构与水分子相似,加热时硫化氢较水更易分解得到氢气,从元素周期律角度分析其原因___________________。
18.回答下列问题
(1)在101kPa时,4.0g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出27kJ的热量,硫的燃烧热为___________,硫燃烧的热化学方程式为___________。
(2)在101kPa时,氢气在1.00mol氧气中完全燃烧,生成2.00mol液态水,放出571.6kJ的热量,氢气的燃烧热为___________,表示氢气燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1;H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
请回答:根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式:___________。
(4)比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ΔH1___________ΔH2
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2 ΔH1___________ΔH2
判断下列说法的正误。
19.与反应能量变化如图,则。(_______)
20.反应的可通过下式估算:反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和。(_______)
21.Ⅰ.(1)下列变化中属于吸热反应的是__(填字母序号)。
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水;④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华
A.①② B.②④ C.③ D.①⑥
Ⅱ.蕴藏在海底的大量“可燃冰”,其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。若1molCH4气体完全反应时,吸收akJ热量。
化学键 C—H H—H H—O
键能kJ/mol b c d
(2)写出甲烷的结构式___。
(3)C=O的键能为___kJ/mol(用含a、b、c、d的式子表示)。
(4)恒温条件下,在体积恒为0.5L的密闭容器中通入一定量甲烷和水蒸气,发生上述反应.测得甲烷物质的量随时间变化如表所示。0~10min内用水蒸气的浓度变化表示该反应的平均速率为v(H2O)=___。
时间/min 0 10 20 40 50 60
n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 0.10
(5)若想加快该反应的速率,可采取的措施有___(任写一项即可)。
(6)恒温恒容情况下,下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___。
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数比为1:4
C.混合气体的密度保持不变
D.生成1molCO2的同时,有4molH—H键断裂
22.按要求写热化学方程式:
(1)已知在、下,乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出的热量,试写出乙醇燃烧热的热化学方程式_______。
(2)已知:液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,并放出的热量,反应的热化学方程式为_______。
(3)已知H-H键键能为,H-N键键能为。根据化学方程式:,则键键能是_______。
(4)在,下,已知拆开键,键,键分别需要的能量是、、,则完全分解生成与时,对应的热化学方程式为_______。
(5)气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧。生成固态三氧化二硼和液态水放出热量,其燃烧热热化学方程式为:_______;又已知,则(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_______。
(6)含的稀溶液与的溶液反应放出的热量,该反应的热化学方程式为_______,则与反应的中和热为_______。
(7)已知:;

计算时,由C(石墨,s)和反应生成的热化学方程式为_______。
(8)焙烧产生的可用于制硫酸。
已知、时,


则与反应生成的热化学方程式是_______。
23.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中___________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为___________。
(2)当10g丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时,放出热量为500kJ,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol-1、497kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol-1。NO分子中化学键的键能为___________kJ·mol-1。
(4)由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1; ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2;③TiO2(g)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3;则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=___________。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
24.能源的开发利用具有重要意义。
(1)已知:CH4(g)+2H2O(g)O2(g)+4H2(g)ΔH=+akJ/mol
化学键 C-H
键能 b c d
①CH4的结构式为___________,CO2的电子式为___________。
