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2024届高三新高考化学大一轮专题训练 化学反应热的计算
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2024届高三新高考化学大一轮专题训练:化学反应热的计算
一、单选题
1.(2023春·浙江·高三校联考期中)化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g),其能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.断裂1molA2(g)的化学键需要吸收akJ能量
B.该反应过程放出热量(a-b)kJ
C.每生成2个AB分子放出bkJ热量
D.2molAB(g)的能量高于1molA2(g)
2.(2023春·辽宁大连·高三校联考期中)工业上常利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.为合成尿素反应的中间产物
B.利用和合成尿素是放热反应
C.反应I逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
D.的焓变
3.(2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中)氢能源是现在研究的热点。以太阳能为能源,热化学循环在较低温度下制备氢气的反应是一种高效、环保的制氢方法,其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
下列说法不正确的是
A.总反应的热化学方程式为:
B.和是总反应的催化剂
C.该过程实现了太阳能到化学能的转化
D.若反应 ,则
4.(2023春·宁夏银川·高三宁夏育才中学校考期中)分析下图可知
A.HCl分解为与时放出热量
B.断开1molHCl中化学键时吸收热量431kJ
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为丙>乙>甲
D.1mol和1mol的总能量小于2molHCl的能量
5.(2023秋·浙江宁波·高三统考期末)氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的小
C.相同条件下,HCl的()比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下
6.(2023春·重庆九龙坡·高三重庆市育才中学校考期中)为了探究的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得
A.+15 B.+68 C.+92 D.+113
7.(2023·全国·高三专题练习)由金属单质和氯气反应得到CaCl2和BaCl2的能量关系如图所示(M=Ca、Ba)。下列说法不正确的是
A.∆H1+∆H3<0 B.∆H4>∆H5
C.∆H2(Ba)<∆H2(Ca) D.∆H1+∆H2+∆H3+∆H4+∆H5+∆H6=∆H
8.(2023春·浙江绍兴·高三校联考期中)HCl(g)溶于大量水的过程放热,循环关系如图所示:下列说法不正确的是
A.,
B.若将循环图中元素改成元素,相应的
C.
D.
9.(2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中)以为催化剂的光热化学循环分解反应,为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.完全分解成和需要吸热30kJ
B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用作催化剂可以提高化学反应速率
D.过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
10.(2023春·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校联考期中)在碳中性循环的模式下,通过制备甲醇能减少或避免向大气中排放,具有重要的应用价值。使用铜基催化剂时,体系内发生如下反应:
① kJ⋅mol
② 2kJ⋅mol
③
在两个相同容器内以1∶3的比例分别充入和,其压强分别为2 MPa和5 MPa,测得转化率随反应温度的变化如图,下列说法不正确的是
A. kJ⋅mol
B.曲线Ⅰ压强为5 MPa,曲线Ⅱ压强为2 MPa
C.随温度升高转化率先减小后增大,其原因是低温下主要发生反应①,高温主要发生反应②
D.若将纵坐标改为产率,则图像变化趋势与原图一致
11.(2023春·河北·高三校联考期中)下列结论与事实对应且正确的是
选项
事实
结论
A
氢气在氧气中完全燃烧生成时,放出热量
B
C
在密闭容器中,足量的与充分反应放出能量
D
(s,灰)(s,白)
常温常压时,锡以灰锡状态存在
A.A B.B C.C D.D
12.(2023春·山东日照·高三校考阶段练习)由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.反应生成时转移
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.
