(压轴题)高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》检测卷(含答案解析)
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一、选择题
1.(0分)[ID:138096]下列说法正确的是
A.乙醇的燃烧热为ΔH=-akJ·mol-1,则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1
B.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-akJ·mol-1,S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1,则a>b D.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的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)ΔH=-
38.6kJ·mol-1
2.(0分)[ID:138090]强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应H+(aq)+OH-
(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol,向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入下列物质:稀醋酸;浓硫酸;稀硝酸,恰好完全反应时产生的热量Q1、Q2、Q3的关系正确的是
A.Q1>Q3> Q2B.Q3<Q1<Q2C.Q1=Q3<Q2D.Q1<Q3<Q2
3.(0分)[ID:138083]强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ·mol-1。
分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;
②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3、
△H4,下列关系正确的是
A.△H1>△H2>△H3 >△H4B.△H1<△H2<△H3<△H4
C.△H1>△H2=△H3 >△H4D.△H4<△H1=△H2<△H3
4.(0分)[ID:138082]肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、N-H为391、O=O为500,则断裂
1molN—N键所需的能量是 kJ
A.1327B.391C.516D.154
5.(0分)[ID:138068]工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。
已知在25℃时:①C(s)+1
2
O2(g)⇌CO(g) ∆H1=-111kJ/mol
②H 2(g)+
1
2
O 2(g)= H 2O(g) ∆H 2=-242kJ/mol ③C(s)+O 2(g)=CO 2(g) ∆H 3=-394kJ/mol 下列说法不正确的是
A .25℃时,CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ∆H =-41kJ/mol
B .增大压强,反应①的平衡常数K 减小
C .反应①达到平衡时,每生成1mol CO 的同时生成0.5mol O 2
D .反应②断开2mol H 2和1mol O 2中的化学键所吸收的能量比形成4mol O-H 键所放出的能量少484 kJ
6.(0分)[ID :138064]下列说法正确的是
A .已知CO (g )的燃烧热:-1ΔH=-283.0 kJ mol ,则222CO (g)=2CO(g)+O (g)反应的
-1ΔH=+566.0 kJ mol
B .用稀氨水与稀硫酸进行中和热的测定实验,计算得到的中和热的ΔH 偏小
C .若破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,此反应为吸热反应
D .一定条件下将21 mol SO 和20.5 mol O 置于密闭容器中充分反应,放出热量
79.2 kJ ,则:2232SO (g)+O (g)
2SO (g)ΔH=-158.4 kJ/mol
7.(0分)[ID :138062]已知Zn(s)+H 2SO 4(aq)=ZnSO 4(aq)+H 2(g), △H <0,则下列叙述正确的是
A .该反应中各物质的化学计量数既可表示物质的量,又可表示分子个数
B .热化学方程式中△H 的值与化学方程式中物质的化学计量数无关
C .△H 越大反应越易进行
D .该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
8.(0分)[ID :138061]C 和H 2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。
已知: ①2C(s)+O 2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ·mol -1 ②
下列推断正确的是
A .C(s)的燃烧热为110.5 kJ·
mol -1 B .2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g) △H=+484 kJ·
mol -1 C .C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) △H=+131.5 kJ·
mol -1 D .将2 mol H 2O(g)分解成H 2(g)和O 2(g),至少需要提供4×
463 kJ 的热量 9.(0分)[ID :138048]2020年5月5日,长征五号B 运载火箭成功将新一代载人飞船试验船送入预定轨道,拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。
该运载火箭采用了新型液氧煤油发动机和液氧液氢发动机。
下列有关说法不正确的是 A .液氧可作燃料 B .液氢可作还原剂 C .液氢燃烧产物为水
D .煤油燃烧时放出大量热
10.(0分)[ID :138041]已知:2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l),ΔH =-572kJ/mol ;H-H 键的键能为
