第一章 化学反应的热效应 阶段测试题
一、单选题
1.已知断开1molH-H键吸收的能量为436kJ,形成1molN-H键放出的能量为391kJ,根据化学方程式N2+3H2 2NH3,反应完1molN2放出的能量为92.4kJ,则断开1molN≡N键吸收的能量是( )
A.945.6 kJ B.869kJ C.649.6kJ D.431kJ
2.某化工生产反应历程的能量变化如图,过程I没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,则可判断催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是( )
A.生产能耗 B.反应的完成程度
C.反应物的状态 D.反应热效应
3.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.双氧水受热分解
B.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
C.灼热的木炭与二氧化碳化合
D.甲烷在空气中燃烧的反应
4.下列反应是放热反应的是( )
A.通过灼热的碳粉 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.铝热反应 D.与反应
5.由图分析,下列说法正确的是( )
A.A→B+C和B+C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A→B+C ΔH<0
C.A具有的焓高于B和C具有的焓的总和
D.A→B+C ΔH>0,则B+C→A ΔH<0
6.下列化学反应的△H<0的是( )
A.Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体混合
B.氯化铵分解得氨气
C.实验室制备氢气
D.碳酸钙分解得氧化钙
7.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.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×(-57.3)kJ/mol
B.CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,则反应CO(g)+ O2(g)═CO2(g)的△H=﹣283.0KJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫所放出的热量是硫黄的燃烧热
8.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O ΔH>0
9.下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
选项 实验事实 热化学方程式 评价
A 若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 正确
B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)= CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 错误,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C 160 g SO3气体与足量液体水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ·mol-1 错误:因为反应热ΔH=-260.6kJ·mol-1
D 1 mol C8H18(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出534 kJ的热量 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-1 068 kJ·mol-1 正确
A.A B.B C.C D.D
10.已知一定条件下断裂1 mol下列化学键生成气态原子需要吸收的能量如下:H—H 436 kJ;Cl—Cl 243 kJ;H—Cl 431 kJ。下列所得热化学方程式或结论正确的是( )
A.氢分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定
B.2HCl(g) = H2(g) + Cl2(g)的反应热ΔH<0
C.H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=﹣183 kJ
D.相同条件下,H2(g)+ Cl2(g) =2HCl(g)反应在光照和点燃条件下的ΔH不相等
11.已知化学反应A2(g)+B2(g) = 2AB(g)的能量变化如图,下列叙述正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应热ΔH=+(a-b) kJ mol-1
D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,放出a kJ能量
12.N2转化为NO的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂a、b会改变反应的焓变(ΔH)
B.N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
C.氨的催化氧化反应中还原剂为NH3,还原产物为NO
D.取11.2LN2经过上述两个反应后生成NO,共转移电子的物质的量为8mol
13.已知:①
②
③
④
下列说法正确的是( )
A.的燃烧热为
B.
C.相同质量的和完全燃烧,放出的热量多
D. ,理论上可利用该反应设计成原电池
14.氢气是人类最理想的能源,已知在 、 下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量 ,则氢气燃烧热的热化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
15.金属铝分别和O2、O3发生反应生成Al2O3 , 反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。下列有关说法中错误的是( )
A.Al(s)与O3(g)反应的热化学方程式为2Al(s)+O3(g)=Al2O3(s) ΔH =-1559.5 kJ·mol-1
B.等质量的O2比O3的能量低
C.1 mol O2完全转化为O3 , 需吸收142 kJ的热量
D.给3O2(g) 2O3(g)的平衡体系加热,有利于O3的生成
16.下列热化学方程式中 H代表燃烧热的是( )
A.
B.
C.
D.
二、综合题
17.已知某反应A(g)+B(g)=C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH= kJ/mol (用含E1、E2的代数式表示),1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量 (填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1和E2的变化是:E1 ,E2 ΔH (填“增大”“减小”或“不变”)。
18.
