第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.下列说法正确的是
A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知 , ,则
C.氢气的燃烧热为285.8 ,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为
D.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则该反应的热化学方程式为
2.汽车安全气囊系统中有一定比例的叠氮化钠(),氧化铁、硝酸铵等物质,受到撞击点火器点火引发叠氨化钠迅速分解生成氮气和钠,硝酸铵分解为一氧化二氮和水蒸气。下列说法错误的是
A.叠氮化钠的稳定性较弱
B.硝酸铵分解反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.金属钠和氧化铁反应生成铁和氧化钠
D.该系统利用了化学反应的物质变化、能量变化和化学反应速率等因素
3.下列化学反应表示错误的是
A.硼与热的浓硝酸反应:
B.硼酸与NaOH溶液反应:
C.和NaOH溶液反应:
D.硼烷的燃烧热:
4.反应的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应是放热反应 B.断开中的硫氧键放出能量
C.反应物的总能量大于生成物的总能量 D.一定是吸热反应
5.下列图示变化为吸热反应的是
A. B.
C. D.
6.在实验室用50mL0.25mol/L稀硫酸与50mL0.55mol/L溶液进行中和热测定,实验测得中和热为,下列叙述正确的是
A.若改用60mL0.25mol/L稀硫酸进行实验,实验中放出的热量会增加,所测得的中和热数值也会变大
B.用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差,也可以换成铜质环形搅拌棒
C.实验中测得的中和热数值低于理论值,可能是由于用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀硫酸溶液的温度
D.用同浓度、同体积的氨水和溶液代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热分别为和,则
7.我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物是一种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分。其相关反应的能量变化如图所示,已知,则为
A. B. C. D.
8.已知2-丁烯有顺、反两种异构体,在某条件下有如图平衡:
(g)(g) △H=-4.2kJ mol-1
顺-2-丁烯 反-2-丁烯
(g)+H2(g)CH3CH2CH2CH3(g) △H=-118.9kJ mol-1
下列说法正确的是
A.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
B.顺-2-丁烯的燃烧热(△H)比反-2-丁烯的燃烧热(△H)大
C.相同的化学键在不同的物质中键能相同
D.反-2-丁烯氢化的热化学方程式为(g)+H2(g)CH3CH2CH2CH3(g) △H=-114.7kJ mol-1
9.C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①
②
下列推断正确的是
A.的燃烧热
B.
C.欲分解,至少需要提供的热量
D.
10.已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
①WO2(s)+ 2H2(g) = W(s)+ 2H2O(g) △H= + 66.0kJ/mol
②WO2(g)+ 2H2(g) = W(s)+ 2H2O(g) △H= -137.9kJ/mol
则WO2(s)= WO2(g)的△H
A.△H=-285.8kJ/mol B.△H=+571.6 kJ/mol
C.△H= +203.9kJ/mol D.△H=-285.8kJ/mol
11.常温下,某小组进行如下实验:
编号 实验 热效应
① 将1mol的溶于水,溶液温度升高
② 将1mol的无水溶于水,溶液温度升高
③ 将1mol的加热后得到无水和液态水
由此可知,下列关系式错误的是
A. B.
C. D.
12.已知: 。相关共价键的键能如下表:
