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2021届新人教版高三化学复习练习卷：化学反应与能量变化
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化学反应与能量变化
1.(2019山东济宁高三期末)下列说法正确的是( )
A.吸热反应一定不能自发进行
B.由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,可知金刚石比石墨稳定
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则1 mol CH3COOH与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量
2.
(2019河北唐县第一中学高三期中)分别取40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和热的测定,下列说法错误的是( )
A.稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒
C.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用Ba(OH)2和硫酸代替盐酸和氢氧化钠溶液,结果也是正确的
3.(2019陕西西安长安区第五中学高三期中)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1,②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2
下列推断正确的是( )
A.若CO的燃烧热为ΔH3,则H2的燃烧热为ΔH3-ΔH1
B.反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则ΔH2<0
D.若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,则ΔH1>0
4.下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol-1
H2+Cl22HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后,放出热量98.3 kJ
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ·mol-1
5.已知:1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.碳[C(s)]的燃烧热ΔH=-110.4 kJ·mol-1
B.1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的热量
C.反应2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能为292 kJ·mol-1
D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为:C(s)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJ·mol-1
6.(2019安徽肥东高中12月调研)“长征二号”系列火箭用的燃料是液态的偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是液态的N2O4,已知1.5 g偏二甲基肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出50 kJ热量。下列说法不正确的是( )
A.燃料在火箭发动机中燃烧是将化学能主要转变为热能和机械能
B.液态N2O4气化时共价键没被破坏
C.依题可知C2H8N2的燃烧热为50 kJ·mol-1
D.偏二甲基肼在N2O4中燃烧时的化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O
7.乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、塑料的原料。回答下列问题:
(1)实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下:
P2O5+3H2O2H3PO4;
H3PO4+C2H5OHC2H5OPO(OH)2(磷酸单乙酯)+H2O;
170~220 ℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为 。
(2)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1
3H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s) ΔH2
Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s) ΔH3
①反应C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
②已知部分化学键的键能数据如下表所示,则ΔH1= kJ·mol-1。
化学键
C—C
CC
C—H
H—H
键能/(kJ·mol-1)
348
615
413
436
8.
(2019安徽定远重点中学高三月考)如图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述不正确的是( )
A.加入催化剂,该化学反应的活化能改变,反应热不变
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
D.在温度体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184>Q2=2Q1
9.
(2019北京石景山区高三期末)已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.0 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如右:
过程Ⅰ:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1
过程Ⅱ:……
下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子
B.过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=+128.9 kJ·mol-1
C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是:太阳能→化学能→热能
D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
10.(2019湖南、湖北八市十二校高三调研联考)下列说法不正确的是( )
A.已知冰的熔化热为6.0 kJ· mol-1,冰中氢键键能为20 kJ· mol-1,假设1 mol冰中有2 mol氢键,且熔化热完全用于破坏冰中的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,电离常数Ka=(cα)2c(1-α)。若加水稀释,则CH3COOHCH3COO-+H+平衡向右移动,α增大,Ka不变
C.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 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(l) ΔH=-890.3 kJ· mol-1
D.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
11.S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料,两种分子中各原子都满足8电子稳定结构。
已知:①S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g) ΔH1=x kJ·mol-1
②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g) ΔH2=y kJ·mol-1
③相关化学键的键能如下表所示:
化学键
S—S
S—Cl
Cl—Cl
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
下列说法错误的是( )
A.SCl2的结构式为Cl—S—Cl
B.S2Cl2的电子式为 ··Cl···· ··S······S···· ··Cl······
C.y=2b-a-c
D.在S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g)的反应中,ΔH=(x+y) kJ·mol-1
12.(2019河北衡水安平中学高三期中)由化学能产生的能量是目前人类使用的主要能源。请回答下列问题:
(1)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为12N2(g)+O2(g)NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1。该反应为 (“放热”“吸热”)反应。
(2)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
化学键
键能(kJ·mol-1)
化学键