②C=O的键能为___________(用含a、b、c、d的式子表示)
(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应。
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=_______________。
25.发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料,用二氧化氮作氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
H2(g)+F2(g)=HF(g) ΔH=-269kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ·mol-1
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_______。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放的能量更大。肼和氟反应的热化学方程式为_______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.放热反应也需要条件,比如燃烧反应都需要加热,A错误;
B.由于反应物和生成物的能量不等,化学反应 一定有能量变化,B正确;
C.断裂化学键,要吸收能量,形成化学键,要放出能量,C错误;
D.铵盐和碱的反应属于吸热反应,D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.所有的燃烧都是放热反应,根据图示,,,则燃烧是放热反应, A正确;
B.根据A的分析,①,②,根据盖斯定律可知,①-②×2可得,,故,B错误;
C.由选项B分析可知①,②,根据反应可知都是放热反应,且物质的量相同的时候,前者放热较多,C正确;
D.一个化学反应不管是一步完成的,还是多步完成,其热效应总是相同的,反应热只与反应体系的始态和终态有关,D正确;
故选B。
3.C
【详解】A.根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小,把化学反应分为吸热反应和放热反应,吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量,放热反应的生成物总能量低于反应物总能量。错误;
B.等量H2在O2中完全燃烧,生成H2O(g)比生成H2O(l)放出的能量少,错误;
C.运用盖斯定律可以间接计算一些难以直接测量的反应焓变,正确;
D.同温同压下,H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响,所以该反应的ΔH相同,错误;
答案选C。
4.D
【详解】A.该装置的保温效果不如量热计好,因此实验过程中会有一定的热量损失,A正确;
B.为使酸碱快速混合发生反应,应该使用环形玻璃搅拌棒搅拌,根据图示可知缺少环形玻璃搅拌棒,B正确;
C.为减少混合溶液时的热量变化,NaOH溶液应一次迅速倒入盛有盐酸的烧杯中,C正确;
D.烧杯间填满碎纸条的主要作用是减少实验过程中是热量损失,D错误;
故合理选项是D。
5.B
【详解】A.催化剂可以降低活化能,因此途径一未使用催化剂,但催化剂不能改变平衡状态,所以途径二和途径一的甲酸平衡转化率相同,A正确;
B.催化剂可以降低活化能,但不能改变焓变,由于反应物的总能量高于生成物的总能量,因此ΔH1=ΔH2<0,但Ea1>Ea2,B错误;
C.途径二中反应前有氢离子,反应后还有氢离子,说明H+参与反应,通过改变反应途径加快反应速率,C正确;
D.生成的活化能高,则途径二反应的快慢由生成的速率决定,D正确;
故选B。
6.C
【详解】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:,分别向的溶液中加入:稀醋酸、浓、稀硝酸,因醋酸的电离吸热、浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量为,故答案选。
7.A
【详解】A.焓与内能有关的物理量,A正确;
B.反应热就是焾变,焓是状态量,焓变是过程量,两者不同;
C.化学键所具有的能量通常指的是键能,是指断开1mol化学键所吸收的能量 ;
D.焓只是一个状态函数,与化学性质无关。
综上所述,A正确。
8.A
【详解】A.由反应可知,每有1 mol C2H2参加反应,转移10 mol电子,放出1300 kJ能量,故A说法正确;
B.由热化学方程式看出,该反应为放热反应,所以当1NA个水分子生成且为液体时,放出1300kJ的能量,故B说法错误;
C.1 mol CO2分子中含有4mol碳氧共用电子对,有2NA个碳氧共用电子对生成时,即生成了0.5mol CO2,放出×1300kJ=325kJ的能量,故C说法错误;
D.1 mol CO2分子中含有4 mol碳氧共用电子对,有4NA个碳氧共用电子对生成时,即生成了1mol CO2,放出×1300 kJ=650kJ的能量,故D说法错误;
综上所述,说法正确的是A项,故答案为A。
9.C
【详解】22 g CO2的物质的量为0.5mol,750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.75mol,二者充分反应生成0.25mol NaHCO3和0.25mol Na2CO3,测得反应放出x kJ的热量,其热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq) ΔH=-4xkJ·mol-1---(1);1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应生成1mol Na2CO3释放出y kJ的热量,其热化学方程式为CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq) ΔH=-y kJ·mol-1----(2);热化学方程式(1)-(2)得:CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1;故C正确;
故选C。
10.C
【详解】A.由图可知,温度为 22℃时,已经加入了5mLNaOH 溶液,而中和反应为放热反应,则该实验开始温度低于22℃,故A错误;