D.每有形成时,该反应放出的能量
13.(2023·浙江·校联考二模)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:
链引发:,
链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……
链终止:,
下列说法不正确的是
A.的键能为
B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为:
C.链增长过程中可能产生,,
D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷
二、多选题
14.(2023春·山东青岛·高三青岛二中校考期中)已知和可以相互转化,反应每生成1mol ,放出24.2kJ的热量。在恒温条件下,将一定量的和混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法错误的是
A.曲线X表示浓度的变化
B.前10min内用表示的化学反应速率为0.02mol/(L·min)
C.图中a、b、c、d四个点中,a、c两点的
D.反应进行到10min时放出的热量为9.68kJ
三、非选择题
15.(2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应:。下表为反应在温度下的部分实验数据:
0
500
1000
1500
(mol)
10.00
7.04
4.96
4.96
请回答:
(1)从反应开始到500 s,生成的平均速率_______。
(2)温度下,该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式:_______,在此反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应:,下列说法不正确的是_______。
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.不可能100%转化为
C.该条件下当混合气体密度不再变化,反应达到最大限度
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
E.200℃时,转化率几乎为0,可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示:
请解释正反应速率如图变化的原因:_______。
②氮的另一种氢化物肼(),是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量,下列共价键的键能信息如表所示:
共价键
N-H
N-N
O=O
O-H
键能(kJ/mol)
391
161
498
946
463
关于反应,则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
16.(2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习)根据要求回答问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(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,活化能E1的变化是_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是_____。图中最稳定的是_____(填“反应物”“过渡态”或“生成物”)。
(2)50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•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所放出的热量可计算中和反应反应热(设溶液的密度均为1g•cm-3,反应后溶液的比热容c=4.18J•g-1•℃-1)。回答下列问题:
实验次数
反应物的温度/℃
反应前体系的温度
反应后体系的温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/℃
1
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
从实验装置上看,图中仪器A的名称是_____,隔热层的作用是_____。根据表中数据,结合题干信息,请写出生成1molH2O的热化学方程式_____(保留3位有效数字)。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的1.2~2.0万倍,在大气中的寿命可长达740年之久,表中是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F-F
N-F
键能/kJ•mol-1
941.7
154.8
283.0
写出N2(g)与F2(g)反应合成NF3(g)的热化学方程式_____。
(4)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。这两步反应的能量变化如图:
第二步反应是_____(填“放热”或“吸热”)反应。1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_____。
17.(2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中)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)联氨分子的结构式为___________。
(2)美国加利福尼亚大学圣地亚哥的G· N·SChrauzer等人用氮气和水蒸气在触媒上,光照射下合成高能气态联氨初获成功。该反应的热化学方程式为___________。
化学键
N-H
H-O
O=O
N≡N
N-N
键能/KJ·mol-1
391
463
496
946
159
(3)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=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________;联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________。
