高中化学复习知识点反应热大小比较.docx
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高中化学复习知识点反应热大小比较
高中化学复习知识点:
反应热大小比较
一、单选题
1.已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H2
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3
④4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的
A.△H1>0,△H3<0
B.△H2>0,△H4>0
C.△H1=△H2+△H3
D.△H3=△H4+△H5
2.下列各组反应中关于能量的比较正确的是()
①CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H1;CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2;△H1<△H2
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1;2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)ΔH2;△H1>△H2
③H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1;
H2(g)+
Cl2(g)=HCl(g)△H2;△H1>△H2
④t℃时,在一定条件下,将1molN2和3molH2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2;Q1 A.①③B.②④C.③④D.①④ 3.某条件下,恒容密闭容器中发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+Q(Q>0)。 有关说法正确的是 A.单位时间内消耗CO2和H2的物质的量比为1: 3时,反应达到平衡 B.及时分离出CH3OH和H2O可提高CO2和H2的转化率 C.升高温度可使该反应的平衡常数增大 D.若反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(g)+ ,则Q> 4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A.已知C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2,则2ΔH1<ΔH2 B.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,则氢气燃烧热为241.8kJ·mol-1 C.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),则将16gSO2(g)和足量O2置于一密闭容器中,充分反应后放出0.25QkJ的热量 D.已知: C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 5.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg): M2+(g)+CO32-(g) M2+(g)+O2−(g)+CO2(g) 已知: 离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。 下列说法不正确的是 A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0 B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0 C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO) D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3 6.已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q1反应历程的能量变化如曲线I,说法正确的是 A.1molN≡N键能与3molH-H键能之和大于6molN-H键能,所以反应为放热 B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)+Q2反应历程的能量变化如曲线Ⅱ,则Q2>Q1 C.选择合适的催化剂,可以降低反应所需温度,Q1值也相应减少 D.2mol氨气的能量高于1mol氮气和3mol氢气的能量之和,所以反应需要高温 7.如图分别表示红磷、白磷燃烧时的能量变化,有关说法正确的是() A.白磷比红磷稳定 B.白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定 C.1mol白磷转变为红磷放出2244.7kJ的热量 D.红磷燃烧的热化学方程式: 4P(s)+5O2(g)→P4O10(s)+2954kJ 8.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ,又知胆矾分解的热化学方程式为: CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+Q2mol·L 则Q1和Q2的关系为() A.Q1 9.已知反应: ①25℃、101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=‒221kJ·mol-1,②稀溶液中,H+(aq)+OH‒(aq)=H2O(l)ΔH=‒57.3kJ·mol-1。 下列说法正确的是() A.碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1 B.