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文檔簡介
1.2反應熱的計算同步習題高二上學期化學人教版(2019)選擇性必修1一、單選題1.下列說法錯誤的是()A.利用蓋斯定律可計算某些難以直接測量的反應焓變B.在指定狀態(tài)下各物質的焓值都是確定且是唯一的C.如果一個化學方程式通過其他幾個化學方程式相加減而得到,那么該反應的焓變可由相關化學方程式的焓變相加減而得到D.當同一個化學反應以不同的過程完成時,反應的焓變是不同的2.在36g碳不完全燃燒所得氣體中,CO占1/3體積,CO2占2/3體積,且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol.與這些碳完全燃燒相比,損失的熱量是()A.172.5kJ B.1149kJ C.517.5kJ D.283kJ3.以NA代表阿伏加德羅常數(shù),則關于熱化學方程式C2H2(g)+5/2O2(g)2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300kJ·mol-1的說法中,正確的是()A.當10NA個電子轉移時,該反應放出2600kJ的能量B.當1NA個水分子生成且為液體時,吸收1300kJ的能量C.當2NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量D.當8NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量4.已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如表:共價鍵H—HN—HN≡N鍵能/(kJ·mol-1)436391x熱化學方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1則x等于()A.1130 B.946 C.691 D.3165.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+489.0kJ·mol?1①CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=?283.0kJ·mol?1②C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=?393.5kJ·mol?1③則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的ΔH為()A.+1164.1kJ·mol?1 B.?1641.0kJ·mol?1C.?259.7kJ·mol?1 D.?519.4kJ·mol?16.已知:;;;;下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()A., B.,C. D.7.已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51kJ/molC(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.41kJ/mol據(jù)此判斷,下列說法正確的是()A.由石墨制備金剛石是吸熱反應;金剛石比石墨穩(wěn)定B.由石墨制備金剛石是吸熱反應;石墨比金剛石穩(wěn)定C.由石墨制備金剛石是放熱反應;石墨比金剛石的能量低D.由石墨制備金剛石是放熱反應;石墨比金剛石的能量高8.已知2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出能量484kJ,且氧氣中1molO==O鍵完全斷裂時吸收能量496kJ,水蒸氣中1molH—O鍵形成時放出能量463kJ,則氫氣中1molH—H鍵斷裂時吸收能量為()A.920kJ B.557kJC.436kJ D.188kJ9.“世上無難事,九天可攬月”,我國的航空航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就。碳酰肼類化合物[Mn(L)3](ClO4)2是種優(yōu)良的含能材料,可作為火箭推進劑的組分,其相關反應的能量變化如圖所示,已知△H2=-299kJ·mol-1,則△H1(kJ·mol-1)為()A.-1389 B.-1334 C.-1703 D.-156310.催化加氫制的反應體系中,發(fā)生的主要反應如下:反應1:反應2:恒壓下,將起始的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管,測得出口處的轉化率及和的選擇性[]隨溫度的變化如下圖所示。下列說法不正確的是()A.B.曲線③表示CO的選擇性C.280℃時出口處的物質的量分數(shù)比220℃時小D.為提高生產效率,需研發(fā)轉化率高和選擇性高的催化劑11.太陽能的開發(fā)與利用是能源領域的一個重要研究方向,由CO2制取C的太陽能工藝如圖所示,下列有關說法正確的是()A.分解1molFe3O4轉移電子數(shù)為2NAB.根據(jù)蓋斯定律可知,△H1+△H2=0C.FeO在CO2轉化為C的過程中的作用是催化劑D.該工藝是將太陽能轉化為電能12.下列說法錯誤的是()A.