键能(kJ·mol-1)
N≡N
942
H—O
460
N—H
391
OO
499
H—H
437
①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式: 。
②已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量为 。H2O(g)的稳定性 (填“大于”或“小于”)H2O(l)。
(3)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
13.已知图Ⅰ中E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,请参考题中图表,按要求填空:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH 。NO2和CO反应的热化学方程式为 。
(2)下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键
P—P
P—O
OO
PO
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图Ⅱ所示,表中x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)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= 。
化学反应与能量变化
1.C 化学反应的热效应与反应物和生成物具有的能量有关,而反应能否自发进行与焓变和熵变有关,故A项错误;根据物质能量越高越不稳定,由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,可以知道金刚石能量高于石墨,所以石墨稳定,故B项错误;固体硫变化为气态硫需要吸收热量,所以固体硫燃烧放出的热量少,故ΔH1>ΔH2,故C项正确;中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,醋酸是弱酸,电离吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,故D项错误。
2.D 测定中和热时,为了使氢离子或者氢氧根离子完全反应,需要让其中一种反应物稍稍过量,故A项正确;仪器A是环形玻璃搅拌棒,故B项正确;中和反应是放热反应,温度计上的酸与NaOH溶液反应放热,使温度计读数升高,使测得的中和热偏高,故C项正确;硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外,还生成了BaSO4沉淀,该反应中的生成热会影响反应的反应热,所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测定中和热,故D项错误。
3.B 氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液体水时放出的热量,而反应①中的水是气体,A项错误;根据盖斯定律,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1,B项正确;若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则该反应是吸热反应,ΔH2>0,C项错误;对于放热反应,焓变是负值,则放出的热量越多,焓变越小,若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,结合盖斯定律可推出ΔH1<0,D项错误。
4.D 选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应,A错误;根据方程式中的化学计量数,ΔH应为-196.6kJ·mol-1,B错误;选项C中由于生成了BaSO4沉淀,则放出的热量大于114.6kJ,C错误。
5.D 因1gC(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ,则12gC(s)燃烧生成一氧化碳放热110.4kJ,而燃烧热指的是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,A项错误;根据图像可知,由CuO分解生成Cu2O需要吸收热量,B项错误;反应2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能为348kJ·mol-1,C项错误;依据图像书写热化学方程式①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH=-292kJ·mol-1;再根据1gC(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ,可得热化学方程式为:②2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol-1,根据盖斯定律,②-①得4CuO(s)+2C(s)2CO(g)+2Cu2O(s) ΔH=+71.2kJ·mol-1,则2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s) ΔH=+35.6kJ·mol-1,D项正确。
6.C 火箭用的燃料是液态的偏二甲基肼,就是利用燃料燃烧将化学能转化为热能和机械能,A项正确;N2O4气化时属于物理变化,共价键没有被破坏,B项正确;燃烧热是以1mol可燃物为标准的,C项错误;已知反应物和生成物,根据原子守恒和得失电子守恒可书写化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O,D项正确。
7.答案:(1)C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4
(2)①(3ΔH1+ΔH2+ΔH3)/3 ②+123
解析:(1)170~220℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸,则C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4。
(2)①将题给热化学方程式依次用a、b、c表示,由(3a+b+c)/3可得C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=3ΔH1+ΔH2+ΔH33。②ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,则ΔH1=(6×413+348-4×413-615-436)kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。
8.D 催化剂能改变反应的路径,降低活化能,但是反应热与反应路径无关,只与始态和终态有关,所以反应热不变,A项正确;b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,B项正确;由图像可知,该反应的反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,所以ΔH=-92kJ·mol-1。该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,C项正确;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,表示1molN2和3molH2完全反应后生成2molNH3放出的热量为92kJ。在温度体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,由于该反应为可逆反应,所以Q1<92。若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ,同理,Q2<184。因为该反应的正反应为气体分子数减少的反应,加压后平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,则184>Q2>2Q1,D项错误。
9.C 过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4反应生成0.5molO2,反应转移0.5mol×4=2mol电子,故A项正确;由盖斯定律可知,由总反应×12-过程Ⅰ×12)可得过程Ⅱ反应,3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) 则ΔH=+571.0kJ·mol-1×12-(+313.2kJ·mol-1)×12=+128.9kJ·mol-1,故B项正确;过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应,过程Ⅰ是将太阳能转化为热能,热能转化为化学能,过程Ⅱ中能量转化的形式不是化学能转化为热能,应该还是热能转化为化学能,故C项错误;铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4,以水和Fe3O4为原料,具有成本低的特点,氢气和氧气分步生成,具有产物易分离的优点,故D项正确。
10.D 1mol冰中有2mol氢键,破坏2mol氢键需要的能量为40kJ,1mol冰的熔化热对应的热量为6.0kJ,则6kJ40kJ×100%=15%,故A项正确;一定温度下,弱电解质的浓度越小,电离程度越大,但电离平衡常数只与温度有关,故B项正确;已知甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol-1,则表示1mol甲烷完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量为890.3kJ,故C项正确;由于合成氨反应为可逆反应,无法确定转化的氮气的量,故其焓变无法确定,故D项错误。
