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試卷第=page1111頁,共=sectionpages1111頁試卷第=page1010頁,共=sectionpages1111頁第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)單元測(cè)試卷一、單選題1.沼氣的主體是甲烷。0.5molCH4完全燃燒為CO2和H2O(l)時(shí),放出445kJ的熱量,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式是:A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890kJ/molB.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);
△H=+1780kJ/molC.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=+890kJ/molD.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g);
△H=-1780kJ/mol2.已知鍵能是指氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。根據(jù)圖中的能量關(guān)系,可求得Si-H的鍵能為A.119kJ·mol-1 B.296.7kJ·mol-1 C.313kJ·mol-1 D.335kJ·mol-13.依據(jù)圖示關(guān)系,下列說法不正確的是A.石墨燃燒是放熱反應(yīng)B.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)
△H=△H1-△H2C.1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉(zhuǎn)化為CO2,前者放熱多D.化學(xué)反應(yīng)的△H,只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān)4.化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(l)的能量變化如圖所示,則該反應(yīng)的ΔH等于A.2(a-b-c)kJ·mol-1 B.2(b-a)kJ·mol-1 C.2(b+c-a)kJ·mol-1 D.2(a+b)kJ·mol-15.沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí),放出445kJ熱量,則下列熱化學(xué)方程式中正確的是A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+890kJ·mol-1C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890kJ·mol-1D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-445kJ·mol-16.已知溶液與鹽酸反應(yīng)生成吸熱,溶液與鹽酸反應(yīng)生成放熱。關(guān)于下列的判斷正確的是
A.B.C.D.7.由和反應(yīng)生成和的能量變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應(yīng)消耗吸熱B.反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能C.加入催化劑,可以減少反應(yīng)熱,加快反應(yīng)速率D.相同條件下,反應(yīng)物、生成物和過渡態(tài)中的物質(zhì),過渡態(tài)中的物質(zhì)最穩(wěn)定8.氰酸()與異氰酸()互為同分異構(gòu)體,可發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng),反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.異氰酸的穩(wěn)定性強(qiáng)于氰酸B.異構(gòu)化過程中碳氮之間的化學(xué)鍵發(fā)生了變化C.氰酸的總鍵能小于異氰酸的總鍵能D.升高溫度,有利于異構(gòu)化反應(yīng)的正向進(jìn)行9.2022年北京冬奧會(huì)火炬采用的是碳纖維材質(zhì),燃燒的是氫能源,在奧運(yùn)史上首次實(shí)現(xiàn)了零碳排放。涉及氫燃燒反應(yīng)的物質(zhì)的汽化熱(1mol純凈物由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需要的熱量)如下:物質(zhì)汽化熱/()abc若的燃燒熱,則火炬燃燒反應(yīng)的為A. B.C. D.10.科學(xué)家已獲得了氣態(tài)N4分子,其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形(如圖所示)。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ能量,斷裂1molN≡N鍵吸收946kJ能量。下列說法錯(cuò)誤的是A.N4和N2互為同素異形體B.N4分子中N-N鍵的鍵角是109°28′C.N4(g)=2N2(g)為放熱反應(yīng)D.以N4為原料替代N2合成等量NH3時(shí),可放出更多的熱量11.我國(guó)大力推廣氫能汽車,水煤氣法是獲得氫能的有效途徑之一。已知:①
②
③
④
。下列說法正確的是A.C(s)的燃燒熱B.
C.
