第1章《化学反应的热效应》单元检测题
一、单选题
1.2022年3月,国家发改委发布“十四五”期间推动新型储能指导意见。储能分为物理储能与化学储能等。氢能、氨能已成零碳储能的关注热点。以下说法正确的是
A.压缩空气储能、重力储能属于物理储能,能量存储及释放不涉及化学反应
B.将不稳定的风能存储为化学能,有利于实现“双碳”目标,降低碳汇
C.氨能在安全、储运上优于氢能,在制氢成本、合成催化剂、燃烧技术上有待创新
D.将太阳能转化为电化学储能必须使用硅芯片,且至少存在2种能量转化方式
2.以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确
①6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH1
②C6H12O6(s)=2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3
A.2ΔH3=-ΔH1-ΔH2
B.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
C.在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3会不同
D.若反应①生成1.12 L O2,则转移的电子数为0.2×6.02×1023
3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知 ; ,则
C.在101 kPa时,2 g 完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为 kJ·mol
D. kJ·mol,则和的稀溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol
4.美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶,原理为:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。有关该反应的说法正确的是
A.ΔH<0 B.△S<0
C.化学能转变为电能 D.氢能是理想的绿色能源
5.炼铁的总反应为,可能发生了以下过程:
则与、、的关系式正确的是
A. B.
C. D.
6.Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能,催化转化CO2的历程示意图如图:
下列说法不正确的是
A.该转化过程中CO2被还原
B.②→③中断裂的与生成的化学键都是极性共价键
C.生成1molCO,需要转移2mole-
D.Ni原子在催化转化CO2的过程中降低了该反应的焓变
7.已知断裂1mol中的共价键需要吸收436.4kJ的能量,断裂1mol中的共价键需要吸收498kJ的能量,生成中的1mol H—O键能放出462.8kJ的能量。下列说法错误的是
A.断裂1mol中的化学键需要吸收925.6kJ的能量
B.
C.
D.
8.下列说法正确的是
A.葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol-1,则C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ·mol-1
B.在一定条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-158.4kJ·mol-1
C.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
D.已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水的中和热为-57.3kJ·mol-1
9.下列说法或表示方法正确的是
A.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 ; S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ,ΔH1 <ΔH2
B.由“C (s,石墨) = C (s,金刚石) ΔH =+1.9kJ/mol”可知,金刚石比石墨稳定
C.在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH =-285.8kJ/mol
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH =-57.3kJ/mol ,若将含1mol H2SO4与含2mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量等于
10.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.碳酸钙受热分解 B.乙醇的燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.氧化钙溶于水
11.化学与生产、生活、科技和环境等联系密切。下列有关说法不正确的是
A.“风干日曝咸味加,始灌潮波塯成卤”,该过程涉及的操作方法是蒸发结晶
B.北京2022年冬奥会部分场馆使用“碲化镉”光伏发电系统,利用了太阳能转化为电能
C.北京2022年冬奥会运动员“战袍”内层添加石墨烯片用于保暖,石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
D.市面上的防晒衣通常用聚酯纤维材料制作,忌长期用肥皂或碱性较强的液体洗涤
12.下列说法正确的是
A.焓变与吸收(放出)的能量Q的单位均为kJ
B.当反应放热时,反应吸热时
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,为“+”
13.N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的过程能量变化如下图所示,有关说法正确的是
A.使用催化剂会改变反应的热效应
B.反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+2bkJ
C.1molN(g)和3molH(g)生成1molNH3(g)时,放出bkJ热量
D.1molN2(g)和3molH2(g)的能量之和小于2molNH3(g)的能量
二、填空题
14.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂H2O2。当它们混合发生反应时,立即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4 mol肼与足量H2O2反应,生成水蒸气和氮气,放出256.625 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为:_________________。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mo则16 g肼与足量液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是_________________。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量的热和快速产生大量气体之外,还有一个很大的优点是:_________________。