①的反应热为221kJ·mol-1 C.浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量 二、多选题 10.以下反应中,Q1>Q2的是 A.S(s)+O2(g) SO2(g)+Q1kJ;S(g)+O2(g) SO2(g)+Q2kJ B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q1kJ;2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+Q2kJ C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+Q1kJNaOH(aq)+HAc(aq)→NaAc(aq)+H2O(l)+Q2kJ D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1kJ,H2(g)+F2(g)=2HF(g)+Q2kJ 三、综合题 11.Ⅰ.利用甲烷催化还原NOx消除氮氧化物的污染 ①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1 ②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1 ③CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH3=-867kJ·mol-1 (1)如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K3=___(用K1、K2表示)。 (2)在2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2进行反应③,CH4的平衡转化率α(CH4)与温度和压强的关系如图所示。 ①若容器中的压强为p2,y点: v正____(填“大于”“等于”或“小于”)v逆。 ②x点对应温度下反应的平衡常数K=___。 Ⅱ.甲烷蒸气转化法制H2的主要反应为: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) (3)在恒容密闭容器中充入2molCH4和H2O(g)的混合气体,且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x,相同温度下达到平衡时测得H2的体积分数φ(H2)与x的关系如图所示。 则CH4的转化率: a点____(填“>”“=”或“<”,下同)b点,CH4(g)的浓度: a点_____b点,氢气的产率: a点____b点。 Ⅲ.(4)根据以下三个热化学方程式: 2H2S(g)+3O2(g)=SO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)=S(s)+2H2O(l)ΔH=-Q2kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)=S(s)+2H2O(g)ΔH=-Q3kJ·mol-1,判断Q1、Q2、Q3的大小关系是___。 12.将xmolA与ymolB充入密闭容器中发生如下反应: xA(g)+yB(g) zC(g);ΔH=-akJ·mol-1(a>0) 在某温度下达到平衡状态,请回答下列问题: (1)若减压后v正<v逆,则x、y、z的关系是____。 (2)若恒温、恒压下向原平衡中加入C,则平衡_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”),重新达平衡后C的体积分数_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)如图,纵坐标为反应物的转化率,横坐标是反应物初始用量之比 ,则x∶y=___; 一定时,平衡状态A的转化率在恒温条件下比在绝热环境中是高还是低? ____。 (4)恒温、恒容下,xmolA与ymolB反应达到平衡时能量变化为a1kJ,xmolA与1.5ymolB反应达到平衡时能量变化为a2kJ,则a、a1、a2、由大到小顺序为____。 (a、a1、a2均大于0) 参考答案 1.C 【解析】 【分析】 【详解】 A.①和③分别为C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式,燃烧反应均为放热反应,因此△H1<0,△H3<0,A项错误; B.④对应的热化学方程式为4Fe(s)氧化的热化学方程式,属于放热反应,则△H4<0,B项错误; C.热化学方程式①可由②+③所得,根据盖斯定律,则△H1=△H2+△H3,C项正确; D.热化学方程式③可由 ×④+ ×⑤所得,则△H3= ×△H4+ ×△H5,D项错误; 故选C。 2.B 【解析】 【详解】 ①CO能够燃烧放出热量,所以乙醇燃烧生成CO比生成二氧化碳放热少,放出的热量越多,△H越小,则△H1>△H2,故①错误; ②H2O分解为吸热反应,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1>0;Na与H2O反应为放热反应,则2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H2<0,所以△H1>△H2,故②正确; ③氯气和氢气的化合为放热反应,所以焓变为负值,又焓变与系数成正比,所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1; H2(g)+ Cl2(g)=HCl(g)△H2;△H1<△H2,故③错误; ④因为1molN2和3molH2反应生成氨气为气体体积减小的可逆反应,所以恒容相对于在恒压的基础上增大体积即减小压强,平衡逆向移动,则放出热量减小,所以Q1<Q2,故④正确; 正确的有②④,故选B。 3.B 【解析】 【分析】 【详解】 A.