D.若將反應(yīng)②設(shè)計(jì)成原電池,能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能12.Ni可活化C2H6放出CH4,其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法正確的是A.決速步驟:中間體1→中間體2B.總反應(yīng)為Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)△H=-6.57kJ?mol-1C.涉及非極性鍵的斷裂和生成D.在此反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目沒有發(fā)生變化13.今有如下三個(gè)熱化學(xué)方程式:(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=bkJ·mol-1(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=ckJ·mol-1下列關(guān)于它們的敘述正確的是A.它們都是吸熱反應(yīng) B.a(chǎn)、b和c均為負(fù)值C.a(chǎn)=b D.2b=c>014.加氫制甲醇作為一種新興的綠色化工技術(shù),其中的一步反應(yīng)為,該反應(yīng)中物質(zhì)的相對(duì)能量及所含共價(jià)鍵的鍵能如下所示,下列說法不正確的是物質(zhì)及共價(jià)鍵鍵能/(kJ/mol)x436[H2O(l)]H-O4851067已知:A.x為821B.ΔH=-3kJ?mol-1C.圖中所示反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為1993D.反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量二、填空題15.碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及其化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題:(1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下:ΔH=88.6kJ·mol-1則M、N相比,較穩(wěn)定的是_______。(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為-726.5kJ·mol-1,CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-akJ·mol-1,則a_______726.5(填“>”“<”或“=”)。(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1molCl2參與反應(yīng)時(shí)釋放出145kJ熱量,寫出該反應(yīng)生成1molCO2時(shí)的熱化學(xué)方程式:_______。(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)ΔH=-1176kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為_______。(5)溫度在150℃以上時(shí),H2O2便迅速分解為H2O和O2,發(fā)射火箭時(shí)用過氧化氫作強(qiáng)氧化劑就是利用這個(gè)原理,已知:a.H2(g)+O2(g)═H2O2(l)ΔH1=-134.3kJ·mol-1b.H2O(l)═H2(g)+O2(g)ΔH2=+286kJ·mol-1則反應(yīng)H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH=_______。16.參考下列圖表和有關(guān)要求回答問題:
圖Ⅰ(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1的變化是_______,ΔH的變化是_______(填“增大”、“減小”、“不變”)。請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______。(2)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):,其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表所示:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。②該反應(yīng)為反應(yīng)_______(填“吸熱”或“放熱)。③某溫度下,平衡濃度符合下式:,試判斷此時(shí)的溫度為_______℃。④在800℃時(shí),發(fā)生上述反應(yīng),某一時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為,,,,則下一時(shí)刻,反應(yīng)向_______(填“正向”、“逆向”或“平衡”)進(jìn)行。(3)已知常溫時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定,比較下列反應(yīng)中的大?。篲______(填“>”或“<”)。①
②
17.為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,也可進(jìn)行理論推算。(1)下列變化過程,屬于放熱反應(yīng)的是____。①濃H2SO4稀釋②酸堿中和反應(yīng)③H2在Cl2中燃燒④固體NaOH溶于水⑤液態(tài)水變成水蒸氣⑥碳高溫條件下還原CO2(2)沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4,常溫下,0.5molCH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)水時(shí),放出445kJ熱量,則熱化學(xué)方程式為_____。(3)已知H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃燒熱為akJ?mol-1,寫出H2S的燃燒熱的熱化學(xué)方程式____。(4)已知:N2(g)+H2(g)=N(g)+3H(g)
ΔH1=+akJ?mol-1N(g)+3H(g)=NH3(g)
ΔH2=-bkJ?mol-1NH3(g)=NH3(l)
ΔH3=-ckJ?mol-1寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成液氨的熱化學(xué)方程式_____。(5)已知:①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)