(4)发射卫星可用肼做燃料,二氧化氮做氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·mol-1;N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为:_________________。
(5)已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=_________。
(6)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1______ΔH2。(填“>”“<”或“=”)
15.已知31 g白磷(P4)变为31 g红磷(P)时释放能量。请回答下列问题:
(1)上述变化属于_______变化。
(2)31 g白磷具有的能量________(填“>”或“<”,下同)31 g红磷具有的能量。
(3)已知白磷和红磷燃烧均生成P2O5。31 g白磷完全燃烧释放出的能量________31 g红磷完全燃烧释放的能量。
16.反应热测定的方法和装置
测定反应热的仪器——量热计
下图是一种简易量热计示意图。
(1)测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并_______混合,搅拌,测量反应前后溶液温度的变化值。
(2)计算公式:_______。其中C表示溶液及量热计的_______;T1、T2分别表示_______。
17.请根据相关的知识,回答下列问题:
(1)下列变化:①碘的升华②冰熔化③氯化钠溶于水④氯化氢溶于水⑤氢氧化钠溶于水
化学键未被破坏的是_______(填序号),仅离子键被破坏的是_______(填序号)。
(2)已知一定条件下,1mol化学键断裂时吸收的能量相关数据如下表:
化学键 H-H O=O H-O
能量(kJ) 436 496 463
在25℃、1.013×105Pa时,H2(g)与O2(g)反应生成1molH2O(g)的热化学反应方程式为_______,该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”),反应的能量变化可用图_______表示(填“甲”或“乙”)。
(3)已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ/mol
②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)ΔH3=ckJ/mol
则甲烷的燃烧热ΔH=_______kJ/mol(用含a、b、c的式子表示)。
(4)下列变化中,属于吸热反应的是_______(填序号)。
①铝片与稀盐酸的反应
②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应
③铁在氯气中燃烧,
④氯酸钾分解制氧气
⑤生石灰与水反应生成熟石灰
18.Ⅰ.回答下列问题:
(1)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图:
①第一步反应是____(填“放热”或“吸热”)反应。
②1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是___。
(2)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
lmol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 200 a
则表中a=____。
Ⅱ.工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
(3)工业上可用氨催化吸收法处理NOx,反应原理如下:4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O。某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图:
①装置E中发生反应的化学方程式为____。
②装置D中碱石灰的作用是____。
(4)工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应。
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2(Ⅰ)
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ)
当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的值不可能是____(填字母)。
A.1.3 B.1.6 C.1.8
19.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活所需的主要能源物质。
(1)有机物M、N可以相互转化: ;M、N相比,较不稳定的是_______。
(2)使和通过灼热的炭层,生成和,当消耗时释放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式_______。
20.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率,请回答下列问题。
(1)某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化,实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是_______热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是_______热反应。反应过程_______(填“①”或“②”)的能量变化可用图2表示。
(2)已知:断裂1molH-H、1molO=O,1molH-O键吸收的能量依次为436kJ、498kJ、467kJ。在反应中,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为_______。
21.①C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=393.5kJ/mol
②2CO(g) +O2(g)=2CO2(g);ΔH=566kJ/mol
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);ΔH=177.7kJ/mol