11.C 各原子都达到8电子稳定结构,S应该形成两个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以SCl2的结构式为Cl—S—Cl,A项正确;原子都达到8电子稳定结构,S应该形成两个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl,根据此结构式得到对应的电子式为 ··Cl···· ··S······S···· ··Cl······,B项正确;反应的焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。根据前面给出的SCl2和S2Cl2的结构判断,反应②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)的焓变ΔH2=y=a+2b+c-4b=a+c-2b,C项错误;由反应①加上反应②可以得到S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g) ΔH=(x+y)kJ·mol-1,D项正确。
12.答案:(1)吸热 (2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93 kJ·mol-1 ②138.75 kJ 小于 (3)4NH3(g)+7O2(g)4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 079 kJ·mol-1
解析:(1)ΔH=+34kJ·mol-1>0,说明反应是吸热反应。
(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=942kJ·mol-1+437kJ·mol-1×3-391kJ·mol-1×6=-93kJ·mol-1,所以热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93kJ·mol-1;②由①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=(437×2+499-460×4)kJ·mol-1=-467kJ·mol-1,②H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1,根据盖斯定律:①+②×2可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-555kJ·mol-1;1gH2为0.5mol,完全燃烧时放出的热量为0.5×5552kJ=138.75kJ;根据H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1可知,能量越高越不稳定,气态水稳定性小于液态水稳定性。
(3)由题意及前面分析可知①1/2N2(g)+O2(g)NO2(g)
ΔH=+34kJ·mol-1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93kJ·mol-1,③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-467kJ·mol-1,根据盖斯定律,由(①×2-②)×2+3×③可得4NH3(g)+7O2(g)4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1079kJ·mol-1。
13.答案:(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)
ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)14(6a+5c+d-12b) (3)2ΔH2-ΔH1
1.(2019山东济宁高三期末)下列说法正确的是( )
A.吸热反应一定不能自发进行
B.由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,可知金刚石比石墨稳定
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则1 mol CH3COOH与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量
2.
(2019河北唐县第一中学高三期中)分别取40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和热的测定,下列说法错误的是( )
A.稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒
C.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用Ba(OH)2和硫酸代替盐酸和氢氧化钠溶液,结果也是正确的
3.(2019陕西西安长安区第五中学高三期中)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1,②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2
下列推断正确的是( )
A.若CO的燃烧热为ΔH3,则H2的燃烧热为ΔH3-ΔH1
B.反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则ΔH2<0
D.若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,则ΔH1>0
4.下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol-1
H2+Cl22HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后,放出热量98.3 kJ
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ·mol-1
5.已知:1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.碳[C(s)]的燃烧热ΔH=-110.4 kJ·mol-1
B.1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的热量
C.反应2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能为292 kJ·mol-1
D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为:C(s)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJ·mol-1
6.(2019安徽肥东高中12月调研)“长征二号”系列火箭用的燃料是液态的偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是液态的N2O4,已知1.5 g偏二甲基肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出50 kJ热量。下列说法不正确的是( )
A.燃料在火箭发动机中燃烧是将化学能主要转变为热能和机械能
B.液态N2O4气化时共价键没被破坏
C.依题可知C2H8N2的燃烧热为50 kJ·mol-1
D.偏二甲基肼在N2O4中燃烧时的化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O
7.乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、塑料的原料。回答下列问题:
(1)实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下:
P2O5+3H2O2H3PO4;
H3PO4+C2H5OHC2H5OPO(OH)2(磷酸单乙酯)+H2O;
170~220 ℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为 。
(2)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1
3H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s) ΔH2
Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s) ΔH3
①反应C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
②已知部分化学键的键能数据如下表所示,则ΔH1= kJ·mol-1。
化学键
C—C
CC
C—H
H—H
键能/(kJ·mol-1)
348
615
413
436
8.
(2019安徽定远重点中学高三月考)如图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述不正确的是( )
A.加入催化剂,该化学反应的活化能改变,反应热不变
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
D.在温度体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184>Q2=2Q1
9.
