第一章 化学反应的热效应 章节测试A卷(含解析)
一、单选题
1.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.钠在氯气中燃烧 B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C.铁与稀盐酸的反应 D.氨水与稀硫酸的反应
2.下列反应中能量变化与其它不同的是( )
A.铝热反应 B.燃料燃烧
C.酸碱中和反应 D.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl固体混合
3.某化学反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.该反应可能不需要加热就能够发生
B.该反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
C.该反应可能是化合反应,也可能是分解反应
D.该反应的化学方程式可能为 2Na+2H2O =2NaOH+2H2↑
4.化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是( )
A.将排气管延长,减少汽车尾气的排放
B.疫情期间,用次氯酸钠溶液对环境消毒
C.食品包装内,用铁粉延长食品的保质期
D.适当加压、降温可提高合成氨过程中氨的产率
5.下列过程需要吸收能量的是( )
A.碘的升华 B.酒精燃烧 C.酸碱中和 D.2H→H2
6.在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A.Ea为逆反应活化能, 为正反应活化能
B.该反应为放热反应,ΔH= - Ea
C.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度,使平衡逆移
D.加入催化剂可以降低该反应的活化能,从而改变该反应的反应热
7.一定压强下,向10 L密闭容器中充入1 mol S2Cl2和1 mol Cl2,发生反应S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示,以下说法中错误的是( )
A.正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.达到平衡后再加热,平衡向逆反应方向移动
C.A,B,C,D四点对应状态下,达到平衡状态的为B,D
D.一定温度下,在恒容密闭容器中,达到平衡后缩小容器体积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率不变
8.下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷的燃烧热为890.3kJ·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) △H=-890.3kJ/mol
B.500℃、30MPa下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-38.6kJ/mol
C.已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ·mol-1和1411.0kJ·mol-1,则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为:CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ·mol-1
D.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3kJ/mol)
9.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的 ΔH= -12.1kJ/mol ,HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH= -55.6kJ/mol。则H+(aq)与CN-(aq)反应生成HCN(aq)的等于( )
A.+43.5kJ/mol B.- 67.7kJ/mol
C.- 43.5kJ/mol D.+ 67.7kJ/mol
10.已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的说法正确是( )
A.X的能量一定高于M
B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因为该反应为放热反应,所以一定不必加热就可以发生
二、多选题
11.目前认为乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.总反应速率由第①步反应决定
B.第②步反应原子利用率为100%
C.第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定
D.第①步反应的活化能最小,第②③步反应为放热反应
12.甲烷是一种清洁燃料,一定条件下可与NO2、NO发生如下反应:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1
下列说法错误的是( )
A.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2、CO2和液态水,放出的热量小于173.4kJ
B.利用以上反应可降低大气中的氮氧化合物的含量,有效减轻光化学烟雾
C.甲烷若设计成燃料电池,其能量利用率大于直接燃烧的能量利用率
D.反应②中当4.48LCH4反应完全时转移电子的物质的量为1.60mol
13.甲烷和二氧化碳催化合成乙酸,其中一步为甲烷在催化剂表面脱氢,其方式有两种:甲烷分子单独脱氢,甲烷分子与二氧化碳共吸附脱氢,反应历程如下(由乙酸分子构型可知以二氧化碳结合甲基和氢原子是最简单的合成过程),下列说法正确的是( )
A.甲烷脱去首个氢原子的焓变,单独脱氢小于共吸附脱氢
B.甲烷脱去首个氢原子的能垒,共吸附脱氢比单独脱氢下降0.15eV
C.单独脱氢的决速步为第一步
D.共吸附脱氢更有利于乙酸的合成
14.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示,用 、 、 分别表示N2、H2、NH3,其中a、b分别代表该反应无催化剂和有催化剂的能量变化示意图,下列说法正确的是( )
A.使用催化剂时,合成氨的反应放出的热量不变
B.在该过程中,b线代表有催化剂时的反应历程
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
15.的能量变化如图1所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂能使、减小值相等
B.图2中能表示和CO(g)逆反应平衡常数与温度关系的为曲线Ⅰ
C.在较低温度下,该反应能自发进行
D.催化剂能提高反应物分子总能量
三、填空题
16.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)放出热量99kJ,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 .
(2)该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”,“降低”),△H (填“变大”,“变 小”或“不变”),理由是 .