436kJ/mol;O=O键的键能为498kJ/mol,则H2O分子中O-H键的键能为()
A.485.5kJ/mol B.610kJ/mol C.917kJ/mol D.1220kJ/mol 11.(0分)[ID:138038]下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是()
A.图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B.图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热与途径无关,则ΔH1=ΔH2+ΔH3
2A g+2B g3C g+D s的影响,甲的压强大D.图4表示压强对可逆反应()()()()
12.(0分)[ID:138015]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−1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ·mol−1
B.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH<-890.3kJ·mol−1
C.已知:500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol−1;将
1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的
△H=+566.0kJ·mol−1
二、填空题
13.(0分)[ID:138293]在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的△H___________0(填“大于”或“小于”)。
(2)对于石墨和金刚石,___________更稳定。
(3)在25℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。
写出1 mol甲醇燃烧的热化学方程式___________。
(4)已知几种化学键的键能如表所示:
化学键Cl—Cl F—F Cl—F
键能/ kJ·mol—1242159172
则反应Cl2(g)+ 3F2(g)2ClF3(g) 的△H=___________ kJ·mol
(5)N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图所示,说明每生成1mol NH3(g)___________(填“吸收”或“放出”)的能量是___________kJ。
14.(0分)[ID:138276]2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示。
已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ/mol。
请回答下列问题:
(1) 图中A、C分别表示________、________。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?________;
(2) 图中ΔH=__________ kJ/mol;
(3) 已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______。
15.(0分)[ID:138254](1)已知下列数据:
化学键H-H N≡N
键能/kJ·mol-1435943
如图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图,试根据表中及图中数据计算N-H的键能______________。
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式______________________________。
(3)若用标准状况下4.48LO2氧化N2H4至N2,整个过程中转移的电子总数为
___________(阿伏加德罗常数用N A表示)。
16.(0分)[ID:138252]CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。
在25℃、101kPa 下,已知该反应消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学方程式是
________________。
17.(0分)[ID:138249]“温室效应”是哥本哈根世界气候变化大会研究的环境问题之一。
CO2气体在大气层中具有吸热和隔热的功能,是主要的温室气体。
(1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的是__________(填字母编号)。
A 采用节能技术,减少化石燃料的用量
B 鼓励乘坐公交车出行,倡导“低碳”生活
C 利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料
(2)CH4是另一种主要的温室气体,lg甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出55.64kJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式_______________。
(3)酸雨的形成主要是由废气中的SO x和NO x造成的,某空气污染监测仪是根据SO2与Br2、H2O的定量反应来测定空气中SO2含量的,该反应的化学方程式为:____________。
(4)某硫酸工厂以黄铁矿为原料生产硫酸。
第一阶段燃烧黄铁矿的化学方程式为4FeS2+
11O2高温
2Fe2O3+8SO2:第二阶段的反应原理是2SO2(g)+O2(g)2SO3
(g),其生产设备的名称为接触室;在生产过程中某一时刻取样分析:SO2、O2、SO3的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、3mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
__________(填字母编号)
A SO2为5mol·L-1,O2为3.5mol·L-1
B SO2为3mol·L-1
C SO2、SO3均为2.5mol·L-1
D SO3为5mol·L-1
18.(0分)[ID:138223]PCl3和Cl2在一定条件下反应生成PCl5。