(2019北京石景山区高三期末)已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.0 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如右:
过程Ⅰ:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1
过程Ⅱ:……
下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子
B.过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=+128.9 kJ·mol-1
C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是:太阳能→化学能→热能
D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
10.(2019湖南、湖北八市十二校高三调研联考)下列说法不正确的是( )
A.已知冰的熔化热为6.0 kJ· mol-1,冰中氢键键能为20 kJ· mol-1,假设1 mol冰中有2 mol氢键,且熔化热完全用于破坏冰中的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,电离常数Ka=(cα)2c(1-α)。若加水稀释,则CH3COOHCH3COO-+H+平衡向右移动,α增大,Ka不变
C.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 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(l) ΔH=-890.3 kJ· mol-1
D.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
11.S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料,两种分子中各原子都满足8电子稳定结构。
已知:①S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g) ΔH1=x kJ·mol-1
②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g) ΔH2=y kJ·mol-1
③相关化学键的键能如下表所示:
化学键
S—S
S—Cl
Cl—Cl
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
下列说法错误的是( )
A.SCl2的结构式为Cl—S—Cl
B.S2Cl2的电子式为 ··Cl···· ··S······S···· ··Cl······
C.y=2b-a-c
D.在S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g)的反应中,ΔH=(x+y) kJ·mol-1
12.(2019河北衡水安平中学高三期中)由化学能产生的能量是目前人类使用的主要能源。请回答下列问题:
(1)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为12N2(g)+O2(g)NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1。该反应为 (“放热”“吸热”)反应。
(2)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
化学键
键能(kJ·mol-1)
化学键
键能(kJ·mol-1)
N≡N
942
H—O
460
N—H
391
OO
499
H—H
437
①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式: 。
②已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量为 。H2O(g)的稳定性 (填“大于”或“小于”)H2O(l)。
(3)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
13.已知图Ⅰ中E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,请参考题中图表,按要求填空:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH 。NO2和CO反应的热化学方程式为 。
(2)下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键
P—P
P—O
OO
PO
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图Ⅱ所示,表中x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)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= 。
化学反应与能量变化
1.C 化学反应的热效应与反应物和生成物具有的能量有关,而反应能否自发进行与焓变和熵变有关,故A项错误;根据物质能量越高越不稳定,由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,可以知道金刚石能量高于石墨,所以石墨稳定,故B项错误;固体硫变化为气态硫需要吸收热量,所以固体硫燃烧放出的热量少,故ΔH1>ΔH2,故C项正确;中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,醋酸是弱酸,电离吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,故D项错误。
2.D 测定中和热时,为了使氢离子或者氢氧根离子完全反应,需要让其中一种反应物稍稍过量,故A项正确;仪器A是环形玻璃搅拌棒,故B项正确;中和反应是放热反应,温度计上的酸与NaOH溶液反应放热,使温度计读数升高,使测得的中和热偏高,故C项正确;硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外,还生成了BaSO4沉淀,该反应中的生成热会影响反应的反应热,所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测定中和热,故D项错误。
3.B 氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液体水时放出的热量,而反应①中的水是气体,A项错误;根据盖斯定律,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1,B项正确;若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则该反应是吸热反应,ΔH2>0,C项错误;对于放热反应,焓变是负值,则放出的热量越多,焓变越小,若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,结合盖斯定律可推出ΔH1<0,D项错误。
4.D 选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应,A错误;根据方程式中的化学计量数,ΔH应为-196.6kJ·mol-1,B错误;选项C中由于生成了BaSO4沉淀,则放出的热量大于114.6kJ,C错误。
5.D 因1gC(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ,则12gC(s)燃烧生成一氧化碳放热110.4kJ,而燃烧热指的是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,A项错误;根据图像可知,由CuO分解生成Cu2O需要吸收热量,B项错误;反应2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能为348kJ·mol-1,C项错误;依据图像书写热化学方程式①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH=-292kJ·mol-1;再根据1gC(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ,可得热化学方程式为:②2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol-1,根据盖斯定律,②-①得4CuO(s)+2C(s)2CO(g)+2Cu2O(s) ΔH=+71.2kJ·mol-1,则2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s) ΔH=+35.6kJ·mol-1,D项正确。