④0.5H2SO4(l) +NaOH(l)=0.5Na2SO4(l)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
⑤HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
(1)上述热化学方程式中,不正确的有___________________(填序号,以下同);
(2)上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式是___________________________________;上述反应中,表示中和热的热化学方程式是__________________________________。
22.化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。
(1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼作燃料,作氧化剂,反应后产物无污染。
已知:
反应1:
反应2:。
写出和反应生成的热化学方程式:_______。
(2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为_______(列式表示)。
(3)已知,在25℃和下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能/() 436 391 a 498 414 803 462 193
①在25℃和下,工业合成氨的反应中每生成就会放出热量,在该条件下,向某容器中加入、及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于,原因可能是_______,表中的a=_______。
②科学家发现了一种新的气态分子(),在25℃和下,转化为的热化学方程式为_______,由此可知与中更稳定的是_______(填化学式)。
③已知:。甲烷是一种常用燃料,则表示甲烷的燃烧热的热化学方程式为_______。
参考答案:
1.C
【详解】A.压缩空气储能是利用空气状态的变化,重力储能利用介质动能势能的转化,属于物理储能方式,储能装置放电时会发生化学反应,A错误;
B. 将不稳定的风能存储为化学能,发展新型绿色储能利于实现“双碳”目标,但与碳汇 (碳汇指树木、植物吸收汇聚的二氧化碳的量)无关,B错误;
C.氨不易燃烧,易液化存储及运输,这些均优于氢。合成氨时,更加低成本高效的电解水制氢方式、寻求合成氨的低温催化剂(目前合成氨条件:高温高压催化剂)有待创新,且氨不易燃烧,燃烧时控制氮氧化合物的生成,都是研究攻克的技术问题,C正确;
D.将太阳能转化为电化学储能用到光电池,单晶硅、多晶硅都可做光电池,但并不唯一,还有其他可做芯片的化合物半导体,且最少的能量转化包括光能、电能和化学能3种,D错误。
故选C。
2.A
【详解】A.根据盖斯定律:反应③=(-反应①-②)可得,2ΔH3=-ΔH1-ΔH2,故A正确;
B.植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能,故B错误;
C.焓变和反应的始终有关,在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3是相同的,故C错误;
D.没有说明氧气是否在标况下,不能计算1.12 L O2的物质的量,故D错误;
答案选A。
3.C
【详解】A.由方程式可知,石墨转化为金刚石的反应是吸热反应,则金刚石的能量比石墨的能量高,因此石墨更稳定,A错误;
B.碳的燃烧为放热反应,充分燃烧生成二氧化碳放热更多,则,B错误;
C.由2 g氢气完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量可知,2 mol氢气放出热量为 kJ,则氢气燃烧的热化学方程式表示为 kJ mol,C正确;
D.由于钡离子与硫酸根离子生成硫酸钡的反应伴有热效应,因此中和热不等于-57.3 kJ mol,D错误;
故答案选C。
4.D
【详解】A.该反应为水的分解反应,属于吸热反应,即ΔH>0,故A错误;
B.该反应是气体体积增大的反应,ΔS>0,故B错误;
C.该反应将太阳能转化为化学能,故C错误;
D.氢气燃烧无污染,是绿色能源,故D正确;
故答案选D。
5.C
【详解】根据盖斯定律,,整理可,选项是C。
6.D
【详解】A.结合图示信息,酸性条件下,CO2催化转化的产物是CO和H2O,C元素化合价降低,CO2被还原,故A正确;
B.由图可知,过程②→③涉及化学键的断裂与生成,断裂了C-O键生成了H-O键,断裂的与生成的化学键都是极性共价键,故B正确;
C.生成1molCO,碳元素化合价从+4降低为+2,则需要2mol电子,故C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的焓变,故D错误;
故选D。
7.B
【详解】A.生成H2O(g)中的1mol H-O键能放出462.8kJ的能量,则断裂1mol H2O(g)中的化学键需要吸收热量462.8kJ×2=925.6kJ,但题干中并未说明水的状态,A错误;
B.反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=436.4kJ/mol×2+498kJ/mol-2×2×462.8kJ/mol= -480.4kJ/mol,B正确;
C.已知气态水转化为液态水放热,则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错误;
D.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H>+480.4kJ/mol,则H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H<-240.2kJ/mol,D错误;
答案选B。
8.A
【详解】A.燃烧热是指在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,故0.5mol葡萄糖完全燃烧放出热量1400kJ,A正确;
B.反应为可逆反应,1molSO2和0.5molO2反应生成的SO3小于1mol,故2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<-158.4kJ·mol-1,B错误;
C.一水合氨为弱电解质,不完全电离,电离时吸热,故稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ,C错误;
D.氢氧化钠固体溶于水时放热,其与稀硫酸反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ,D错误。
答案选A。
9.D
【详解】A.S(g)能量大于S(s),则S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1<0,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2<0,则ΔH1 >ΔH2,A项错误;