(3)图中△H= kJ/mol.
17.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。 下列△H 表示物质燃烧热的是 (填字母编号)。
A. 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1
B. C(s)+ O2(g)═CO(g)△H2
C. 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1
D. C(s)+ O2(g)═CO(g)△H2
E. C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H5
F. NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H6
G. CH3COO(aq)+NaOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H7
18.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1
C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣2 220kJ mol﹣1
试回答下列问题:
①H2燃烧的反应热为 ,C3H8燃烧的焓变为 。
②1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。
四、实验探究题
19.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100mL盐酸与100mLNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸和碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 ,其作用是 。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1mol时所测得中和反应的反应热()将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)实验中改用60mL盐酸和60mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积、等物质的量浓度的进行上述实验,生成1mol时,所测得的中和反应的反应热()的绝对值将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)下列说法正确的是 (填标号)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁,将剩余的稀盐酸转移至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或稀碱时,视线必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1mol时所测得的中和反应的反应热()无影响
20.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
步骤一:用量筒量取50mL 0.50 mol L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度t1;
步骤二:用另一量筒量取50mL 0.55 mol L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度t2;
步骤三:将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度t3。
回答下列问题:
(1)步骤三中倒入NaOH溶液的正确操作是__________。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。
A.轻轻地振荡烧杯
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.用温度计小心搅拌
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3) (填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测中和热,理由是 。
(4)在反应中若因为有放热现象,而造成少量HCl在反应中挥发,则测得的中和热 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
五、综合题
21.回答下列问题:
(1)键能是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需能量的大小来衡量。从断键和成键的角度分析反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)中能量的变化,化学键的键能如表所示:
化学键 H—H O=O H—O
键能(kJ·mol-1) 436 496 463
则生成1molH2O(g)可以放出 kJ热量。
(2)下列反应中,属于放热反应的是 (填字母,下同),属于吸热反应的是 。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
c.氢气在氧气中燃烧生成水
d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应
f.葡萄糖在人体内氧化分解
(3)A,B,C,D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题:
①装置甲溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)极。
②装置乙中正极的电极反应式为 。
③四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
22.完成下列各题:
(1)中国的瓷器驰名世界,制备陶瓷是以黏土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料,经高温烧结而成。若以氧化物形式表示黏土的组成,应写为 ;
(2)在25℃、101kPa时,2molH2在O2中完全燃烧,生成2mol液态水,放出571.6kJ热量,用燃烧热表示H2燃烧的热化学方程式为: ;
(3)赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,这一过程中发生反应的化学方程式为: ;