合成氨反應采取循環(huán)操作主要是為了提高化學反應速率B.、,則C.反應,能自發(fā)進行的原因是D.一定溫度下,對平衡體系縮小體積,再次達到平衡時不變13.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=?566kJ·mol?1;Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=?226kJ·mol?1根據(jù)以上熱化學方程式和圖像判斷,下列說法正確的是()A.CO的燃燒熱為283kJB.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH>?452kJ·mol?1C.上圖可表示由1molCO生成CO2的反應過程和能量關系D.根據(jù)以上熱化學方程式無法求算Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)的反應熱14.已知①H2O(g)H2O(l)ΔH1=Q1kJ·mol-1②C2H5OH(g)C2H5OH(l)ΔH2=Q2kJ·mol-1③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=Q3kJ·mol-1。若使23g酒精液體完全燃燒,最后恢復到室溫,則放出的熱量為()A.(Q1+Q2+Q3)kJ B.0.5(Q1+Q2+Q3)kJC.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ D.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)kJ15.S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。已知:①S(單斜,s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-297.16kJ·mol-1②S(正交,s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-296.83kJ·mol-1③S(單斜,s)=S(正交,s)ΔH3下列說法正確的是()A.ΔH3=+0.33kJ·mol-1B.單斜硫轉化為正交硫的反應是吸熱反應C.S(單斜,s)=S(正交,s)ΔH3<0,正交硫比單斜硫穩(wěn)定D.S(單斜,s)=S(正交,s)ΔH3>0,單斜硫比正交硫穩(wěn)定16.下列說法或表達式正確的是()A.0.5mol稀H2SO4與0.5mol稀Ba(OH)2溶液反應放出akJ熱量,則中和熱為-akJ/molB.則熱量變化關系式:△H1+△H3+△H5=-(△H2+△H4)C.△H與反應方程式中的化學計量數(shù),物質的狀態(tài)和可逆反應均有關D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的△H不同17.下列六個說法中,正確的有()①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱為ΔH=-241.8kJ·mol-1②由單質A轉化為單質B是一個吸熱過程,由此可知單質B比單質A穩(wěn)定③X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)ΔH>0,恒溫恒容條件下達到平衡后加入X,上述反應的ΔH增大④已知:共價鍵C—CC=CC—HH—H鍵能/(kJ·mol-1)348610413436根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以計算出C6H6(g)+3H2(g)→C6H12(g)的焓變⑤根據(jù)蓋斯定律,推知在相同條件下,金剛石或石墨燃燒生成1molCO2固體時,放出的熱量相等⑥25℃、101kPa時,1mol碳完全燃燒生成CO2所放出的熱量為碳的燃燒熱A.1個 B.2個 C.3個 D.4個18.101kPa,1mol物質完全燃燒[氮元素轉化為,氫元素轉化為,碳元素轉化為]的反應熱叫做該物質的標準燃燒熱,一些物質的標準燃燒熱(25℃下)如表所示,下列說法正確的是()物質化學式氫氣―285.8乙烯―1411.0乙醇―1366.8甲烷―890.3A.表示乙醇標準燃燒熱的熱化學方程式為B.2g氫氣完全燃燒生成1mol所放出的熱量大于285.8kJC.常溫常壓下,的反應熱D.甲烷完全燃燒時,反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能19.黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學方程式為:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1;S(s)+2K(s)=K2S(s)△H2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)△H3=ckJ·mol-1;則x為()A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b20.(N2H4)是火箭發(fā)動機的燃料,它與N2O4反應時,N2O4為氧化劑,生成氮氣和水蒸氣。