共价键 Si-Cl H-Cl Si-Si H-H
键能/() 360 431 176 436
则1mol Si中Si-Si键的数目为
A. B. C. D.
13.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知,用含的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为
B.的燃烧热,则反应的
C.甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.稀醋酸与稀溶液反应生成水,放出热量
14.下列关于说法正确的是
A.NH4NO3固体溶于水时吸热,属于吸热反应
B.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) △H<0,则红磷比白磷稳定
C.醋酸与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1>△H2
15.环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知:(g)=(g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol-1 ①
(g)+I2(g)= (g)+2HI(g) ΔH2= +89.3 kJ·mol-1 ②
则氢气和碘蒸气反应生成碘化氢气体的热化学方程式为
A.H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH= -11.0 kJ·mol-1
B.H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH= -11.0 kJ·mol-1
C.H2+I2=2HI ΔH= -11.0 kJ·mol-1
D.H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH= +11.0 kJ·mol-1
二、填空题
16.工业烟气中和氮氧化物()都是大气污染物,综合治理对改善环境有重要意义。
(1)氮氧化物()引起的环境问题主要有_______(指出一种即可)。
(2)“纳米零价铁—”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO·,HO·将NO氧化为的机理如图1所示,Y的化学式为_______。
②纳米零价铁的作用是_______。
③NO脱除率随温度的变化如图2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是_______。
(3)科学家最近发现了一种利用水催化促进和转化的化学新机制如图3所示。处于纳米液滴中的或可以将电子通过“水分子桥”快速转移给周围的气相分子促进中间体的形成。形成“水分子桥”的主要作用力是_______,写出与间发生的总反应的离子方程式_______。
(4)工业上回收利用烟气中的一种途径是:;该小组在实验室探究步骤Ⅱ时,一定条件下向的溶液通入空气后,欲测定溶液中的氧化率(α),设反应后溶液体积仍为100 mL。
①为该小组设计实验方案(可选试剂:溶液、酸性溶液、溶液、溶液和盐酸,不必描述操作过程的细节,物理量的数值用字母表示):_______。
②氧化率 _______×100%(用实验方案中的物理量表示)。
17.①已知反应的分子中化学键断裂时分别需要吸收、的能量,则分子中化学键断裂时需吸收的能量为____。
②氢气与氧气反应生成液态水,放出热量,写出该反应的热化学方程式:__________。
(2)①火箭发射常用肼为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知:
写出气态肼和四氧化二氮气体反应的热化学方程式为____。
②肼()—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的溶液。该电池放电时,负极的电极反应式是_______。
18.化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
①从物质内部能量分析化学反应过程:
化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来,或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。
②化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
图Ⅰ中反应物的总能量_______生成物的总能量,反应_______能量;图Ⅱ中反应物的总能量_______生成物的总能量,反应_______能量。
19.黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。在25℃和101kPa时,1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业上叫“废热”)在生产过程中得到了充分利用,大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式_______。
(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量_______。
20.(1)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH3
已知反应②中相关化学键键能数据如下:
化学键 H—H C==O C≡O H—O
E/kJ·mol-1 436 803 1 076 465
由此计算ΔH2=________kJ·mol-1。已知ΔH3=+99 kJ·mol-1,则ΔH1=________kJ·mol-1。
(2)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
①H2O2+I-→H2O+IO-慢 ②H2O2+IO-→ H2O+O2+I-快
H2O2分解反应的热化学方程式为________________________________,该反应速率的快慢主要由第_______步(选择①或②,下同)决定。下图表示H2O2在无催化剂和少量I-的催化作用下的两步反应机理降低反应活化能的能量变化图,其中波峰A点代表反应机理___________。
(3)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时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,金刚石和石墨相比较,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为________。
②12 g石墨在一定量的空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为________。
21.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣570 kJ
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+483.6kJ
③2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=﹣220.8 kJ
④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣393.5 kJ
回答下列问题:
(1)上述反应中属于吸热反应的是_______(填写序号)。
(2)H2的燃烧热为________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________。
(4)CO的燃烧热的热化学方程式为______________________。
(5)H2O(l)=H2O(g)ΔH=__________。
22.已知甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,Y的摩尔质量数值比Z小16,乙、丙的摩尔质量相同,B的摩尔质量比D小2,B、X的摩尔质量相同。各物质之间的转化关系如图所示(各反应条件略)。
请回答:
(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体_______L(标准状况)。
(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是_____________。
(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是____________。D中含的化学键类型为________。
(4)在101KPa时,4.0g乙在一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式 是____________
(5)比甲元素的原子序数少4的M元素,在一定条件下能与氢元素组成化合物MH5。已知MH5的结构与氯化铵相似,MH5与水作用有氢气生成,则MH5的电子式为_________(M要用元素符号表示)。写出MH5与AlCl3溶液反应的化学方程式_________
23.某研究性小组用如图装置测量醋酸与氢氧化钠反应的中和热。
(1)醋酸与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为___________。
(2)双层保温瓶的主要作用是___________。
(3)将100mL0.50mol·L-1的CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合旋紧瓶盖,温度从298.0K升高到300.0K。已知溶液密度均为1g·mL-1,生成溶液的比热容c=4.2J/(g·K)。
①迅速混合旋紧瓶盖的目的是___________。
②氢氧化钠溶液过量的目的是___________。
③醋酸与氢氧化钠反应的中和热是___________kJ·mol-1.
