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專題23 化學(xué)反應(yīng)與能量 熱化學(xué)方程式
(滿分42分 時(shí)間20分鐘)
姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________
1.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式書寫及對(duì)應(yīng)表述均正確的是
A. 濃H2SO4與0.1 molL-1NaOH反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1
B. 密閉容器中,9.6 g硫粉與11.2 g鐵粉混合加熱充分反應(yīng),放出19.12 kJ熱量。則Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6 kJmol-1
C. 已知1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.5 kJ,則水分解的熱化學(xué)方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJmol-1
D. 已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJmol-1,則可知C的燃燒熱ΔH=-110.5 kJmol-1
【答案】B
【解析】
A. 中和熱是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成1mol水放出的熱量,濃H2SO4與0.1 molL-1NaOH反應(yīng)時(shí),濃硫酸稀釋也要放熱,所以生成1mol水時(shí)放出的熱量大于57.3 kJ,故A錯(cuò)誤;B. 密閉容器中,9.6g硫粉的物質(zhì)的量為: =0.3mol,11.2g鐵粉的物質(zhì)的量為: =0.2mol,二者混合加熱發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+S(s)===FeS(s),0.2mol鐵完全反應(yīng)放出熱量19.12kJ,則1mol鐵完全反應(yīng)放出熱量為19.12kJ5=95.6kJ,熱化學(xué)方程式為:Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6 kJmol-1,故B正確;C. 已知1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.5 kJ,則水分解的熱化學(xué)方程式:H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJmol-1,故C錯(cuò)誤;D. 燃燒熱指的是1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量,碳燃燒生成的CO不是穩(wěn)定的氧化物,故D錯(cuò)誤;答案選B。
2.2mol金屬鈉和1mol氯氣反應(yīng)的能量關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是
A. 相同條件下,K(s)的(ΔH2′+ΔH3′)
ΔH5
D. ΔH7<0,且該過程形成了分子間作用力
【答案】D
【解析】
【詳解】
A.鈉的熔沸點(diǎn)比鉀高,相同條件下,鈉氣化需要的熱量比鉀多,即K(s)的ΔH2′ΔH5,故C正確;D. 氯化鈉固體為離子晶體,不存在分子間作用力,故D錯(cuò)誤;故選D。
3.雪是冬之精靈,在雪水冰的轉(zhuǎn)化中能量變化的敘述正確的是
A. ΔH1>0,ΔH2>0 B. ΔH1<0,ΔH2<0
C. ΔH1>0,ΔH2<0 D. ΔH1<0,ΔH2>0
【答案】C
【解析】
【詳解】
雪→水的過程需吸收熱量,焓變是正值,故△H1>0,水→冰的過程需放出熱量,焓變是負(fù)值,故△H2<0,故選C。
4.下列敘述或書寫正確的是
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJmol-1,則1mol氫氣的燃燒熱大于241.8 kJmol-1
B. H2(g)+F2(g)=2HF(g)ΔH=-270kJmol-1,則相同條件下,2molHF氣體的能量大于1mol氫氣和1mol 氟氣的能量之和
C. 含20.0g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.7kJ的熱量,則表示該中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NaOH+HCl=NaCl+H2OΔH=-57.4kJmol-1
D. 500℃、30MPa時(shí),發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJmol-1。在此條件下將1.5molH2和過量N2充分反應(yīng),放出熱量19.3kJ
【答案】A
【解析】
【分析】
A、水由氣體變成液體要放出熱量;
B、反應(yīng)吸放熱由反應(yīng)物和生成物的總能量的大小關(guān)系決定.
C、熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài);
D、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能全部反應(yīng)。
【詳解】
A、 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJmol-1,水由氣體變成液體要放出熱量,則1mol氫氣的燃燒熱大于241.8 kJmol-1,故A正確;
B、從熱化學(xué)方程式H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270 kJmol-1可知,反應(yīng)放熱,即1 mol氫氣與1 mol氟氣的總能量大于2 mol氟化氫的總能量,故B錯(cuò)誤;
C、熱化學(xué)方程式?jīng)]有標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D、H2的物質(zhì)的量為1.5mol,完全消耗1.5mol氫氣會(huì)放出19.3kJ熱量,由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),氫氣不可能完全轉(zhuǎn)化成氨氣,所以放出的熱量小于19.3kJ,故D錯(cuò)誤;
故選A。
【點(diǎn)睛】
本題考查了燃燒熱的定義、可逆反應(yīng)對(duì)反應(yīng)熱的影響以及物質(zhì)穩(wěn)定性的判斷,易錯(cuò)點(diǎn)D,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能100%轉(zhuǎn)化為生成物。.