已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)ΔH=+8.7kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.0kJ/mol,下列表示肼跟N2O4反應的熱化學方程式,正確的是()A.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-542.7kJ/molB.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1059.3kJ/molC.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1076.7kJ/molD.N2H4(g)+12N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1076.7kJ/mol二、綜合題21.運用化學反應原理研究合成氨反應有重要意義,請完成下列探究。(1)生成氫氣:將水蒸氣通過紅熱的炭即產生水煤氣。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ·mol-1,△S=+133.7J·mol-1·K-1,該反應在低溫下(“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)已知在400℃時,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的Kt=0.5。相關化學鍵鍵能數(shù)據(jù)為化學鍵H-HN-H鍵能E(kJ·mol-1)946436390.8回答下列問題:①在400℃時,2NH3(g)N2(g)+3H2(g的K2=(填數(shù)值),△H=。②400℃時,在1L的反應容器中進行合成氮反應,一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質的量分別為4mol、2mol、4mol,則此時反應v正(N2)v逆(N2)(填“>”“<”“=”或“不能確定”)。③若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,則合成氨反應的平衡(填“向左”“向右”或“不”移動;使用催化劑(填“增大”“減小”或“不改變”反應的△H。(3)氮的固定一直是科學家研究的重要課題,合成氨則是人工固氮比較成熟的技術,其原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在不同溫度、壓強和相同催化劑條件下,初始時N2、H2分別為0.1mol、0.3mol時,平衡后混合物中氨的體積分數(shù)(φ)如圖所示。①其中,p1、p2和p3由太到小的順序是②若在250℃、p1為105Pa的條件下,反應達到平衡,此時B點N2的分壓p(N2)為Pa(分壓=總壓×物質的量分數(shù),保留一位小數(shù))。22.環(huán)氧乙烷(,別稱EO)是重要的殺菌劑和工業(yè)合成原料?;卮鹣铝袉栴}:(1)(一)乙烯直接氧化法:反應Ⅰ:(g)反應Ⅱ:乙烯與在a、b兩種催化劑作用下發(fā)生反應,催化劑的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的選擇性(用EO選擇性%表示)與溫度(T)的變化曲線如圖一所示。①依據(jù)圖給信息,選擇制備環(huán)氧乙烷的適宜條件為。②M點后曲線下降的原因為。③下列說法正確的有(填標號)。A.催化劑的選擇性越高,其達到最高反應活性所需的溫度越高B.催化劑的催化活性與溫度成正比C.不同催化劑達到最高活性時的溫度不同(2)設為相對壓力平衡常數(shù),其表達式寫法:在濃度平衡常數(shù)表達式中,用相對分壓代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以。反應Ⅰ、Ⅱ對應的隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖二所示。①0(填“>”或“<”)。②在T℃的恒溫、恒容密閉容器中,按體積分數(shù)充入反應混合氣體:乙烯30%、氧氣7%,其余混合氣63%(致穩(wěn)氣),發(fā)生反應Ⅰ(忽略反應Ⅱ)。平衡時體系壓強為2000kPa,乙烯的轉化率為,則T℃下反應Ⅰ的相對壓力平衡常數(shù)。(3)(二)電化學合成法科學家利用、水合成環(huán)氧乙烷,有利于實現(xiàn)碳中和。總反應為:,該過程在兩個獨立的電解槽中實現(xiàn),裝置如圖三所示,在電解槽2中利用氯離子介導制備環(huán)氧乙烷,內部結構如圖四所示。①電解槽1中陰極的電極反應式為。②圖四虛線框中發(fā)生的反應為:、、。23.研究氮及其化合物的性質在人類進步過程中具有極為重要的意義。(1)肼(N2H4)與N2O4分別是火箭發(fā)射中最常用的燃料與氧化劑。已知2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1225kJ·mol-1。幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵N—HN—NN≡NO—H鍵能/(kJ·mol-1)390190946460則1molN2O4(l)完全分解成相應的原子時需要吸收的能量是。