(1)有88 g CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态水和甲醇,可放出1.2014×105 J的热量,试写出该反应的热化学方程式_______________________________________。
(2)25 ℃、101 kPa下,CH4的燃烧热为a kJ/mol,9 g液态水变为水蒸气吸热b kJ,则CH4燃烧生成二氧化碳和水蒸气热化学方程式为________________________________。
(3)硅与氯两元素的单质反应生成1mol硅的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式:
________________________________________________。
(4)CO2与CH4经催化重整制得合成气:CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键C—H C=O H—H C O(CO)
键能/kJ·mol−14137454361075
则该反应的ΔH=________________________________。
(5)利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
过程如下:
反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:___________________________________。
19.(0分)[ID:138214]氮氧化物污染日益严重,请分析下列有关NO、NO2等的试题,然后填空。
(1)如图1所示为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。
由图1写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式:_______________________。
(2)图2所示是1 mol NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
__________________________________________________________。
20.(0分)[ID:138209]火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。
当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。
已知0.4mol液态肼
与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为___。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1,则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是____kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是___。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为___。
三、解答题
21.(0分)[ID:138174]I.(1)氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K3=_______(用K1、K2表示)。
(2)NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年,如表所示是几种化学键的键能:
223
Ⅱ.煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。
已知反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)在相同条件下,为增大反应物的平衡转化率,该反应应在________(填“高温”或“低温”)条件下进行。
(3)在 830 ℃时发生上述反应,按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的反应有________(填序号)。
n(CO)/mol1230.5 n(H2O)/mol5232
22.(0分)[ID:138145]以天然气(CH4)为原料合成甲醇(CH3OH)。
有关热化学方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g) = 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)+O2(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1
(1)ΔH2=________kJ·mol-1。
反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a.高温
b. 低温
c. 任何环境都自发
d. 任何环境都不自发
(2)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。
实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
①M点时,H2的转化率为__________;压强:p1_______p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率:N点ʋ正(CO)________M点ʋ逆(CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506℃时,若压强为p1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),平衡时容器体积为1L,则平衡常数K=__________(用分数表示)。
在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。
④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和6 mol CH3OH(g),在506℃下进行上述反应。
为了使该反应逆向进行,a的范围为____________。
23.(0分)[ID:138136]CO和H2是合成气,这两种气体都可以通过CH4通过一定的反应制得。
