(常考题)人教版高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》测试题(答案解析)
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一、选择题
1.(0分)[ID :138006]根据以下三个热化学方程式: 2H 2S(g)+3O 2(g)=2SO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-Q 1kJ·mol -1 2H 2S(g)+O 2(g)=2S(s)+2H 2O(l) ΔH =-Q 2kJ·mol -1 2H 2S(g)+O 2(g)=2S(s)+2H 2O(g) ΔH =-Q 3kJ·mol -1 判断Q 1、Q 2、Q 3三者关系正确的是 A .Q 1>Q 2>Q 3
B .Q 1>Q 3>Q 2
C .Q 3>Q 2>Q 1
D .Q 2>Q 1>Q 3
2.(0分)[ID :138080]已知:2H 2(g)+ O 2(g)=2H 2O(l) ΔH = -571.6 kJ·
mol -1;CO(g) + 1/2O 2(g) = CO 2(g) △H = -283 kJ· mol -1,某H 2和CO 的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ 热量,同时生成3.6 g 液态水,求原混合气体中H 2和CO 的物质的量之比为 A .2 :1
B .1 :2
C .1 :1
D .4:1
3.(0分)[ID :138076]根据如图所示, 下列说法不正确的是
A .反应的热化学方程式可表示为C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) △H = +131.3 kJ/mol
B .使用催化剂可以改变图上b 的值
C .该反应反应物的键能大于生成物的键能
D .由图可知,1mol C 和1 mol H 2O 反应生成1 mol CO 和1mol H 2吸收的热量一定为 131.3 kJ
4.(0分)[ID :138073]在相同温度下,下列两个反应放出的热量分别用Q 1和Q 2表示: H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(g) ΔH = -Q 1kJ/mol
2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) ΔH = -Q 2kJ/mol 关系正确的是 A .Q 1=Q 2 B .1/2Q 1=Q 2 C .Q 1<1/2Q 2
D .Q 1=1/2Q 2
5.(0分)[ID :138065]已知298 K 时,-1221C(s)+O (g)===CO (g)
Δ=-a kJ?mol H
-12222CO(g)+O (g)===2CO (g)Δ=-b kJ?mol H
则该温度下反应22C(s)+O (g)===2CO(g)生成14 g CO 时,放出的热量为(单位为kJ)
A.b-a B.b-2a C.14b-28a D.0.5a-0.25b 6.(0分)[ID:138061]C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。
已知:
①2C(s)+O2(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.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=+484 kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ·mol-1
D.将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g),至少需要提供4×463 kJ的热量
7.(0分)[ID:138043]下列热化学方程式中,正确的是
A.甲烷的燃烧热△H=-890.3 kJ/mol,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=-890.3 kJ/mol
B.一定条件下,0.5 molN2与1.5molH2充分反应后放出35.5 kJ的热量:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-71 kJ/mol
C.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca (OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3) kJ/mol
D.96 g O2的能量比96 gO3的能量低b kJ:3O2(g)2O3(g) △H=+b kJ/mol
8.(0分)[ID:138039]32g甲烷完全燃烧。
生成二氧化碳气体和液态水。
放出1 780kJ热量。
则甲烷燃烧热为
A.1780 kJ•mol-1B.-1780 kJ•mol-1C.890 kJ•mol-1D.-890 kJ•mol-1 9.(0分)[ID:138037]已知:2H2(g) +O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6 kJ•mol-1
下列说法不正确
...的是
A.该反应是氧化还原反应
B.破坏1mol H-O键需要的能量是463.4 kJ
C.H2O(g)=H2(g) +1/2O2(g) ΔH = +241.8 kJ•mol-1
D.H2(g)中的H-H键比H2O(g)中的H-O键牢固
10.(0分)[ID:138034]下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是
A.∆H3<0
B.∆H1=∆H2+∆H3
C.∆H1越小,HX越稳定
D.按Cl、Br、I的顺序,∆H2依次增大
11.(0分)[ID:138030]在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH2>ΔH1的是A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
B.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
C.C(s)+1
2
O2(g)=CO(g) ΔH1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
D.2HCl(g)= H2(g)+Cl2(g) ΔH11
2
H2(g)+
1
2
Cl2(g)=HCl(g) ΔH2
12.(0分)[ID:138014]含0.2 mol KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量。
下列表示该反应中和热的热化学方程式正确的是()
A.KOH(aq)+1
2
H2SO4(aq)=
1
2
K2SO4(aq)+H2O(l)△H=-11.46 kJ·mol-1
B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6 kJ·mol-1 C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)△H=+114.6 kJ·mol-1
D.KOH(aq)+1
2
H2SO4(aq)=
1
2
K2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ·mol-1
二、填空题
13.(0分)[ID:138288](一)用50mL 0.50mol•L﹣1的盐酸与50mL 0.55mol•L﹣1的氢氧化钠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热.回答下列问题.