(2)N2O4與NO2轉化的熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+24.4kJ·mol-1。①將一定量的N2O4投入固定容積的真空容器中,下述現(xiàn)象能說明反應達到平衡的是(填字母)。a.v正(N2O4)=2v逆(NO2)b.體系顏色不變c.氣體平均相對分子質量不變d.氣體密度不變②在一密閉容器中發(fā)生該反應,達到平衡后,保持體積不變升高溫度,再次達到平衡時,則混合氣體的顏色(填“變深”“變淺”或“不變”),判斷理由。③平衡常數(shù)K可用反應體系中氣體物質平衡分壓表示,即K表達式中平衡濃度可用平衡分壓代替,分壓=總壓×物質的量分數(shù)[例如:p(NO2)=p總×x(NO2)]。寫出上述反應平衡常數(shù)K的表達式(用p總、各氣體物質的量分數(shù)x表示);影響K的因素為。(3)氨是一種重要的化工原料,在工農業(yè)生產中有廣泛的應用。在773K時,分別將2.00molN2和6.00molH2充入一個固定容積為1L的密閉容器中,限著反應的進行,氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間(t)的關系如表所示:t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00①該溫度下,若向同容積的另一容器中投入N2、H2、NH3,其濃度均為3mol·L-1,則此時v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。②由表中的實驗數(shù)據(jù)可得到“c—t”的關系,如圖1所示,表示c(N2)—t的曲線是。在此溫度下,若起始充入4molN2和12molH2,則反應剛達到平衡時,表示c(H2)—t的曲線上相應的點為。(4)有人設想以N2和H2為反應物,以溶有A的稀鹽酸為電解質溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如圖2所示。電池正極的電極反應式是,A是。24.低碳烷烴選擇氧化及脫氫反應的研究既是解決能源問題的有效途徑之一,也是碳基能源催化研究的熱門課題。乙烷的選擇氧化生成乙醛有如下三種反應機理:機理Ⅰ:C2H6→CH3CHO機理Ⅱ:C2H6→CH3CH2OH→CH3CHO機理Ⅲ:C2H6→C2H4→CH3CHO已知下圖是乙烷選擇氧化生成乙醛的一種反應歷程的過渡態(tài)、中間體和產物的穩(wěn)定幾何構型。請回答下列問題:(1)根據(jù)圖中的幾何構型示意圖,推測該反應歷程是乙烷選擇氧化生成乙醛的機理(填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)(2)一定條件下,幾種化學鍵的鍵能如表所示化學鍵C-HO-HO=OC=OC-C鍵能kJ·mol-l413.4426.8497.3750347.7①反應。升高溫度活化分子百分數(shù)將(填“增大”或“不變”或“減小”)。②溫度下,在的剛性密閉容器中按一定比例加入和發(fā)生反應,平衡時的體積分數(shù)與的關系如圖所示。圖中P點的橫坐標;乙烷轉化率最大的是點(填“M”或“P”或“Q”);若要縮短a點至Q點所用的時間,可采取的措施有(答出一條即可)。(3)反應速率與濃度之間存在如下關系:,k正、k逆為速率常數(shù),只受溫度影響。時在的剛性密閉容器中,通入和發(fā)生反應,保持溫度不變,平衡時的體積分數(shù)為,則此溫度下的轉化率為;(用k逆表示);當溫度升高時,k正增大b倍,k逆增大d倍,則bd(填“>”或“=”或“<”)。25.回答下列問題(1)已知1g甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放56kJ的熱量,則甲烷燃燒的熱化學方程式。(2)增大壓強,平衡填(“正向移動”“逆向移動”或“不移動”),顏色(填“變深”“變淺”或“不變”)。(3)工業(yè)制備純硅的反應為,若將生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反應,則此制備純硅反應過程中的熱效應是kJ。
答案解析部分1.【答案】D【解析】【解答】A.利用蓋斯定律可計算某些難以直接測量的反應焓變,A不符合題意;
B.物質的焓值與所處的溫度、壓強、狀態(tài)等因素有關,在指定狀態(tài)下各物質的焓值都是確定且是唯一的,B不符合題意;
C.蓋斯定律可知,如果一個化學方程式通過其他幾個化學方程式相加減而得到,那么該反應的焓變可由相關化學方程式的焓變相加減而得到,C不符合題意;
D.反應無論經(jīng)歷怎樣的過程,始態(tài)與終態(tài)相同,焓變也不變,D符合題意;
故答案為:D
【分析】A.利用蓋斯定律可計算某些難以直接測量的反應焓變;
B.物質的焓值與所處的溫度、壓強、狀態(tài)等因素有關,在指定狀態(tài)下各物質的焓值都是確定且是唯一的;
C.一個化學方程式通過其他幾個化學方程式相加減得到,反應的焓變也是相加減得到;