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,该反应是吸热反应,石墨能量低,根据能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故A错误;
B.已知 , 前者完全反应,放出的热量多,焓变反而小,,则,故B正确;
C.氢气的燃烧热为285.8 ,燃烧热是生成液态水,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 ,故C错误;
D.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,由于该反应是可逆反应,因此反应的二氧化硫的物质的量小于1mol,放出热量79.2 kJ,而该反应的热化学方程式为中是2mol二氧化硫全部反应,则放出的热量大于158.4kJ,故D错误;
综上所述,答案为B。
2.B
解析:A.叠氨化钠点火迅速分解,说明其稳定性较弱,A正确;
B.硝酸铵发生分解,NH4NO3既是氧化剂又是还原剂,-3价和+5价氮化合价都变为+1价,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1,B错误;
C.金属钠和氧化铁加热条件下发生反应,生成铁和氧化钠,C正确;
D.该系统利用了化学反应的物质变化(产生大量气体)、能量变化(反应放热)和化学反应速率(迅速分解)等因素,D正确;
故选B。
3.B
解析:A.硼与浓硝酸反应时,硼被氧化生成硼酸,硝酸被还原生成NO2,反应方程式为:,A正确;
B.硼酸是弱酸,写离子方程式时要使用化学式,不能用氢离子,B错误;
C.Al2O3是两性氧化物,与NaOH溶液反应时生成可溶性盐偏铝酸钠,反应的离子方程式为,C正确;
D.燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,其热化学方程式中必须指定物质的聚集状态,D正确;
故选B。
4.B
解析:A.该反应是反应物总能量大于生成物总能量,因此该反应是放热反应,故A正确;
B.断开中的硫氧键吸收能量,故B错误;
C.该反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故C正确;
D.是放热反应,则一定是吸热反应,故D正确。
综上所述,答案为B。
5.A
解析:A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,故A选;
B.中和反应为放热反应,故B不选;
C.燃烧反应为放热反应,故C不选;
D.由图可知反应物的总能量高于生成物,因此该反应为放热反应,故D不选;
综上所述,答案为A。
6.C
解析:A.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;与反应的物质的量无关,A错误;
B.铜质环形搅拌棒导热性强,热量散失,导致误差,B错误;
C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀硫酸溶液的温度,导致部分溶质反应,使得测得反应放出热量减小,低于理论值,C正确;
D.中和热放热为负值;用同浓度、同体积的氨水和溶液代替NaOH溶液进行上述实验,氨水为弱碱,电离会吸收部分热量,使得焓变增加,氢氧化钡和硫酸生成硫酸钡沉淀,放出部分热量,焓变减小,故测得的中和热分别为和,则,D错误;
故选C。
7.D
解析:由图中能量变化可知:,则,答案选D。
8.D
解析:A.顺 2 丁烯转化为反 2 丁烯放热,说明反 2 丁烯能量低,更稳定,故A错误;
B.等量的顺 2 丁烯具有更高的能量,所以顺 2 丁烯燃烧热更大,但是△H大小相反,故B错误;
C.顺-2-丁烯和反-2-丁烯的能量不一致,说明物质不同,即使同一物质的不同结构,相同的化学键的键能也不同,故C错误;
D.将下式 上式得到反 2 丁烯氢化的热化学方程式,△H= 118.9kJ mol 1 ( 4.2kJ mol 1)= 114.7kJ mol 1,故D正确;
故答案选D。
9.D
解析:根据氢气燃烧的能量变化示意图,可写出氢气燃烧生成H2O(g)的热化学方程式②:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-480kJ/mol。
A.燃烧热的定义是指在1mol可燃物在25℃101 Kpa时生成稳定化合物时释放的能量,C燃烧的稳定产物为CO2,故A错误;
B.H2燃烧能量变化为2×436+496-4×462=-480kJ/mol,故B错误;
C.分解2molH2O(g)需提供4×462kJ的能量,如果是2mol H2O(1)所需能量大于4×462kJ(液体汽化吸热),故C错误;
D.利用盖斯定律,0.5(①-②)可得, C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1=+130kJ/mol,故D正确;
故答案选D。
10.C
解析:WO2(s)+2H2(g)=W(s)+2H2O(g);ΔH=+66.0kJ·mol-1①
WO2(g)+2H2=W(s)+2H2O(g);ΔH=-137.9kJ·mol-1②
利用盖斯定律,将①-②得:WO2(s)=WO2(g)的ΔH=(+66.0+137.9) kJ·mol-1=+203.9kJ·mol-1,选C。
11.A
【分析】溶于水,溶液温度升高,属于放热过程,即①(s)=Ca2+(aq)+2Cl-(aq)+6H2O(l) H1<0;无水溶于水,溶液温度升高,属于放热过程,即②(s)=Ca2+(aq)+2Cl-(aq) H2<0;1mol的加热后得到无水和液态水,即③(s)=(s)+6H2O(l) H3,由盖斯定律可得③=①-②,即 H3= H1- H2。
解析:A. H3= H1- H2, H1<0, H2<0,故,故A错误;
