化学反应与能量 计算Word格式.docx
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D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g)ΔH1;
2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH2,
则ΔH1>
ΔH2
5.下列有关热化学方程式的叙述正确的是()
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>
0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,
则该反应中和热的热化学方程式为:
NaOH+HCl=NaCl+H2O△H=-57.4kJ•mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2,则△H1<
△H2
6.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()
A.氢气的燃烧热为285.5kJ·
mol·
-1,则水分解的热化学方程式为:
2H2O(l)=2H2+O2(g)ΔH=+285.5kJ·
B.已知2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ·
mol-1,则石墨的燃烧热为110.5kJ·
C.已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·
mol-1,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.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:
C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ·
7.在1200时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g)△H1
2H2S(g)+SO2(g)=3/2S2(g)+2H2O(g)△H2
H2S(g)+1/2O2(g)=S(g)+H2O(g)△H3
2S(g)=S2(g)△H4
则△H4的正确表达式为
A.△H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)B.△H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)D.△H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
8.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·
已知碳的燃烧热ΔH1=akJ·
S(s)+2K(s)==K2S(s)ΔH2=bkJ·
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3=ckJ·
则x为
A.3a+b-cB.c+3a-bC.a+b-cD.c-a-b
9.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。
利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
4HCl+O2
2Cl2+2H2O
已知:
I.反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ热量。
II.
判断下列说法正确的是()
A.反应A的△H>-115.6kJ·
B.H2O中H—O键比HCl中H—Cl键弱
C.由II中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强
D.断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差31.9kJ
10.白磷与氧气可发生如下反应:
P4+5O2===P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P—PakJ·
mol-1、P—ObkJ·
mol-1、P=OckJ·
mol-1、O=OdkJ·
mol-1。
根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·
mol-1B.(4c+12b-6a-5d)kJ·
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·
mol-1D.(4a+5d-4c-12b)kJ·
11.已知:
①H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH1=-57.3kJ·
②H2(g)+
O2(g)===H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·
mol-1,下列有关说法正确的是()
A.向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·
L-1乙二酸,反应中的能量变化如图所示
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·
C.氢气的标准燃烧热为241.8kJ·
D.若反应②中水为液态,则同样条件下的反应热:
ΔH>
12.已知热化学方程式(Q1,Q2均为正值):
C(s)+
O2(g)=CO(g) ΔH=-Q1kJ·
mol-1,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-Q2kJ·
mol-1,有关上述反应的叙述错误的是()
A.Q1<Q2
B.生成物总能量均高于反应物总能量
C.由1molC反应生成1molCO气体时放出Q1kJ热量
D.1molCO2气体具有的能量大于1mol干冰具有的能量
13.已知:
P4(g)+6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH=akJ·
mol-1,P4(g)+10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH=bkJ·
mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·
mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·
下列叙述正确的是( )
A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl—Cl键的键能为
kJ·
D.P—P键的键能为
14.已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)2molH2燃烧放热Q1kJ;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2molH2燃烧放热Q2kJ;
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)1molH2燃烧放热Q3kJ;
其中Q1、Q2、Q3的大小关系为()
A.Q1=Q2=Q3B.2Q3=Q1<
Q2C.Q3<
Q2<
Q1D.Q1<
3Q3
15.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:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能(kJ/mol)
946
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)为吸热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题
16.