D.反應無論經(jīng)歷怎樣的過程,始態(tài)與終態(tài)相同,焓變也不變。2.【答案】D【解析】【解答】36g碳的物質的量為=3mol,所以CO的物質的量為3mol×=1mol,由于CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol可知1molCO燃燒放出的熱量為283kJ,即36g碳不完全燃燒生成1molCO損失的熱量為283kJ,故答案為:D?!痉治觥扛鶕?jù)生成一氧化碳的物質的量計算一氧化碳完全燃燒放出的熱量,即可得到熱量的損失數(shù)值。3.【答案】D【解析】【解答】A、當10NA個電子轉移時,有1molC2H2分子參加反應,根據(jù)方程可知放出1300KJ的能量,A不符合題意;B、該反應為放熱反應,反應時不是吸收能量,而是放出能量,B不符合題意;C、當2NA個碳氧共用電子對生成時,有1/2mol二氧化碳分子生成,根據(jù)方程可知放出650KJ的能量,C不符合題意;D、當8NA個碳氧共用電子對生成時,有2mol二氧化碳分子生成,根據(jù)方程可知放出1300KJ的能量,D符合題意;故答案為:D【分析】A.當10NA個電子轉移時,有1molC2H2分子參加反應,據(jù)此計算反應熱;
B.該反應為放熱反應,不會吸收能量;
C.當2NA個碳氧共用電子對生成時,有0.5mol二氧化碳分子生成,據(jù)此計算反應熱;
D.當8NA個碳氧共用電子對生成時,有2mol二氧化碳分子生成,據(jù)此計算反應熱;4.【答案】B【解析】【解答】已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1,該反應的△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,則E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1;解得E(N≡N)=946kJ·mol-1;故答案為:B。
【分析】根據(jù)△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能計算。5.【答案】B【解析】【解答】根據(jù)蓋斯定律,將③×6?①×2?②×6得:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s),則ΔH=?393.5kJ·mol?1×6?489.0kJ·mol?1×2+283.0kJ·mol?1×6=?1641.0kJ·mol?1。故答案為:B【分析】運用蓋斯定律對方程式進行運算時,ΔH也要運算。6.【答案】C【解析】【解答】A.C、CO與O2的反應均為燃燒反應,燃燒反應都屬于放熱反應,因此ΔH1<0,ΔH2<0,A不符合題意;B.反應②C與CO2的反應為吸熱反應,ΔH2>0反應④Fe在O2中燃燒的反應為放熱反應,ΔH4<0,B不符合題意;C.根據(jù)蓋斯定律可得,反應①的反應熱ΔH1=ΔH2+ΔH3,C符合題意;D.根據(jù)蓋斯定可得,反應③的反應熱ΔH3=(ΔH4+2ΔH5),D不符合題意;故答案為:C
【分析】A、燃燒反應均為放熱反應;
B、反應②為吸熱反應,反應④為放熱反應;
C、根據(jù)蓋斯定律分析;
D、根據(jù)蓋斯定律分析;7.【答案】B【解析】【解答】由石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51kJ/mol;②C(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.41kJ/mol,利用蓋斯定律將①-②可得:C(石墨)=C(金剛石)△H=+1.9kJ?mol-1,則由石墨制備金剛石是吸熱反應,石墨的能量低于金剛石,所以石墨比金剛石更高穩(wěn)定,故答案為:B?!痉治觥勘绢}考查熱化學方程式的書寫及應用,題目難度不大,注意反應的熱效應與物質能量的關系。8.【答案】C【解析】【解答】設1molH—H鍵斷裂時吸收能量為xkJ。2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時應該拆開2molH—H鍵、1molO=O鍵,吸收的能量為(2x+496)kJ;生成2molH2O形成4molH—O鍵,放出的能量為4×463kJ=1852kJ,依據(jù)能量守恒定律放出能量484kJ=1852kJ-(2x+496)kJ,即可求出x=436。
故答案為:C【分析】化學反應放出的熱量=新健生成的熱量-就見斷裂吸收的能量9.【答案】C【解析】【解答】由蓋斯定律可知,△H1=2△H2+△H3-△H4=2×(-299kJ/mol)+(-1018kJ/mol)-(+87kJ/mol)=-1703kJ/mol,故答案為:C。
【分析】根據(jù)蓋斯定律計算。10.【答案】B【解析】【解答】A、根據(jù)蓋斯定律,將反應1-反應2可得,故A正確;
B、根據(jù)選擇性的計算公式可知,CO的選擇性+的選擇性=1,則曲線②表示CO的選擇性,故B錯誤;
C、升高溫度,反應1的平衡逆向移動,且220℃時的選擇性大于280℃時,則280℃時出口處的的物質的量分數(shù)比220℃時小,故C正確;
D、催化劑能提高反應速率,因此為提高生產效率,需研發(fā)轉化率高和選擇性高的催化劑,故D正確;
故答案為:B。
【分析】A、根據(jù)蓋斯定律分析;
B、曲線②是CO的選擇性;
C、升溫反應2的平衡正向移動;