B.由图可知该反应是一个放热反应,表明化学能可以转化为热能,故B错误;
C.由图可知,NaOH 溶液体积为30mL时,溶液温度最高,说明NaOH 溶液和HCl溶液恰好完全反应,由V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL,由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(HCl),解得c(HCl)为1.5 mol L-1,故C正确;
D.八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成,该反应是吸热反应,故D错误;
故选C。
11.C
【详解】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错误;
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错误;
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正确;
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错误;
故答案选C。
12.A
【详解】当有1molCH4发生反应:CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g),其中的能量变化为断开4mol F—F 键、4molC—H键吸收的热量与形成4molC—F键、4molH—F 键释放的热量之差,即1molCH4发生反应的能量变化为(414×4+155×4-489×4-565×4) kJ·mol-1=-1940 kJ·mol-1,故ΔH=-1940 kJ·mol-1;
综上所述,本题选A。
13.C
【详解】A. CH3OH转变成H2的过程按照反应①是吸热反应,按照②反应是放热反应,所以不一定要吸收能量,故A正确;
B. 反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变是-192.9kJ/mol;而1 mol CH3OH充分燃烧生成二氧化碳和水,氢气燃烧生成水也为放热反应,根据盖斯定律可知1mol CH3OH(g)完全燃烧放出的热量大于192.9 kJ,故B正确;
C. 反应①焓变大于零为吸热反应,图示为放热反应的能量变化,故C错误;
D. 根据盖斯定律,将②-①可得:H2(g)+O2(g)=H2O(g)的△H=-241.9kJ/mol,故D正确;
故答案为C。
14.A
【详解】A.由图可知:该反应的热效应为,故A正确;
B.不使用催化剂的反应也可能存在过渡态,故B错误;
C..E1为正反应的活化能,E2为逆反应活化能,故C错误;
D.键能是气态分子中1 mol化学键离解变到气态原子吸收的能量,过渡态中化学键并没有完全离解,所以反应物的键能总和不等于,故D错误;
故答案:A。
15.D
【详解】A.灰锡和白锡是锡元素形成的两种不同单质,互为同素异形体,故A正确;
B.根据Sn(s,灰)Sn(s,白)可知,温度低于13.2℃时,白锡会转变为灰锡,所以在标准状况下(0℃,101 kPa),锡以灰惕状态存在,故B正确;
C.反应①是活泼金属和酸发生的置换反应,是放热反应,故C正确;
D.根据反应③Sn(s,灰)Sn(s,白)可知,由灰锡变为白锡会吸收热量,所以反应①放出的热量大于反应②,但由于反应①和②都是放热反应,为负值,所以,故D错误;
答案选D。
16.
【详解】
根据盖斯定律,可得: 。
17. C、S 1s22s22p4 CH4(g)→C(s)+2H2(g)-258kJ CO32-+H2S→HCO3-+HS- 先增大,后减小 不适合 甲烷是非极性分子,分子内部正负电荷均匀分布;O的非金属性强于S,H2O的热稳定性强于H2S,因此H2S更易分解
【分析】根据原子结构和元素周期律书写电子排布式、比较氢化物的稳定性,由反应热数据计算写出热化学方程式,据题目信息写出吸收硫化氢的离子方程式、判断硫离子浓度的变化,应用微波加热原理分析热分解甲烷的方式。
【详解】(1)碳、氢、氧、硫元素中,碳原子、硫原子最外层电子数是电子层数的两倍。氧元素非金属性最强,据构造原理写出电子排布式1s22s22p4。
(2)分解16g甲烷(1mol)吸收258kJ的热量,则热化学方程式CH4(g)→C(s)+2H2(g) ΔH=+258kJ/mol。
(3)用纯碱溶液吸收天然气中的H2S,生成的两种酸式盐为NaHCO3和NaHS,该反应的离子方程式为CO32-+H2S→HCO3-+HS-。用NaOH溶液吸收H2S, 先后发生反应2OH-+H2S=S2-+2H2O、H2S+S2-=2HS-,溶液中c(S2-)先增大、后减小。
(4)微波加热适用于极性分子构成的物质,而甲烷分子是非极性分子,不适合使用该技术加热。氧和硫同主族,氧元素非金属性强于硫,则水的热稳定性强于硫化氢,加热时硫化氢较水更易分解得到氢气。
【点睛】回答问题要紧扣题目中的信息。本题中纯碱溶液吸收H2S生成两种酸式盐,就是对书写方程式的提示和要求;微波加热原理的描述,就是判断能否加热甲烷的依据。
18.(1) 216 kJ/mol S(s)+O2(g)═SO2(g) △H=-216kJ/mol
(2) 285.8kJ/mol H2(g)+O2(g)═H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
(3)C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(4) > <
【分析】(1)
在101kPa时,4.0g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出27kJ的热量,硫的燃烧热是1mol硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体放出的热量,硫的燃烧热为27= 216 kJ/mol,表示硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)═SO2(g) △H=-216kJ/mol。
(2)
在101kPa时,氢气在1.00mol氧气中完全燃烧,生成2.00mol液态水,放出571.6kJ的热量,氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,氢气的燃烧热为571.6÷2=285.8kJ/mol,表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)═H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;