(1)Ⅰ.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。
在锌与稀盐酸的反应中, (填“>”或“<”或“=”)
(2)工业上利用 和 比在催化剂作用下合成甲醇: ,已知反应中有关物质的化学键键能数据如下表所示:
化学键
436 343 1076 465 413
则 生成 放出 热量。
(3)化学兴趣小组进行测定中和热的实验,装置如图,步骤如下。
a.用量筒量取 盐酸倒入如图装置的小烧杯中,测出盐酸温度。
b.用另一量筒量取 溶液,并用另一温度计测出其温度。
c.将 溶液倒入小烧杯中,使之混合均匀,测得混合液最高温度。
①实验中,倒入 溶液的正确操作是 。
A.一次性快速倒入 B.分3次倒入 C.边搅拌边慢慢倒入
②若将各含 溶质的 稀溶液、 稀溶液、稀氨水,分别与足量的稀盐酸反应,放出的热量分别为 、 、 ,则 、 、 的关系为 。
(4)Ⅱ.甲烷燃料电池。已知电池的总反应为 ,
①负极的电极反应式为 。
②当消耗甲烷11.2L(标准状况下时),则导线中转移的电子的物质的量为 。
19.用如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验,请回答下列问题:
(1)取 溶液与 溶液在小烧杯中进行中和反应,三次实验温度平均升高 ,已知中和后生成的溶液的比热容为 ,溶液的密度均为1g/cm3,通过计算可得生成 时放出的热量为 。(保留小数点后一位)
(2)上述实验数值结果与 有偏差,产生此偏差的原因可能是 (填字母序号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定 溶液起始温度后直接测定 溶液的温度
c.一次性把 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
(3)实验中若改用 溶液与 溶液进行反应,与上述实验相比,通过计算可得生成 时所放出的热量 (填“相等”、“不相等”)。若用 醋酸代替 溶液进行上述实验,测得反应前后温度的变化值会填 “偏大”、“偏小”、“不受影响”。
20.已知氢气的燃烧热为285 kJ·mol 1,氨气在氧气中燃烧的热化学方程式为:4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l) ΔH = -1526 kJ·mol 1
回答下列问题:
(1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式 ,氢气作为未来理想燃料的优点是 。
(2)根据上述信息可知:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH = ,若H-H的键能为436 kJ·mol 1,N-H的键能为400 kJ·mol 1,则N≡N的键能为 kJ·mol 1。
(3)工业上,合成氨反应在催化剂表面的变化如图所示,下列说法错误的是____(填标号)。
A.①→②表示催化剂的吸附过程,该过程吸收能量
B.②→③→④的过程中有非极性键的断裂和形成
C.合成氨反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.过程⑤中有化学键的断裂
21.氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)可用O2将HCl转化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。已知相关化学键的键能如下表所示
化学键 H-Cl O=O Cl – Cl H-O
E(kJ·mol-1 a b c d
则该反应的△H= 。(用含a、b、c、d的代数式表示)
(2)氯气是有机合成中的重要试剂,丙烯(CH2=CHCH3)和Cl2在一定条件下发生如下反应: CH2=CHCH3 (g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时Cl2的转化率如图所示(T12< T3)
①该反应的△H 0(填“>”或“<”)
②下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是 (填标号)。
A.降低温度
B.减小容器的体积
C.使用新型催化剂
D.从容器中移走氯化氢
③T1时,在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10 molCl2,10min时达到平衡,则v(Cl2)为 mol·〔L·min)-1,平衡常数K为 ,保持温度不变,减小投料比 ,K值将 (填“增大”“减小”或“不变”);若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20 molCl2、0.15 mol CH2=CHCH2Cl和0.30 molHCl,判断反应进行的方向并说明理由 。
④上述反应在低于某温度时,CH2=CHCH2Cl的产率快速下降,可能的原因是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】已知:H-H键能为436kJ/mol,H-N键能为391kJ/mol,设N≡N的键能为x,对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,故x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得:x=945.6kJ/mol,
故答案为:D。
【分析】反应热是指当一个化学反应在恒压以及不作非膨胀功的情况下发生后,若使生成物的温度回到反应物的起始温度,这时体系所放出或吸收的热量称为反应热。反应到化学键上是指反应物的键能和减去生成物的键能和。
2.【答案】A