D、催化劑能提高反應速率。11.【答案】A【解析】【解答】A.Fe3O4分解生成FeO,F(xiàn)e元素從+3價降低到+2價,1molFe3O4中含有1mol二價鐵和2mol三價鐵,所以轉移電子數(shù)為2NA,故A符合題意;B.Fe3O4分解生成FeO,F(xiàn)eO與CO2反應生成Fe3O4,兩個反應的生成物和反應物不同,所以反應放出或吸收的熱量不同,則△H1+△H2≠0,故B不符合題意;C.FeO在CO2轉化為C的過程中Fe元素的化合價升高,則FeO失電子作還原劑,故C不符合題意;D.該工藝是將太陽能轉化為化學能,故D不符合題意。
【分析】蓋斯定律指的是化學反應與反應的途徑無關,而與反應的初始和結束狀態(tài)有關。12.【答案】A13.【答案】B【解析】【解答】A.燃燒熱的單位為kJ/mol,所以CO的燃燒熱為283kJ/mol,故A不符合題意;B.CO2由固態(tài)到氣態(tài)需吸收能量,所以反應2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH>-452kJ/mol,故B符合題意;C.由題中信息可知,圖中表示的是由2molCO生成2molCO2的反應過程和能量關系,故C不符合題意;D.根據(jù)蓋斯定律,將題干中的第一個熱化學方程式中的反應熱除以2再加上第二個熱化學方程式中的反應熱,即可求出Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)的反應熱,故D不符合題意。故答案為:B?!痉治觥扛鶕?jù)熱化學方程式的含義及蓋斯定律計算反應熱,從圖像中坐標軸的含義分析圖像表達的意思。14.【答案】C【解析】【解答】由①H2O(g)═H2O(l)△H1=Q1kJ/mol;②C2H5OH(g)═C2H5OH(l)△H2=Q2kJ?mol-1;③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H3=Q3kJ?mol-1;結合蓋斯定律可知,③-②+①×3得到C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l),其△H=(Q3-Q2+3Q1),若使23g酒精液體完全燃燒,最后恢復到室溫,則放出的熱量為23g/(46g/mol)×(Q3-Q2+3Q1)=1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3;故答案為:C。
【分析】根據(jù)題意,結合蓋斯定律可得1mol酒精燃燒的放出的熱量,根據(jù)公式n=m/M,可以求出23g酒精的物質的量為0.5mol,進而求出其燃燒放出的熱量。15.【答案】C【解析】【解答】A.由蓋斯定律可知,反應①-②=③,所以△H3=(-297.16kJ?mol-1)-(-296.83kJ?mol-1)=-0.33kJ/mol,故A不符合題意;B.S(單斜,s)═S(正交,s)△H3=-0.33kJ/mol,反應放熱,故B不符合題意;C.根據(jù)S(單斜,s)═S(正交,s)△H3=-0.33kJ/mol,單斜硫的能量比正交硫的能量高,正交硫比單斜硫穩(wěn)定,故C符合題意;D.根據(jù)S(單斜,s)═S(正交,s)△H3=-0.33kJ/mol,單斜硫的能量比正交硫的能量高,正交硫比單斜硫穩(wěn)定,故D不符合題意;故答案為C。
【分析】(1)當時,化學反應吸收熱量;當時,化學反應放出熱量;
(2)注意:物質的能量越低越穩(wěn)定。16.【答案】B【解析】【解答】A.H2SO4與Ba(OH)2反應的過程中生成BaSO4沉淀,因此該反應的反應熱不是中和熱,A不符合題意;B.根據(jù)蓋斯定律可得,△H1+△H3+△H5=-(△H2+△H4),B符合題意;C.反應熱ΔH與反應方程式中的化學計量數(shù)、物質的狀態(tài)有關,與反應是否可逆無關,C不符合題意;D.由于反應熱ΔH與物質所具有的能量的相對大小有關,與反應條件無關,因此同溫同壓下,同一個反應,在不同條件下進行,其反應熱不變,D不符合題意;故答案為:B【分析】A.中和熱是指強酸和強堿的稀溶液反應生成1molH2O(l)釋放的能量;B.根據(jù)蓋斯定律分析;C.ΔH是指物質完全反應放出的熱量,與反應是否可逆無關;D.反應熱ΔH與物質所具有的能量的相對大小有關,與反應條件無關;17.【答案】A【解析】【解答】①燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量,氫氣燃燒生成液態(tài)水,由熱化學方程式可知,氫氣的燃燒熱<-241.8kJ?mol-1,①不符合題意;
②單質A轉化為單質B是一個吸熱過程,則B的能量比A的高,能量越高越不穩(wěn)定,②不符合題意;
③一定條件下,反應熱與平衡移動無關,與化學計量數(shù)與物質的狀態(tài)有關,③不符合題意;
④反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能,由于苯環(huán)中不存在碳碳雙鍵,不能計算反應熱,④不符合題意;
⑤金剛石與石墨的結構不同,能量不相同,在相同條件下,金剛石或石墨燃燒生成1molCO2固體時,放出的熱量不相等,⑤不符合題意;
⑥碳的燃燒熱指:25℃,101kPa時,1mol碳完全燃燒生成CO2所放出的熱量,⑥符合題意。
故答案為:A