ΔH=-67.7kJ?mol-1②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3kJ?mol-1試寫出HF電離的熱化學(xué)方程式_____。(6)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中,只存在S-F鍵,已知1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,F(xiàn)-F鍵能為160kJ?mol-1,S-F鍵能為330kJ?mol-1,試寫出S(s)和F2(g)反應(yīng)生成SF6(g)的熱化學(xué)方程式_____。18.請(qǐng)根據(jù)學(xué)過的知識(shí)回答下列問題:(1)0.25molC2H5OH完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出341.7kJ熱量,則表示C2H5OH燃燒熱的熱化學(xué)方程_______。(2)已知:N≡N鍵的鍵能是948.9kJ·mol?1,H—H鍵的鍵能是436.0kJ·mol?1,N—H鍵的鍵能是391.55kJ·mol?1,則N2(g)+H2(g)NH3(g)
ΔH=_______。(3)已知:①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=?393.5kJ·mol?1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH2=?571.6kJ·mol?1③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=?2599kJ·mol?1則298K時(shí)反應(yīng)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的焓變:ΔH=_______。(4)已知常溫時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定,比較下列反應(yīng)中ΔH的大?。害1_______ΔH2。①P4(s,白磷)+5O2(g)=2P2O5(s)
ΔH1②4P(s,紅磷)+5O2(g)=2P2O5(s)
ΔH2(5)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1mol·L-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng),其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為_______。19.我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,這對(duì)于改善環(huán)境,實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。(1)如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖,若①變化是置換反應(yīng),則其化學(xué)方程式可以是____。(2)把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:途徑I:C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H1<0途徑II:先制成水煤氣C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
△H2>0再燃燒水煤氣:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H3<02H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H4<0則途徑I放出的熱量____(填“大于”“等于”或“小于”)途徑II放出的熱量;△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是____。(3)我國(guó)在2004年起已利用焦?fàn)t煤氣制取甲醇及二甲醚。①已知CO中的C與O之間為三鍵連接,且合成甲醇的主要反應(yīng)原理為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
△H,表中所列為常見化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):化學(xué)鍵C-CC-HH-HC-OC≡O(shè)H-O鍵能/kJ?mol-1348414436326.81032464則該反應(yīng)的△H=____kJ?mol-1。②甲醇(CH3OH)也可由天然氣來合成,已知:①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(l)
△H=-71kJ?mol-1,②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
△H=-90.5kJ?mol-1,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=-890kJ?mol-1,則甲醇的燃燒熱為___。若CO的燃燒熱為282.5kJ?mol-1,則H2的燃燒熱為____。(4)金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化:TiO2(金紅石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO。已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H=-393.5kJ?mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H=-566kJ?mol-1TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)
△H=+141kJ?mol-1則TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H=____。三、計(jì)算題20.根據(jù)要求,回答下列問題:(1)已知甲烷的燃燒熱為,
。寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式:_______,若、鍵的鍵能分別為、,則使1molCO轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的原子時(shí)需要的能量是_______;1mol按上述方式燃燒時(shí)損失的熱能是_______(保留1位小數(shù))。(2)煤的氣化反應(yīng)之一為
已知:①
②
③