(4)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,工业上是用氯酸钠(NaClO3)与浓盐酸反应生产ClO2的,反应过程中同时会生成氯气。写出该反应的化学方程式: 。
23.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 ;
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的 H3= ,一步反应生成1molPCl5的 H4 H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.钠在氯气中燃烧为放热反应,A不符合题意;
B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应,B符合题意;
C.铁与稀盐酸的反应为放热反应,C不符合题意;
D.氨水与稀硫酸为中和反应为放热反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
2.【答案】D
【解析】【解答】铝热反应、燃料燃烧和酸碱中和反应均为放热反应,是将化学能转化为热能,而Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl固体混合是吸热反应,是将热能转化为化学能,故与其余三项的能量变化形式不同,
故答案为:D。
【分析】常见的放热反应有:所有的物质燃烧、金属与酸或水反应、中和反应、铝热反应、绝大多数化合反应、食物腐败、炸药爆炸等;
常见的吸热反应有:绝大多数分解反应,个别化合反应,Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应等。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.加热时促使反应发生的条件,与反应放热或吸热无关,因此该反应可能不需要加热就能够发生,A不符合题意;
B.由于该反应为吸热反应,因此反应物断键吸收的总能量大于成键释放的总能量,B不符合题意;
C.化合反应、分解反应都有可能是吸热反应,C不符合题意;
D.金属与水的反应为放热反应,因此该反应的化学方程式不可能为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,D符合题意;
故答案为:D
【分析】由图可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,因此该反应为吸热反应。据此结合选项进行分析。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.延长反应时间,不能使平衡移动,不能提高原料的转化率,不能减少汽车尾气的排放,故A符合题意;
B.次氯酸钠具有强氧化性,疫情期间,可用次氯酸钠溶液对环境消毒,故B不符合题意;
C.铁粉可吸收空气中的氧气,能作食品的抗氧化剂,延长食品的保质期,故C不符合题意;
D.合成氨的反应,正反应放热,降低温度平衡正向移动;正反应气体物质的量减少,加压平衡正向移动,适当加压、降温可提高合成氨过程中氨的产率,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.次氯酸钠具有强氧化性,能使蛋白质变性;
C.铁粉具有还原性;
D.合成氨的反应是气体体积减小的放热反应。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.碘的升华需要能量克服分子间作用力,需要吸收能量,A符合题意;
B.酒精燃烧是放热反应,B不符合题意;
C.酸碱中和放出大量热量,C不符合题意;
D.新键的形成释放能量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】吸收能量:吸热反应,断键,升华,蒸发,熔化等;
6.【答案】C
【解析】【解答】A.图中为逆反应的活化能,Ea为正反应的活化能,A不符合题意;
B.由图可知,反应物具有的能量较大,则反应为放热反应,,B不符合题意;
C.该反应为放热反应,温度升高,反应速率均加快,但是逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使反应平衡逆向移动,C符合题意;
D.催化剂可以降低反应的活化能,但是不能改变反应热,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.由图可知,为逆反应的活化能,Ea为正反应的活化能;
B.该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,焓变=反应物的活化能-生成物的活化能;
D.催化剂不影响反应热。
7.【答案】A
【解析】【解答】A. 正反应的活化能是发生反应所需要的能量,逆反应的活化能是反应中又释放出的能量,正反应的活化能减去逆反应的活化能就等于总反应的吸热放热量,由分析可知ΔH<0,正反应为放热反应,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A符合题意;
B. 由分析可知ΔH<0,正反应为放热反应,加热后平衡向逆反应方向移动,故B不符合题意;
C. 根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g) 2SCl2 (g)可知,用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率,二者之比为1:2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等,达到平衡状态,由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态;B、D点为平衡点,故C不符合题意;
D. 根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g) 2SCl2 (g)反应物和产物都是气体,且反应物和产物的系数相等,所以改变压强不改变平衡移动,缩小容器体积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率不变,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g) 2SCl2 (g)可知,用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率,二者之比为1:2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等,达到平衡状态,由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态;B、D点为平衡点,由图中数据可知,B、D点的状态对应的温度为250℃,300℃时,SCl2的消耗速率大于氯气的消耗速率的2倍,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH2<0。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.燃烧热是指在25摄氏度,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,所以应该是生成液态水,而不是气态,故A不符合题意;