【分析】①燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒放出的熱量,各物質需要最后生成C-CO2,H-H2O(液態(tài)),N-N2;
②物質能量越低越穩(wěn)定;
③反應熱是指在完全轉化時反應放出或者吸收的熱量;
④苯環(huán)中不存在碳碳雙鍵,是一種介于單鍵和雙鍵的特殊的化學鍵;
⑤金剛石與石墨具有不同能量,但是兩者生成相同的產物,所以放出能量不同;
⑥熟記燃燒熱定義;18.【答案】C【解析】【解答】A.表示乙醇標準燃燒熱的熱化學方程式為,故A不符合題意;
B.液態(tài)水到氣態(tài)水需要吸收熱量,因此2g(1mol)氫氣完全燃燒生成1mol所放出的熱量小于285.8kJ,故B不符合題意;
C.①,②,②-①即可得到反應熱,故C符合題意;
D.甲烷完全燃燒時放出熱量,反應物的總鍵能<于生成物的總鍵能,故D不符合題意;
故答案為:C
【分析】A.根據(jù)給出的數(shù)據(jù)即可寫出熱化學方程式;
B.根據(jù)液態(tài)水到氣態(tài)水釋放熱量判斷;
C.根據(jù)寫出乙醇和乙烯反應的熱化學方程式利用蓋斯定律即可計算;
D.焓變=反應物鍵能-生成物鍵能判斷。19.【答案】A【解析】【解答】碳的燃燒熱△H1=akJ?mol-1,其熱化學方程式為C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJ?mol-1①S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=bkJ?mol-1②2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=ckJ?mol-1③將方程式3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),則△H=xkJ?mol-1=(3a+b-c)kJ?mol-1,所以x=3a+b-c,故答案為A。
【分析】由信息C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJ?mol-1①S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=bkJ?mol-1②2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=ckJ?mol-1③
結合蓋斯定律可知,3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),以此來解答。20.【答案】C【解析】【解答】肼可作為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣,①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=+8.7kJ/mol,②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將方程式②×2-①得肼和N2O4反應的熱化學方程式:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1076.7kJ/mol,故答案為:C?!痉治觥扛鶕?jù)蓋斯定律,①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=+8.7kJ/mol,②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol,將方程式②×2-①得肼和N2H4反應的熱化學方程式。21.【答案】(1)不能(2)2;+90.8;=;向左;不改變(3)p1>p2>p3;8.3×103【解析】【解答】(1)該反應中,△H、△S均大于0,則低溫下,△G=△H-T△S>0,所以該反應在低溫下不能自發(fā)進行。
(2)①由分析可知,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K2==2,△H=390.8×6kJ·mol-1-(946+3×436)kJ·mol-1=+90.8kJ·mol-1。
②根據(jù)題干信息可知,此時該反應的濃度熵Qc===0.5=K1,說明反應達到化學平衡,則正逆反應速率相等,所以v正(N2)=v逆(N2)。
③在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,會使容器體積增大,則各物質的濃度減小,由于反應前后氣體分子數(shù)減小,則反應物濃度減小的程度更大,利于平衡逆向移動;催化劑不影響反應的△H。
(3)①合成氨的反應前后,氣體分子數(shù)減小,相同溫度下,加壓利于平衡向正方向移動,則氨的體積分數(shù)增大,所以壓強越大,氨的體積分數(shù)越大,即p1>p2>p3。
②假設反應中消耗n(N2)=x,可列出化學平衡三段式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始(mol)0.10.30轉化(mol)x3x2x平衡(mol)0.1-x0.3-3x2x根據(jù)平衡時氨的體積分數(shù)為66.7%可知,,解得x=0.08mol,s所以N2的物質的量分數(shù)為=,B點N2的分壓p(N2)為×105Pa8.3×103Pa。