(1)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列问题:
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·
mol-1)
436
343
1076
465
413
由此计算ΔH1=________kJ·
mol-1;
已知ΔH2=-58kJ·
mol-1,则ΔH3=________kJ·
(2)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。
O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g)ΔH=-200.9kJ·
NO(g)+
O2(g)===NO2(g)ΔH=-58.2kJ·
SO2(g)+O3(g)===SO3(g)+O2(g)ΔH=-241.6kJ·
则反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH=________kJ·
三、综合题
17.可逆反应N2+3H2
2NH3是工业上合成氨的重要反应。
(1)根据图1请写出合成氨的热化学方程式__________________(热量用El、E2或E3表示)。
(2)图1中虚线部分是通过改变化学反应中的_________条件,该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同_________(用“t1……t6”表示)。
(3)图2中t3时刻改变的条件是_________,t5与时刻改变的条件是_________。
18.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),是工业制硫酸的主要反应之一。
(1)该反应过程的能量变化如图所示:
由图中曲线变化可知,该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。
该反应通常用V2O5作催化剂,加入V2O5后,改变的是图中的_____。
A.△H
B.E
C.△H-E
D.△H+E
(2)在2L绝热密闭容器中投入2molSO2和bmolO2,下图是部分反应物随时间的变化曲线。
①10min时,v(SO3)=_____。
②反应达到平衡时,SO2的转化率为______。
③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_____
A.v(SO3)=v(SO2)B.混合气体的密度保持不变
C.t时刻,体系的温度不再发生改变D.混合气体的总物质的量不再改变
四、实验题
19.已知在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热。
现利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)图中缺少的仪器或用品有______、______。
(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用_____次。
(3)把温度为15.0℃,浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL),生成溶液的比热容c=4.18J·
g-1·
℃-1,轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如下:
反应物
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
中和热
HCl+NaOH
15.0
18.3
△H1
HCl+NH3·
H2O
18.0
△H2
①计算表格中第一组实验测出的中和热△H1=______(保留一位小数)。
②写出表格中第二组实验的热化学方程式:
_______________(保留一位小数)。
③两组实验结果差异的原因是________________。
④碱溶液过量的原因是___________。
20.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃棒、0.5mol·
L-1盐酸、0.55mol·
L-1NaOH溶液,尚缺少的实验玻璃用品是______________、_________________。
实验用品
溶液温度
中和热△H
t1
t2
①
50mL0.55mol·
L-1NaOH
50mL.0.5mol·
L-1HCl
20℃
23.3℃
_______
②
23.5℃
(2)他们记录的实验数据如下:
Q=Cm(t2-t1),反应后溶液的比热容C为4.18kJ·
℃-1·
kg-1,各物质的密度均为lg·
cm-3。
计算完成上表。
△H=____________
(3)某研究小组将V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。
此反应所用NaOH溶液的浓度应为__________mol/L。
参考答案
1.B
【解析】通过所给的数据计算出题给物质生成1molCO2放出的热量分别为:
283.0kJ、891.0kJ,682.6kJ、683.4kJ,所以要得到相同的热量,甲烷释放出CO2最少,最能体现“低碳经济”理念。
2.D
【解析】白磷的着火点很低,在空气中容易自燃,A项正确;
白磷和红磷为同种元素形成的不同单质,是同素异形体,故B正确;
1molP4中含6molP-P键,31g为0.25mol,含1.5molP-P键,故C正确;
白磷燃烧生成稳定的氧化物应该是P2O5而不是P2O3,D项错误;
3.B
【解析】依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼,石墨比金刚石稳定,故A错误;
结合图像可以知道,金刚石的能量比石墨的能量高△H=△H1△H2=+1.5kJ/mol,故B正确;
图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值△H1>△H2,故C错误;
催化剂改变化学反应速率,不改变反应焓变,△H1和△H2都不变,故D错误。
4.B
【解析】氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水时放出的能量,故A项错误;
能量越低越稳定,C(石墨,s)===C(金刚石,s)ΔH>
0,金刚石的能量高于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B项正确;
NaOH固体溶解放热,20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出热量大于28.7kJ,故C项错误;
碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧,所以ΔH1<
ΔH2,故D项错误。
5.D
【解析】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,应生成液态水,A项错误;
金刚石能量高于石墨的能量,则金刚石不如石墨稳定,B项错误;
酸碱反应是放热反应,焓变为负值,含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O
(1)
△H=-57.4kJ/mol,C项错误;
一氧化碳燃烧生成二氧化碳过程是放热反应,焓变为负值比较大小,由于2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2则△H1<
△H2,D项正确。
6.D
【解析】燃烧热是指1mol可燃物燃烧时所放出的热量,所以当1mol水分解时才吸热285.5kJ,A项错;
燃烧热是指生成稳定的氧化物所放出的热量,而CO不是稳定氧化物,B项错;
合成氨是可逆反应,提供的反应物不会全部反应,放出的热量小于92.4kJ,C项错;
根据盖斯定律,将表达乙烯燃烧热的热化学方程式和表达乙醇燃烧热的热化学方程式相减可得D项热化学方程式。
7.A
【解析】试题分析:
根据盖斯定律:
①×
2/3+②×
2/3-③×
2得2S(g)═S2(g)△H4=
(△H1+△H2﹣3△H3),选A。
考点:
考查反应热的计算、盖斯定律
8.A
已知碳的燃烧热为ΔH1=akJ·
mol-1,则碳的燃烧热化学方程式为,①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=akJ·
mol-1,②S(s)+2K(s)=K2S(s)ΔH2=bkJ·
mol-1,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3=ckJ·
mol-1,根据盖斯定律可知①×
3+②-③即可得ΔH=3ΔH1+ΔH2—ΔH3,即x=3a+b-c,答案选A。
考查盖斯定律的应用。
9.D
A、反应A的△H=-115.6kJ/mol,A错误;
B、E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能,反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能,故:
4×
E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×
243kJ/mol+4×
E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强,B错误;
C、由反应Ⅱ判断,氧气能够将氯氧化为氯气,氯元素的非金属性比氧元素弱,C错误;
D、E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能,反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能,故:
E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,故断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为31.9kJ/mol×
1mol=31.9kJ,D正确;
答案选D。
【考点定位】考查反应热和焓变
【名师点晴】本题考查学生化学键的断裂和生成与反应的吸放热之间的关系,反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变决定,根据热化学方程式的含义可知:
旧键断裂所吸收的能量和新键生成所释放的能量之差即为化学反应焓变的数值,化学反应的焓变可以用反应物和生成物的键能计算,依据△H=反应物键能之和-生成物键能之和。
10.A
各化学键键能为P-PakJ•mol-1、P-ObkJ•mol-1、P="
O"
ckJ•mol-1、O=OdkJ•mol-1.