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是__.
(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铜质搅拌棒代替?__(填“能”或“不能”),其原因是__.
(3)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式:__.
(二)如图所示,把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。
试回答下列问题:
(4)实验中观察到的现象是________________。
(5)产生上述现象的原因是___________________。
(6)写出有关反应的离子方程式________________。
(7)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
14.(0分)[ID:138287]碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质.请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如图:
△H=+88.6kJ/mol则M、N相比,较稳定的是__.(用字母“M”或“N”表示)
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热△H=﹣238.6kJ/mol,
CH3OH(l)+1
2
O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=﹣a kJ/mol,则a__238.6(填“>”、“<”或“=”).
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__________.
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质.将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=﹣1176kJ/mol,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为__kJ.
(5)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。
有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。
现根据下列3个热化学反应方程式:
① Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H=―24.8 kJ•mol-1
② 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=―47.2 kJ•mol-1
③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5 kJ•mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:________。
15.(0分)[ID:138285]根据所学知识,回答下列问题。
(1)向1L 1-1
mol L 的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。
反应恰好完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为ΔH1、ΔH2、
ΔH3,则三者由大到小的顺序为___________
(2)已知:①Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
②3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g)ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是___________。
(3)已知CO与2
H合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol 化学键所需的能量数据: 化学键
H-H C≡O H-O C-O 断裂1mol 化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C-H 键的键能为___________-1kJ mol 。
(4) 一定条件下,在水溶液中1mol -Cl 、1mol -
x ClO (x=1、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示:
①D 是___________(填离子符号)。
②反应B→A+C 的热化学方程式为___________(用离子符号表示)。
16.(0分)[ID :138282]写出下列反应的热化学方程式。
(1)1mol 葡萄糖晶体在氧气中完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2804.0 kJ 热量:_______。
(2)32 g 铜粉在足量氧气中反应生成氧化铜固体时放出78.5 kJ 热量:_____。
(3)标准状况下,2.8 L CO 气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体时放出35.35 kJ 热量:_______。
(4)一氧化碳气体还原赤铁矿得到1 mol 单质铁时放出14.7 kJ 热量:_______。
(5)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式_______。
17.(0分)[ID :138230]水煤气法制取甲醇(CH 3OH )的反应及其反应的焓变、平衡常数如下:
① CH 4(g) +1/2O 2(g)CO(g) + 2H 2(g) △H 1 =-35.4kJ·mol
-1
平衡常数K 1
② CO(g) + 2H 2(g) CH 3OH (g) △H 2 =-90.1 kJ·mol -1 平衡常数K 2 ③ 2CH 4(g) + O 2(g)
2CH 3OH(g) △H 3 平衡常数K 3
(1)在25℃、101kPa 下,1g 液态甲醇燃烧生成CO 2和液态水时放热22.68kJ 。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_________________________________。
(2)依据盖斯定律求出反应③ 2CH 4(g) + O 2(g)
2CH 3OH(g) △H 3 =_____kJ·mol -
1
,相同温度下K 3=______(用含K 1、K 2代数式表示)。
(3)下列关于化学反应中的能量及变化理解错误的是(填字母序号)______。
a.反应中活化能的作用是使反应物活化,从而启动反应或改变反应速率
b.化学键的断裂与形成一定伴随着电子的转移和能量变化
c.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(△H)决定
d.氯化钠晶体熔化时,离子键被破坏,吸收能量,发生化学变化
e.200℃、101kPa时,1 mol H2和碘蒸气作用生成HI的反应,热化学方程式表示如下:H2(g)+I2(g) = 2HI(g) △H= -14.9 kJ·mol-1
f.燃烧热定义中“生成稳定的氧化物”,意味着这些氧化物不能再燃烧了
18.(0分)[ID:138227](1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂的作用下转化为单质S。
已知:
①CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
则处理CO、SO2的方法的热化学方程式是________________________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知:
CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0)
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36 L CO将NO2还原至N2(CO完全反应),则整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为_____(用含有a和b的代数式表示)kJ。
(3)用CH4催化还原NO x也可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1①
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2②
若1 mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=_______。
(4)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+0.5O2(g)H2O(l) △H=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+0.5O2(g)H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
则H2的燃烧热(△H)为________________________。
19.(0分)[ID:138225]氮是地球上含量丰富的元素,氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
(1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,写出NO2和CO反应的热化学方程式_______________________________________。
(2)已知:N2(g)+ O2(g)= 2 NO(g) △H=+180 kJ • mol-1,2NO(g)+2 CO(g)= N2(g)+2 CO2(g) △H = - 746 kJ•mol-1,则反应CO(g) +1/2O2(g)= CO2(g)的△H=_______kJ•mol-
1。
20.(0分)[ID:138221]已知下列反应:
① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1 = –221 kJ/mol
② CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H2 = –283 kJ/mol
③稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H3 = –57.3 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)碳(C)的燃烧热为_______________________。
已知碳的两种同素异形体的转化如下:C(s,金刚石) = C(s,石墨) △H = –1.9 kJ/mol ,则从能量角度判断:稳定性更大的是
_________________(填名称
..)