B.氮气和氢气合成氨的反应为可逆反应,根据题目所给信息可知生成2mol氨气时放出的热量应大于38.6kJ,故B不符合题意;
C.乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ·mol-1和1411.0kJ·mol-1,则:
①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH =-1366.8kJ mol-1 ;
②CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH =-1411.0 kJ mol-1;
则乙烯水化制乙醇的热化学方程式依据盖斯定律②-①得到热化学方程式为:CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l),ΔH =-44.2kJ mol-1,故C符合题意;
D.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叫做中和热,由于生成硫酸钙微溶放热,所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H不是(-57.3kJ/mol),也不是2×(-57.3kJ/mol),故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】此题考查热化学方程式的书写,注意A中燃烧热要生成稳定的化合物,是指在常温常压下生成的物质是稳定的化合物。B中注意反应物充进去,但因可逆反应不能完全反应,焓变的表示意义。
D中注意中和热是指生成1mol水所放出的热量。
9.【答案】C
【解析】【解答】HCN与NaOH反应的热化学方程式为:HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl与NaOH反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-55.6kJ·mol-1。根据盖斯定律可得,H+(aq)+CN-(aq)=HCN(aq)的反应热ΔH=(-55.6kJ·mol-1)-(-12.1kJ·mol-1)=-43.5kJ·mol-1,C符合题意;
故答案为:C
【分析】HCN与NaOH反应的热化学方程式为:HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl与NaOH反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-55.6kJ·mol-1。结合盖斯定律计算目标反应的反应热。
10.【答案】C
【解析】【解答】从宏观的角度分析,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应就是放热反应,反之是吸热反应。不论是放热反应还是吸热反应均与反应条件无关,
故答案为:C。
【分析】考查的是能量的变化,H=生成物得能量-反应物的能量计算即可
11.【答案】C,D
【解析】【解答】A.第①步反应活化能较大,反应发生消耗的能量高,则该步反应难进行,其反应速率较小,总反应的快慢取决于慢反应,则总反应速率由第①步反应决定,故A不符合题意;
B.第②步反应中没有其它物质生成,原子利用率为100%,故B不符合题意;
C.第①步反应的中间体比第②步反应的中间体能量高,能量越高越不稳定,则第②步反应的中间体稳定,故C符合题意;
D.从图中可以看到,第①步反应的活化能最大,故D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】 A.活化能越大,反应速率越慢,决定这总反应的反应速率;
B.化合反应中原子利用率为100%;
C.物质具有的能量越高越不稳定;
D.若生成物的总能量低于反应物的总能量,则为放热反应,反之相反。
12.【答案】A,D
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,(①+②)×得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=[(-574kJ mol-1)+(-1160kJ mol-1)]=-867kJ/mol,标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2、CO2和气态水,放出的热量为×867kJ/mol=173.4kJ,则生成液态水放出的热量>173.4kJ,故A符合题意;
B.利用以上反应可降低大气中的氮氧化合物(NO2、NO)的含量,可以有效减轻光化学烟雾,故B不符合题意;
C.甲烷燃烧时要放出热量、光能,所以燃料电池中甲烷的利用率比甲烷燃烧的能量利用率高,故C不符合题意;
D.反应中N由+2价降低为0价,C由-4价升高为+4价,转移8个电子,未告知是否为标准状况,无法计算4.48LCH4的物质的量,因此无法判断反应完全时转移电子的物质的量,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】易错分析:A结合盖斯定律,写出CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的热化学反应方程式,但是题目要求得到液态水,所以,由气态水得到液态水,还有放出热量。
C.形成原电池对物质利用率会更加高
D.在使用气体体积转化为物质的量时,一定要注意所给条件是否为标况。
13.【答案】C,D
【解析】【解答】A.甲烷脱去首个氢原子的焓变,根据图中信息单独脱氢焓变为1.12eV,共吸附脱氢焓变为0.97eV,则单独脱氢大于共吸附脱氢,故A不符合题意;
B.甲烷脱去首个氢原子的能垒,共吸附脱氢能垒为2.45eV,单独脱氢能垒为3.20eV,共吸附脱氢比单独脱氢下降0.75eV,故B不符合题意;
C.单独脱氢的第一步能垒最大,因此单独脱氢的决速步为第一步,故C符合题意;
D.单独脱氢的第一步能垒比共吸附脱氢任意一步的能垒都大,因此共吸附脱氢有利于乙酸的合成,故D符合题意;
故答案为CD。
【分析】A.单独脱氢焓变为1.12eV,吸附脱氢焓变为0.97eV;
B.甲烷脱去首个氢原子的能垒,共吸附脱氢能垒为2.45eV,单独脱氢能垒为3.20eV;
