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《试吧》高中全程训练计划化学周测8化学反应与能量热能
周测8 化学反应与能量(热能)
[夯基提能卷]——短平快多增分
1.H2与O2发生反应的过程用如下模型图示表示(“-”表示化学键),下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.过程Ⅲ一定是放热过程
C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
2.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.每生成2molAB(g)放出(a-b)kJ热量
B.该反应热ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
C.生成物总能量高于反应物总能量,故该反应为放热反应
D.断裂1molA—A键和1molB—B键,共吸收akJ能量
3.同温同压下,下列各组热化学方程式中ΔH1<ΔH2的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)
2HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)
2HCl(g) ΔH2
B.CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(aq) ΔH1 CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g) ΔH2
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
D.2H2O(l)
2H2(g)+O2(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) ΔH2
4.下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为akJ·mol-1
H2+Cl2
2HCl ΔH=-akJ·mol-1
B
1molSO2、0.5molO2完全反应后,放出热量98.3kJ
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-93.3kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ·mol-1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
P4(s)===4P(s) ΔH=-4bkJ·mol-1
5.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.等物质的量的CH4参加反应,反应①、②转移的电子数相同
B.CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-530kJ·mol-1
C.0.2molCH4还原NO2至N2,并生成H2O(g),放出的热量为164.6kJ
D.若用4.48L(标准状况)CH4还原NO2至N2并生成H2O(g),整个过程中转移电子1.60mol
6.已知一定温度下合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1,在相同温度,相同体积的密闭容器中进行如下实验:
①通入1molN2和3molH2达到平衡时放热为Q1;②通入2molN2和6molH2达到平衡时放热为Q2。
则下列关系正确的是( )
A.Q2=2Q1B.Q1>
C.2Q1 7.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图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。 下列有关说法中不正确的是( ) A.Al(s)与O3(g)反应生成Al2O3(s)的热化学方程式为2Al(s)+O3(g)=Al2O3(s) ΔH=-1559.5kJ·mol-1 B.等质量的O2比O3的能量低 C.1molO2完全转化为O3,需吸收142kJ的热量 D.给3O2(g)2O3(g)的平衡体系加热,有利于O3的生成 8.甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制得: CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g) ΔH,如图表示该反应过程中的能量变化: 请回答下列问题: (1)曲线Ⅰ中反应的活化能为________kJ·mol-1,该反应的反应热ΔH=________。 (2)图中曲线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示使用了催化剂。 (3)升高温度,曲线Ⅰ中反应的活化能________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应的反应热ΔH________。 (4)增大压强,该反应的反应热ΔH________。 9.某实验小组在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法步骤进行两组中和热测定的实验,实验试剂及其用量如表所示。 反应物 起始温度/℃ 终了温 度/℃ 中和热 /kJ·mol-1 硫酸 碱溶液 ①0.5mol·L-1H2SO4溶液50mL、1.1mol·L-1NaOH溶液50mL 25.1 25.1 ΔH1 ②0.5mol·L-1H2SO4溶液50mL、1.1mol·L-1NH3·H2O溶液50mL 25.1 25.1 ΔH2 (1)实验①中碱液过量的目的是____________________。 (2)甲同学预计ΔH1≠ΔH2,其依据是____________________。 (3)若实验测得①中终了温度为31.8℃,则该反应的中和热ΔH1=________(已知硫酸、NaOH溶液密度近似为1.0g·cm-3,中和后混合液的比热容c=4.18×10-3kJ·g-1·℃-1)。 (4)在中和热测定实验中,若测定硫酸的温度计未用水洗涤就直接测量碱溶液的温度,则测得的中和热ΔH________(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)。 (5)若实验①中硫酸用盐酸代替,且中和反应时有少量HCl挥发,则测得中和反应过程中放出的热量Q________。 10.能源是国民经济发展的重要基础,如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。 (1)在25℃、101kPa时,8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ。 在直接以甲烷为燃料电池时,电解质溶液为酸性,负极的反应式为__________________________。 理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲烷所能产生的最大电能为756.5kJ,则该燃料电池的理论效率(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)为________。 (2)将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。 