(2)写出能表达反应③意义的一个热化学方程式
......
_________________________________________________,向2L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸,恰好完全反应时的热效应为△H4,则△H3_________△H4(填“>”,“=”或“<”)
三、解答题
21.(0分)[ID:138180]“金山银山不如绿水青山”,汽车尾气治理是我国一项重要的任务。
经过化学工作者的努力,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NO x和CO的排放。
已知:①CO的燃烧热为283kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-116.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)若1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、498kJ的能量,则
1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为___kJ。
(2)利用上面提供的信息和盖斯定律,写出NO2+CO→N2+CO2的热化学方程式__。
(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如表:
2
数值为__;
②能说明上述反应达到平衡状态的是__。
(填正确答案标号)
A.n(CO2)=3n(N2)
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体质量不变
D.容器内混合气体的压强不变
E.2c(CO2)=3c(N2)
③当NO与CO的浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,
图中压强(p1、p2、p3)由大到小顺序为__。
(4)对于气缸中NO的生成,主要由于发生了反应N2(g)+O2(g)2NO(g)。
化学家提出了如下反应历程:
第一步O22O慢反应
第二步O+N2NO+N较快平衡
第三步N+O2NO+O快速平衡
下列说法错误的是___(填标号)。
A.第一步反应不从N2分解开始,因为N2比O2稳定
B.N、O原子均为该反应的催化剂
C.三步反应中第一步反应活化能最大
D.三步反应的速率都随温度升高而增大
22.(0分)[ID:138167]铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应,化学方程式及对应的平衡常数如下:
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K′
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K″
请回答下列问题:
(1)反应①的平衡常数K′表达式为___________。
(2)在不同温度下,K′和K″的值如下表所示。
T(K) K′K″
973 1.47 2.36
1 173 2.15 1.67
反应。
b.现有可逆反应③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其反应的ΔH___________(填“>”或“<”)0。
对于恒温恒容条件,已达到平衡状态的反应③来说,增加CO2的浓度,平衡向___________(填“正向”、“逆向”、“不”)移动,则其平衡常数将___________(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施为
___________(填字母)。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.升高温度 D.使用合适的催化剂
23.(0分)[ID:138126]某化学兴趣小组学习了化学反应的限度和速率后,对化学反应的机理和外界条件对化学平衡的影响进行探究。
I.探究化学反应机理
在研究中发现2NO(g) +O2(g)⇌2NO2(g)的反应速率随温度的升高而减小,为探究这一反常现象,查阅资料后得知该反应历程分为两步:
①2NO(g)⇌N2O2(g) ΔH1<0(快反应) v1正=k1正c2(NO) ,v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g) +O2(g)⇌2NO2(g) ΔH 2<0(慢反应) v2正=k2正c(N2O2) ·c(O2),v2逆=k2逆c2 (NO2)
(1)反应①、②的活化能大小关系为E1____ E2(填“>”“<”“=”),反应②的化学平衡常数
K=_____ (用 k2正、k2逆表示)。
(2)对实验数据分析得到O2的浓度和v2正的关系如图所示,当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡变为的点是______。
( 填对应点的字母)
II.探究外界条件的改变对化学平衡的影响
(3)以2NO(g) +2CO(g)⇌2CO2(g) +N2(g) ΔH =QkJ·mol-1为例,研究外界条件对化学反应速率和平衡的影响。
在体积不变的密闭容器中分别充入等量CO和NO进行反应,改变外界条件,实验测得CO的物质的量随时间的变化影响结果如图所示。
(已知当催化剂的质量相同时,催化剂的比表面积越大,化学反应速率越快)
实验1、2 、3代表的实验编号分别是______。
(按顺序填写实验编号)
实验编号温度/℃催化剂的比表面积/m2·g-1催化剂的用量(g)
A2804125
B2806225
C3506225
(4)如图表示CO2的体积分数φ(CO2)随压强、温度的变化,则p1、p2的关系是p1_____p2(填“>”“<”“=”,下同),Q______ 0。