(1)CH4和CO2反应可以制得CO气体,
CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)ΔH=+330kJ·mol-1。
图1表示初始投料比n(CH4):
n(CO2)为1:3或1:4,CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。
[注:投料比用a1、a2表示]
①a1=___;
②判断T 1的T 2的大小关系,T 1___T 2。
(填“>”、“<”或“=”)
(2)CH 4和H 2O(g)催化重整可以制取H 2和CO 2,化学反应为:CH 4+2H 2O(g)
4H 2+CO 2。
实验发现,其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投
入一定量的CaO 可以明显提高H 2的体积分数。
对比实验的结果如图2所示。
①投CaO 时H 2的体积分数增大的原因是___。
②微米CaO 和纳米CaO 对H 2体积分数的影响不同的原因是___。
(3)生成的CO 和H 2可用于合成甲醇,其反应为CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g)ΔH=-
90.1kJ·mol -1,根据反应回答问题。
①初始条件相同时,分别在A(恒温)、B(绝热)两个容器内反应。
反应初始时两容器的反应速率A ___B(填“>”、“<”或“=”,下同);平衡时CO 的转化率A ___B 。
②温度T 时,在容积为2L 的某密闭容器中进行上述反应,反应开始至平衡的相关数据如图3所示。
下列能表明该反应已达到平衡状态的是___。
A .v(H 2)=2v(CH 3OH) B .
3c(CO)
c(CH OH)
=7:3时
C .容器中气体的压强不再变化
D .23c(H )c(CH OH)
=2:1时
③该化学反应10min 内H 2的反应速率v(H 2)=___。
该温度下,反应的平衡常数为___(保留1位小数)。
24.(0分)[ID :138128]二甲醚(CH 3OCH 3)被称为“21 世纪的清洁燃料”。
利用甲醇脱水可制得二甲醚,反应方程式如下: 2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g) ΔH 1
(1)二甲醚亦可通过合成气反应制得,相关热化学方程式如下: 2H 2(g)+ CO(g) CH 3OH(g) ΔH 2 CO(g)+ H 2O(g) CO 2(g)+ H 2(g) ΔH 3 3H 2(g)+ 3CO(g)
CH 3OCH 3(g)+ CO 2 (g) ΔH 4
则ΔH 1=____________(用含有ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4的关系式表示)。
(2)经查阅资料,上述反应平衡状态下 K p 的计算式为:p 2708.6137
lnK =-2.205+
T
(K p 为以
分压表示的平衡常数,T 为热力学温度)。
且催化剂吸附 H2O(g)的量会受压强影响,从而进一步影响催化效率。
)
①在一定温度范围内,随温度升高,CH3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向
______________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
②某温度下(此时 K p=100),在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的分压如下:
物质CH3OH CH3OCH3H2O
分压/MPa0.500.500.50
此时正、逆反应速率的大小:v正______v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
③ 200℃时,在密闭容器中加入一定量甲醇 CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中
CH3OCH3(g)的物质的量分数为__________(填标号)。
A <1
3
B
1
3
C
1
3
~
1
2
D
1
3
E >
1
3
④ 300℃时,使 CH3OH(g)以一定流速通过催化剂,V/F (按原料流率的催化剂量)、压强对甲醇转化率影响如图1所示。
请解释甲醇转化率随压强(压力)变化的规律和产生这种变化的原因,规律,原因_________。
25.(0分)[ID:138127](1)25 ℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表:热化学方程式平衡常数
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1=a kJ∙mol-1K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJ∙mol-1K2
③2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3K3
25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 molCl2发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示,则ΔH3 ___(填“>”“<”或“=”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示,则改变的条件是_________;在5 min时,再充入0.08 mol
NO 和0.04 molCl 2,则混合气体的平均相对分子质量将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图,其中正确的曲线是______(填“甲”或“乙”),a 值为_______。
25℃时测得反应③在某时刻,NO(g)、Cl 2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3,则此时υ正_________υ逆(填“>”“<”或“=”)
(2)在300℃、8MPa 下,将CO 2和H 2按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)中反应,达到平衡时,测得CO 2的平衡转化率为50%,