(4)火箭推进器中还可以装联氨和过氧化氢,当它们混合时即产生气体,并放出大量热。已知16 g联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出321kJ的热量,写出该反应的热化学方程式___________。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得,写出该反应的离子方程式___________。
(6)在高温下,N2H4可完全分解为NH3、N2及H2 ,实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3:2,则该分解反应的化学方程式为___________。
(7)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨气相似。写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式___________。
18.(2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中)化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)从能量变化的角度研究:依据下图判断下列说法合理的是___________
A.铵盐和碱混合即可反应,其能量变化符合图1
B.溶液和溶液的反应符合图2,且吸收热量为
C.溶液和溶液的反应符合图1,且放出热量为
D.发生图1能量变化的任何反应,一定不需要加热即可发生
(2)获取能量变化的途径
①通过物质所含能量计算。已知反应中中A、B、C、D所含能量依次可表示为、、、,该反应___________。
②通过化学键的键能计算。
资料:①键能:拆开1mol化学键需要吸收的能量,或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。
如下图所示,分子结构与白磷分子相似,呈正四面体结构。已知断裂键吸收193kJ热量,断裂键吸收941kJ热量,则气体转化为时要___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
(3)同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是___________
A.;
B.;
C.;
D.;
参考答案:
1.D
【详解】A.根据图示可知,断裂1molA2(g)和1molB2(g)的化学键需要吸收akJ能量,A错误;
B.从图中可知,生成物的能量高于反应物的能量,则该反应过程中吸收能量,B错误;
C.从图中可知,2molA(g)和2molB(g)每生成2molAB(g)分子放出bkJ的能量,C错误;
D.从图中可知,2molAB(g)的能量高于1molA2(g)和1molB2(g),故2molAB(g)的能量高于1molA2(g),D正确;
故答案选D。
2.D
【详解】A.是反应I的生成物,也是反应Ⅱ的反应物,所以是中间产物,故A正确;
B.从图中看出,生成物能量小于反应物能量,和合成尿素是放热反应,故B正确;
C.由图中的反应可知,反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能,故C正确;
D.反应Ⅰ为 kJ/mol。反应Ⅱ为 kJ/mol,反应Ⅰ+反应Ⅱ得到的焓变
kJ/mol,故D不正确;
故答案选D。
3.A
【详解】A.反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ,得到H2O(l)=H2(g)+O2(g),根据盖斯定律,△H =△H1+△H2+△H3=( -213+327 +172) = +286 或,A错误;
B.根据流程图可知总反应为H2O(l)=H2(g)+O2(g),SO2和I2起到催化剂的作用,B正确;
C.通过流程图,反应Ⅱ和Ⅲ,实现了太阳能到化学能的转化,C正确;
D.由A知H2O(l)=H2(g)+O2(g) ,则 ,液态水转化为气态水会吸收热量,则,则,D正确;
故选A。
4.B
【分析】H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g);同一化学键,断键吸收的能量和成键放出的热量相等。
【详解】A.根据图可知,2molHCl分解时吸收862kJ热量,生成1molH2和1molCl2成键放出的热量为436kJ+243kJ=679kJ,则HCl分解为H2与Cl2时需要吸收热量,A错误;
B.形成2molHCl的化学键需要放出862kJ热量,则断开2molHCl化学键时需要吸收862kJ热量,则断开1molHCl中化学键时吸收热量431kJ,B正确;
C.甲到乙吸收热量,乙到丙放出热量,甲到丙放出热量,甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙> 甲>丙,C错误;
D.1molH2和1molCl2反应生成2molHCl放出能量,则1molH2和1molCl2的总能量大于2molHCl的能量,D错误;
故答案为:B。
5.D
【详解】A.已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的△H1>0,故A错误;
B.由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大,故B错误;
C.△H3+△H4代表H(g)→H+(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,故C错误;
D.一定条件下,气态原子生成1molH−X键放出a kJ能量,则断开1molH−X键形成气态原子吸收a kJ的能量,即为△H2=+akJ/mol,故D正确;
故答案选D。
【点睛】本题考查了反应热和焓变,难度中等,解题时要理解图中△H1所表达的意义,注意当反应逆向进行时,数值不变,符号相反。
6.A
【详解】根据图示,① ;
②;
③
根据盖斯定律,得④;
⑤;
⑥
根据盖斯定律④+⑤+⑥得,故选A。
7.A
【详解】A.∆H2和∆H3分别代表M元素的第一电离能和第二电离能,均大于0,所以∆H1+∆H3>0,A项错误;
B.Cl2 (g)断键形成两个气态氯原子,该过程吸热,所以∆H4>0,气态氯原子得到一个电子可以形成稳定的8电子结构,该过程放热,所以∆H5<0,因此∆H4>∆H5,B项正确;
C.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,所以第一电离能:Ba