5.NF3是一種溫室氣體,其存儲(chǔ)能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年,如表所示是幾種化學(xué)鍵的鍵能:
化學(xué)鍵
N≡N
F—F
N—F
鍵能/kJ/mol
946
154.8
283.0
下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 過程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量
B. 過程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C. 反應(yīng)N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0
D. NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
【答案】B
【解析】
【詳解】
A.N2(g)→2N(g)為化學(xué)鍵的斷裂過程,應(yīng)吸收能量,故A錯(cuò)誤;B.N(g)+3F(g)→NF3(g)為形成化學(xué)鍵的過程,放出能量,故B正確;C.反應(yīng)N2(g)+3F2(g)→2NF3(g) △H=(946+3154.8-283.06)kJ?mol-1=-287.6kJ?mol-1,△H<0,為放熱反應(yīng),故C錯(cuò)誤;D.NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,無(wú)化學(xué)變化的發(fā)生,故D錯(cuò)誤;故選B。
【點(diǎn)睛】
本題考查反應(yīng)熱與焓變。把握化學(xué)鍵與焓變、化學(xué)反應(yīng)與鍵能的關(guān)系為解答的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為CD,C中要注意焓變等于斷裂化學(xué)鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量,D中要注意化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。
6.幾種物質(zhì)的能量關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A. C(s)+O2(g)=CO2(g) △H =—965.1 kJmol-1
B. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-221.2 kJmol-1
C. 由圖可知,甲烷的燃燒熱為779.7 kJmol-1
D. 通常由元素最穩(wěn)定的單質(zhì)生成生成1mol純化合物時(shí)的反應(yīng)熱稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓,由圖可知,CH4(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為+74.8 kJmol-1
【答案】B
【解析】
【詳解】
A、根據(jù)能量關(guān)系,無(wú)法計(jì)算出C和O2生成CO2的焓變,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)能量關(guān)系,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=(854.5-965.1)kJmol-1=-110.6kJmol-1,故B正確;C、根據(jù)圖可知,甲烷的燃燒熱為890.3kJmol-1,故C錯(cuò)誤;D、該反應(yīng)為化合反應(yīng),屬于放熱反應(yīng),即CH4(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為(890.3-965.1)kJmol-1=-74.8kJmol-1,故D錯(cuò)誤。
7.已知 X + Y M + N 反應(yīng)中的能量變化過程如圖,則下列推斷一定正確的是( )
A. X 的能量低于 M 的能量
B. Y 的能量低于 N 的能量
C. X 和 Y 總能量低于 M 和 N 總能量
D. 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)條件是加熱
【答案】C
【解析】
【分析】
A.由圖可知,生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量,而不是某一種反應(yīng)物或生成物的能量關(guān)系;
B.同A,由圖可知,生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量,而不是某一種反應(yīng)物或生成物的能量關(guān)系;
C.由圖可知,X和Y總能量低于M和N總能量;
D.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量是吸熱反應(yīng),反應(yīng)放熱還是吸熱與條件沒有關(guān)系.