【分析】(1)反應自發(fā)進行的條件是△G=△H-T△S<0。
(2)①平衡常數(shù)為生成物濃度的冪之積與反應物濃度冪之積的比?!鱄=反應物總鍵能-生成物總鍵能。
②通過比較濃度熵Qc與平衡常數(shù)K判斷反應是否達到化學平衡,若Qc=K,說明反應達到平衡。
③在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入惰性氣體,各物質的濃度減小,結合平衡移動原理進行分析。催化劑不影響反應的△H。
(3)①相同溫度下,加壓利于平衡向體積分數(shù)減小的方向移動。
②根據(jù)化學平衡三段式進行分析。22.【答案】(1)選用催化劑a,溫度220℃;溫度升高,催化劑活性減弱;發(fā)生反應Ⅱ,使選擇性下降;C(2)<;(3);【解析】【解答】(1)①在較低溫度下催化劑a體現(xiàn)了較高的催化活性和生成EO的選擇性,能耗低,極值對應溫度220℃;②M點后隨著溫度升高,催化劑的活性減弱,發(fā)生反應II,生成EO的選擇性也隨之降低;③A.催化劑選擇性高低變化和最高反應活性也要在一定溫度范圍內變化與維持,A項不正確;B.溫度過高會使催化劑失活,所以催化活性并不與溫度成正比,B項不正確;C.由圖可知不同催化劑達到最高活性時的溫度不同,C項正確,故故答案為:C。(2)①由圖像可知自左向右隨著溫度T降低,反應II對應的值逐漸減小,即逐漸增大,說明平衡向正反應放熱方向移動,所以反應II正反應是放熱反應,<0;②設混合氣體總體積為100,列反應I三段式如圖(3)①電解槽I中陰極區(qū)CO2得電子被還原為C2H4,電極反應式為:;②在堿性條件下脫去HCl,虛線框內的反應式為。
【分析】(1)①在較低溫度下催化劑a體現(xiàn)了較高的催化活性和生成EO的選擇性,能耗低,極值對應溫度220℃;
②M點后隨著溫度升高,催化劑的活性減弱;
③溫度會影響催化劑的活性;
(2)①溫度降低,反應II對應的值逐漸減小,即逐漸增大,說明平衡正向移動;
②列出反應的三段式計算;
(3)①電解槽Ⅰ中陰極區(qū)CO2得電子被還原為C2H4;
②HOCH2CH2Cl在堿性條件下脫去HCl。23.【答案】(1)1793kJ(2)bc;變深;正反應是吸熱反應,其他條件不變,溫度升高平衡正向移動,c(NO2)增大,氣體顏色加深;K=p總·x2(NO2)/x(N2O4);溫度(3)大于;乙;B(4)N2+8H++6e-=2NH4+;氯化銨(或NH4Cl)【解析】【解答】(1)N2O4(l)完全分解成相應的原子需要斷裂分子中所有的化學鍵,故需要的總能量就等于其中化學鍵的總鍵能,設1molN2O4(l)的總鍵能為E,則ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=(8×390kJ·mol-1+2×190kJ·mol-1+E)-(3×946kJ·mol-1+8×460kJ·mol-1)=-1225kJ·mol-1,則E=1793kJ·mol-1,即1molN2O4(l)完全分解成相應的原子時需要吸收的能量是1793kJ,綜上所述,本題答案是:1793kJ。
(2)①a.達到化學平衡的條件是正逆反應速率相等,即v(正)(N2O4)/v(逆)(NO2)=1/2,得2v正(N2O4)=v逆(NO2),a不符合題意;b.N2O4為無色,NO2為紅棕色,若顏色不變,說明c(NO2)及c(N2O4)不變,即各物質的濃度不變,b符合題意;c.,均是氣體,m(氣)不變,但在反應過程中氣體的總物質的量發(fā)生變化,其平均相對分子質量也在變化,若氣體平均相對分子質量不變,說明n(氣)不變,則各物質的物質的量濃度不變,達到化學平衡狀態(tài),c符合題意;d.氣體的質量不變,容器體積不變,在反應過程中,密度始終不變,所以氣體密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài),d不符合題意;故答案為:bc②該反應是吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,c(NO2)增大,顏色加深。綜上所述,本題答案是:變深;正反應是吸熱反應,其他條件不變,溫度升高平衡正向移動,c(NO2)增大,氣體顏色加深。③根據(jù)K=表達式,將c(NO2)、c(N2O4)換成p(NO2)、p(N2O4),平衡常數(shù)表達式為:K=p總·x2(NO2)/x(N2O4);影響平衡常數(shù)的因素只有溫度。綜上所述,本題答案是:K=p總·x2(NO2)/x(N2O4);溫度。
(3)①該溫度下,25min時反應處于平衡狀態(tài),平衡時c(N2)=1mol·L-1、c(H2)=3mol·L-1、c(NH3)=2mol·L-1,則K=c2(NH3)/c3(H2)c(N2),代入數(shù)值計算結果為:K=4/27L2·mol-2;在該溫度下,若向同容積的另一容器中投入N2、H2和NH3,其濃度均為3mol·L-1,則Qc=c2(NH3)/c3(H2)c(N2),代入數(shù)值計算結果為:Qc=1/9L2·mol-2<K,反應正向進行,故v正大于v逆。綜上所述,本題答案是:大于。②氮氣是反應物,不斷
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