6.C 火箭用的燃料是液态的偏二甲基肼,就是利用燃料燃烧将化学能转化为热能和机械能,A项正确;N2O4气化时属于物理变化,共价键没有被破坏,B项正确;燃烧热是以1mol可燃物为标准的,C项错误;已知反应物和生成物,根据原子守恒和得失电子守恒可书写化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O,D项正确。
7.答案:(1)C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4
(2)①(3ΔH1+ΔH2+ΔH3)/3 ②+123
解析:(1)170~220℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸,则C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4。
(2)①将题给热化学方程式依次用a、b、c表示,由(3a+b+c)/3可得C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=3ΔH1+ΔH2+ΔH33。②ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,则ΔH1=(6×413+348-4×413-615-436)kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。
8.D 催化剂能改变反应的路径,降低活化能,但是反应热与反应路径无关,只与始态和终态有关,所以反应热不变,A项正确;b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,B项正确;由图像可知,该反应的反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,所以ΔH=-92kJ·mol-1。该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,C项正确;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,表示1molN2和3molH2完全反应后生成2molNH3放出的热量为92kJ。在温度体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,由于该反应为可逆反应,所以Q1<92。若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ,同理,Q2<184。因为该反应的正反应为气体分子数减少的反应,加压后平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,则184>Q2>2Q1,D项错误。
9.C 过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4反应生成0.5molO2,反应转移0.5mol×4=2mol电子,故A项正确;由盖斯定律可知,由总反应×12-过程Ⅰ×12)可得过程Ⅱ反应,3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) 则ΔH=+571.0kJ·mol-1×12-(+313.2kJ·mol-1)×12=+128.9kJ·mol-1,故B项正确;过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应,过程Ⅰ是将太阳能转化为热能,热能转化为化学能,过程Ⅱ中能量转化的形式不是化学能转化为热能,应该还是热能转化为化学能,故C项错误;铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4,以水和Fe3O4为原料,具有成本低的特点,氢气和氧气分步生成,具有产物易分离的优点,故D项正确。
10.D 1mol冰中有2mol氢键,破坏2mol氢键需要的能量为40kJ,1mol冰的熔化热对应的热量为6.0kJ,则6kJ40kJ×100%=15%,故A项正确;一定温度下,弱电解质的浓度越小,电离程度越大,但电离平衡常数只与温度有关,故B项正确;已知甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol-1,则表示1mol甲烷完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量为890.3kJ,故C项正确;由于合成氨反应为可逆反应,无法确定转化的氮气的量,故其焓变无法确定,故D项错误。
11.C 各原子都达到8电子稳定结构,S应该形成两个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以SCl2的结构式为Cl—S—Cl,A项正确;原子都达到8电子稳定结构,S应该形成两个共价键,Cl只能形成1个共价键,所以S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl,根据此结构式得到对应的电子式为 ··Cl···· ··S······S···· ··Cl······,B项正确;反应的焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。根据前面给出的SCl2和S2Cl2的结构判断,反应②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)的焓变ΔH2=y=a+2b+c-4b=a+c-2b,C项错误;由反应①加上反应②可以得到S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g) ΔH=(x+y)kJ·mol-1,D项正确。
12.答案:(1)吸热 (2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93 kJ·mol-1 ②138.75 kJ 小于 (3)4NH3(g)+7O2(g)4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 079 kJ·mol-1
解析:(1)ΔH=+34kJ·mol-1>0,说明反应是吸热反应。
(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=942kJ·mol-1+437kJ·mol-1×3-391kJ·mol-1×6=-93kJ·mol-1,所以热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93kJ·mol-1;②由①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=(437×2+499-460×4)kJ·mol-1=-467kJ·mol-1,②H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1,根据盖斯定律:①+②×2可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-555kJ·mol-1;1gH2为0.5mol,完全燃烧时放出的热量为0.5×5552kJ=138.75kJ;根据H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1可知,能量越高越不稳定,气态水稳定性小于液态水稳定性。
(3)由题意及前面分析可知①1/2N2(g)+O2(g)NO2(g)
ΔH=+34kJ·mol-1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93kJ·mol-1,③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-467kJ·mol-1,根据盖斯定律,由(①×2-②)×2+3×③可得4NH3(g)+7O2(g)4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1079kJ·mol-1。
13.答案:(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)
ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)14(6a+5c+d-12b) (3)2ΔH2-ΔH1
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