【詳解】
A.由圖可知,M和N的總能量大于X和Y的總能量,不能說(shuō)明X的能量一定低于M的能量,故A錯(cuò)誤;
B.同A,由圖可知,M和N的總能量大于X和Y的總能量,Y的能量一定低于N的能量,故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,X和Y總能量低于M和N總能量,故C正確;
D.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量是吸熱反應(yīng),但是反應(yīng)放熱還是吸熱與條件沒有關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
8.已知斷裂1 mol H2(g)中的H-H鍵需要吸收436.4 kJ的能量,斷裂1 mol O2(g)中的共價(jià)鍵需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol H-O鍵能放出462.8 kJ的能量。下列說(shuō)法正確的是
A. 斷裂1 mol H2O中的化學(xué)鍵需要吸收925.6 kJ的能量
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-480.4 kJ/mol
C. 2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+480.4 kJ/mol
D. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-240.2 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【詳解】
A.生成H2O(g)中的1molH-O鍵能放出462.8kJ的能量,則斷裂1molH2O(g)中的化學(xué)鍵需要吸收熱量462.8kJ2=925.6kJ,但題干中并未說(shuō)明水的狀態(tài),A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,則2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=436.4kJ/mol2+498kJ/mol-22462.8kJ/mol=-480.4kJ/mol,B正確;
C.已知?dú)鈶B(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱,則2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H<-480.4kJ/mol,由此可知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H>+480.4kJ/mol,C錯(cuò)誤;
D.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H>+480.4kJ/mol,則H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H<-240.2 kJ/mol,D錯(cuò)誤;
答案選B。
【點(diǎn)睛】
本題考查反應(yīng)熱與焓變,為高頻考點(diǎn),把握反應(yīng)中能量變化、焓變的計(jì)算為解答的關(guān)鍵。注意氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水為放熱;焓變等于斷鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量,且物質(zhì)的量與熱量成正比,互為逆反應(yīng)時(shí)焓變的數(shù)值相同、符號(hào)相反,答題時(shí)需要靈活應(yīng)用。
9.如圖為氟利昂(如CFCl3)破壞臭氧層的反應(yīng)過程示意圖,下列不正確的是
A. 過程Ⅰ中斷裂極性鍵C-Cl鍵
B. 過程Ⅱ可表示為O3+ Cl =ClO + O2
C. 過程Ⅲ中O + O = O2是吸熱過程
D. 上述過程說(shuō)明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑
【答案】C
【解析】
A、過程Ⅰ中CFCl3轉(zhuǎn)化為CFCl2和氯原子,斷裂極性鍵C-Cl鍵,選項(xiàng)A正確;B、根據(jù)圖中信息可知,過程Ⅱ可表示為O3 + Cl = ClO + O2,選項(xiàng)B正確;C、原子結(jié)合成分子的過程是放熱的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D、上述過程說(shuō)明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑,選項(xiàng)D正確。答案選C。
10.下列有關(guān)氫原子(用H表示)與氫分子的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A. 化學(xué)能:2molH >1molH2 B. H原子間發(fā)生碰撞就能轉(zhuǎn)化為H2
C. 穩(wěn)定性:H<H2 D. H2→2H的過程是吸熱過程
【答案】B
【解析】
【詳解】
由H轉(zhuǎn)化為H2時(shí)要形成化學(xué)鍵,而形成化學(xué)鍵的過程會(huì)放出熱量,故產(chǎn)物所具有的能量比反應(yīng)物的低,物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定,A、C、D均正確,只有粒子間的有效碰撞才能引發(fā)反應(yīng),B錯(cuò)誤;正確選項(xiàng)B。
11.下列說(shuō)法正確的是
A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-801.3kJmol-1,結(jié)論:CH4 的燃燒熱為△H=-801.3kJmol-1
B. 稀溶液中有 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol,結(jié)論:將鹽酸與氨水的稀溶液混合后,若生成 1mol H2O,則會(huì)放出 57.3kJ 的能量
C. Sn(s,灰)Sn(s,白) ΔH=+2.1kJ/mol (灰錫為粉末狀),結(jié)論:錫制品在寒冷的冬天因易轉(zhuǎn)化為灰錫而損壞
D. C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395kJmol-1,結(jié)論:相同條件下金剛石性質(zhì)比石墨穩(wěn)定
【答案】C
【解析】
【分析】
A.1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱;
B.強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量叫中和熱;
C.降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向進(jìn)行;
D.將題目所給兩個(gè)方程式相減可得出石墨與金剛石的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,物質(zhì)所含能量越低越穩(wěn)定。
【詳解】
A、1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,水為液態(tài)水時(shí)才是甲烷的燃燒熱,故錯(cuò)誤;
B、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量叫中和熱,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,氨水是弱堿,電離需要吸熱,反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ,故錯(cuò)誤;
C、降溫平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng),冬天溫度低正反應(yīng)吸熱,平衡逆向移動(dòng)轉(zhuǎn)化為粉末狀的灰錫而損壞,故正確;