B. H3= H1- H2, H1<0, H2<0,,故B正确;
C. H3= H1- H2,即,故C正确;
D. H3= H1- H2, H1<0, H2<0,则,故D正确;
故选A。
12.C
解析:由方程式知SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g),ΔH=+236kJ mol 1,这个热化学方程式表示的是1molSiCl4与2molH2反应生成1molSi和4molHCl,吸收236kJ的能量,根据表格中化学键键能大小,设Si-Si数目为xmol,可以得到:4ESi-Cl+2EH-H-xESi-Si-4EH-Cl=236kJ,代入数值,得到4×360kJ+2×436kJ-x×176-4×431kJ=236,解之x=2mol,故选C。
13.B
解析:A.中和反应反应热是以生成(1)作为标准的,A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,CO(g)的燃烧热ΔH是-283.0 kJ·mol-1,则2mol一氧化碳完全燃烧放出的热量为(2×283.0) kJ·mol-1,所以2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)反应的ΔH=-(2×283.0) kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1,B正确;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,应为生成液态水而不是气态水放出的热量,C错误;
D.醋酸为弱酸,稀释促进醋酸的电离,电离吸热,所以放出的热量小于57.3 kJ热量,D错误;
故答案为:B。
14.B
解析:A.NH4NO3固体溶于水属于物理变化,A错误;
B.红磷比白磷能量低,较稳定,B正确;
C.醋酸是弱酸,写离子方程式不能拆,C错误;
D.前者是充分燃烧,放热较多,反应热较小,D错误;
故选B。
15.B
解析:由反应②-①得到H2(g)+I2(g)===2HI(g),根据盖斯定律可知ΔH= ΔH2-ΔH1=(+89.3 kJ·mol-1)-(+100.3 kJ·mol-1)= -11.0 kJ·mol-1,B正确;A、D错误;C项未注明各物质的状态,C错误;故答案为:B。
二、填空题
16.(1)光化学烟雾(硝酸型酸雨)
(2) 或 与盐酸反应产生 温度升高分解,浓度降低,NO脱除率降低
(3) 氢键
(4) 方案1:向反应后的溶液中加入过量盐酸,再加入足量溶液,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,所得固体质量为m g。方案2:取20.00 mL反应后溶液于锥形瓶中,用0.1 mol/L的溶液测定,消耗溶液体积V mL 或
解析:(1)氮氧化物()引起的环境问题主要有光化学烟雾(硝酸型酸雨)等;
(2)①Fe2+催化H2O2分解产生HO和HO·,O元素化合价降低,所以铁元素化合价升高,Y的化学式为FeCl3;
②纳米零价铁与盐酸反应产生;
③H2O2的分解速率随温度升高而加快,H2O2浓度减小,所以温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势;
(3)由图3可知,“水桥”由中的H与H2O分子的0之间的氢键形成;由图丙可知,与NO2、H2O反应生成HNO2和,离子方程式;
(4)①测定溶液中硫酸根离子的量,向反应后的溶液中加入过量盐酸,再加入足量BaCl2溶液,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为m g,故答案为: 方案1:向反应后的溶液中加入过量盐酸,再加入足量溶液,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,所得固体质量为m g。方案2:取20.00 mL反应后溶液于锥形瓶中,用0.1 mol/L的溶液测定,消耗溶液体积V mL;
②若采用方案1,向反应后的溶液中加入过量的盐酸,先将剩余的亚硫酸根离子除去,再加入足量的氯化钡溶液,生成硫酸钡沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为mg,则氧化率;
若采用方案2测定溶液中亚硫酸根离子的物质的量,与被高锰酸钾氧化生成,反应的离子方程式为:,重复滴定三次,平均消耗高锰酸钾溶液的体积为V mL,溶液中亚硫酸根离子的物质的量为: mol,则氧化率=。
17.H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H= -286kJ/mol 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1096.7kJ·mol-1 N2H4+4OH--4e- =4H2O+N2↑
【分析】(1)①根据:化学键断裂时需吸收的能量—化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量计算;
②氢气和氧气反应生成1mol液态水放热286kJ,该反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H= -286kJ/mol;
(2)①依据盖斯定律可得;
②肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气。
解析:(1)①设1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ,化学键断裂时需吸收的能量—化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量,即:2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ,解得:x=299,则分子中化学键断裂时需吸收的能量为299;