【解析】【解答】过程I没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,根据示意图可知过程Ⅱ降低了反应的活化能,加快反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间,但不能改变平衡状态,因此加入催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是生产能耗。
故答案为:A
【分析】催化剂能参与反应,从而降低反应的活化能,故能减低生产耗能。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.双氧水受热分解,有化合价的变化,是氧化还原反应,但是放热反应,故A不符合题意;
B.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,虽然是吸热反应,但不是氧化还原反应,故B不符合题意;
C.灼热的木炭与 反应为吸热反应,且碳元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.甲烷在氧气中燃烧,是氧化还原反应,为放热反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氧化还原反应的实质是元素有化合价的变化(升降),再结合吸热反应的特点分析解答。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.二氧化碳与灼热碳粉的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故A不符合题意;
B.盐酸与碳酸氢钠的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故B不符合题意;
C.铝热反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故C符合题意;
D.八水氢氧化钡与氯化铵的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
5.【答案】D
【解析】【解答】由图可看出,B和C的焓之和高于A的焓,则反应B+C→A一定是放热反应,ΔH<0;反之,A→B+C的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律,两反应吸收和放出的能量一定相等。
故答案为:D
【分析】反应物的焓之和大于生成物的焓之和为放热反应,反之为吸热反应。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应过程中吸热,A不符合题意;
B.氯化铵发生分解反应得氨气,吸热反应,B不符合题意;
C.活泼金属与酸反应制备氢气的过程中放热,C符合题意;
D.碳酸钙发生分解反应得氧化钙,吸热反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】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。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.H2SO4和Ca(OH)2反应不仅仅生成水,还生成硫酸钙沉淀,放出更多的热量,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H<2×(-57.3)kJ/mol,故A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,热化学方程式改变方向,反应焓变符号随之变化,系数加倍焓变随之加倍,CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0KJ/mol/mol,故B正确;
C.加热反应不一定是吸热反应,某些放热反应也需要引发条件,如铝热反应是放热反应,但需要引发条件加热才能进行,故C错误;
D、硫完全燃烧只能生成二氧化硫气体不能生成三氧化硫气体,故D错误;故选B。
故答案为:B
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.反应过程中醋酸凝固,不能说明该反应是放热的,应说明该反应是吸热的,故不符合题意;
B.该反应为吸热的,即热能转化为产物内部的能量,故符合题意;
C.该反应吸热,说明反应物的总能量低于生成物的总能量,故不符合题意;
D.热化学方程式中应注明物质的聚集状态,故不符合题意。
故答案为:B。
【分析】此题考查反应现象的判断推测反应的类型,根据物质在正常情况下的变化,当由液体变为固体时,说明此过程中是吸热过程,外界温度降低,就如冬日里液态水变为冰一样。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.中和热是指稀溶液中强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,热化学方程式中化学计量数为物质的量,当生成2mol水时放出的热量为生成1mol水时放出热量的2倍。故不符合题意;
B.醋酸是弱酸,电离过程中吸热,所以醋酸和氢氧化钠反应生成1mol水时放出的热量少于57.3kJ,不是因为醋酸的状态不对,故评价不符合题意;
C. 160 g SO3气体物质的量为160g÷80g/mol=2mol,故热化学方程式SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)
ΔH=-130.3 kJ·mol-1符合题意,故评价不符合题意;