24.(0分)[ID:138125]体积为a升密闭容器中充入等物质的量的A气体和B气体,一定温度下发生反应,生成C气体,达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:回答下列问题
(1)反应的化学方程式为_____________________。
(2)54 min 时A的转化率_____30 min 时A的转化率(填< > 或=)
(3)40 min时改变的条件是__________________。
(4)25min时化学平衡常数K=_____
(5)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁用到CO,高炉内可能发生的反应:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(s)+ CO2(g) =2CO(g) △H2=+172.5 kJ/mol
C(s)不充分燃烧生成CO(g)的热化学方程式为________________。
25.(0分)[ID:138119]二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。
已知:
① CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -53.7kJ·mol-1
② CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g) ΔH2= +23.4kJ·mol-1
(1)反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=___kJ·mol-1。
(2)在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。
T1温度下,将4molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,10min后反应达到平衡状态,则0~10min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=____;K A、K B、K C三者之间的大小关系为___。
26.(0分)[ID:138108]工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇。
请回答下列问题:
(1)已知常温常压下,下列两个可逆反应的能量变化如下图所示:
请写出图1反应的平衡常数表达式K=_,请写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__。
(2)如果只改变一个条件使上述反应方程式的平衡常数K值变大,则该反应___(选填编号)。
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时,正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时,逆反应速率先减小后增大
(3)在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的1/2,与原平衡相比,下列有关说法正确的是___(填字母)。
A.H2的浓度减小 B.正反应速率加快,逆反应速率也加快
C.甲醇的物质的量增加 D.重新平衡时,n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)保持温度和体积不变,通入1molCO2和3molH2,下列能说明该反应已达平衡状态的是____(填字母)。
A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
B.容器内压强保持不变
C.H2的消耗速率与CO2的消耗速率之比为3∶1
D.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
(5)若反应容器的容积为2.0 L,反应时间4.0 min,容器内气体的密度减少了2.0 g·L-1。
在这段时间内CO2的平均反应速率为____。
【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.A
【详解】
将已知反应依次编号为①②③,反应①为硫化氢完全燃烧,反应②③为不完全燃烧,则完全燃烧放出的热量大,Q1最大,反应②生成液态水,硫化氢不完全燃烧生成液态水放出的热量比气态水多,则Q2>Q3,综上可知Q1、Q2、Q3三者关系为Q1>Q2>Q3,故A正确。
2.C
【详解】
3.6g水是0.2mol,消耗0.2mol H2(g),放出的热量是57.16kJ,所以CO燃烧放出的热量是113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,所以参加反应的CO是56.58kJ÷282.9kJ/mol=0.2mol,因此原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1:1;
答案为C。
3.D
【详解】
A.据图可知生成物[1molCO(g)和1molH2(g)]的能量之和比反应物[1molC(s)和H2O(g)]的能量之和高131.3kJ,为吸热反应,热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH = +131.3 kJ/mol,故A正确;
B.b为正反应活化能,催化剂可以同时降低正逆反应的活化能,故B正确;
C.该反应为吸热反应,所以反应物断键吸收的能量要大于生成物成键放出的能量,即反应物的键能大于生成物的键能,故C正确;
D.各物质的状态不明确,所以吸收的热量不一定是 131.3 kJ,故D错误;
综上所述答案为D。
4.C
【详解】
已知H2O(g)变为H2O(l)放热,即H2O(g)= H2O(l) ΔH= -Q3kJ/mol<0,结合
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-Q1kJ/mol,根据盖斯定律,两个式子可整理得到