(3)
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0kJ·mol-1;
③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
根据盖斯定律①-②-③得C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1+242.0kJ·mol-1+283.0kJ·mol-1=+131.5 kJ·mol-1;
(4)
①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2;固体硫的能量低于气态硫,所以ΔH1>ΔH2;
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH2 ;气态水的能量大于液态水,所以ΔH1<ΔH2。
19.正确 20.错误
【解析】19.化学键断裂吸收能量,化学键形成释放能量,故 ,故答案为:正确。
20.反应的焓变等于反应物断裂旧共价键的键能之和减去生成物形成新共价键的键能之和,故答案为:错误。
21. B 2b+2d-2c- 0.06mol·L-1·min-1 升温(或加压或采用合适的催化剂) AD
【详解】(1)吸热过程或放热过程与吸热反应或放热反应不同:
①水汽化是物理变化,不属于吸热反应,故①错误;
②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O,属于吸热反应,故②正确;
③苛性钠固体溶于水是放热过程,属于物理变化,故③错误;
④氯酸钾分解制氧气属于吸热反应,故④正确;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰是化合反应,属于放热反应,故⑤错误;
⑥干冰升华为物理变化,故⑥错误;
正确的为②④;答案选B;
(2)甲烷为CH4,属于共价化合物,分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对,其结构式为;
(3)设C=O的键能为x,根据反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)的焓变及和各化学键键能可知4b+4d-2x-4c=a,故x=2b+2d-2c- kJ/mol;
(4)0~10min内△n(CH4)=0.50mol-0.35mol=0.15mol,根据反应方程式可知该时段内△n(H2O)=0.30mol,容器的容积为0.5L,所以v(H2O)==0.06mol·L- 1·min-1;
(5)若想加快该反应的速率,可采取的措施有升温(或加压或采用合适的催化剂);
(6)A.该反应中反应物和生成物均为气体,所以未平衡时气体的总质量不发生改变,该反应前后气体系数之和不相等,所以未平衡时气体的总物质的量改变,则平均相对分子质量会发;生改变,当该值不变时说明反应平衡,选项A符合题意;
B.反应过程中可能出现CO2和H2的体积分数比为1:4,但这不能说明气体的浓度不再改变,故不能说明反应达到平衡,选项B不符合题意;
C.该反应中反应物和生成物均为气体,所以未平衡时气体的总质量不发生改变,容器恒容,则混合气体的密度一直不变,选项C不符合题意;
D.CO2生成表示正反应,H-H键断裂表示逆反应,1mol CO2生成的同时有4mol H-H键断裂也即正反应速率与逆反应速率相等,说明反应达到平衡,选项D符合题意;
答案选AD。
22.(1)C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.2 kJ/mol
(2)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol
(3)945.6kJ/mol
(4)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)△H=+92 kJ/mol
(5) B2H6(g)+3O2(g)=B2 O3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ/mol 1016.5
(6) KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O△H=-57.3kJ/mol 57.3kJ/mol
(7) △H=+620.3kJ/mol
(8)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol
【分析】燃烧热是指:在25℃、101kPa时,1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,中和热指生成1mol水所放出的热量,结合反应热=断键吸收的能量之和-成键释放的能量之和,以及盖斯定律分析解答。
(1)
燃烧热是指:在25℃、101kPa时,1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ,1mol乙醇的质量为46g,则1mol乙醇完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为:46×29.7kJ=1366.2kJ,其燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.2 kJ/mol,故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.2 kJ/mol;
(2)
肼与足量的双氧水反应生成氮气和水蒸气的反应方程式为N2H4+2H2O2═N2+4H2O,0.4mol液态肼放出256.65kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为kJ=641.63kJ,所以反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol,故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol;
(3)
反应热=断键吸收的能量之和-成键释放的能量之和,由N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,设N≡N键的键能为x,则