D. 1 mol C8H18(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出534 kJ的热量,所以当热方程式中2mol C8H18(l)反应放出的热量为1068kJ,故符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.中和热是指稀溶液中强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量;
B.醋酸是弱酸,电离过程中吸热;
C. 反应热与化学反应方程式的系数成正比关系;
D. 燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
10.【答案】A
【解析】【解答】A、断裂1 mol化学键生成气态原子需要吸收的能量为:H-H:436 kJ,Cl-Cl:243 kJ,所以氢分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定,选项A符合题意;
B、化学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,2HCl(g)=H2(g) + Cl2(g)的反应热ΔH=(2×431-436-243)kJ/mol=183kJ/mol>0,选项B不符合题意;
C、化学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,则H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=(436+243-2×431)kJ/mol=﹣183 kJ/mol,选项C不符合题意;
D、反应热取决于反应物和生成物的能量高低,与反应条件无关,故相同条件下,H2(g)+ Cl2(g) =2HCl(g)反应在光照和点燃条件下的ΔH相等,选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】热化学方程式是用以表示化学反应中的能量变化和物质变化。热化学方程式的意义为热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物,还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量。
11.【答案】C
【解析】【解答】A、形成化学键放出热量,生成AB分子应该是放出热量,A不符合题意;
B、反应是吸热反应,依据能量守恒可知,反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,B不符合题意;
C、该反应焓变=断裂化学键吸收热量-形成化学键所放出热量,所以焓变为△H=+(a-b)kJ/mol,C符合题意;
D、断裂1molA-A键和1molB-B键,应该是吸收能量,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.形成AB分子的过程为放热反应;
B.根据能量变化图分析;
C.该反应的反应热ΔH=+(a-b)kJ/mol;
D.化学键断裂,需要吸收能量;
12.【答案】B
【解析】【解答】A.催化剂能降低活化能,不能改变反应的焓变(ΔH),故A不符合题意;
B.1molN2与3molH2反应生成2molNH3,原子利用率为100%,故B符合题意;
C.氨的催化氧化反应中,NH3中N元素化合价升高发生氧化反应,还原剂为NH3,氧化产物为NO,故C不符合题意;
D.没有明确是否为标准状况,11.2LN2的物质的量不一定是0.5mol,所以经过上述两个反应后生成NO,转移电子的物质的量不一定为8mol,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.催化剂能降低活化能,不能改变反应的焓变;
B.反应产物是唯一的;
C.还原剂中元素化合价升高发生氧化反应,得到氧化产物;
D.没有明确标准状况,无法计算。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.燃烧热是1 mol纯净物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,由已知热化学方程式可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ mol-1,A不符合题意;
B.由③可知,强酸与强碱反应产生可溶性盐和1 mol H2O时放出热量是57.3 kJ,硫酸与Ba(OH)2发生反应,除产生水外,Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量,所以该反应发生,产生1 mol H2O放出热量比57.3 kJ多,即反应热△H<-57.3kJ mol-1,B不符合题意;
C.根据①可知1 g H2(g)完全燃烧放出热量为Q1=,根据②可知1 g CH3OH(l)完全燃烧放出热量为Q2=,故当两种燃料的质量相等时,H2(g)放出的热量更多,C符合题意;
D.理论上,自发的氧化还原反应能设计成原电池,反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应,因此不能设计成原电池,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
B.Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量;
C.根据已知热化学方程式计算;
D.依据自发的氧化还原反应能设计成原电池,该反应不是氧化还原反应。
14.【答案】D
【解析】【解答】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物而放出的热量,则氢气燃烧热的热化学方程式为: ,
故答案为:D。
【分析】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物而放出的热量。