C.单独脱氢决速步为活化能最大的步骤;
D.单独脱氢的第一步能垒比共吸附脱氢任意一步的能垒都大。
14.【答案】A,B
【解析】【解答】A.催化剂不改变反应热,且平衡不移动,不能改变反应放出的热量,A符合题意;
B.根据图像可知,b线所代表的过程中活化能较低,因此b线代表有催化剂时的反应历程,B符合题意;
C.NH3含有N-H键,为极性键,C不符合题意;
D.合成氨为放热反应,则反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】根据图示,反应物的能量高于生成物的能量,即判断反应为放热,使用催化剂时,降低活化能,但是焓变不变,之和起始和最终的状态有关,氨气是含有极性键的极性分子。
15.【答案】A,C
【解析】【解答】A.如图所示,催化剂能同程度减小正、逆反应活化能,A项符合题意;
B.由图1可知为放热反应,其逆反应为吸热反应,温度越高,其逆反应的平衡常数就越大,也就越大,图2中x轴为温度的倒数,自左向右为降温过程,所以能表示和CO(g)逆反应平衡常数与温度关系的为曲线Ⅲ,B项不符合题意;
C.正反应是放热反应,气体分子数相等,熵变接近0,根据自由能判据,在较低温度下能自发进行,C项符合题意;
D.根据图像可知,催化剂降低过渡态相对能量,不改变反应物总能量,D项不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】A.催化剂能同程度减小正、逆反应活化能;
B.化学平衡常数只与温度有关;
C.依据ΔG=ΔH-TΔS<0分析;
D.催化剂降低过渡态相对能量,不改变反应物总能量。
16.【答案】(1)A表示反应物总能量;C表示生成物总能量
(2)降低;不变;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低,但没有改变反应的始态和终态,△H不变
(3)﹣198
【解析】【解答】(1)图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量;(2)催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,所以 △H 不变,(3)因 氧化为 的 ,所以 氧化为 的 。
【分析】(1)根据该反应是放热反应,反应物能量高于生成物能量,所以A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量;
(2)催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低;
(3)根据参加反应 SO2 的物质的量之比等于对应的△H之比。
17.【答案】DE
【解析】【解答】A.物质的量不为1mol,故A 不符合题意
B.产物不是稳定物,故B不符合题意
C.产物气态水不是稳定化合物,故C不符合题意
D.1mol可燃物且完全燃烧,故D符合题意
E.1mol可燃物且完全燃烧,故E符合题意
F.是中和反应,故F不符合题意
G.是中和反应,故G不符合题意
【分析】考查的是燃烧热的定义,1mol可燃物在氧气中完全燃烧生成稳定的化合物。
18.【答案】﹣285.8 kJ mol﹣1;﹣2 220 kJ mol﹣1;4725.8kJ
【解析】【解答】(1)①计算出1mol氢气完全燃烧放出的热量是 ﹣571.6kJ mol﹣1 /2= ﹣285.8 kJ mol﹣1②C3H8燃烧的焓变为﹣2 220 kJ mol﹣1 (2) 设1mol氢气完全燃烧放出的热量为x,2mol丙烷完全燃烧放出的热量为y,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣2 220kJ mol﹣1
2 571.6kJ 1 2 220kJ 1mol x 2mol y
解x= 285.8kJ y=4440KJ x+y= 285.8kJ +4440KJ = 4725.8kJ
【分析①计算出1mol氢气完全燃烧放出的热量即可,注意正负号,焓变= △H②根据热化学方程式分别计算氢气和丙烷放出的热量即可
19.【答案】(1)玻璃搅拌器;使强酸和强碱充分反应
(2)偏大
(3)不相等
(4)偏小
(5)c
【解析】【解答】(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是玻璃搅拌器,作用是搅拌,使强酸和强碱充分反应,故答案为:玻璃搅拌器;使强酸和强碱充分反应。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,会有一部分热量散失,测得的中和热数值将会减小,但中和热焓变是负值,则生成1mol H2O时所测得中和反应的反应热(ΔH)将偏大,故答案为:偏大。
(3)实验中改用60mL盐酸和60mLNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量更少,即不相等,故答案为:不相等。
(4)是弱电解质,电离过程吸热,若用等体积等物质的量浓度的进行上述实验,生成1mol H2O时,所测得的中和反应的反应热数值偏小,即生成1mol H2O时,所测得的中和反应的反应热的绝对值()将偏小,故答案为:偏小。
(5)a.向内简中加入稀碱时,应当快速倒入内简中,以减少热量损失,故a不正确;
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,溶液的质量增大,所以量筒中剩余的液体不要用水冲洗,故b不正确;
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平,保证量取的酸或碱的用量准确,实验操作规范,故c正确;
d.内简中有残留的水,使溶液的总质量偏大,导致溶液的最终温度偏低,故d不正确;
故答案为:c。
【分析】(1)该装置还缺少环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸碱充分反应;
(2)简易量热计如果不盖杯盖会导致热量损失;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关;
(4)醋酸是弱酸,电离吸热;
(5)a.为了减少热量损失,应快速加入碱;
b.量取盐酸的量筒无需洗涤;
c.读取量筒的数据时,视线必须与液体凹面最低处相平;
d.内筒有水,会导致溶液温度偏低。
20.【答案】(1)C
(2)D
(3)不能,;因为硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热。
(4)偏小
【解析】【解答】(1)在中和热的测定实验中,加热氢氧化钠的次数越多,损失的热量越多。因此步骤三中倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入,
故答案为:C。(2)A、轻轻地振荡烧杯容易使液体溅出,A不正确;