則上述煤的生成的氣化反應(yīng)的_______。實(shí)際生產(chǎn)中該氣化反應(yīng)需要加入催化劑,其主要原因是_______(填“速率問題”或“平衡問題”)。21.回答下列問題(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s)
ΔH1=-351.1kJ/molHg(l)+O2(g)=HgO(s)
ΔH2=-90.7kJ/mol則反應(yīng)Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的焓變?yōu)棣=_______。(2)已知下列熱化學(xué)方程式:a.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-570kJ/mol,b.H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285kJ/mol,
c.C(s)+O2(g)=CO(g)
ΔH=-55.5kJ/mol,d.C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-196.5kJ/mol回答下列各問:①上述反應(yīng)中屬于放熱反應(yīng)的是_______(填序號(hào))②H2的燃燒熱ΔH=_______③寫出CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式_______(3)發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)為燃料,用二氧化氮為氧化劑,這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH1=+33.5kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-267kJ/mol則2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=_______。22.2022年2月,第24屆冬奧會(huì)在中國(guó)北京、張家口兩地成功舉辦。中國(guó)綠色碳匯基金會(huì)發(fā)起“我們的冬奧碳匯林”眾籌項(xiàng)目。碳匯,是指通過植樹造林、森林管理、植被恢復(fù)等措施,利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定在植被和土壤中,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動(dòng)或機(jī)制。已知利用植物的光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量約為470kJ。請(qǐng)回答下列問題:(1)碳匯過程中能量的轉(zhuǎn)化形式為_______;有資料表明,某塊林木通過光合作用大約吸收了1.88×107kJ能量,則吸收的CO2為_______kg;葡萄糖完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_______。(2)工業(yè)廢氣中的CO2可用堿液吸收。已知:①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)
△H=-akJ/mol;②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=-bkJ/mol。反應(yīng)CO2(g)+Na2CO3(aq)+H2O(l)=2NaHCO3(aq)的△H=_______kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。(3)生產(chǎn)液晶顯示器的過程中使用的化學(xué)清洗劑NF3和CO2一樣,也是一種溫室氣體,其在大氣中能夠穩(wěn)定存在數(shù)百年。下表是幾種化學(xué)鍵的鍵能:化學(xué)鍵N≡NF-FN-F鍵能/kJ/mol946.0157.0283.0①關(guān)于反應(yīng),△H=_______。②NF3對(duì)半導(dǎo)體硅進(jìn)行蝕刻時(shí),在蝕刻物表面不留任何殘留物,試寫出蝕刻反應(yīng)方程式_______。23.甲烷是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于民用和工業(yè)中。(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)?H1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)?H2=-566kJ?mol?1③H2(g)O2(g)=H2O(g)?H3=-242kJ?mol?1相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:共價(jià)鍵H?OC≡O(shè)H?HC?H鍵能/(kJ?mol?1)4631076436413由此計(jì)算?H1=_______kJ?mol?1,CH4超干重整CO2技術(shù)得到CO和H2的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______。答案第=page1919頁,共=sectionpages99頁答案第=page2020頁,共=sectionpages99頁參考答案:1.A【詳解】0.5molCH4完全燃燒為CO2和H2O(l)時(shí),放出445kJ的熱量,由物質(zhì)的量與熱量成正比可知,1molCH4完全燃燒為CO2和H2O(l)時(shí),放出445kJ2=890kJ的熱量,放熱反應(yīng)的焓變?yōu)樨?fù),則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=-890kJ/mol,B、C中焓變應(yīng)為負(fù),B、D中水應(yīng)為液態(tài),故選A。2.C【詳解】根據(jù)Si(s)+2H2(g)=SiH4(g)△H=-32.6kJ/mol,結(jié)合圖中信息有:355.4+864-4E(Si-H)=-32.6,計(jì)算得E(Si-H)=313kJ·mol-1,故選C。3.B【詳解】A.由圖可知:C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1<0,則石墨燃燒是放熱反應(yīng),A正確;B.①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol;②CO(g)+02(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律①-②×2可得:C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H=△H1-2△H2,B錯(cuò)誤;C.