单位时间内消耗CO2和H2的物质的量比为1: 3时,表示的都是正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,无法判断是否达到平衡状态,故A错误; B.及时分离出CH3OH和H2O,化学平衡向着正向移动,反应物CO2和H2的转化率增大,故B正确; C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向着逆向移动,平衡常数减小,故C错误; D.CH3OH(g)→CH3OH(l)放热,根据盖斯定律,若反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(g)+ ,则Q< ,故D错误; 选B。 4.A 【解析】 【分析】 【详解】 A.CO转化为CO2放热,则2|ΔH1|>|ΔH2|,从而得出2ΔH1<ΔH2,A正确; B.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的产物呈气态,则氢气燃烧热>241.8kJ·mol-1,B不正确; C.16gSO2(g)和足量O2在密闭容器中不能完全反应,所以放出热量<0.25QkJ,C不正确; D.已知: C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则石墨比金刚石稳定,D不正确; 故选A。 5.C 【解析】 【详解】 根据盖斯定律,得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。 A.ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确; B.ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2−和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确; C.由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误; D.由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。 故答案选C。 6.B 【解析】 【详解】 A.化学反应的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放的能量之差,1molN≡N键能与3molH−H键能之和小于6molN−H键能,所以反应为放热,故A错误; B.氮气和氢气合成氨的反应是放热反应,反应物和产物的能量差值越大,则反应放出的热量越多,则Q2>Q1,故B正确; C.催化剂只能改变反应速率,不会引起热效应的改变,选择合适的催化剂,Q1值也不会改变,故C错误; D.氮气和氢气合成氨的反应是放热反应,反应物的能量大于产物的能量,即2mol氨气的能量低于1mol氮气和3mol氢气的能量之和,故D错误; 答案选B。 7.D 【解析】 【分析】 从图中可以采集以下信息: P4(s)(白磷)+5O2(g)→P4O10(s)+2983.2kJ,P(s)(红磷)+ O2(g)→ P4O10(s)+738.5kJ。 【详解】 A.P4(s)(白磷)+5O2(g)→P4O10(s)+2983.2kJ,则 P4(s)(白磷)+ O2(g)→ P4O10(s)+745.8kJ,相同质量的白磷燃烧放热多,则红磷比白磷稳定,A错误; B.白磷和红磷的燃烧产物都为P4O10(s),产物的稳定性相同,B错误; C.利用盖斯定律,可得P4(s)(白磷)→4P(s)(红磷)+29.2kJ,C错误; D.红磷燃烧的热化学方程式: P(s)(红磷)+ O2(g)→ P4O10(s)+738.5kJ,则4P(s)+5O2(g)→P4O10(s)+2954kJ,D正确; 故选D。 8.A 【解析】 【详解】 根据题的叙述可把胆矾溶于水看成二个过程,第一个过程是: CuS04·5H20(s) CuS04(s)+5H20 (1)ΔH=+Q2kJ/mol,这一过程是吸出热量的,1molCuS04·5H20分解吸收的热量为Q2kJ;第二过程是: 无水硫酸铜制成溶液的过程,此过程是放出热量的,1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ,但整个过程要使溶液温度降低,说明吸收的热量大于放出的热量,所以Q1 答案: A。 【点睛】 溶解降温说明水合放热小于扩散吸热,Q1是二者的差值,而胆矾(五水合硫酸铜)分解要克服水合能Q2,所以Q1 9.A 【解析】 【详解】 A.由2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=‒221kJ·mol-1,可得出C(s)+ O2(g)=CO(g)ΔH=‒110.5kJ·mol-1,CO燃烧还会放出热量,所以碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1,A正确; B.①的反应热为-221kJ·mol-1,B不正确; C.浓硫酸溶于水放热,所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放热大于57.3kJ,C不正确; D.稀醋酸电离时吸热,所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水时放出小于57.3kJ的热量,D不正确; 故选A。 10.BC 【解析】 【分析】 【详解】 A.燃烧反应为放热反应,生成物相同,反应物中气态S的能量大于固态S的能量,则Q1<Q2,故A不选; B.反应物相同,生成物中气态水的能量大于液态水的能量,则Q1>Q2,故B选; C.中和反应为放热反应,醋酸电离吸热,则Q1>Q2,故C选; D.非金属性F>Cl,F2比Cl2能量高,HF更稳定,则Q1<Q2,故D不选; 故选BC。 