②氢气和氧气反应生成1mol液态水放热286kJ,该反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H= -286kJ/mol;
(2)①a N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) △H=10.7kJ·mol-1;b N2H4(g)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-543kJ·mol-1;依据盖斯定律b×2-a得到 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1096.7kJ·mol-1;
②肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,负极反应为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。
18. 大于 放出 小于 吸收
解析:由图可知,图Ⅰ中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应过程中释放出能量;图Ⅱ中反应物的总能量低于生成物的总能量,反应过程中会吸收能量。
19.(1)FeS2(s)+O2(g) Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853 kJ·mol-1
(2)6398 kJ
解析:(1)1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量,则FeS2燃烧的热化学方程式为:FeS2(s)+O2(g) Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853 kJ·mol-1。
(2)1 kg黄铁矿含FeS2的质量为:1000 g×90%=900 g,FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1,900 g FeS2的物质的量为=7.5 mol,而1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量,则7.5 molFeS2(s)完全燃烧放出的热量为7.5 mol×853 kJ= 6398 kJ,即理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6398 kJ。
20. +36 -63 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196kJ/mol ① ① 石墨 393.5 kJ/mol (或ΔH=-393.5 kJ/mol ) 252.0 kJ
【分析】(1)先根据反应热=反应物总键能-生成物总键能计算△H2;再根据盖斯定律计算△H1;
(2) 根据分解1 mol H2O2放出热量98 kJ书写H2O2分解反应的热化学方程式;根据化学反应速率由慢反应决定分析解答;
(3)①根据物质能量越高,物质越不稳定;根据图象判断石墨的燃烧热;②首先依据极值法计算判断生成的气体的组成,再结合热化学方程式计算解答。
解析:(1)反应②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=803×2kJ/mol+436kJ/mol-1076kJ/mol-2×465kJ/mol=+36kJ/mol;
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=+36kJ/mol,③CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH3=+99kJ/mol,根据盖斯定律,反应②-反应③得到反应①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-63kJ/mol,故答案为:+36;-63;
(2) 分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,H2O2分解反应的热化学方程式为H2O2(l)=H2O(l)+ O2(g) ΔH=-98kJ/mol或2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196kJ/mol;H2O2分解的机理为:①H2O2+I-→H2O+IO-慢,②H2O2+IO-→ H2O+O2+I-快,化学反应速率的快慢由慢反应决定,所以H2O2的分解速率主要是由①决定;根据图象,波峰A点的活化能高于波峰B,因此波峰A点代表反应机理①的活化能,故答案为:H2O2(l)=H2O(l)+ O2(g) ΔH=-98kJ/mol或2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196kJ/mol;①;①;
(3)①根据图象,金刚石的能量高于石墨,能量越低越稳定,所以说明石墨稳定;1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为393.5kJ,则石墨的燃烧热为393.5 kJ/mol,故答案为:石墨;ΔH=-393.5 kJ/mol;