则该反应条件下的平衡常数为K p =_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
26.(0分)[ID :138114]化学反应速率、化学平衡理论可通过大量化学实验进行验证,回答下列相关问题。
(1)227Cr O (-
橙色)在溶液中与24CrO (-黄色)存在一平衡体系,平衡体系的离子方程式
_______,若向体系中加入一定量70%的硫酸,溶液呈______色。
(2)CO 是煤气的主要成分,可与水蒸气反应生成氢气:
()()
()()222CO g H O g CO g H g H ++。
查阅资料得出相关数据如下:
温度/C ︒ 400 500
平衡常数K
9
5.3
该反应升高到一定温度时,反应将不能正向进行,由此判断该反应的S ___(填“>”或“<”)0。
②在容积为10L 的密闭容器中通入()0.1mol CO g 和()20.1mol H O g 发生反
应,在400℃时反应达到平衡,此时()CO g 的转化率为______。
(3)将42mol CH 和()24mol H O g 通入容积为10L 的恒容密闭容器中,发生反应:()()()()422CH g H O g CO g 3H g ++。
4CH 的平衡转化率与温度、压强的变
化关系如图所示。
①压强:1p ____2p (填“大于”“小于”或“等于”)。
A ②、
B 、
C 三点的平衡常数A K 、B K 、C K 从大到小关系是_______。
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案
**科目模拟测试
一、选择题 1.C 【详解】
A .已知乙醇的燃烧热为ΔH =-akJ ·mol -1,则C 2H 5OH (l )+3O 2(g )=2CO 2(g )+3H 2O (l )ΔH =-akJ ·mol -1,故A 错误;
B .中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 水时放出的热量,中和热为放热反应,中和热为57.3 kJ /mol ,稀硫酸与氢氧化钡溶液反应中有硫酸钡沉淀生成,其中和热不是57.3kJ ·mol -1,故B 错误;
C .反应物中气态S 比固体S 能量高,生成物相同,则a >b ,故C 正确;
D 该反应为可逆反应,则将0.5molN 2和1.5molH 2置于密闭的容器中充分反应生成NH 3(g ),放热19.3kJ ,由于转化率不确定,所以不能计算焓变,故D 错误; 故选C 。
2.D 【详解】
稀醋酸属于弱电解质,电离时吸热,与0.5mol NaOH 恰好反应放出的热量小于28.65kJ ,即
1Q <28.65kJ ;浓硫酸溶于水放热,与0.5mol NaOH 恰好反应放出的热量大于28.65kJ ,即
2Q >28.65kJ ;稀硝酸属于强酸稀溶液,与0.5mol NaOH 恰好反应放出的热量等于
28.65kJ ,即3Q =28.65kJ ,综上,132Q <Q <Q ,故选D 。
3.B 4.D 【详解】
由图可知N 2H 4(g)+O 2(g)=N 2(g)+2H 2O(g) △H 1=-534kJ/mol ,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,结合图可知
N 2H 4(g)+O 2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),其△H 3=-534kJ/mol-(-2752kJ/mol )=+2218kJ/mol ,设断裂1molN-N 键所需的能量为Q ,即391kJ×4+Q +500kJ=2218kJ ,解得Q =154kJ ,D 正确; 答案为D 。
5.B 【详解】
A .25℃时,根据盖斯定律,③-①-②可得CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g),∆H =∆H 3-∆H 2-∆H 1=-41kJ/mol ,A 说法正确;
B .平衡常数只与温度有关,增大压强,温度未变,则反应①的平衡常数K 不变,B 说法错误;
C .每生成1mol CO 必然消耗0.5mol O 2,同时生成0.5mol O 2,反应①达到平衡,C 说法正确;
D .根据反应②,反应为放热反应,则旧键断裂吸收的总能量与新键形成释放的总能量的差为焓变,故断开2mol H 2和1mol O 2中的化学键所吸收的能量比形成4mol O-H 键所放出的能量少484 kJ ,D 说法正确; 答案为B 。
6.A 【详解】
A .在一定条件下,1mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,已知CO (g )的燃烧热:-1ΔH=-283.0 kJ?mol ,则222CO (g)=2CO(g)+O (g)反应的
-1ΔH=+566.0 kJ?mol ,A 正确;
B .一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,用稀氨水与稀硫酸进行中和热的测定实验,计算得到的中和热的数值偏小,焓变小于0,则ΔH 偏大,B 错误;
C .反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,则若破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,此反应为放热反应,C 错误;
D .一定条件下将21 mol SO 和20.5 mol O 置于密闭容器中充分反应,放出热量
79.2 kJ ,由于可逆反应,因此1mol 氧气完全反应放出的热量大于158.4kJ ,D 错误;
答案选A 。
7.D 【详解】
A.热化学方程式中,化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,故A错误;
B.热化学方程式中△H的值与化学方程式中物质的化学计量数有关,故B错误;
C.放热反应易发生,△H越小反应越易进行,故C错误;
D.该反应放热,该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,故D正确;
选D。
8.C
【详解】