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol;②CO(g)+02(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol,二者反應(yīng)都是放熱反應(yīng),lmolC(石墨)和1molC0分別在足量O2中燃燒全部轉(zhuǎn)化為CO2,lmolC(石墨)放熱多,C正確;D.根據(jù)蓋斯定律可知,化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),D正確;故合理選項(xiàng)是B。4.A【詳解】由圖可以看出,反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=-(生成物活化能-反應(yīng)物活化能)=-[2(b+c)kJ/mol-2akJ/mol]=+2(a-b-c)kJ/mol,故選A。5.A【詳解】0.5molCH4完全燃燒生成和液態(tài)H2O時(shí),放出445kJ熱量,則1molCH4在氧氣中燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890kJ熱量,ΔH為負(fù),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-890kJ/mol,故選A。6.A【詳解】A.由題意得到:、,②-①即得,A正確;B.是一個(gè)吸熱過程,所以,B錯(cuò)誤;C.由題意得到:即,C錯(cuò)誤;D.由題意得到:即,D錯(cuò)誤;故選A。7.B【詳解】A.反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,屬于放熱反應(yīng),即反應(yīng)消耗放熱,A錯(cuò)誤;B.屬于放熱反應(yīng),則反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能,B正確;C.加入催化劑,可以改變活化能,加快反應(yīng)速率,但不能改變少反應(yīng)熱,C錯(cuò)誤;D.相同條件下,反應(yīng)物、生成物和過渡態(tài)中的物質(zhì),過渡態(tài)的能量最高,過渡態(tài)最不穩(wěn)定,D錯(cuò)誤;答案選B。8.D【詳解】A.能量越低越溫度,所以異氰酸的穩(wěn)定性強(qiáng)于氰酸,故A正確;B.氰酸()與異氰酸()互為同分異構(gòu)體,將分子式相同、結(jié)構(gòu)不同;所以異構(gòu)化過程中碳氮之間的化學(xué)鍵發(fā)生了變化,故B正確;C.鍵能越高越穩(wěn)定,由A可知,異氰酸的穩(wěn)定性強(qiáng)于氰酸,所以氰酸的總鍵能小于異氰酸的總鍵能,故C正確;D.異構(gòu)化反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度不利于其正向進(jìn)行,故D錯(cuò)誤;故答案選D。9.B【詳解】由題意知,①
△H1=-QkJ/mol、②△H2=+akJ/mol、③△H3=+ckJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,由①+②+③可得目標(biāo)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,即△H=△H1+△H2+△H3=(-Q+a+c)kJ/mol;答案選B。10.B【詳解】A.同一元素形成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)稱之為同素異形體,故N4和N2互為同素異形體,A正確;B.N4分子類似于白磷P4分子,故分子中N-N鍵的鍵角是60°,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)熱=6×193kJ/mol-2×946kJ/mol=-734kJ/mol,故N4(g)=2N2(g)為放熱反應(yīng),C正確;D.由C項(xiàng)分析可知,N4(g)=2N2(g)為放熱反應(yīng),則以N4為原料替代N2合成等量NH3時(shí),可放出更多的熱量,D正確;故答案為:B。11.C【詳解】A.C(s)燃燒熱的對(duì)應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)為CO2,非CO,其燃燒熱無法從題干中獲取,A錯(cuò)誤;B.水從液態(tài)到氣態(tài)需要吸熱,故,B錯(cuò)誤;C.由蓋斯定律可知,(①-②)-③即可得到方程④,故=[-220.7kJ·mol-1-(-571.6kJ·mol-1)]-44kJ·mol-1=+131.45kJ·mol-1,C正確;D.若將反應(yīng)②設(shè)計(jì)成原電池,不能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能,反應(yīng)過程中會(huì)有一些能量損耗,例如一部分轉(zhuǎn)化成了熱能,D錯(cuò)誤;答案選C。12.B【詳解】A.中間體2中間體3的步驟能量差值最大,活化能最大,速率慢為決速步,A錯(cuò)誤;B.由圖可得總反應(yīng)為Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)
△H=-6.57kJ?mol-1,B正確;C.反應(yīng)過程中涉及C-C鍵的斷裂和C-H鍵的形成,涉及非極性鍵的斷裂,不涉及非極性鍵的形成,C錯(cuò)誤;D.從圖可知,中間體1Ni的成鍵數(shù)目為4,中間體2Ni的成鍵數(shù)目為2,即反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目有發(fā)生變化,D錯(cuò)誤;故選B。13.B【詳解】A.氫氣的燃燒是放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.氫氣的燃燒是放熱反應(yīng),所以a、b和c均為負(fù)值,故B正確;C.由于氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水的能量,所以氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量多,但放熱越多,H越小,應(yīng)該是a大于b,錯(cuò)誤;D.反應(yīng)熱的大小和熱化學(xué)方程式的系數(shù)有關(guān),則2b=c<0,故D錯(cuò)誤;故選B。14.A【詳解】A.①△H=,②
,根據(jù)蓋斯定律①+②得,焓變=反應(yīng)物總能量-生成物總能量,即3=2x+436-1067-485×2,x=799,故A錯(cuò)誤;B.①△H=,②