B.由热化学方程式可知金刚石能量高于石墨的能量,能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,B项错误;
C.2g H2为mol,生成1mol的液态水放出的热量为285.8kJ,则氢气燃烧的热化学方程式表示为 ΔH =-285.8kJ/mol,C项错误;
D.强酸与强碱反应中和热为57.3kJ/mol,则1mol H2SO4电离出的为2mol,与含2mol NaOH电离出的为2mol的稀溶液混合,放出的热量等于,D项正确;
答案选D。
10.A
【分析】吸热反应为生成物的总能量大于反应物的总能量;而放热反应为生成物的总能量小于反应物的总能量。
【详解】A.碳酸钙受热分解生成二氧化碳和氧化钙,反应是吸热反应,是生成物的总能量大于反应物的总能量,故A符合题意;
B.乙醇的燃烧反应是一个放热反应,是生成物的总能量小于反应物的总能量,故B不符题意;
C.铝与氧化铁粉未反应是一个放热反应,是生成物的总能量小于反应物的总能量,故C与题意不符;
D.氧化钙溶于水是一个放热反应,是生成物的总能量小于反应物的总能量,故D与题意不符。
故选A。
11.C
【详解】A.“风干日曝咸味加,始灌潮波塯成卤”指将水蒸发得到盐,该过程涉及的操作方法是蒸发结晶,A正确;
B.“碲化镉”发电玻璃是通过吸收可见光.将光能转化为电能,故可将太阳能转化为电能,B正确;
C.石墨烯和碳纳米管是由碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,C错误;
D.酯类物质在碱性条件下会水解更完全,故聚酯纤维材料制品忌长期用肥皂或碱性较强的液体洗涤,D正确;
故选C。
12.C
【详解】A.焓变单位kJ mol 1,吸收(放出)的能量Q的单位均为kJ,选项A错误;
B.反应放热后会使体系能量降低,所以放热反应的ΔH为“-”,反应吸热后会使体系能量升高,所以吸热反应的ΔH为“+”,选项B错误;
C.当反应物的总能量大于生成物的总能量时,由能量高的反应物生成能量低的生成物时,会释放能量,所以反应放热,ΔH为“ ”,选项C正确;
D.断裂反应物中的化学键时要吸收能量,形成生成物中的化学键时要放出能量,一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应放热,ΔH为“—”,选项D错误;
答案选C。
13.C
【详解】A.催化剂不会改变反应的热效应,A错误;
B.根据反应过程的能量变化可知,反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-2(b-a)kJ/mol,B错误;
C.从图中可知,1molN(g)和3molH(g)生成1molNH3(g)时,放出bkJ热量,C正确;
D.氮气和氢气反应生成氨气,这是一个放热反应,1molN2(g)和3molH2(g)的能量之和大于2molNH3(g)的能量,D错误;
故答案选C。
14.(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=641.63 kJ/mol
(2)408.815 kJ
(3)生成物不会造成环境污染
(4)N2H4(l)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.2 kJ/mol
(5)-1641.0 kJ/mol
(6)=
【详解】(1)已知0.4 mo1液态肼与足量液态H2O2反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量,1 mol 肼发生上述反应放出热量是Q=,则该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=641.63 kJ/mol;
(2)16 g液态肼的物质的量为0.5 mol,其与足量液态H2O2反应生成0.5 mol×4=2 mol气态水时,放出热量Q=;2 mo1气态水变为液态水时放出热量为:44 kJ×2=88 kJ,故反应共放出热量Q总=320.815 kJ+88 kJ=408.815 kJ;
(3)该反应产物为水和氮气,是空气的成分,因此生成物不会造成环境污染;
(4)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·mol-1;
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
根据盖斯定律,将②-①×,整理可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式为N2H4(l)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.2 kJ/mol;
(5)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ·mol-1
③C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
根据盖斯定律,将[(③-②)×6]-(①×2),整理可得4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0 kJ/mol;
(6)反应热等于生成物与反应物的能量差。反应热只与反应物及生成物有关,与反应条件无关,同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1=ΔH2。
15.(1)化学
(2)>
(3)>
【解析】(1)
白磷和红磷属于两种不同的物质,故白磷转化为红磷是化学变化;
(2)
31 g白磷(P4)变为31 g红磷(P)时释放能量,则31 g白磷具有的能量大于31 g红磷具有的能量;
(3)
白磷具有的能量大于等质量红磷所具有的能量,因此等质量的白磷和红磷燃烧,前者放出的能量多。
16.(1)迅速
(2) Q=-C(T2-T1) 热容 反应前和反应后体系的温度
【分析】测量反应放出的温度必须迅速将反应物混合,充分搅拌使其反应,测定反应前后的温度差,结合比热容公式计算单位物质的量反应物生成稳定产物反应的热效应。实验成功的要素包括:迅速且充分反应、保温、读数准确。
(1)
反应物接触迅速反应放热,需要快速搅拌并开始观察温度变化,记录反应前后温度计的示数;
(2)
根据实验操作可得反应前后温度的变化值,根据比热容公式,Q为反应吸收或放出的热量,m为吸热物质的质量,c为该吸热物质的比热容,则溶液及量热计得热容,ΔT为反应前后的温度差,设反应前的温度计的示数为T1,反应结束后温度为T2,则ΔT=T2-T1。反应为放热,则Q<0,。
17.(1) ①② ③⑤
(2) H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ/mol 放热 甲
(3)-a-2b+2c
(4)②④