A.1mol C(s)完全燃烧生成稳定的氧化物即CO2时所放出的热量为燃烧热,A项错误;B.2molH2断开化学键需要吸收的热量为2mol×436 kJ·mol-1,1mol O2断开化学键需要吸收的热量为1mol×496 kJ·mol-1,4molH原子和2molO原子形成2molH2O(g)是时放出的热量为4mol×463 kJ·mol-1,根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能,可得△H=2mol×436 kJ·mol-1+1mol×496 kJ·mol-1-4mol×463 kJ·mol-1=-484 kJ·mol-1,因此热化学方程式为:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1,B项错误;
C.反应①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1和反应②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-
484kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应①-②得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),△H=+131.5 kJ·mol-1,即热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ·mol-1,C项正确;
D.根据2H2O(g) =2H2(g)+O2(g) △H=+484kJ·mol-1可知,2 mol H2O(g)分解成H2(g)和
O2(g),提供的热量为484kJ,D项错误;
答案选C。
9.A
【详解】
A.液氧具有助燃性,没有可燃性,因此液氧不能作燃料,A错误;
B.液氢燃烧产生水,在反应中H元素化合价升高,失去电子被氧化,故液氢可作还原剂,B正确;
C.液氢燃烧时被氧化产生水,故液氢燃烧产物为水,C正确;
D.煤油是一种化石燃料,是多种烃的混合物。
其燃烧时C元素被氧化产生CO2,H元素被氧化产生H2O,同时放出大量热,D正确;
故合理选项是A。
10.A
【详解】
设H2O分子中O-H键的键能为x,则可建立如下等量关系式:
2mol×436kJ/mol+1mol×498kJ/mol-4mol∙x=-572kJ,从而求出x=485.5kJ/mol,故选A。
11.C
【详解】
A.H2的燃烧热指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量,该过程生成的水是气态,故不能计算氢气的燃烧热,A错误;
B.图2表示生成物的总能量小于反应物的总能量,是放热反应,表示的是放热反应在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,B错误;
C.根据盖斯定律可知,化学反应的反应热与途径无关,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;D.增大压强,可加快反应速率,缩短反应达到平衡时间,根据图示可知,乙先达到平衡,故乙的压强大,D错误;
答案选C。
12.D
【详解】
A.在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mo水的反应热叫做中和热,中和热
ΔH=-57.3kJ/mol,但H2SO4和Ca(OH)2反应生成CaSO4放热,所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH<-57.3kJ•mol-1,故A错误;
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ•mol-1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ•mol-1,液态水变为气态水吸热,所以CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH>-890.3kJ·mol−1,故B错误;
C.合成氨的反应是可逆反应,不能反应完全,所以将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量小于46.2kJ,故C错误;
D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,热化学方程式为CO(g)+1
2
O2(g)=CO2(g) ΔH=-
283.0kJ•mol-l,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0kJ·mol-1,故D正确;故答案选D。
二、填空题
13.大于石墨CH3OH(l)+3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76 kJ·mol-1-313放出
46
【详解】
(1)在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9kJ的热量,据此信息可知,该反应的△H>0;故答案:大于;
(2)在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9kJ的热量,说明石墨具有的能量低,金刚石的能量高,石墨比金刚石稳定,故答案:石墨;
(3)在25℃、101 kPa下,1g甲醇(物质的量为1
32
mol),燃烧生成CO2和液态水时放热22.68
kJ,1mol甲醇完全燃烧放出热量为32×22.68 kJ=725.76kJ,1mol甲醇燃烧的热化学方程式
为:CH3OH(l)+3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76 kJ·mol-1;故答案:
CH3OH(l)+3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76 kJ·mol-1;
(4)反应Cl2(g)+ 3F2(g)2ClF3(g)的∆H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出总能
量=242+3×159-2×3×172=-313 kJ·mol—1;故答案:-313;
(5)根据能量的变化示意图可知:反应生成2mol氨气,反应的∆H=508-600=-92kJ·mol-1,所以该反应为放热反应;据以上分析可知,当反应每生成1molNH3(g),放出46kJ的热量;故答案:放出;46。
14.反应物总能量生成物总能量降低-198-1185kJ
【详解】
(1)A表示反应物总能量,C表示生成物总能量,E为活化能,活化能不影响反应热,所以E的大小对该反应的反应热无影响;催化剂能降低反应所需活化能,因为催化剂改变了反应历程,所以使活化能E降低,故答案为:反应物总能量;生成物总能量;降低;