故选A。
8.C
【详解】A.H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)为放热过程,ΔH5<0,ΔH6<0,A正确;
B.Cl的非金属性强于Br,氢氯键键能大于氢溴键,断开共价键吸热,则ΔH2(Cl)>ΔH2(Br),B正确;
C.根据题干可知,HCl(g)溶于大量水过程放热,ΔH1<0,根据盖斯定律,ΔH1=,C错误;
D.氢原子失电子吸热,氯原子得电子放热,ΔH3>0,ΔH4<0,则ΔH3-ΔH4>0,D正确;
故答案选C。
9.A
【详解】A.由信息可知的键能和为1598kJ/mol,CO的键能为1072kJ/mol,的键能为496kJ/mol,根据焓变=反应物键能和-生成物键能和,则,=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol,即完全分解成和需要吸热556kJ,故A错误;
B.由图中信息可知,光照和受热条件下均有反应发生,光能和热能转化为化学能,故B正确;
C.催化剂参与反应过程,降低反应活化能加快反应速率,故C正确;
D.由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂,断裂化学键吸收能量,故D正确;
故选:A。
10.D
【详解】A.根据盖斯定律,反应③=①-②, kJ·mol,A正确;
B.直接涉及转化的反应为①、②,压强增大时,①平衡右移,②不移动,总体转化率增大,曲线Ⅰ为5 MPa,曲线Ⅱ为2 MPa,B正确;
C.反应①放热,反应②吸热,故低温下主要发生反应①,高温下主要发生反应②,温度升高时反应①平衡左移,转化率减小,到一定温度时发生反应②,且随温度升高平衡右移,转化率增大,总体先减小后增大,C正确;
D.只有反应①③才生成甲醇,均为放热反应,随温度升高甲醇产率降低,D错误;
故选D。
11.B
【详解】A.氢气在氧气中完全燃烧生成时,放出热量,生成气态水放出的能量小于,故A错误;
B.相同物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,由于焓变为负值,所以,故B正确;
C.根据,生成2mol氨气放出的能量;反应可逆,足量的与充分反应生成氨气的物质的量小于2mol,所以放出的能量小于,故C错误;
D.根据(s,灰)(s,白),温度大于13.2℃时灰锡变为白锡,所以常温常压时,锡以白锡状态存在,故D错误;
选B。
12.A
【详解】A.由图可知发生的反应为N2O+NO=N2+NO2,N2O中N元素化合价从+1价降低到0价,NO 中N元素化合价从+2价升高到+4价,生成1molN2时转移2mole-, A错误;
B.由图可知反应物的总能大于生成物的总能量,B正确;
C.ΔH= =209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,C正确;
D.每有1mol N≡N形成时,该反应放出139kJ的能量,D正确;
故选A。
13.B
【详解】A.根据,可知,的键能为,A正确;
B.反应速率较快的一步应该是活化能较低的一步,由图可知,反应速率较快的一步的热化学方程式为:,B错误;
C.由图可知,链增长中碳上的氢原子可能失去,故链增长过程中可能产生,,,C正确;
D.链终止反应的过程中,两个结合在一起可以形成乙烷,D正确;
故选B。
14.BD
【分析】由图可知0~10min内,X表示的物质的浓度变化量为△c(X)=(0.6-0.2)mol/L=0.4 mol/L,Y表示的物质的浓度变化量为△c(Y) =(0.6-0.4) mol/L=0.2 mol/L, X表示的物质的浓度变化量是Y表示的物质的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,X表示NO2浓度随时间的变化曲线,A正确;
B.由上述分析可知:X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,NO2表示的反应速率v(NO2)=,B错误;
C.在图中a、b、c、d四个点中,a、c两点反应都未达到平衡,由于a点反应逆向进行,c点反应正向进行,故这两点的v正≠v逆,C正确;
D.已知NO2和N2O4可以相互转化2NO2(g)N2O4(g),反应每生成l mol N2O4,放出24.2 kJ的热量。根据图示可知:NO2浓度增大,N2O4浓度减小,则反应逆向进行,在第10 min时N2O4浓度减少了0.2 mol/L,容器的容积是2 L,则△n(N2O4)=0.2 mol/L×2 L=0.4 mol,所以反应吸收热量Q=,D错误;
故选BD。
15.(1)
(2)50.4%
(3) NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 1:1
(4)CE
(5) 温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;t3达到化学平衡状态; 287.5kJ/mol
【详解】(1);
故答案为:;
(2)根据数据可知,1000s时反应达到平衡,;故答案为:50.4%;
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,则反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O,氧化剂与还原剂的比为1:1;
(4)A.刚开始反应时候,反应物浓度最大,生成物浓度最小,则正反应速率最大,逆反应速率最小,A正确;
B.该反应为可逆反应,则N2O5不可能100%转化,B正确;
C.根据公式,,反应前后质量不变,恒容容器的体积不变,则密度不变,C错误;
D.升高温度、增大压强、增大反应物浓度可以促进平衡正向进行,D正确;
E.分子间作用力决定物理性质,E错误;
故答案为:CE;
(5)①温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;后达到化学平衡状态;
②反应焓变=反应物键能-生成物键能=;
故答案为:287.5kJ/mol。
16.(1) 减小 不变 生成物
(2) 玻璃搅拌器 隔热、保温,减少实验过程中的热量损失 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-56.8kJ•mol-1
(3)N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ΔH=-291.9kJ•mol-1