x+436kJ/mol×3-6×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得x=945.6kJ/mol,故答案为:945.6kJ/mol;
(4)
反应热=断键吸收的能量之和-成键释放的能量之和,△H=2×3×391 kJ/mol -(946+3×436) kJ/mol =+92 kJ/mol,则热化学方程式为2NH3(g) N2(g)+3H2(g)△H=+92 kJ/mol,故答案为:2NH3(g) N2(g)+3H2(g)△H=+92 kJ/mol;
(5)
0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出=2165kJ的热量,反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165kJ/mol;
①B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165kJ/mol,②H2O(l)→H2O(g) △H=+44kJ/moL,根据盖斯定律,①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(g)△H=-2033kJ/mol,因此11.2L(标准状况)即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ×0.5=1016.5kJ,故答案为:B2H6(g)+3O2(g)=B2 O3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ/mol;1016.5;
(6)
n(KOH)==0.2mol,n(H2SO4)=1L×0.1mol/L=0.1mol,二者恰好反应生成0.2mol水,放出11.46kJ的热量,则生成1mol水时放出的热量为 ×11.46kJ=57.3kJ,所以热化学方程式为 KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O△H=-57.3kJ/mol;中和热指生成1mol水所放出的热量,故中和热为57.3kJ/mol,故答案为:KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O△H=-57.3kJ/mol;57.3kJ/mol;
(7)
由C(石墨,s)和反应生成的化学方程式为。①,②,③,根据盖斯定律,将①×2+②×-③×得: △H=()+()×-()×=+620.3kJ/mol,故答案为: △H=+620.3kJ/mol;
(8)
①2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H1=-197 kJ/mol,②H2O(g)═H2O(l)△H2=-44 kJ/mol,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=-545 kJ/mol,根据盖斯定律,(③-①-2×②)×得SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=(-545kJ/mol+197kJ/mol+44kJ/mol×2)×=-130kJ/mol,故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol。
23.(1) 石墨 -393.5kJ·mol-1
(2)C4H10(g)+ O2(g)=5H2O(l)+4CO2(g) ΔH=-2900 kJ·mol-1
(3)631.5
(4)2ΔH1-ΔH2+ΔH3
【解析】(1)
能量越低越稳定,石墨的能量低,则石墨稳定;石墨的燃烧热ΔH=(-110.5-283)kJ/mol=-393.5kJ/mol;
故答案为:石墨;-393.5kJ/mol;
(2)
10g丁烷物质的量为,完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时,放出热量为500kJ,所以1mol丁烷完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为,燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,表示丁烷燃烧热的热化学方程式:C4H10(g)+ O2(g)=5H2O(l)+4CO2(g) ΔH=-2900 kJ·mol-1;
故答案为:C4H10(g)+ O2(g)=5H2O(l)+4CO2(g) ΔH=-2900 kJ·mol-1;
(3)
设NO的键能为xkJ/mol,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(+946+497-2x)kJ/mol=+180.0kJ/mol,x=631.5;
故答案为:631.5;
(4)
将方程式2①-②+③得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)ΔH=2ΔH1-ΔH2+ΔH3;
故答案为:2ΔH1-ΔH2+ΔH3。
24. 2ΔH2-ΔH1
【分析】(2)根据盖斯定律、结合目标反应进行计算。
【详解】(1)①CH4的结构式为,CO2的电子式为;
②反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,设C=O的键能为x,则4b+4d-2x-4c=a,解得x=;
(2)目标反应为反应Ⅲ(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq),根据盖斯定律将反应II×2 反应I有△H3=2ΔH2-ΔH1,故答案为:2ΔH2-ΔH1。
25.(1)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ·mol-1
(2)N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH=-1126kJ·mol-1
【详解】(1)由盖斯定律①×2-②可得,;
故答案为:;
(2)根据盖斯定律,②+③×4-④×2,得气态肼和氟气反应的热化学方程式为:;
故答案为:。
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