15.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图像, Al(s)与O3(g)反应的热化学方程式为2Al(s)+O3(g)=Al2O3(s) ΔH =-1559.5 kJ·mol-1,故A不符合题意;
B. 根据图像,2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s) ΔH =-1417.5 kJ·mol-1,结合A可知, O2(g) O3(g) ΔH =142 kJ·mol-1,等质量的O2比O3的能量低,故B不符合题意;
C. 根据B的分析,1 mol O2完全转化为O3,需放出142 kJ的热量,故C符合题意;
D. 3O2(g) 2O3(g)的正反应属于吸热反应,给平衡体系加热,温度升高,平衡正向移动,有利于O3的生成,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.热化学方程式是用以表示化学反应中的能量变化和物质变化。热化学方程式的意义为热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物,还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量;
B.由于等质量的氧气和铝单质反应比臭氧与铝单质反应放出的热量少,所以等质量的O2比O3的能量低;
C.根据盖斯定律可知:1 mol O2完全转化为O3,需放出142 kJ的热量;
D.由于氧气生成臭氧的反应是吸热反应,升高温度反应会正向进行。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.符合燃烧热的定义,热化学方程式中△H代表燃烧热,故A符合题意;
B.硫单质燃烧生成稳定氧化物为二氧化硫,不是SO3,故B不符合题意;
C.生成物一氧化碳不是稳定的氧化物,不符合燃烧热的概念,故C不符合题意;
D.热化学方程式中CO的物质的量不为1mol,热化学方程式中△H不等于燃烧热,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】考查的使燃烧热的定义,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量
17.【答案】(1)吸热;E1-E2;一定低
(2)减小;减小;不变
【解析】【解答】(1)由图象可以知道该反应是一个能量升高的反应,所以属于吸热反应; 反应物的总键能-生成物的总键能,所以 ;由图象可以知道可以知道该反应是一个能量升高的反应,所以 气体A和 气体B具有的总能量比 气体C和 气体D具有的总能量低,
(2)加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以 和 的变化是减小,催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变,所以E的大小对该反应的反应热无影响。
【分析】(1)吸热反应生成物的总能量大于反应物的总能量的反应;反应焓变 反应物的总键能-生成物的总键能;由图可得,反应物能量比生成物的低;
(2)催化剂能降低反应所需的活化能,催化剂对反应总能量无影响。
18.【答案】(1)<
(2)99
(3)A; 或
(4);4
【解析】【解答】(1)金属和酸的反应是放热反应,因此吸收能量E1小于放出能量E2,故正确答案是:<
(2) 反应断键吸收的能量是(436x2+1076)KJ=1948KJ,成键放出的能量是(413x3+343+465)KJ=2047KJ,所以生成1mol甲醇放出的能量是99KJ,故正确答案是:99KJ
(3)①氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,为了防止热量散失实验中倒入氢氧化钠溶液的正确操作是一次性快速倒入,故正确答案是A②若将各含 溶质的 稀溶液、 稀溶液、稀氨水,分别与足量的稀盐酸反应, 氢氧化钙与稀盐酸反应放出的热量是氢氧化钠反应放出热量的2倍,故2Q1=Q2,1mol一水合氨与盐酸反应方程的热量减少,故Q1>Q3,因此 或 故正确答案是:A、 或
(4)①根据电池反应 , 电池负极还甲烷失去电子发生氧化反应电极式为: ②根据负极电极式当消耗甲烷11.2L(标准状况下时) 即为0.5mol甲烷时转移的电子数为4mol,故正确答案是: 、4
【分析】(1)根据金属和酸的反应是放热反应根据焓变=反应物的键能-生成物的键能判断即可
(2)根据焓变=反应物的键能-生成物的键能计算
(3)①考虑到热量散失问题,应该是一次性倒入快速搅拌防止热量散失②中合热是生成1mol水释放出的热量,而醋酸是弱酸,弱酸电离时需要吸热,导致放出热量减少
(4)①根据电池反应可知电解质溶液是碱性,负极是甲烷失去电子结合氢氧根离子变为碳酸根离子的反应②根据负极电极反应式结合甲烷的体积即可计算出转移的电子数
19.【答案】(1)54.8
(2)ab
(3)相等;偏小
【解析】【解答】(1)取 溶液与 溶液在小烧杯中进行中和反应,根据数据可知,硫酸过量,氢氧化钠完全反应,根据反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ,生成水的物质的量=n(NaOH)=0.05Lx0.5mol/L=0.025mol,三次实验温度平均升高 ,已知中和后生成的溶液的比热容为 ,该反应放出的热量Q=cmΔt= x1g/cm3x80mLx = 1371J=1.371kJ,则生成 时放出的热量 =54.8kJ/mol;
(2)该实验测得数值结果小于57.3kJ mol 1,即偏小,