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH = -Q2kJ/mol=-2Q1kJ/mol+(-Q3kJ/mol)<-2Q1kJ/mol,故
Q1<1/2Q2,故答案为C。
5.D
【详解】
由①C(s)+O2(g)=CO2(g) H = -a kJ⋅mol-1,②2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) H = -b kJ⋅mol-1,结合盖斯定律可知,①⨯2-②得到反应2C(s)+ O2(g)=2CO(g),则H=(-akJ⋅mol-1)⨯2-(-bkJ⋅mol-1)=-(2a-b) kJ⋅mol-1,即生成2molCO放出(2a-b)kJ的热量,则生成14gCO时放出的
热量为(2a-b)kJ
114g
228g/mol
⨯⨯=(0.5a-0.25b)kJ,D正确,故选D。
6.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。
7.D
【详解】
A.燃烧热表示1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,表示甲烷燃烧热时,生成的水为液体,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,故A错误;
B.0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应生成NH3,放热35.5 kJ,合成氨为可逆反应,
0.5 mol N2不能完全反应生成NH3,则1molN2(g)充分反应生成NH3(g)放热大于71kJ,放热反应的焓变为负值,则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<-71kJ⋅mol−1,故B错误;
C.中和反应为放热反应,焓变为负值,生成硫酸钙时也放出热量,由HCl和NaOH反应
的中和热△H=−57.3 kJ⋅mol−1可知,H2SO4和Ca(OH)2反应的△H<2×(-57.3) kJ⋅mol−1,故C
错误;
D.96 g O2的物质的量为:
96g
32g/mol
=3mol,96 gO3的物质的量为:
96g
48g/mol
=2mol,
3mol O2的能量比2molO3的能量低b kJ,则3mol O2生成2molO3时吸收bkJ的热量,热化学方程式为:3O2(g)2O3(g) △H=+b kJ/mol,故D正确;
答案选D。
8.C
【详解】
1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量叫做燃烧热,32g甲烷的物质的量为32g
16g/mol
=2mol,已知2mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出的热量为
1780kJ,则甲烷的燃烧热为:
kJ
1780
2mol
=890 kJ•mol-1,,
故选:C。
9.D
【详解】
A.该反应化合价发生改变,是氧化还原反应,A说法正确;B.根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,H-O的键能
=2436?kJ/mol?498?kJ/mol?483.6?kJ/mol
4
⨯++
=463.4 kJ/mol,故破坏1mol H-O键需
要的能量是463.4 kJ,B说法正确;
C.已知2H2(g) +O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ•mol-1,则H2O(g)=H2(g) +1/2O2(g)
ΔH=+241.8 kJ•mol-1,C说法正确;
D.H2(g)中的H-H键的键能为436 kJ•mol-1,H2O(g)中的H-O键的键能为463.4 kJ/mol,则H-H键比H2O(g)中的H-O键稳定性差,D说法错误;
答案为D。
10.D
【详解】
A.原子形成化学键时放热,焓变小于0,2H(g)+2X(g)=2HX(g) ∆H3<0,故A正确;B.由盖斯定律可知,反应焓变与起始反应物和最终生成物有关,与反应途径无关,则途径I生成HX的反应热:∆H1=∆H2+∆H3,故B正确;
C.化学反应吸收或放出的能量即为反应热,反应热等于反应中断裂旧化学键吸收的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差值,F、Cl、Br、I的原子半径依次增大,途径I生成HX放出的热量依次减小,而反应放热越少,∆H1越大,说明HX越不稳定,所以∆H1越小,HX 越稳定,故C正确;
D.Cl、Br、I的原子半径依次增大,Cl2、Br2、I2断裂化学键需要能量依次减小,所以途径II吸收的热量依次减小,即∆H2依次减小,故D错误;
答案选D。
11.B
【详解】
A.2molH2O(g)的能量高于2molH2O(l),则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放出的热量更多,ΔH更小,即ΔH2<ΔH1,A不满足题意;
B .1mol S(g)的能量高于1mol S(s),则S(g)+O 2(g)=SO 2(g)反应放出的热量高于S(s)+O 2(g)=SO 2(g),则ΔH 2>ΔH 1,B 满足题意;
C .1mol C(s)完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,即C(s)+O 2(g)=CO 2(g)放出的热量多,ΔH 2<ΔH 1,C 不满足题意;
D .2HCl(g)= H 2(g)+Cl 2(g)为吸热反应,ΔH 1>0,12H 2(g)+ 1
2
Cl 2(g)=HCl(g)为放热反应,ΔH 2<0,则ΔH 2<ΔH 1,D 不满足题意。
答案选B 。
12.D 【详解】