B、揭开硬纸片用玻璃棒搅拌容易使热量损失,B不正确;
C、温度计只能测量温度,不能用来搅拌,C不正确;
D、用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动属于正确的操作,D正确;
故答案为:D。(3)由于硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀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溶液和盐酸测中和热。(4)在反应中若因为有放热现象,而造成少量HCl在反应中挥发,则导致热量减少,因此测得的中和热偏小。
【分析】(1)在中和热的测定实验中,为减小热量损失,步骤三中一次迅速倒入NaOH溶液;(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀,应该用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,烧杯上盖上硬纸片,防止热量散失,据以上分析解答;(3)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀和水,会有生成热影响反应的反应热;(4)在反应中若因为有放热现象,而造成少量HCl在反应中挥发,则导致热量减少。
21.【答案】(1)242
(2)acef;bd
(3)A;Cu2++2e-=Cu;D>A>B>C
【解析】【解答】(1)断裂1molH—H键需要吸热436kJ,断裂0.5molO=O键需要吸热=248kJ,形成2molH—O键需要放热463kJ×2=926kJ,则生成1mol可以放出(926-436-248)kJ=242kJ热量;
(2)因常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等,所以放热反应有: acef,故答案为: acef;
常见的吸热反应为:大多数的分解反应,氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等,所以吸热反应有: bd,故答案为: bd;
(3)①装置甲中金属A不断溶解,说明A电极失电子被氧化,为原电池负极,B电极是正极,则溶液中的阴离子移向负极,即A极;
②装置乙中C的质量增加,说明C电极是正极,正极的电极反应式为;
③装置甲中A为负极,说明活动性:A>B;装置乙中C为正极,说明活动性:B>C;装置丙中,A上有气体产生,说明A电极为正极,活动性:D>A;
综上所述,四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
【分析】(1)△H=反应物总键能-生成物总键能;
(2)常见放热反应:燃烧、爆炸、金属腐蚀、食物腐烂、金属的置换反应、大部分化合反应、中和反应;
常见吸热反应:一氧化碳、碳、氢气为还原剂的氧化还原反应,大部分分解反应,八水合氢氧化钡和氯化铵的反应;
(3) ① 阴离子移向负极;
② 正极为阳离子放电,即铜离子得电子生成铜;
③ 原电池的角度进行分析,活泼金属作为负极,负极质量减少,正极质量增加或者生产气体,电子由负极经过导线流向正极,电流由正极经过导线流向负极,阳离子移向正极,阳离子得到电子形成单质,阴离子移向负极,负极失去电子形成阳离子。
22.【答案】(1)Al2O3 2SiO2 2H2O
(2)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ mol-1
(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(4)2NaClO3+4HCl(浓)=Cl2↑+2ClO2↑+2NaCl+2H2O
【解析】【解答】(1)以氧化物形式表示复杂的盐的化学式,先写活泼金属的氧化物,再写非金属氧化物,水在最后,Al2Si2O5(OH)4以氧化物形式表示为Al2O3·2SiO2·2H2O;
(2) 2molH2在O2中完全燃烧,生成2mol液态水,放出571.6kJ热量,则1molH2完全燃烧,放出能量为 ,所以用燃烧热表示H2燃烧的热化学方程式为:H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ mol-1;
(3)氢氟酸与玻璃的主要成分二氧化硅剧烈反应生成四氟化硅气体,能刻蚀玻璃,方程式为:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(4)氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生产ClO2的,反应过程中同时会生成氯气,根据电子守恒和原子个数守恒,得到方程式为2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O。
【分析】考查复杂硅酸盐写成氧化物、物质用途、氧化还原反应方程式的书写等知识。
23.【答案】(1)P(s)+Cl2(g)=PCl3(g);△H=-306kJ/mol
(2)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g); H=+93kJ/mol
(3)-399kJ/mol;等于
(4)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl
【解析】【解答】(1)根据图示可得P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式:P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ/mol;
(2)根据图示可得PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) H=+93kJ/mol;
(3)根据盖斯定律,结合图示可知,P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的 H3= H1+ H2=-399kJ/mol,根据盖斯定律,一步反应生成1molPCl5的 H4= H3;
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,根据原子守恒可知其化学方程式是PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。
【分析】(1)结合图示,可以知道氯气和磷反应生成三氯化磷时,能量变化为306kJ;
(2)结合图示,可以知道五氯化磷分解为磷和三氯化磷时,能量变化为306kJ;
(3)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减;
(4)五氯化磷和水反应生成磷酸和氯化氢。