【点睛】 本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、物质的状态、弱电解质的电离为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意燃烧与中和反应均放热,难点D,生成氢化物越稳定,放出的热量越多。 11. 大于0.25>==Q1>Q2>Q3 【解析】 【分析】 (1)依据已知的热化学方程式利用盖斯定律构造CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),然后根据关系式得到平衡常数的关系; (2)①y趋向平衡时,甲烷的转化率应增大; ②x点甲烷的转化率为50%,以此计算平衡时各物质的浓度,可计算平衡常数; (3)两种反应物存在,增加其中一种反应物的量,能使另一种反应物的转化率提高,根据反应方程式分析a、b两点CH4和H2O的浓度关系和氢气的产率大小; (4)依据焓变的含义和反应物质的聚集状态变化,反应的进行程度进行分析判断,结合盖斯定律的内容分析物质转化的能量变化。 【详解】 (1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1;由盖斯定律 ×(①+②)得到CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),已知三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K3= = ; (2)①y趋向平衡时,甲烷的转化率应增大,即反应正向进行,v正大于v逆; ②在恒容(2L)密闭容器中充入1molCH4和2moINO2进行 (1)中反应,x点甲烷的转化率为50%, CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) 起始(mol/L) 0.5 1 0 0 0 转化(mol/L)0.25 0.5 0.25 0.25 0.5 平衡(mol/L) 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5 则K= = =0.25; (3)两种反应物存在,增加其中一种反应物的量,能使另一种反应物的转化率提高,a点H2O的含量相对较大,所以a点CH4的转化率更高;根据反应方程式分析,CH4和H2O是按照1: 1反应的,a点CH4和H2O的物质的量之比为9: 11,b点CH4和H2O的物质的量之比为11: 9,所以二者平衡时a点CH4的浓度等于b点H2O(g)的浓度;由于二者CH4和H2O按物质的量1: 1反应,所以交换二者的起始充入量之比不改变化学平衡,即达到平衡时氢气的产率a点等于b点; (4)①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O (1)△H=-Q1KJ/mol,②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O (1)△H=-Q2KJ/mol,③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H=-Q3KJ/mol;反应②③相比,生成气态水和生成液态水相比,生成液态水放出的热量多,所以Q2>Q3;反应①②相比,②反应生成的单质硫转化为二氧化硫时放出热量,所以Ql>Q2;综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为: Ql>Q2>Q3。 【点睛】 应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。 12.x+y>z逆向不变3∶l高a>a2>a1 【解析】 【分析】 将xmolA与ymolB充入密闭容器中发生如下反应: xA(g)+yB(g) zC(g);ΔH=-akJ·mol-1(a>0)在某温度下达到平衡状态,请回答下列问题: (1)减小压强,平衡向气体总物质的量增大的方向移动; (2)增大反应物的量,平衡逆向移动;在恒温、恒压下向原平衡中加入C,重新形成的平衡与平衡等效; (3)反应物的起始物质的量之比等于化学计量数之比时,反应物的转化率相等;如图,当 =3时,A的转化率和B的转化率相等; 一定时,温度升高平衡向吸热反应方向移动; (4)可逆反应,反应物的转化率始终小于100%;增大反应物的量,平衡正向移动。 【详解】 将xmolA与ymolB充入密闭容器中发生如下反应: xA(g)+yB(g) zC(g);ΔH=-akJ·mol-1(a>0)在某温度下达到平衡状态,请回答下列问题: (1)减小压强,平衡向气体总物质的量增大的方向移动,若减压后v正<v逆,说明平衡逆向移动,即逆方向是气体总物质的量增大的方向,即x、y、z的关系是x+y>z; (2)增大反应物的量,平衡逆向移动;则在恒温、恒压下向原平衡中加入C,平衡逆向移动,重新形成的平衡与平衡等效,即C的体积分数不变; (3)反应物的起始物质的量之比等于化学计量数之比时,反应物的转化率相等;如图,当 =3时,A的转化率和B的转化率相等,即x∶y=3: 1;已知xA(g)+yB(g) zC(g);ΔH=-akJ·mol-1(a>0), 一定时,反应在绝热条件下进行,容器内温度升高,相对恒温条件下的平衡状态,平衡逆向移动,则温度升高平衡向吸热反应方向移动,平衡状态A的转化率在恒温条件下比在绝热环境中高; (4)恒温、恒容下,已知xA(g)+yB(g) zC(g);ΔH=-akJ·mol-1(a>0),则当xmol的A完全反应时反应放出的热量为akJ;xmolA与ymolB反应达到平衡时能量变化为a1kJ,xmolA与1.5ymolB反应达到平衡时A的转化率比xmolA与ymolB反应达到平衡时转化率大,则能量变化为a2kJ>a1kJ,因xmolA不能完全转化,则放出的能量小于akJ;即a>a2>a1。
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