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化学反应与能量练习.docx
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化学反应与能量练习
化学反应与能量练习
1.下列说法正确的是()
A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B.放热的反应在常温下一定很容易发生
C.反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应在一定的条件下也能发生
2.近年来,我国电力供求持续紧张,尤以2004年最为严重。
中国科学院经过对国内能源储备和应用的调研分析后认为:
太阳能是最经济实惠、最适合中国国情的新能源,是中国乃至世界面临能源危机的最佳解决方案。
太阳能的应用在发达国家已经发展得比较成熟了,我国应该大力推行太阳能在日常生活中的使用,以便节约电力,满足正常的生产、生活需求。
譬如,室内可利用储能介质储存太阳能,其原理是:
白天在太阳光照射下某种固体盐熔化(实为盐溶于自身的结晶水)吸收能量,晚间熔盐释放出相应能量,从而使室温得以调节。
已知几种盐的熔点及熔化时能量改变值如下表所示:
盐
熔点/℃
质量(g)与相对分子质量数值相等的盐熔化时吸热/kJ
CaCl2·6H2O
29.0
37.3
Na2SO4·10H2O
32.4
87.0
Na2HPO4·12H2O
36.1
100.1
Na2S2O3·5H2O
48.5
49.7
下列有关说法正确的是()
①不宜选用CaCl2·6H2O ②可选用Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O ③最好选用
Na2S2O3·5H2O ④最好选用Na2SO4·10H2O
A.①② B.②③ C.①③D.②④
3.通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
下列叙述正确的是()
A.由于Si-C的键能大于Si-Si的键能,所以SiC的熔点高于晶体硅的熔点
B.由于Si-O的键能大于Si-Cl的键能,所以SiO2的熔点低于晶体SiCl4的熔点
C.SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g)的反应热计算式为:
ΔH=(4×460kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)-(4×176kJ·mol-1-4×431kJ·mol-1)
D.SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g)的反应热计算式为:
ΔH=(4×460kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)-(2×176kJ·mol-1-4×431kJ·mol-1)
4.已知氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1,CO的燃烧热为282.8kJ·mol-1;现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,放出的总热量为710.0kJ,并生成液态水。
下列说法中正确的是()
A.CO燃烧的热化学方程式为:
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)ΔH=+282.8kJ·mol-1
B.H2燃烧的热化学方程式为:
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) ΔH=-571.6kJ·mol-1
C.燃烧前混合气体中H2的体积分数为50%
D.燃烧后的混合气体与足量的过氧化钠作用可产生1.25mol氧气
5.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);ΔH=-57.3kJ·mol-1,向1L0.5mol·L-1的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3,则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是()
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH2>ΔH1>ΔH3D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
6.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放出(或吸收)的能量。
已知白磷和P4O6的分子结构如下图所示;现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1)P—P:
198;P—O:
360;O—O:
498,则反应P4(白磷)+3O2
P4O6的反应热ΔH为()
白磷
P4O6
A.-1638kJ·mol-1B.-126kJ·mol-1C.+1638kJ·mol-1D.+126kJ·mol-1
7.如下图所示:
图a表示C(s)+O2(g)====CO2(g)这一反应中某个量的变化,则下列反应中,该量变化符合图b的是
A.氢气在氧气中燃烧 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C.盐酸和金属铝反应D.金属钾与水反应
8.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关。
例如:
Q1=Q2+Q3
根据上述原理和上图所示变化,判断各对应的反应热关系中不正确的是
A.A→F Q=-Q6 B.A→D Q=Q1+Q2+Q3
C.Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=0 D.Q1+Q6=Q2+Q3+Q4+Q5
9.下列说法错误的是
A.热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
B.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