a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.测量氢氧化钠的温度后,温度计没有用水冲洗干净,直接测定 溶液的温度,会发生酸和碱的中和,温度偏高,则温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,故b正确;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,故c不正确;
故答案为:ab;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用60mL0.25mol L 1H2SO4和50mL0.55mol L 1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,中和热即强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量不随反应物量的多少变化,故相等;醋酸是弱电解质,醋酸的电离是吸热过程,所以导致反应前后温度的变化值偏小。
【分析】
(1)根据公式Q=cmΔt 计算反应热即可,注意单位换算;
(2)此实验测定反应热,故需要对此实验装置保温隔热;另需要对反应的两溶液温度测定,需要两个温度计分别测定,防止温度不同对测定的影响;
(3)反应热是生成1mol水所放出的热,而用醋酸反应,其中含弱酸电离,而电离吸热导致温度测定偏小。
20.【答案】(1)H2(g) +O2(g) = H2O(l) H = -285 kJ·mol 1;热值大,生成物无污染(答到任何一点即得分)
(2)-92 kJ·mol 1;1000
(3)B;D
【解析】【解答】(1)已知氢气的燃烧热为285 kJ·mol 1,氨气在氧气中燃烧的热化学方程式为:4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l) ΔH = -1526 kJ·mol 1
燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,故表示氢气燃烧热的热化学方程式H2(g) +O2(g)=H2O(l) ΔH = -285 kJ·mol 1,氢气作为未来理想燃料的优点是热值大,生成物无污染。
(2)根据热化学方程式H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH = -285 kJ·mol 1和4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l) ΔH = -1526 kJ·mol 1,根据盖斯定律可知,由3①②可得,N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH = -92 kJ·mol 1,再利用反应物的键能总和减去生成物的键能总和等于反应热可得,ΔH=E(N≡N)+ 3×436 kJ·mol 1-6×400 kJ·mol 1= -92 kJ·mol 1 ,解得E(N≡N) 1000 kJ·mol 1,故N≡N的键能为1000 kJ·mol 1。
(3)A.①→②表示催化剂的吸附过程,该过程吸收能量,符合题意;
B.②→③→④的过程中有N2、H2非极性键的断裂,NH3极性键的形成,没有非极性键的形成,不符合题意;
C.合成氨反应正反应是放热反应,由图知正反应的活化能小于逆反应的活化能,符合题意;
D.过程⑤为脱附过程,没有化学键的断裂,不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,据此写出表示H2燃烧热的热化学方程式。氢气的热值大,产物无污染,因此是未来理想的燃料。
(2)根据盖斯定律计算反应热。根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算N≡N的键能。
(3)根据反应过程中的能量变化分析。
21.【答案】(1)(4a+b-2c-4d) kJ/mol
(2)<;AD;0.0012mol/(L·min);1;不变;向正反应方向进行,因为Qc=0.75合理即可);丙烯与氯气发生了加成反应 (合理即可)
【解析】【解答】(1)考查反应热的计算,△H=反应物键能总和-生成物键能总和=(4a+b-2c-4d)kJ·mol-1;
(2)考查勒夏特列原理、化学反应速率计算、化学平衡的计算,
①根据图像,随着温度升高,Cl2的转化率降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即正反应△H<0;
②A、正反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,丙烯转化率增大,故A符合题意;
B、反应前后气体系数之和相等,减小容器的体积,相当增大压强,平衡不移动,故B不符合题意;
C、使用催化剂对化学平衡移动无影响,故C不符合题意;
D、移走氯化氢,平衡向正反应方向移动,丙烯的转化率增大,故D符合题意;③丙烯和氯气投料比为0.15:0.10=1.5,T1℃时氯气的转化率为60%,
CH2=CHCH3 (g)+ Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+ HCl(g)
起始 0.15 0.1 0 0
转化 0.06 0.06 0.06 0.06
平衡 0.09 0.04 0.06 0.06
根据化学反应速率数学表达式,v(Cl2)=0.06/(5×10)mol/(L·min)=0.0012mol/(L·min);根据化学平衡常数的定义:K=1;K值只受温度的影响,减小投料比,化学平衡常数不变,此时的浓度商为0.3×0.15/(0.3×0.2)=0.75<1,推出反应向正反应方向进行;
④丙烯与氯气发生加成反应,造成产率降低。
【分析】(2)①根据图像中温度与氯气转化率的变化趋势判断温度与化学平衡移动的方向,结合化学平衡移动原理进行判断即可。