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能,
所以反应P4+5O2=P4O10的反应热△H=6akJ•mol-1+5dkJ•mol-1-(4ckJ•mol-1+12bkJ•mol-1)=(6a+5d-4c-12b)kJ•mol-1,选项A符合题意。
运用键能计算反应热
11.A
【解析】乙二酸是弱酸,向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·
L-1乙二酸放出热量小于57.3kJ,故A正确;
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) 由于有硫酸钡沉淀生成,放出的热量大于114.6kJ,故B错误;
氢气的标准燃烧热是生成液态水放出的热量,故C错误;
若反应②中水为液态,则同样条件下的反应热:
ΔH<
ΔH2,故D错误。
12.B
【解析】1mol碳完全燃烧生成CO2放出的能量大于1mol碳不完全燃烧生成CO放出的能量,Q1,Q2均为正值,故Q2>Q1,A项正确;
两反应均为放热反应,故生成物总能量均低于反应物总能量,B项错误;
生成1molCO气体时放出Q1kJ热量,C项正确;
等物质的量的同种物质,气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量,D项正确。
13.C
【解析】A.原子半径:
P>
Cl,键长:
P—P>
P—Cl,键长越长,键能越小,所以P—P键的键能小于P—Cl键的键能,故A错误;
B.不知道PCl5(g)=PCl5(s)的反应热ΔH,所以无法求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH,故B错误;
C.将已知热化学方程式分别用①和②表示,②-①得Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(g)ΔH=(b-a)/4kJ·
mol-1,ΔH=反应物键能-生成物键能=Cl—Cl键的键能+3.6ckJ·
mol-1-5ckJ·
mol-1=(b-a)/4kJ·
mol-1,所以Cl—Cl键的键能为
mol-1,故C正确;
D.(5①-3②)/2得P4(g)+6PCl5(g)===10PCl3(g)ΔH=(5a-3b)/2kJ·
mol-1,ΔH=反应物键能-生成物键能=6P—P键的键能+30ckJ·
mol-1-36ckJ·
mol-1=(5a-3b)/2kJ·
mol-1,所以P—P键的键能为
mol-1,故D错误。
故选C。
点睛:
解答本题的易错点是选项D,需要明确P4含有6个而不是4个共价键,这样才可以得到P—P键的键能为
mol-1,而不是
14.B
【解析】反应①和反应③中的各物质的聚集状态相同,所以在相同条件下,2molH2燃烧放出的热量一定是1molH2燃烧放出的热量的2倍,即2Q3=Q1;
反应①的生成物为气态,反应②的生成物为液态,在相同条件下,物质由气态变为液态要放出热量,即Q1<
Q2。
综上所述,B正确,选B。
15.B
【解析】分析:
根据断键吸热,成键放热以及反应热ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量分析判断。
详解:
A.N2(g)→2N(g)为化学键的断裂过程,应该吸收能量,A错误;
B.N(g)+3F(g)→NF3(g)为形成化学键的过程,放出能量,B正确;
C.反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)的△H=(941.7+3×
154.8-283.0×
6)kJ·
mol-1=-291.9kJ·
mol-1,△H<0,属于放热反应,C错误;
D.化学反应的实质是旧键的断裂和新键形成,NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,D错误;
答案选B。
16.-99+41-317.3
【解析】
(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故△H1=1076kJ•mol-1+2×
436kJ•mol-1-(3×
413+343+465)kJ•mol-1=-99kJ•mol-1;
反应②-反应①=反应③,故△H3=△H2-△H1=-58kJ•mol-1-
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- 化学反应与能量 计算 化学反应 能量