D、C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJmol-1①;C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395kJmol-1②;①-②得C(s,石墨)=C(s,金剛石) ΔH=+1.5kJ/mol,說(shuō)明石墨變成金剛石要吸收熱量,即金剛石比石墨能量高,物質(zhì)所含能量越低越穩(wěn)定,所以石墨更穩(wěn)定,故錯(cuò)誤;
綜上所述,本題選C。
12.已知熱化學(xué)方程式:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) ΔH=-Q kJmol-1(Q>0)。下列說(shuō)法正確的是 ( )。
A. 相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量
B. 將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出熱量為Q kJ
C. 增大壓強(qiáng)或升高溫度,該反應(yīng)過程放出更多的熱量
D. 如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ,則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化
【答案】D
【解析】
【詳解】
A.反應(yīng)是放熱反應(yīng),依據(jù)反應(yīng)前后能量守恒,相同條件下,2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量大于2molSO3(g)所具有的能量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B、△H=-QkJmol-1,Q的具體含義是:當(dāng)2mol 的二氧化硫與1mol 的氧氣完全反應(yīng)生成2mol 的三氧化硫時(shí),放出的熱量為QkJ ,但這是一個(gè)可逆反應(yīng),不可能完全反應(yīng),因此放出的熱量小于Q kJ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C、增大壓強(qiáng),該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),放出熱量更多,升高溫度,該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),放出熱量減少,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D、如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱QkJ,參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol,故一定有2molSO2(g)被氧化,選項(xiàng)D正確;答案選D。
13.已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJmol-1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJmol-1,H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462 kJmol-1,則a為( )
A. -332 B. -118 C. +350 D. +130
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH,再應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算。
【詳解】
根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和,反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=2E(H—H)+E(O=O)-4E(O—H)=2436kJ/mol+496kJ/mol-4462kJ/mol=-480kJ/mol,將反應(yīng)編號(hào),2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-480kJ/mol(①),2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-220kJ/mol(②),應(yīng)用蓋斯定律,將(②-①)2得,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=[(-220kJ/mol)-(-480kJ/mol)]2=+130kJ/mol,即a=+130,答案選D。
【點(diǎn)睛】
掌握反應(yīng)熱ΔH的各種計(jì)算方法是解答本題的關(guān)鍵。反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算常用的方法有:(1)ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量;(2)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和;(3)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算。
14.一些烷烴的燃燒熱如下表:
下列表達(dá)正確的是( )
A. 乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8 kJmol-1
B. 穩(wěn)定性:正丁烷>異丁烷
C. 正戊烷的燃燒熱大于3531.3 kJmol-1
D. 相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多
【答案】C
【解析】
【詳解】
A項(xiàng),乙烷的燃燒熱為1560.8kJ/mol,指1molC2H6(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)放出1560.8kJ的熱量,乙烷燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式為C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1560.8kJ/mol,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B項(xiàng),正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體,1mol正丁烷和異丁烷完全燃燒都生成4molCO2(g)和5molH2O(l),正丁烷的燃燒熱>異丁烷的燃燒熱,則正丁烷具有的能量>異丁烷具有的能量,根據(jù)能量越低越穩(wěn)定,穩(wěn)定性:正丁烷<異丁烷,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C項(xiàng),正戊烷和2—甲基丁烷互為同分異構(gòu)體,根據(jù)正丁烷的燃燒熱>異丁烷的燃燒熱知,互為同分異構(gòu)體的化合物支鏈多的燃燒熱小,正戊烷的燃燒熱>2—甲基丁烷的燃燒熱,正戊烷的燃燒熱大于3531.3kJ/mol,C項(xiàng)正確;
D項(xiàng),隨著碳原子數(shù)的增多烷烴含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大,1gCH4、C2H6、C3H8完全燃燒放出的熱量依次為55.64kJ(=55.64kJ)、52.03kJ(=52.03kJ)、50.49kJ(=50.49kJ),可見相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越少,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選C。
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