(2)1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的△H=-99 kJ/mol,则2mol SO2(g)被氧化为2mol SO3(g)的△H=-198 kJ/mol,故答案为:-198;
(3)①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=-296 kJ•mol-1,②SO2(g)+1
2
O2(g)=SO3(g)△H2=-99 kJ•mol-1;结
合盖斯定律将①×3+②×3可得3S(s)+9
2
O2(g)=3SO3(g),△H=3(-296-99)kJ/mol=-
1185kJ/mol,故答案为:-1185kJ。
15.kJ·mol-12N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·mol-10.8N A
16.4CuCl (s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-177.6 kJ/mol
17.ABC CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH =-890.24kJ·mol-1
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4BC
18.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g);∆H=-60.07 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g);∆H=-(a-4b) kJ/mol Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)
△H=−687 kJ/mol+120 kJ·mol-13SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=−254kJ·mol−1 19.N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)
ΔH=-234 kJ/mol
【解析】(1)根据图中数据可知,N N的键能为946kJ/mol,O=O的键能为498kJ/mol,而生成1molNO的键能为632kJ/mol,由反应热与键能的关系ΔH=反应物键能总和—生成物键能总和,可得该反应的ΔH =946kJ/mol +498kJ/mol—2×632kJ/mol=180 J/mol,所以
N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol;(2)由图象可知反应物的总键能为134kJ/mol,生成物的总键能为368kJ/mol,所以该反应的ΔH =134kJ/mol-368kJ/mol=-234 kJ/mol,则反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)== CO2(g)+NO(g)ΔH=-234 kJ/mol。
20.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63kJ·mol-1408.815产物不会造成环境污染N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1
【详解】
(1)0.4mol N2H4反应放热256.652kJ,则1mol N2H4反应放热kJ=256.652
kJ×1/0.4=641.63kJ,因此反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-641.63kJ·mol-1。
(2)16g N2H4的物质的量n(N2H4)=0.5mol,由方程式知生成n(H2O)=0.5mol×4=2 mol,则16g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63kJ×0.5mol+2mol×44kJ·mol-1=408.815kJ。
(3)根据方程式可知其优点还有产物为N2(g)和H2O,无污染。
(4)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
根据盖斯定律可知②-①×1/2即得到肼和二氧化氮反应的热化学方程式为
N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1。
三、解答题
21.K3=
2
1
2
K
K
N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ΔH=-287.6 kJ/mol K=
()()
()()
22
2
c H c CO
c CO c H O
⋅
⋅
低温BC
【详解】
I.(1) 已知:①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
根据盖斯定律,①×2-②=③,焓变为倍数关系,而K为指数关系,则K3=
2
1
2
K
K
;
(2)由N2和F2反应生成NF3,反应为N2(g)+3F2(g)=2NF3(g),反应的ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和= (946+3×154.8−283.0×6)kJ⋅mol−1=−287.6kJ⋅mol−1,则热化学方程式为N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) ΔH=−287.6kJ⋅mol−1;
Ⅱ.(1)已知反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g),化学平衡常数为一定温度下,平衡时生成物浓度的幂指数积与生成物浓度的幂指数积的比值,则该反应的化学平衡常数表达式为
K=
()() ()()
22
2
c H c CO
c CO c H O
⋅
⋅
;
(2)根据表中数据可知,温度升高,反应的平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,则在相同条件下,为增大反应物的转化率应在低温条件下进行;
(3)反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)中,反应前后气体体积不变,计算平衡常数时,物质的量可以代替其浓度进行计算;