,根據(jù)蓋斯定律①+②得,故B正確;C.圖中所示反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為2034-41=1993,故C正確;D.正反應(yīng)吸熱,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,故D正確;選A。15.(1)M(2)<(3)2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)ΔH=﹣290kJ·mol﹣1(4)98(5)-151.7kJ·mol-1【詳解】(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應(yīng),所以N的能量高,能量越高越不穩(wěn)定,能量越低越穩(wěn)定,故穩(wěn)定性M>N;(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒,放出的熱量少,故a<726.5;(3)有1molCl2參與反應(yīng)時(shí)釋放出145kJ熱量,2mol氯氣反應(yīng)放熱290kJ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)ΔH=﹣290kJ·mol﹣1;(4)Al元素化合價(jià)從0價(jià)升高到+3價(jià),因此所給反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12個(gè)電子,故每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為1176kJ÷12=98kJ;(5)根據(jù)蓋斯定律可知-(①+②)得到反應(yīng)H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH=-(-134.3+286)kJ·mol-1=-151.7kJ·mol-1。16.(1)
減小
不變
NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)ΔH=-368kJ·mol-1(2)
K=
吸熱
8300C
逆向(3)<【詳解】(1)加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,則和都減小,催化劑不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物總能量之差,即反應(yīng)熱不改變,所以催化劑對(duì)反應(yīng)熱無影響,由圖可知,1mol二氧化氮和1mol一氧化碳反應(yīng)生成二氧化碳和一氧化氮放出熱量(368-134)KJ=234KJ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:;(2)平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值,則反應(yīng)平衡常數(shù)為;由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);根據(jù)可知,該溫度下的平衡常數(shù),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),故此時(shí)溫度為830℃;,所以向逆向進(jìn)行;(3)已知常溫時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定,說明白磷能量高,反應(yīng)放出的熱量較多,由于,放出的能量越多反應(yīng)熱越小,因此;17.(1)②③(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol(3)H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l)△H=-akJ?mol-1。(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(l)ΔH=(+2a-2b-2c)kJ?mol-1(5)HF(aq)F-(aq)+H+(aq)ΔH=-10.4kJ?mol-1(6)S(s)+3F2(g)=SF6(g)ΔH=-1220kJ?mol-1【詳解】(1)①濃H2SO4稀釋不是化學(xué)反應(yīng),不是放熱反應(yīng);②酸堿中和反應(yīng)放熱,屬于放熱反應(yīng);③燃燒放熱,H2在Cl2中燃燒是放熱反應(yīng);④固體NaOH溶于水不是化學(xué)反應(yīng),不是放熱反應(yīng);⑤液態(tài)水變成水蒸氣不是化學(xué)反應(yīng),不是放熱反應(yīng);⑥碳高溫條件下還原CO2是吸熱反應(yīng);屬于放熱反應(yīng)的是②③。(2)常溫下,0.5molCH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)水時(shí)放出445kJ熱量,則1molCH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)水時(shí)放出890kJ熱量,熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol。(3)H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃燒熱是1molH2S完全燃燒生成二氧化硫和液態(tài)水放出的能量,H2S的燃燒熱為akJ?mol-1,則表示H2S的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l)△H=-akJ?mol-1。(4)①N2(g)+H2(g)=N(g)+3H(g)
ΔH1=+akJ?mol-1②N(g)+3H(g)=NH3(g)
ΔH2=-bkJ?mol-1③NH3(g)=NH3(l)
ΔH3=-ckJ?mol-1根據(jù)蓋斯定律①×2+②×2+③×2得N2(g)+3H2(g)2NH3(l)ΔH=(+2a-2b-2c)kJ?mol-1;(5)①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)
ΔH=-67.7kJ?mol-1②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3kJ?mol-1根據(jù)蓋斯定律①-②得HF(aq)F-(aq)+H+(aq)ΔH=-67.7kJ?mol-1+57.3kJ?mol-1=-10.4kJ?mol-1。(6)SF6分子結(jié)構(gòu)中,只存在S-F鍵,已知1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,F(xiàn)-F鍵能為160kJ?mol-1,S-F鍵能為330kJ?mol-1,焓變-反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,S(s)+3F2(g)=SF6(g)
