1.(2022·济南高三月考)下列说法正确的是( )
A.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
B.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化
C.浓硫酸溶于水是放热反应
D.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和
2.(2023·南京月考)下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是( )
A.合成氨反应
B.碳与水蒸气高温制水煤气
C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D.碳酸钙的分解
3.已知2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)为放热反应,下列对该反应的说法正确的是( )
A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生
B.相同条件下,2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量
C.相同条件下,2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量
D.达到平衡时,CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等
4.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量。下列热化学方程式正确的是( )
A.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=267 kJ·mol-1
B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=534 kJ·mol-1
D.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-534 kJ·mol-1
5.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g) ΔH=100 kJ·mol-1的能量变化如图所示,判断下列叙述正确的是( )
A.加入催化剂,该反应的反应热ΔH变小
B.每形成2 mol A—B,将吸收b kJ能量
C.每生成2分子AB吸收(a-b) kJ热量
D.该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol-1
6.科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体(如图所示)。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ能量,断裂1 mol N≡N键吸收942 kJ热量,下列说法错误的是( )
A.N4属于一种单质
B.1 mol N4完全转化为N原子的过程中释放1 002 kJ能量
C.1 mol N4转化为N2时要放出882 kJ能量
D.N4和N2互为同素异形体
7.298 K、101 kPa时,合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.38 kJ·
mol-1。在该温度下,取0.5 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在的情况下进行反应,最后反应放出的热量( )
A.等于46.19 kJ B.大于46.19 kJ
C.小于46.19 kJ D.无法确定
8.(2022·北京模拟)丙烷与溴原子能发生以下两种反应:
①CH3CH2CH3(g)+Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)+HBr(g)
②CH3CH2CH3(g)+Br·(g)―→+HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①与②均为吸热反应
B.反应②使用了催化剂
C.产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比(g)低
D.CH3CH2CH2·(g)转变为(g)放出热量
9.(2021·浙江1月选考,20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键 H—H H—O
键能/ (kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ·mol-1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A.428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
10.(2023·苏州模拟)C2H6在Ni的活化下可放出CH4,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是( )
A.该转化过程ΔH>0
B.在此反应过程中Ni的成键数目未发生变化
C.该反应过程中,最大能垒(活化能)为204.32 kJ·mol-1
D.整个过程中,Ni是该反应的催化剂
11.(2022·重庆育才中学模拟)甲烷分子结构具有高对称性且断开1 mol C—H需要吸收440 kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1 200 ℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下,CH4可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.1 mol甲烷催化裂解成C和H2的ΔH=1 760 kJ·mol-1
B.步骤②③反应均为吸热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂,反应的焓变减小
12.化学上规定稳定单质的生成热为0;可用物质的生成热表示该物质的相对能量高低。氮的几种氧化物的相对能量如下表所示(25 ℃,105 Pa条件下):
物质及状态 N2O(g) NO(g) NO2(g) N2O4(l) N2O5(g)
相对能量/(kJ·mol-1) 82 90 33 -20 11
下列推断不正确的是( )
A.在5种氮的氧化物中,NO最活泼
B.N2O4(l)??2NO2(g) ΔH=-86 kJ·mol-1
C.N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g) ΔH=55 kJ·mol-1
D.1 mol N2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82 kJ能量
13.按要求解答下列问题。
(1)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________________________。
(2)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=
-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为____________。
(3)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/ (kJ·mol-1) 436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式:____________________________________________________。
(4)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如CO2*表示CO2吸附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为___________________________________________。
14.氢气是一种清洁能源,氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)H2S热分解制氢的原理:2H2S(g)===2H2(g)+S2(g) ΔH=169.8 kJ·mol-1,分解时常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是__________________;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,硫元素转化为S2,写出反应的化学方程式:__________________________。
(2)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C10H18―→C10H12―→C10H8”的脱氢过程释放氢气。
已知:
C10H18(l)??C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
C10H12(l)??C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
335 ℃、高压下,在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的物质的量n1和n2随时间的变化关系如图甲所示。图乙表示催化剂对反应活化能的影响。
①ΔH1________ΔH2(填“>”“=”或“<”)。
②8 h时,反应体系内氢气的物质的量为______ mol(忽略其他副反应)。
③n1显著低于n2可能的原因是_____________________________________________________。
第36练 反应热 热化学方程式
1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.B 7.C 8.B 9.D 10.C
11.C [CH4存在4个C—H键,断开4 mol C—H键需要吸收的能量为440 kJ×4=1 760 kJ,但不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收的能量,A错误;由题中图示可知,步骤②③反应物总能量都大于生成物总能量,B错误;由题中图示可知,C可吸附在催化剂的表面,则催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积,C正确;加入催化剂,反应的路径改变,但反应的焓变不变,D错误。]
12.B [A项,由表格中的数据看出,NO的相对能量最大,化学性质最活泼,最不稳定,正确;B项,反应热等于生成物总能量与反应物总能量之差,ΔH=66 kJ·mol-1-(-20 kJ·
mol-1)=86 kJ·mol-1,错误;C项,ΔH=66 kJ·mol-1+0-11 kJ·mol-1=55 kJ·mol-1,正确;D项,N2O(g)===N2(g)+O2(g) ΔH=0+0-82 kJ·mol-1=-82 kJ·mol-1,正确。]
13.(1)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290.0 kJ·mol-1 (2)98.0 kJ (3)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-46 kJ·mol-1
(4)CO2(g)+2H*+2H2(g)===COOH*+H*+2H2(g)[或CO2(g)+2H*===COOH*+H*或CO2(g)+H*===COOH*]
14.(1)为H2S的分解反应提供热量 4H2S+2SO2===4H2O+3S2 (2)①> ②1.951 ③催化剂显著降低了C10H12―→C10H8的活化能,反应生成的C10H12很快转变为C10H8,C10H12不能积累
解析 (1)H2S的分解反应为吸热反应,H2S燃烧放热,可以为H2S的分解反应提供能量。SO2中S元素为+4价,H2S中S元素为-2价,S2中S为0价,根据S发生归中反应写出反应方程式。(2)①从图乙可以看出,两步反应均为吸热反应,且第一步吸热较多,则ΔH1>ΔH2。②8 h时,第二步反应中生成0.374 mol C10H8的同时,有2×0.374 mol的H2生成,有0.374 mol C10H12分解;若C10H12不分解,则第一步中生成的C10H12有0.374 mol+0.027 mol,同时生成的H2有3×(0.374 mol+0.027 mol)=1.203 mol,反应体系中一共生成H2的物质的量为0.374 mol×2+1.203 mol=1.951 mol。③从图乙知,催化剂明显降低了第二步反应的活化能,使得C10H12易于转化为C10H8。