C.同一化学反应,化学计量数不同,ΔH值不同,化学计量数相同而状态不同,ΔH值也不相同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
10.X、Y两种元素的原子,当它们分别得到1个电子,形成与稀有气体原子电子层结构相同的阴离子时,X放出的能量比Y多,可推断()
A.X的原子序数大于Y B.X元素的非金属性比Y元素强
C.X单质的颜色比Y单质的深 D.X的氢化物不如Y的氢化物稳定
11.一带活塞的密闭容器中盛有A、B组成的混合气体,从状态1自发反应到状态2的变化曲线如下图所示,则该反应过程〔A(g)+B(g)
2C(g)〕是()
A.放热反应 B.吸热反应 C.对外界没有做功 D.内能不变
12.A、B两元素原子分别得到两个电子形成稳定结构时,A放出的能量大于B放出的能量;C、D两元素原子分别失去一个电子形成稳定结构时,D吸收的能量大于C吸收的能量,若A、B、C、D间相互形成化合物时,属于离子化合物的可能性最大的是()
A.D2A B.C2B C.C2A D.D2B
13.下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是A.已知c=c△H>0,则金刚石比石墨稳定B.已知I2+H2=2HI△H1;I2+H2=2HI△H2;则△H1<△H2C.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba2反应的中和热△H=2×kJ/molD.已知H2+F2=2HF△H=-270kJ/mol,则2L氟化氢气体分解成1L氢气和1L氟气吸收270kJ热量
14.下列说法或表示方法中正确的是A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多B.由C(金刚石)=C(石墨)ΔH=-1.9kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定C.在101Kpa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为:
2H2(g)+O2(g)="2"H2O(l)ΔH="+285.8"kJ·mol-1D.稀溶液中:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
15.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为:
H2(g)+0.5O2(g)
H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1
CO(g)+0.5O2(g)
CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
C8H18(l)+12.5O2(g)
8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是()
A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l)D.CH4(g)
16.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q>0),经测定完全吸收生成的CO2需消耗5mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10(g)+6.5O2(g)
4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为()
A.+8QkJ·mol-1 B.+16QkJ·mol-1C.-8QkJ·mol-1D.-16QkJ·mol-1
17.已知:
H2(g)+
O2(g)==H2O(l);ΔH=-285.83kJ·mol-1,CO(g)+
O2(g)==CO2(g);ΔH=-282.9kJ·mol-1。
若氢气与一氧化碳混合气体完全燃烧可生成5.4gH2O(l),并放出114.03kJ热量,则混合气体中CO的物质的量是
A.0.22molB.0.15mol C.0.1molD.0.05mol
18.在相同条件下,下列三个化学反应放出的热量分别以ΔH1、ΔH2、ΔH3表示,则ΔH1、ΔH2和ΔH3的关系是()
(1)2H2(g)+O2(g)====2H2O(g);ΔH1
(2)2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH2
(3)H2(g)+0.5O2(g)====H2O(g);ΔH3
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3 B.ΔH1<ΔH2,ΔH3=0.5ΔH1C.ΔH1>ΔH2,ΔH2=2ΔH3 D.无法比较
19.下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。
将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,请根要求完成下列问题:
(1)有关反应的离子方程式是________________________________________________,试管中看到的现象是____________________________________。
(2)S形导管中液面A__________(填“上升”或“下降”),原因是_______________________;说明此反应是___________________(填“放热”或“吸热”)反应。
20.能源是人类生存和发展的基础,人类的祖先在几十万年前就知道利用燃烧枯枝来烧煮食物和取暖,后来人们逐渐学会了使用矿物(煤、天然气、石油等)能源,最后又学会了使用核能、地热等新能源,煤、石油、天然气是我国目前普遍使用的能源。
(1)煤、石油、天然气各自的主要成分依次用C、CnH2n+2和CH4为代表,若燃烧相同质量的煤、石油、天然气时对环境造成的负面影响(产生温室效应)最小的是什么。
(2)氢气被公认为21世纪最理想的能源,1molH2燃烧时放热为285.8kJ,而每千克汽油燃烧时约放热为4600kJ,试简述氢气作为能源的三个主要优点是什么?
(3)联系以前学过的知识请你设计一个未来制取H2并用作新能源的可行方案。
(4)在做完上题以后,张智忽然想到:
自家原先使用液化石油气(主要成分为C4H10)作为燃料烧煮食物,现要改用天然气但还想利用原来的灶具,则灶具应作何改进?
请你帮他想办法,写出你的思路(千万不能自己调动,危险!
