一、选择题
1.(2016·湖北七市)不同的化学反应所需的活化能差别很大,其中有很多化学反应的活化能接近于零,下列反应中不属于活化能接近于零的是( )
3+-
A.Al+3OH===Al(OH)3↓ B.2H+O===H2O
-+
C.OH+H===H2O D.2H2+O2===2H2O
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.反应热就是反应放出的热量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应热
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 3.(2016·福建四地六校)反应A+B―→C(ΔH<0)分两步进行:①A+B―→X(ΔH>0),②X―→C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
4.(2014·海南卷)标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ/mol,463 kJ/mol,495 kJ/mol,下列热化学方程式正确的是( )
1
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH =-485 kJ/mol
21
B.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+485 kJ/mol
2
C.2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ΔH=+485 kJ/mol D.2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ΔH=-485 kJ/mol 5.(2016·豫北七校)下列说法中不正确的是( )
A.可燃冰、风能、核能、太阳能、潮汐能、沼气、生物质能都是新能源 B.将煤气化和液化都可以提高燃料的利用率,同时可以降低对环境的污染
C.将燃料用电池的形式使用可以提高燃料的利用率,同时可以降低对环境的污染 D.为了将煤炭充分使用,最好使用更小的颗粒,而且鼓入尽量多的过量空气 6.(2014·江苏卷)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3 4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
1
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
7.(2015·北京卷)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 8.(2014·全国新课标Ⅱ卷) 室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O
△
受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)=====CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3,则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
-1
9.(2015·海南卷)己知丙烷的燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1108 kJ
10.(2015·江西十三校)下列有关反应热的叙述中错误的是( )
-1
①已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol,则氢气的燃烧热为-241.8 -1
kJ·mol
②由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定
③X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
④已知: 共价键 C—C C===C C—H H—H -1键能/(kJ·mol) 348 610 413 436
上表数据可以计算出的焓变
⑤根据盖斯定律,推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2固体时,放出的热量相等
A.①②③④⑤ B.③④⑤ C.④⑤ D.①②③⑤
二、非选择题
11.(1)(2016·鄂州调考)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有:
(i)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+H2(g)
-1
ΔH1=+247.3 kJ·mol
(ii)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
-1
ΔH2=-90.1 kJ·mol
(iii)2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
-1
ΔH3=-566.01 kJ·mol
用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为
2
。
(2)(2016·东北三校)水煤气(主要成分:CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得。
-1
已知:①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3 kJ·mol
1-1
②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol
21-1
③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol
21-1
④H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol
21-1
⑤H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol
2
将2.4 g炭转化为水煤气,再完全燃烧生成CO2和水蒸气,整个过程的
-1
ΔH=________________ kJ·mol。
(3)(2016·鄂东南联盟)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 。 12.(1)(2015·浙江卷)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
催化剂
CH2CH3(g)CHCH2(g)+H2(g)
已知:
化学键 C—H C—C C===C H—H 键能/kJ·mol-412 348 612 436 1 -1计算上述反应的ΔH=________kJ·mol。 (2)(2015·江苏卷)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
-1
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol
-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) ΔH=-58.2 kJ·mol
-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH=-241.6 kJ·mol
-1
则反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的ΔH=______mol·L。
-1
(3)(2015·全国新课标Ⅰ卷)已知反应2HI(g) ===H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol,1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
(4)(2015·四川卷)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2 (g) =2Fe2O3(s) ΔH=-1648 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393 kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH=-1480 kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是___________________________________________________________________。
13.(2016·陕西八市)(1)反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