ΔH=(280+160×3-330×6)kJ?mol-1=-1220kJ?mol-1。18.(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1366.8kJ/mol(2)-46.2kJ·mol?1(3)226.7kJ·mol?1(4)<(5)ΔH1=ΔH2<ΔH3【詳解】(1)燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量,0.25molC2H5OH完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出341.7kJ熱量,1molC2H5OH完全燃燒的熱量為341.7×4=1366.8kJ,故其熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1366.8kJ/mol。(2)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=×948.9+×436.0-3×391.55=-46.2kJ·mol?1。(3)298K時(shí),①×2+②×-③×可得反應(yīng)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g),故其焓變?chǔ)=-393.5×2-571.6×+2599×=226.7kJ·mol?1。(4)物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,紅磷比白磷穩(wěn)定,說明紅磷能量比白磷低,反應(yīng)①-②可得P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)ΔH<0,即ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。(5)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液與稀鹽酸恰好完全反應(yīng),均為強(qiáng)酸強(qiáng)堿的中和反應(yīng),故放出熱量相同;稀氨水與稀鹽酸的中和反應(yīng)放熱,但稀氨水為弱堿,弱堿電離吸熱,故其放出熱量較強(qiáng)堿少,由于都是放熱,ΔH為負(fù)值,放熱越多,ΔH值越小,故答案為ΔH1=ΔH2<ΔH3。19.(1)C+CuOCu+CO↑(2)
等于
△H1=△H2+(△H3+△H4)(3)
-128.8
764kJ?mol-1
286kJ?mol-1(4)-80kJ?mol-1【詳解】(1)①是置換反應(yīng)可以是碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,或與金屬氧化物反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+CuOCu+CO↑;(2)根據(jù)蓋斯定律可知,①=②+③×+④×,所以途徑I放出的熱量等于途徑II放出的熱量;ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4);(3)通過鍵能計(jì)算焓變,反應(yīng)物總鍵能?生成物總鍵能,則反應(yīng)的(1032+2×436-3×414-326.8-464)=-128.8;根據(jù)蓋斯定律,(③×2-①)÷2得:CO(g)+2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-854.5kJ·mol-1④,④-②得:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-764kJ·mol-1,故甲醇的燃燒熱為764kJ·mol-1;CO的燃燒熱為282.5kJ?mol-1,CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-282.5kJ·mol-1⑤,④-⑤得2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-572kJ·mol-1,故氫氣的燃燒熱為286kJ·mol-1;(4)已知:反應(yīng)I:C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H1=﹣393.5kJ?mol-1,反應(yīng)II:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H2=﹣566kJ?mol-1,反應(yīng)III:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)
△H3=+141kJ?mol-1,目標(biāo)反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)可由III+2I-II,根據(jù)蓋斯定律可知△H=△H3+2△H1-△H2=(+141kJ?mol-1)+2×(﹣393.5kJ?mol-1)-(﹣566kJ?mol-1)=-80kJ?mol-1。20.(1)
188.7kJ(2)
速率問題【詳解】(1)題中已知①已知甲烷的燃燒熱為,可寫出熱化學(xué)方程式②
由方程式(②×3-①)×可得CO燃燒的熱化學(xué)方程式
;根據(jù)=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,鍵能+×-2×=,求得鍵能為,則使1molCO轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的原子時(shí)需要的能量是;1mol按上述方式燃燒時(shí)放出熱量為kJ≈701.3kJ,損失的熱能是890kJ-701.3kJ=188.7kJ;(2)根據(jù)蓋斯定律,方程式①×2+③×2-②,可得==;催化劑能加快反應(yīng)速率,但不影響平衡狀態(tài),實(shí)際生產(chǎn)中該氣化反應(yīng)需要加入催化劑,其主要原因是速率問題。21.(1)-260.4kJ?mol ̄1(2)
a,b,c,d
-285kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=?141kJ?mol?1(3)?567.5kJ?mol?1【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律,Zn(s)+HgO(s)═ZnO(s)+Hg(l)為總反應(yīng),則反應(yīng)①-反應(yīng)②可得總反應(yīng),所以ΔH=ΔH1—ΔH2=﹣351.1kJ?mol ̄1+90.7kJ?mol ̄1=-260.4kJ?mol ̄1;(2)①上述反應(yīng)中焓變都小于0,因此都屬于放熱反應(yīng),即屬于放熱反應(yīng)的是a,
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