煤转化为水煤气的主要反应为C+H2O(g) CO+H2。 有关物质的燃烧热数据如下表所示: 物质 C H2 CO ΔH/kJ·mol-1 -393.5 -285.8 -283.0 已知: 1molH2O(g)转化为1molH2O(l)放出44.0kJ的热量。 ①写出C完全燃烧的热化学方程式: ________________。 ②相同条件下,相同体积的氢气与一氧化碳完全燃烧,放出热量较多的是________。 ③写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [探究创新卷]——稳准巧得高分 1.(2017·启东中学模拟)化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。 下列有关说法正确的是( ) A.该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能 B.该合成氨过程不属于氮的固定 C.空气、水、太阳能均为可再生资源 D.断裂N2中的N≡N键会释放出能量 2.已知: ①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1 ②H2(g)+S(g)===H2S(g) ΔH=-20.1kJ·mol-1。 下列判断正确的是( ) A.1mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJ B.1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJ C.由①②知,水的热稳定性小于硫化氢 D.若反应②中改用固态硫,1molS(s)完全反应,放出的热量小于20.1kJ 3.物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应: (t-BuNO)22(t-BuNO) ΔH=50.5kJ·mol-1。 实验测得该反应的活化能Ea=90.4kJ·mol-1。 下列能量关系图合理的是( ) 4.(2017·北京海淀区高三期末)已知: ①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1 ②氢气燃烧的能量变化示意图: 2H2O(g) 下列说法正确的是( ) A.1molC(s)完全燃烧放出110kJ的热量 B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-480kJ·mol-1 C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+130kJ·mol-1 D.欲分解2molH2O(g),至少需要提供4×462kJ的热量 5.已知在298K、1.01×105Pa下,由稳定的单质生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成焓(ΔH)。 前5周期的4种氧族元素氢化物的生成焓数据如下表。 下列有关叙述不正确的是( ) 氢化物 a b c d ΔH/kJ·mol-1 +154 +81 -20 -242 A.c表示的是H2S B.H2O的生成焓为+154kJ·mol-1 C.热稳定性: H2O>H2S>H2Se>H2Te D.H2Se分解的热化学方程式为: H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81kJ·mol-1 6.已知反应: C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ① 2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ② 在降低温度时①式平衡向右移动,②式平衡向左移动,则下列三个反应: C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-Q1Ⅰ C(s)+ H2(g)=== C2H2(g) ΔH=-Q2Ⅱ C(s)+H2(g)=== C2H4(g) ΔH=-Q3Ⅲ 若Q1、Q2、Q3均为正值,则下列对“Q值”大小比较正确的是( ) A.Q1>Q3>Q2B.Q1>Q2>Q3 C.Q2>Q1>Q3D.Q3>Q1>Q2 7.已知稀氨水和稀硫酸反应生成1mol(NH4)2SO4时ΔH=-24.2kJ·mol-1;强酸、强碱稀溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1。 则NH3·H2O的电离热ΔH等于( ) A.-69.4kJ·mol-1B.-45.2kJ·mol-1 C.+69.4kJ·mol-1D.+45.2kJ·mol-1 8.依据下列事实,写出有关反应的热化学方程式。 (1)18g葡萄糖与足量O2反应,生成CO2和液态水,放出280.4kJ热量。 葡萄糖燃烧的热化学方程式为__________________。 (2)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。 已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。 SiH4自燃的热化学方程式为______________________________。 (3)下图是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: ______________。 (4)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。 CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867kJ·mol-1 2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-56.9kJ·mol-1 写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式: ______________________________________________。 9.热力学标准态(298K、101kPa)下,由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。 如图为ⅥA族元素(O、S、Se、Te)氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。 试完成下列问题: (1)①写出ⅥA族元素中含有18e-的两种氢化物的电子式: ____________、____________。 ②请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系: ________________________________________________________________________。 ③硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)M原子的质子数比S原子少2个,在25℃、101kPa下,M的最简单气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1mol电子放热190.0kJ,该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 10.碳及碳的化合物是人类生产、生活的主要能源物质。 (1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下: ΔH=+88.6kJ·mol-1 则两者中较稳定的是________(填“M”或“N”)。 (2)已知25℃、101kPa时,CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-238.6kJ·mol-1。 则热化学方程式CH3OH(l)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1中的a______238.6(填“>”、“<”或“=”)。 (3)将Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl(g)和CO2(g),当有1molCl2(g)参与反应时释放出145kJ热量,该反应的热化学方程式为__________________________________。 (4)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。 已知4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s)ΔH=-1176kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为________。 周测8 化学反应与能量(热能) 夯基提能卷 1.解析 过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程,为吸热过程,而过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故A、B、C三项均正确;该反应可作燃料电池,实现化学能到电能的转化,D项错误。 答案 D 2.解析 反应物总能量低于生成物总能量,故该反应为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,A、B、C错误;化学键断裂为吸热过程,D正确。 答案 D 3.解析 选项A中ΔH1=ΔH2;选项B中前者为放热反应ΔH1<0,后者为吸热反应ΔH2>0,正确;选项C中0>ΔH1>ΔH2;选项D中前者为吸热反应ΔH1>0,后者为放热反应ΔH2<0。 答案 B 4.解析 选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应,A错;ΔH应为-196.6kJ·mol-1,B错;选项C中由于生成BaSO4沉淀,放出的热量大于114.6kJ,C错。 答案 D 5.解析 选项B,ΔH=-486kJ·mol-1。 答案 B 6.解析 实验②达到新平衡时较实验①的反应物转化率增大,故2Q1 答案 C 7.解析 O2(g)===O3(g) ΔH=+142kJ·mol-1,故C项错误。 答案 C 8.答案 (1)2050 -3kJ·mol-1 (2)Ⅱ (3)不变 不变 (4)不变 9.答案 (1)保证酸完全反应,减小实验误差 (2)NH3·H2O是弱碱,其电离过程会吸收热量 (3)-56.01kJ·mol-1 (4)偏大 (5)偏小 10.答案 (1)CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 85% (2)①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1 ②氢气 ③C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1 探究创新卷 1.解析 该合成反应的能量转化效率不可能为100%,A错;氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮,B错;断键是吸热过程,D错。 答案 C 2.解析 A项1mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8kJ;B项H2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较;C项水的热稳定性高于硫化氢。 答案 D 3.解析 由实验测得该反应的ΔH=+50.5kJ·mol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,B、C两项均错误;任何一个化学反应的发生必然伴随着能量的变化,而能量关系图A中,ΔH=0,A项错误。 答案 D 4.解析 C(s)完全燃烧的产物应为CO2而非CO,因此A错;选项B中ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=436kJ·mol-1+248kJ·mol-1-2×462kJ·mol-1=-240kJ·mol-1,即H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-240kJ·mol-1,可知B和D均错;根据盖斯定律可知选项C正确。 答案 C 5.解析 a、b、c、d分别表示H2Te、H2Se、H2S、H2O。 答案 B 6.解析 降低温度时,①、②式分别向右、左移动,则①式ΔH<0,②式ΔH>0;由Ⅲ式×2-Ⅱ式×2得①式,即有2ΔH(Ⅲ)-2ΔH(Ⅱ)<0,可得出Q3>Q2;再由Ⅲ式×2-Ⅰ式×2得②式,有2ΔH(Ⅲ)-2ΔH(Ⅰ)>0,可得出Q1>Q3,故Q1>Q3>Q2,A项正确。 答案 A 7.解析 根据题意先写出热化学方程式: 2NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)===(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ·mol-1,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。 再由盖斯定律得,NH3·H2O(aq)===NH (aq)+OH-(aq) ΔH=+45.2kJ·mol-1,D正确。 答案 D 8.答案 (1)C6H12O6(s)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=-2804kJ·mol-1 (2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2kJ·mol-1 (3)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1 (4)CH4(g)+N2O4(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-810.1kJ·mol-1 9.答案 (1)① ②非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小,反之亦然 ③H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81kJ·mol-1 (2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1520.0kJ·mol-1 10.答案 (1)M (2)< (3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290kJ·mol-1 (4)98kJ
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