(4) 放热 NH(aq)+2O2(g)=NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ•mol-1
【详解】(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量,即反应热不变,所以催化剂对反应热无影响,即ΔH不变;从能量的角度分析,能量越低越稳定,故图中最稳定的是生成物;
(2)由图可知,图中仪器A的名称是玻璃搅拌器;为了防止反应产生的热量传递到环境中,故使用隔热层,则隔热层的作用是隔热、保温,减少实验过程中的热量损失;
3次温度差平均值为3.4℃,的NaOH溶液50mL与的硫酸溶液50mL进行中和反应生成水的物质的量为,溶液的质量为:100mL×1g/mL=100g,则生成水放出的热量为,所以实验测得的中和热,故答案为: ;则生成1molH2O的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-56.8kJ•mol-1;
(3)∆H=反应物总键能-生成物总键能=941.7 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1= -291.9 kJ·mol-1,热化学方程式为N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ∆H= -291.9 kJ·mol-1,故答案为:N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ∆H= -291.9 kJ·mol-1;
(4)由图可知,第二步反应的焓变小于0,所以第二步反应为放热反应;第一步的热化学方程式为,第二步的热化学方程式为:,根据盖斯定律则。
17.(1)
(2)N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g) ΔH=+579kJ·mol-1
(3) ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(4)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol
(5)2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O
(6)7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑
(7)N2H4+2H+=N2H
【详解】(1)N2H4是共价化合物,氮原子和氢原子形成共价键,氮原子和氮原子间也形成共价键,结构式为:。
(2)光照射下合成高能气态联氨的方程式为:N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g),ΔH=反应物的键能-生成物的键能=946 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-4×391 kJ·mol-1-159 kJ·mol-1=+579kJ·mol-1。
(3)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,产物无污染,因此可作为火箭推进剂。
(4)联氨与过氧化氢反应生成N2和水蒸气的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),16 g联氨物质的量为 =0.5mol,则1mol液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出热量为=642kJ,反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得,写出该反应的离子方程式为:2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O。
(6)在高温下,N2H4可完全分解为NH3、N2及H2,实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3:2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑。
(7)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨气相似,联氨与过量盐酸反应时1个N2H4分子可以结合2个H+生成N2H,离子方程式为:N2H4+2H+=N2H。
18.(1)C
(2) EC+ED-EA-EB 放出 724
(3)BC
【详解】(1)A.铵盐和碱混合即可反应,为吸热反应,其能量变化不符合图1,A错误;
B.0.1molH2SO4溶液和0.1molBa(OH)2溶液反应为放热反应,反应不符合图2,B错误;
C.0.1molHCl溶液和0.1molNaOH溶液反应为放热反应,反应符合图1,C正确;
D.发生图1能量变化的为放热反应,燃烧需要加热发生,但是为放热反应,D错误;
答案选C。
(2)反应中中A、B、C、D所含能量依次可表示为EA、EB、EC、ED,焓变=生成物总能量-反应物总能量,ΔH=(EC+ED-EA-EB)kJ·mol-1。
由图可知,N4分子结构与白磷分子相似,呈正四面体结构。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量,断裂1molN≡N键吸收941kJ热量,根据N4(g)=2N2(g)H=193kJ×6-941kJ×2=-724kJ/mol,则1molN4转化为N2放出的能量为724kJ。
(3)A.碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,反应的焓变是负值,故△H1>△H2,故A不符合题意;
B.物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以△H1<△H2,故B符合题意;
C.为放热反应,△H1<0;为吸热反应,△H2>0,故△H1<△H2,故C符合题意;
D.物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,液态水变为气态水的过程是吸热的,故△H1>△H2,故D不符合题意;
故选BC。
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