)。
21.城市使用的燃料,现大多为煤气、液化石油气。
煤气的主要成分是CO和H2的混合气体,它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得,故又称水煤气。
试解答:
(1)写出制取水煤气的主要化学方程式_______________________________________。
该反应是__________________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)设液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8),其充分燃烧后产物为CO2和H2O。
试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需的氧气的质量比为__________________。
(3)使用管道煤气必须防止因煤气泄漏而引起的中毒和爆炸。
某住房因煤气泄漏而发生爆炸事故。
调查发现煤气是在达到室内空气质量的6%时发生爆炸的,该住户煤气泄漏速度为6g·min-1,问爆炸时煤气已泄漏约__________________h(假设厨房体积为25m2,空气密度约为1.29g·L-1)。
22.“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的气是指天然气,其主要成分是甲烷。
工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量;1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式:
__________________,若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量____________890kJ(填“>”“=”或“<”)。
(2)忽略水煤气中其他成分,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为____________;燃烧生成的CO2的质量比约为____________。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是________________________________________________。
23.“西气东输”是西部大开发的重点工程,这里的“气”指天然气,其主要成分为甲烷。
(1)工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积比约为1∶1。
已知:
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1
若不考虑水煤气中其他成分,相同状况下要获得相等的热量,所需甲烷与水煤气的体积比约为____________,它们燃烧生成的CO2的量之比约为____________。
以甲烷代替水煤气作民用燃气,其优点之一是________________________________________。
(2)某化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到的CO和H2为主的混合气,这种混合气可用于生产甲醇或合成氨,对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH1=-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH2=+216kJ·mol-1
由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为____________________________;求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比____________。
24.已知:
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1;H2(g)+
O2(g)
H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,由此可知,在等温下蒸发45g液态水需吸收_________kJ的热量。
25.拆开1molH—H键,1molN—H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1molN2生成NH3的反应热为____________,1molH2生成NH3的反应热为____________。
26.磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。
3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出xkJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_________,其相应的质量(g)为_________。
(2)已知单质磷的燃烧热为ykJ·mol-1,则1molP与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH=______________。
(3)写出1molP与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式:
__________________________。
27.1840年,瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关,而与其中间步骤无关。
按此规律,结合下述反应方程式,完成问题。
已知:
(1)NH3(g)+HCl(g)
NH4Cl(s)ΔH=-176kJ·mol-1
(2)NH3(g)+H2O(l)
NH3·H2O(aq)ΔH=-35.1kJ·mol-1
(3)HCl(g)+H2O(l)
HCl(aq)ΔH=-72.3kJ·mol-1
(4)NH3(aq)+HCl(aq)
NH4Cl(aq)ΔH=-52.3kJ·mol-1
(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)
NH4Cl(aq)ΔH=Q
则第(5)个方程式中的反应热是____________。
28.用50mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液在如下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。
完成下列问题:
(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铁质搅拌棒代替?
______(填“能”或“不能”),其原因是___________________________________;
(3)为什么氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol·L-1?
___________________________;
实验中若改用60mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热_________(填“相等”“不相等”);
(4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为:
_____________________________;
(5)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得的结果偏低,请你分析结果偏低的原因可能是_________(填字母代号)。
a.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净
b.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
c.做本实验的当天室温较高
d.将50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1的氨水
e.在量取盐酸时仰视读数
f.大烧杯的盖板中间小孔太大
29.CO、CH4均为常见的可燃性气体。
(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是__________。
(2)已知在101kPa时,CO的燃烧热为283kJ·mol-1。
相同条件下,若2molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍,CH4完全燃烧反应的热化学方程式是__________________________________________________________________。
(3)120℃、101kPa下,amL由CO、CH4组成的混合气体在bmLO2中完全燃烧后恢复到原温度和压强。
①若混合气体与O2恰好完全反应,产生bmLCO2,则混合气体中CH4的体积分数为_____________(保留2位小数)。
②若燃烧后气体体积缩小了
mL,则a与b关系的数学表达式是______________________。
答案解析部分(共有29道题的解析及答案)
一、选择题
1、CD
解析:
反应热与反应条件无必然联系,如一般可燃物的燃烧需加热点燃方能反应,但却放出大量热,故A、B选项均错。
2、解析:
本题以新能源开发为核心命题点(新考纲增加知识点),综合考查判断能力、分析对比能力和计算能力。
详细的解答过程为:
选择何种储能介质一般要考虑以下两个方面:
一是经济性,即来源要丰富,容易取得,价格便宜;二是同样质量的储能介质的储能值(熔化时吸热量)愈高愈好。
题中各物质单位质量(g)熔化时吸收的热量依次为:
CaCl2·6H2O(相对分子质量219):
=0.17kJ·g-1
Na2SO4·10H2O(相对分子质量322):
=0.27kJ·g-1
Na2HPO4·12H2O(相对分子质量358):
=0.28kJ·g-1
Na2S2O3·5H2O(相对分子质量248):
=0.20kJ·g-1
很显然,Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O两者单位质量熔化时吸收热量较大,调节室温的效果较好,但最好选用Na2SO4·10H2O(芒硝),因其在自然界中分布广泛(主要分布在盐湖和海水里),是我国的盛产矿藏,价格便宜,使用它更经济。
答案:
D
3、AD
解析:
本题考查化学键与分子结构、晶体结构与晶体物理性质及键能与反应热的关系等知识。
碳化硅是与晶体硅结构相似的原子晶体,键能越大,熔点
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