②12g石墨的物质的量为1mol,在一定量空气中燃烧,依据元素守恒,若生成二氧化碳质量为44g,若生成一氧化碳质量为28g,因此生成36g的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体,设一氧化碳的物质的量为x,则二氧化碳物质的量为(1-x)mol,有:28x+44(1-x)=36g,x=0.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol;依据图象,C(石墨,s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ/mol ;C(石墨,s)+O2(g)═CO(g)△H=-110.5 kJ/mol,因此生成二氧化碳和一氧化碳混合气体放出的热量=393.5 kJ/mol×0.5mol+110.5 kJ/mol×0.5mol=252.0kJ,故答案为:252.0 kJ。
21. ② 285 kJ mol-1 1 425 kJ CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣283.1 kJ mol-1 +43.2 kJ mol-1
【分析】(1)焓变大于0的为吸热反应;
(2)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;
(3)根据热化学方程式计算;
(4)盖斯定律的应用;
(5)盖斯定律的应用。
解析:(1)上述反应中只有②的焓变大于零,属于吸热反应;
故为②。
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣570 kJ·mol-1,根据燃烧热的定义,燃烧热为570 kJ·mol-1/2=285kJ·mol-1;
故为285kJ·mol-1。
(3)n(H2)==5mol,根据热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣570 kJ
2mol 570kJ
5mol Q
Q==1425 kJ ,燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为1425 kJ;
故为1425 kJ。
(4)2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=﹣220.8kJ·mol-1 ③
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣393.5kJ·mol-1 ④
根据盖斯定律④-③×1/2得CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣283.1 kJ mol-1;
故为CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣283.1 kJ mol-1。
(5)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣570 kJ·mol-1 ①
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+483.6 kJ·mol-1 ②
根据盖斯定律(①+ ②)/2得,H2O(g)=H2O(l)ΔH=-43.2 kJ mol-1,则H2O(l)=H2O(g)ΔH=+43.2 kJ mol-1;
故为+43.2 kJ mol-1。
22.(1)11.2
(2)
(3) SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 共价键
(4)S(s)+O2(g)=SO2(g);△H = -296kJ/mol
(5) AlCl3+3NH5+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑
【分析】甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,则B为Na2O2,甲为Na,丙为O2,B、X的摩尔质量相同,则X为Na2S,乙为S单质,C为SO2,D为SO3,Y为Na2SO3,Z为 Na2SO4。据此作答。
解析:(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体体积为11.2L;
(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是;
(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;D中含的化学键类型为共价键;
(4)在101KPa时,4.0g乙在一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g);△H =-(32÷4.0×37)= -296kJ/mol;
(5)比甲元素的原子序数少4的M元素,则M为N元素;NH5的结构与氯化铵相似,故化学式为:NH4H,与水作用有氢气生成,则MH5的电子式为,写出NH4H与AlCl3溶液反应,则为NH4H与H2O反应后生成的NH3·H2O与AlCl3反应,故化学方程式:AlCl3+3NH4H+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑。
23. CH3COOH+OH-=H2O+CH3COO- 更好地保温,减少实验误差 防止反应放出的热量散出 保证醋酸全部参加反应 16.8
解析:(1)醋酸与氢氧化钠发生酸碱中和反应生成醋酸钠和水,醋酸是弱酸,离子方程式中不拆写,则反应的离子方程式为CH3COOH+OH-=H2O+CH3COO-;
(2)双层保温瓶可防止热量的散失,更好地保温,减少实验误差;
(3)①将100mL0.50mol·L-1的CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合旋紧瓶盖,防止反应放出的热量散出,可减少实验误差;
②为保证醋酸全部参加反应,可使氢氧化钠溶液稍微过量;
③根据Q=cmΔT可得,反应放出的热量Q=cmΔT=4.2J/(g·K)×200g×(300K-298K)=1.68kJ,则该反应的中和热为=16.8kJ/mol。