A.由题给数据可知,反应的浓度熵Q c=
()()
()()
22
2
3mol/L2mol/
c H c CO
c CO c H
L
1mol/L5mol/L
O
⨯
=
⨯
⋅
⋅
=
6
5
>
K(830℃)=1,反应向逆反应方向移动,故A不符合题意;
B.由题给数据可知,反应的浓度熵Q c=
()()
()()
22
2
1mol/L1mol/
c H c CO
c CO c H
L
=
2mol/L ol/L
O2m
⨯
⨯
⋅
⋅
=
1
4
<
K(830℃)=1,反应向正反应方向移动,故B符合题意;
C.由题给数据可知,只有反应物,反应向正反应方向移动,故C符合题意;
D .由题给数据可知,反应的浓度熵Q c =
()()()()2221mol/L 1mol/L
=2m c H c CO ol/L 0.5mol c /CO L
c H O ⨯⨯⋅⋅=1=K (830℃),反应达到平衡状态,平衡不移动,
故D 不符合题意; 答案选BC 。
22.-90.1 c 25% > < 4/27 L 2/mol 2 BE 0<a<9 【详解】
(1)已知:①2CH 4(g)+O 2(g) = 2CO(g)+4H 2(g) ΔH 1=-70.8 kJ·mol -1, ②CO(g)+2H 2(g)⇌CH 3OH(g) ΔH 2,
③2CH 4(g)+O 2(g)⇌2CH 3OH(g) ΔH 3=-251.0 kJ·mol -1, 盖斯定律,可知②=
12 (③−①),故△H 2=1
2
(△H 3−△H 1)= 1
2
(−251kJ ⋅mol −1+70.8kJ ⋅mol −1)=−90.1kJ ⋅mol −1,有ΔG=ΔH-T ΔS <0,ΔH<0,ΔS>0,则反应①自发进行的条件是任何环境都自发; 故答案为:-90.1;c ;
(2)①M 点n(CH 3OH)=0.25mol ,根据方程式知,消耗n(H 2)=2n(CH 3OH)=0.50mol ,氢气转化率=
0.5mol
2mol
×100%=25%, 该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,甲醇的物质的量越大,根据图知,M 点甲醇物质的量大于N 点,则p 1>p 2; 故答案为:25%;>;
②M 、N 点都没有达到平衡状态,压强越大化学反应速率越大,且压强M>N ,则反应速率:N 点v 正(CO)<M 点v 逆(CO); 故答案为:<;
③M 点c(CH 3OH)=0.25mol/L 、c(H 2)=2mol/L−0.5mol/L=1.5mol/L ,c(CO)=1mol/L−0.25mol/L=0.75mol/L ,化学平衡常数K=
322
2c(CH OH)0.25mol/L c(CO)c (H )0.75mol/L (1.5mol/L)=⨯ =427
L 2
/mol 2 ,升高温度甲醇的物质的量减少,则升高温度化学平衡常数减小,则BE 符合; 故答案为:
427
L 2
/mol 2;BE ; ④在2L 恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H 2、2 mol CO 和6 mol CH 3OH(g),在 506℃下进
行上述反应,为了使该反应逆向进行,此时Qc=3222c(CH OH)3
c(CO)c (H )1()2
a =
⨯>427
,解得:0<a<9。
23.1:3 < CaO 可以吸收CO 2,使CO 2浓度减小,生成H 2的反应正向移动,H 2百分含量增大 纳米CaO 表面积比微米CaO 大,吸收CO 2能力比微米CaO 强 = > BC
0.06mol·L -1·min -1 2.7 【详解】
(1)①图1表示初始投料比n(CH 4):n(CO 2)为1:3或1:4时,CH 4的转化率在不同温度(T 1、T 2)下与压强的关系,图象中可知二氧化碳越多,甲烷转化率越大,则a 1=1:3,故答案为:1:3;
②CH 4(g)+3CO 2(g)⇌2H 2O(g)+4CO(g)△H=+330kJ/mol ,反应为吸热反应,压强一定,升高温度平衡正向进行,甲烷转化率增大,则T 1<T 2,故答案为:<;
(2)①投入CaO 时,H 2百分含量增大的原因是:CaO 可吸收CO 2,c(CO 2)减小,使生成H 2的反应正向移动,H 2百分含量增大,故答案为:CaO 可以吸收CO 2,使CO 2浓度减小,生成H 2的反应正向移动,H 2百分含量增大;
②投入纳米CaO 时,H 2百分含量增大的原因是:纳米CaO 颗粒小,表面积大,使反应速率加快,故答案为:纳米CaO 颗粒小,表面积大,使反应速率加快;
(3)①由于初始条件相同,所以反应初始时两容器的反应速率A=B ;由于A(恒温)、B(绝热),该反应为放热反应,B 容器相当于升高温度,平衡逆移,所以平衡时CO 的转化率A>B ,故答案为:=;>;
②A. 速率为同一个反应方向,不能说明平衡,故A 不选;
B. 根据图象,平衡时3c(CO)c(CH OH)=7:3,所以3c(CO)c(CH OH)
=7:3时,可以说明平衡,故B
选;
C. 反应CO(g)+2H 2(g)
CH 3OH(g)是气体体积减小的反应,反应过程中压强减小,当
容器中气体的压强不再变化,说明反应达到平衡,故C 选;
D. 反应某一时刻可能出现23c(H )
c(CH OH)
=2:1,不能说明平衡,故D 不选;
故答案为:BC ;
③由图知平衡时n(H 2)=0.8mol ,则v(H 2)=
2mol 0.8mol
2L 10min
-⨯=0.06mol·L -1·min -1,结合K 的计
算式有K=()()()322c CH OH c H c CO =()2
0.30.40.7
⨯=2.7故答案为:0.06mol·L -1·min -1;2.7。
24.ΔH 4-2ΔH 2- ΔH 3 减小 > C 压强增大,甲醇转化率减小 ;压强增大,催化剂吸附水分子的量增多,催化效率降低 25.< 加入催化剂 增大 乙 2 > 1
48
(MPa)-2 【详解】
(1)根据图中信息和反应是体积减小的反应,压强在过程中先变大后变小,说明反应是放热反应即ΔH 3<0,放出热量使得压强增大,后来温度和原来温度相同,压强比原来小;根据图中信息,反应所需时间缩短,平衡压强不变,说明平衡没有移动,即改变的条件是加催化剂;在5 min 时,再充入0.08 mol NO 和0.04 molCl 2,可以理解为在另一个相同容器中先达到平衡,再将两个容器压到原来容器中,加压,平衡正向移动,物质的量减小,则混合。