3
①该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。 ②该反应的反应热ΔH1=______________,若A(l)+B(l)C(g)+D(g)的反应热为ΔH2,则ΔH1________ΔH2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1________,E2________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl(g)和CO2(g)是放热反应,当1 mol Cl2(g)参与反应时释放145 kJ的热量,写出这个热化学方程式:_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
-1-1
14.(2014·汕头期末)某实验小组用0.50 mol·L NaOH溶液和0.50 mol·L 硫酸进行中和热的测定。
-1
Ⅰ.配制0.50 mol·L NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体________g。 (2)从图1中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)________。
图1
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如图2所示。
图2
-1
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol):
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验,实验数据如下表。 ①请填写下表中的空白。 温度实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度 温度差平均值 H2SO4 NaOH 平均值 t2/℃ (t2-t1)/℃ 1 26.2 26.0 26.1 30.1
4
2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 -1-1②用上述实验数值计算结果为53.5 kJ·mol,与57.3 kJ·mol有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
1.解析:离子之间的反应以及原子之间的反应,因为不需要发生化学键的断裂,所以活化能接近于零。
答案:D
2.解析:反应热是化学反应中吸收或放出的热量,A项错误;化学反应速率与反应吸热还是放热无关,B项错误;H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,D项错误。
答案:C
3.解析:由A+B―→X为吸热反应,故X的能量高于A和B的能量和,可排除A项和C项;而总反应A+B―→C为放热反应,故C的能量小于A和B的能量和,A项错误,而D项正确。
答案:D
4.解析: 化学反应的焓变等于反应物总键焓与生成物总键焓的差,由此可确定D项正确。
答案:D
5.解析:燃料燃烧时,鼓入的空气应该是适当的过量,加入太多,过量的空气会带走热量而损失。
答案:D
6.解析:C、CO的燃烧都是放热反应,故ΔH1<0、ΔH3<0,A项错误;CO2与C生成CO的反应为吸热反应,则ΔH2>0;铁的燃烧为放热反应,则ΔH4<0,B项错误;将第二、三个热化学方程式相加可得第一个热化学方程式,C项正确;将第五个热化学方程式系数同时乘以2后与第四个热化学方程式相加,再将系数同除以3可得第三个热化学方程式,故
ΔH4+2ΔH5
ΔH3=,D项错误。
3
答案:C
7.解析:根据能量-反应过程的图像知,状态I的能量高于状态III的能量,故该过程是放热反应,A错误;根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂,故B错误;由图Ⅲ可知,生成物是CO2,具有极性共价键,故C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,故D错误。
答案:C
2+2-
8.解析:依题意CuSO4·5H2O(s)溶于水发生反应CuSO4·5H2O(s)===Cu(aq)+SO4(aq)
2+2-
+5H2O(l) ΔH1>0;CuSO4溶于水发生反应CuSO4(s)===Cu(aq)+SO4(aq) ΔH2<0;根据盖斯定律有:CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,ΔH2-ΔH3=2ΔH2-ΔH1<0,A项错误;ΔH3-ΔH1=-ΔH2>0,B项正确;ΔH3=ΔH1-ΔH2,C项错
5
误;ΔH1+ΔH2-ΔH3=2ΔH2<0,D项错误。
答案:B
-1
9.解析:丙烷分子式是C3H8,燃烧热为ΔH=-2215 kJ·mol,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水,放热2 215 kJ。丙烷完全燃烧产生1.8 g水,物质的量为0.1 mol,消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量是Q=0.025 mol×2215 kJ/mol=55.375 kJ,选A。
答案:A
10.解析:①中水为气态,错误;②B具备的能量大于A,能量越高越不稳定,错误;③ΔH不随化学平衡的移动而改变,错误;④苯环中无C===C键,错误;⑤金刚石和石墨不是同种物质,具备的能量不同,错误。
答案:A
11.解析:(1)根据盖斯定律:(Ⅰ)×2+(Ⅱ)×2+(Ⅲ)得2CH4(g)+O2(g)
-1
2CH3OH(g)ΔH,故ΔH=2ΔH1+2ΔH2+ΔH3=(+247.3 kJ·mol)×2+(-90.1 kJ·mol-1-1-1
)×2+(-566.0 kJ·mol)=-251.6 kJ·mol。
(2)将炭转化为水煤气,再完全燃烧生成CO2和水蒸气,其本质相当于发生反应:C(s)+O2(g)===CO2(g),根据盖斯定律可以求出该反应的ΔH,进而求得2.4 g炭完全燃烧生成CO2整个过程的ΔH。
(3)由题目信息可知,常温时AX3为液体,AX5为固体,从而可写出该反应的热化学方程
-1
式为:AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol。
-1
答案:(1)2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)ΔH=-251.6 kJ·mol;
-1-1
(2)-78.7 kJ·mol;(3)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol。
12.解析:根据盖斯定律可以解决(2)和(4);根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,可以解决(1)和(3),注意苯环中的键没有变化。
答案: (1)124 (2)-317.3 (3) 299
(4)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ/mol
13.解析:(1)②该反应为放热ΔH<0,ΔH越小,放出的热量越多,故应改为:ΔH1
=-(E2-E1)kJ/mol,ΔH1<ΔH2。③加入催化剂能降低物质的活化能,则E1和E2都减小。
(2)2 mol Cl2参加反应的ΔH=-145×2 kJ/mol,ΔH应为-290 kJ/mol。 答案:(1)①放热 ②-(E2-E1)kJ/mol 小于 ③减小 减小 (2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g)
11
ΔH=-290 kJ/mol或Cl2(g)+H2O(g)+C(s)===2HCl(g)+CO2(g) ΔH=-145
22
kJ/mol
-1
14.解析:Ⅰ.(1)配制245 mL 0.50 mol·L NaOH溶液,应选择250 mL容量瓶,所
-1-1
以需NaOH的质量m(NaOH)=0.50 mol·L×0.250 L×40 g·mol=5.0 g;(2)NaOH固体易潮解,所以一定要放在烧杯中称量。
Ⅱ.(2)①每次实验温度差=t2-t1的平均值,第2组偏差太大,应舍弃,则最终温度差
-1
平均值为第1、3、4组三组实验的温度差之和除以3;②因为53.5 kJ·mol<57.3 kJ·mol-1
,说明实验过程中有热量散失,故a、c正确;d的做法会使测得的H2SO4的初始温度偏高,最终温度差平均值(t2-t1)变小,实验结果偏低,故d正确。
答案:Ⅰ.(1)5.0 (2)abe
11-1
Ⅱ.(1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol
22
(2)①4.0 ②acd
6
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