KOH 的物质的量为0.2mol ,1 L 0.1 mol·L -1的H 2SO 4溶液中H 2SO 4的物质的量为0.1mol ,含0.2mol KOH 的稀溶液与1 L 0.1 mol·L -1的H 2SO 4溶液恰好完全反应生成0.2mol 水,反应的中和热ΔH =-
11.46kJ
0.2mol
=-57.3 kJ·mol -1,则表示该反应中和热的热化学方程式为KOH(aq)+
12 H 2SO 4(aq)= 1
2
K 2SO 4(aq)+H 2O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol -1; 答案选D 。
二、填空题
13.减少实验过程中的热量损失 不能 铜质搅拌棒易传热,散发热量,会使测出的温度偏低,所得中和热的测定值比理论值偏低;
2424211
H SO (aq)NaOH(aq)Na SO (aq)H O(l)22
+=+ΔH =-57.3kJ/mol 镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中有晶体析出 镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体 Mg+2H +=Mg 2++H 2↑ 小于 【详解】
(一)(1)测定中和热要在绝热容器中进行,采用简易装置时,烧杯间填满碎泡沫塑料,其作用是减少实验过程中的热量损失;
(2)环形玻璃搅拌棒用于使酸碱充分混合、充分反应,不能用环形铜质搅拌棒代替,原因是:铜质搅拌棒易传热,散发热量,会使测出的温度偏低,所得中和热的测定值比理论值偏低;
(3)表示中和热的离子方程式为:2H (aq)OH (aq)H O(1)+-
+= ;则表示稀硫酸和稀氢氧
化钠溶液反应的中和热的热化学方程式:
2424211
H SO (aq)NaOH(aq)Na SO (aq)H O(l)22
+=+ ΔH =-57.3kJ/mol ; (二)(4)实验中试管内镁和盐酸反应,观察到的现象是镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,而烧杯中有晶体析出或变浑浊;
(5)产生上述现象的原因是:镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故原饱和溶液转变为过饱和溶液,析出Ca(OH)2晶体; (6)镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气,离子方程式为:Mg+2H +=Mg 2++H 2↑; (7)放热反应中,生成物的总能量低于反应物的总能量,镁和盐酸反应是放热反应,则MgCl 2溶液和H 2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。
14.M < 2Cl 2(g )+2H 2O (g )+C (s )═4HCl (g )+CO 2(g )△H=﹣290kJ•mol ﹣1 98kJ FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO 2(g) △H =-218.0 kJ•mol -1 【详解】
(1)由M 转化成N 的热效应可知,M 的总能量更低,能量越低越稳定,则较稳定的是M ; (2)CH 3OH(l)的燃烧热是1molCH 3OH(l)在足量氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时对应的焓变,生成二氧化碳气体,甲醇燃烧生成CO 2(g)和H 2(g)属于不完全燃烧,放出的热量小,则a<238.6;
(3)使Cl 2和H 2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl 和CO 2,该化学方程式为:
2Cl 2(g)+2H 2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO 2(g),当有1mol Cl 2参与反应时释放出145kJ 热量,则有2mol Cl 2参与反应时释放出290kJ ,则该反应的热化学方程式:2Cl 2(g)+2H 2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO 2(g)△H =﹣290kJ•mol ﹣1; (4)由4Al(s)+3TiO 2(s)+3C(s)═2Al 2O 3(s)+3TiC(s)△H =﹣1176kJ/mol 知:
4Al(s)
3C(s)12e -,转移12mol 电子放热1176KJ ,则反应过程中,每转移1mol 电子
放热98kJ ;
(5)① Fe 2O 3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO 2(g) △H 1= -24.8 kJ•mol -1② 3Fe 2O 3(s)+
CO(g)==2Fe 3O 4(s)+ CO 2(g) △H21=-47.2 kJ•mol -1③ Fe 3O 4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO 2(g) △H31=+640.5 kJ•mol -1,按照盖斯定律:1
6
[3×①-②-2×③]可得:反应FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO 2(g) △H ,则△H =
1
6
[3×△H 1-△H 2-2×△H 3]= -218.0 kJ•mol -1,则CO 气体还原FeO 固体得到Fe 固体和CO 2气体的热化学反应方程式:FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO 2(g) △H =-218.0 kJ•mol -1。
15.321ΔH >ΔH >ΔH C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol -1 413 -
4ClO
----133ClO (aq)=ClO (aq)+2Cl (aq)ΔH=-117kJ mol ⋅
【详解】
(1)酸与碱的反应为放热反应,ΔH 的值为负值,放出的热量越多,ΔH 的值越小,与1L 1-1mol L ⋅的NaOH 溶液反应时,与稀硝酸相比,浓硫酸溶于水放出大量的热,醋酸为弱酸,在溶液中电离时吸收热量,则ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3三者由大到小的顺序为
321ΔH >ΔH >ΔH ,故答案为:321ΔH >ΔH >ΔH ;
(2)由盖斯定律可知,①+②+③可得碳与水制氢气总反应的热化学方程式
C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g),则ΔH=ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3=(+19.3 kJ·mol -1)+(-57.2 kJ·mol -1)+(+172.4
kJ·mol -1) =+134.5 kJ·mol -1,反应的如化学方程式为C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol -1,故答案为:C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol -1;
(3)由图可知,一氧化碳与氢气合成甲醇反应的反应热ΔH=-(510 kJ·mol -1-419 kJ·mol -1)=-91 kJ·mol -1,设甲醇中C-H 键的键能为x ,由反应热ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和可得:1084 kJ·mol -1+2×436 kJ·mol -1-x kJ·mol -1-3×413 kJ·mol -1=-91 kJ·mol -1,解得x=413,故答案为:413;
(4)①由图可知,D 点对应氯元素的化合价为+7价,则D 为-4ClO ,故答案为:-
4ClO ; ②由图可知,A 为氯离子、B 为次氯酸根离子、C 为氯酸根离子,次氯酸根离子转化为氯
酸根离子和氯离子的方程式为---33ClO (aq)=ClO (aq)+2Cl (aq),则ΔH=(63×1+0×2-60×
3) kJ·mol -1=-117kJ·mol -1,热化学方程式为
----133ClO (aq)=ClO (aq)+2Cl (aq)ΔH=-117kJ mol ⋅,故答案为:----133ClO (aq)=ClO (aq)+2Cl (aq) ΔH=-117kJ mol ⋅。
16.C 6H 12O 6(s)+6O 2(g)=6CO 2(g)+6H 2O(l) △H =-2804.0 kJ/mol Cu(s)+
1
2
O 2(g)=CuO(s) △H =-157.0 kJ/mol CO(g)+1
2
O 2(g)=CO 2(g) △H =-282.8 kJ/mol CO(g)+Fe 2O 3(s)=2Fe(s)+3CO 2(g) △H =-29.4 kJ/mol 12H 2SO 4(aq)+NaOH(aq)=1
2
Na 2SO 4(aq)+H 2O(l) △H =-57.3 kJ/mol 17.CH 3OH(l)+
3
2
O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-725.76kJ·mol -1 -251 K 12·K 22 bde 18.2CO(g)+SO 2(g)
S(s)+2CO 2(g) ΔH =-270 kJ·mol -1
0.3 3(2a+b)/80 -
1160 kJ·mol -1 -285.8 kJ·mol -1
19.NO 2(g)+CO(g)= CO 2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol -1 -283 【解析】
20.5kJ/mol 石墨 HCl(aq)+NaOH(aq)=H 2O(l)+NaCl(aq) △H= –57.3 kJ/mol △H 3 < △H 4
三、解答题
21.75 2NO 2(g)+4CO(g)=N 2(g)+4CO 2(g)ΔH =-1196kJ·mol -1 1.42×10-4mol·L -1·s -1 5000 BD p 1>p 2>p 3 B 【详解】
(1)若1molN 2(g)、1molO 2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ 、498kJ 的能量,设1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ ,由②N 2(g)+O 2(g)2NO(g)
ΔH =+180.5kJ·mol -1,ΔH=946 kJ·mol -1+498 kJ·mol -1-2x kJ·mol -1=180.5 kJ·mol -1,解得
x=631.75,所以1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为631.75kJ ; (2)CO 的燃烧热为283kJ·mol -1,则可有热化学方程式①2CO(g)+O 2(g)
2CO 2(g) ΔH =-566.0kJ·mol -1,由①⨯2-②-③可得:2NO 2(g)+4CO(g)=N 2(g)+4CO 2(g) ΔH =(-566.0kJ·mol -
1
)⨯2-180.5kJ·mol -1-(-116.5kJ·mol -1)=-1196kJ·mol -1,所以NO 2+CO→N 2+CO 2的热化学方程式
为2NO 2(g)+4CO(g)=N 2(g)+4CO 2(g)ΔH =-1196kJ·
mol -1; (3)①由表中数据可知,前3s 内,NO 的变化量为(10.00-1.50)⨯10-4 mol·L -1=8.50⨯10-4 mol·L -1,由N 原子守恒可得N 2的变化量为4.25⨯10-4 mol·L -1,所以前3s 内的平均反应速
率υ(N 2)=
4
4.2510/L
3mol s
-⨯=1.42×10-4mol·L -1·s -1;此温度下,反应在第4s 达到平衡状态,各组分的平衡浓度分别为c(NO)=1.00⨯10-4 mol·
L -1,c(CO)=2.70⨯10-3 mol·L -1,c(N 2)=10.00 1.00
2
-⨯10-4 mol·
L -1=4.5⨯10-4 mol·L -1,,c(CO 2)=(3.60-2.70)⨯10-3 mol·L -1
=9.00⨯10-4 mol·L -1,所以该反应的平衡常数
K =
()()
()()
2
222
2
c N c CO c NO c CO ⋅⋅=
(
)
()()
24
4
2
2
4
3
4.5109.0010
1.0010
2.7010----⨯⨯⨯⨯⨯⨯=5000,故答案为:1.42×
10-4mol·L -1
·s -1;5000;
②A .关系式n(CO 2)=3n(N 2),无法说明反应的数量关系,不能能说明混合物中各组分浓度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故A 错误;
B .虽然反应过程中气体的总质量恒不变,但是气体的总物质的量变小,所以混合气体的平均相对分子质量在反应过程中变大,因此当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明是平衡状态,故B 正确;
C .所有反应物均为气体,故气体的总质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故C 错误;
D .正反应是气体体积减小的反应,所以反应过程中气体的压强是变量,当容器内混合气体的压强不变时,说明是平衡状态,故D 正确;
E .关系式2c(CO 2)=3c(N 2),不能能说明混合物中各组分浓度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故E 错误; 故答案为:BD ;
③由反应方程式可知,在相同温度下压强越大,越有利于反应正向进行,则NO 的平衡转化率越大,所以图中压强(p 1、p 2、p 3)由大到小顺序为p 1>p 2>p 3,故答案为:p 1>p 2>p 3; (4)A .根据题给反应机理分析,N 2比O 2稳定,所以第一步反应不从N 2分解开始,故A 正确;
B .根据反应历程分析,O 原子为该反应的催化剂,故B 错误;
C .三步反应中第一步反应速率最慢,说明活化能最大,故C 正确;
D .温度升高,增大活化分子百分数,所以三步反应的速率都随温度升高而增大,故D 正确;
故答案为:B 。
22.2()()
c CO c CO 吸热 > 正向 不变 C
23.< 22k k 正
逆
a B 、A 、C < < 24.X(g)+Y(g)2Z(g) < 升高温度 4.0 2C(s)+ O 2(g) =2CO(g) △H =-221kJ/mol
【详解】
(1)由左边图可知A 、B 、C 的化学计量数之比=(2.0-1.0):(2.0-1.0):(2.0-0)=1:1:2,反应在20min 第一次平衡,则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故答案
为:X(g)+Y(g)
2Z(g);
(2)由右图可知30min 时改变条件后,平衡未移动,直至40min ,即0min~40min ,平衡未移动,40min~54min ,正反应速率小于逆反应速率,说明平衡逆向移动,A 的转化率减小,则54 min 时A 的转化率<30 min 时A 的转化率,故答案为:<;
(3)40min~54min ,A 、B 的浓度增大,C 的浓度减小,则40min~54min 平衡逆向移动,且40min 改变条件时,A 、B 、C 的浓度分别和40min 前连续,则改变的条件为温度或压强,由于该反应前后气体总物质的量不变,改变压强平衡不会移动,则改变的条件为温度,40min 时正逆反应速率增大,说明是升高温度,故答案为:升高温度;
(4)由左图可知,25min 时A 、B 、C 的浓度分别为1.0mol·L -1、1.0mol·L -1、2.0mol·L -1,则
25min 时化学平衡常数K=-1-11
2-(2.0mol L 1.0mol L .0mol )L
1⋅⨯⋅⋅=4.0,故答案为:4.0; (5)①C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 1=-393.5kJ/mol ②C(s)+ CO 2(g) =2CO(g) △H 2=+172.5 kJ/mol
①+②得:2C(s)+ O 2(g) =2CO(g) △H=(-393.5kJ/mol)+(+172.5 kJ/mol)=-221kJ/mol ,故答案为:2C(s)+ O 2(g) =2CO(g) △H =-221kJ/mol 。
25.-130.8 0.06mol •L -1•min -1 K A =K C >K B 【详解】
(1)根据盖斯定律:①×2 - ② 可得目标方程式,故△H 3 = 2△H 1 - △H 2 = -130.8kJ/mol ; (2)起始投料比为
22n(H )
=2n(CO )
,温度为T 1,对照图像可知平衡时CO 2的转化率为60%,
即反应的CO 2:n(CO 2)=4mol ×
60% =2.4mol ,υ(CO 2)=2.4mol/2L
=0.12mol/(L?min)10min
,由
反应速率之比等于化学计量数之比得:υ(CH 3OCH 3)=
1
2
υ(CO 2)=0.06mol/(L·min); 由于平衡常数K 只与温度有关,故K A =K C ,由于正反应为放热反应,故降温有利于平衡正向移动,提高CO 2转化率,K 增大,即相同条件下,CO 2转化率高对应温度低,故T 1 < T 2,所以K (T 1) > K (T 2),即K A =K C > K B 。
26.K =
()()()
22CO H CO c c c CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(l)+H 2O(l) ΔH =-50kJ·mol -1 AD BC
BD 0.01mol·(L·min)-1 【详解】。