【详解】(1)①碘的升华、②冰熔化改变了分子间作用力,并未破坏发生化学键,③氯化钠溶于水发生电离,故仅破坏了离子键,④氯化氢溶于水发生电离,因为氯化氢是共价化合物,故仅破坏了共价键,⑤氢氧化钠溶于水破坏了离子键;化学键未被破坏的是:①②;仅离子键被破坏的是:③⑤。
(2)反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+×496kJ/mol-2×463kJ/mol=-242kJ/mol,故热反应方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ/mol,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故为甲。
(3)已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ/mol
②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)ΔH3=ckJ/mol
甲烷的燃烧反应为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),由盖斯定律可得甲烷的燃烧反应=-①-2②+2③,故△H=-a-2b+2c。
(4)①铝片与稀盐酸的反应为放热反应;②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应为吸热反应;③铁在氯气中燃烧为放热反应;④氯酸钾分解制氧气为吸热反应;⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应,故选②④。
18.(1) 放热 (aq)+(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) =-346kJ/mol
(2)369
(3) 4NH3+6NO5N2+6H2O 干燥NO和NH3的混合气体
(4)A
【分析】(3)由实验装置图可知,A中产生NH3,反应原理为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,B中产生NO,反应原理为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,经过C装置充分混合和D装置干燥后进入E装置中,发生反应即NO和NH3催化反应生成N2和H2O,最后经过装置F进行尾气处理,据此分析解题。
(1)
①由题干图示信息可知,第一步反应的反应物总能量高于生成物总能量,则第一步反应是放热反应,故答案为:放热;
②由题干图示信息可知,第一步反应的热化学方程式为:(aq)+(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) =-273kJ/mol,第二步反应的热化学方程式为:(aq)+ (g)= (aq) =-73kJ/mol,则两步反应相加即得到1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式,(aq)+(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l),根据盖斯定律可知,=+=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol,故答案为:(aq)+(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) =-346kJ/mol;
(2)
已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,则有H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-102kJ·mol-1,故有ΔH=E(H-H)+E(Br-Br)-2E(H-Br)=436kJ/mol+200kJ/mol-2akJ/mol=-102kJ/mol,即得a=369,故答案为:369;
(3)
①由分析可知,装置E中发生反应为NO和NH3反应生成N2和H2O,该反应的化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O,故答案为:4NH3+6NO5N2+6H2O;
②由分析可知,装置D中碱石灰的作用是干燥NO和NH3的混合气体,故答案为:干燥NO和NH3的混合气体;
(4)
由已知:NO不能与Na2CO3溶液反应,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2(Ⅰ),2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ)信息可知,NO过量的话,不能被Na2CO3溶液完全吸收,NO2过量的话,可以被Na2CO3溶液完全吸收,当NO、NO2的物质的量之比为1:1时,平均组成为NO1.5,即x≥1.5时,能够被Na2CO3溶液完全吸收,而x<1.5时,不能被Na2CO3溶液完全吸收,故x的值不可能是1.3,故答案为:A。
19.(1)N
(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)△H=-2akJ/mol
【详解】(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,过程为: ΔH=+88.6kJ·mol-1,过程是吸热反应,N暗处转化为M,是放热反应,能量越高越不稳定,说明N较不稳定;答案为N;
(2)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出akJ热量, 2mol氯气反应放热2akJ,反应的热化学方程式为:写出该反应的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)△H=-2akJ/mol。
20.(1) 放 吸 ①
(2)498kJ
【详解】(1)反应后①中的温度升高,说明铝条与盐酸反应时向外放出能量,所以铝条与盐酸的反应是放热反应;反应后②中的温度降低,说明Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应时吸收了能量,所以Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应;图2中反应物的总能量高于生成物的总能量,该过程是放热反应,所以反应过程①的能量变化可用图2表示;
(2)根据已知信息可计算该反应的焓变,=E反-E生=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)=(2×436+498-4×467)=-498,44.8L(标准状况)的物质的量为,故,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为498kJ;
21.(1)③④
(2) ① ⑤
【详解】(1)分析热化学方程式可知,③④错误,③中反应为吸热反应,焓变为正值,④中是溶液中的反应,物质聚集状态除水为液态,标注为l,其他为稀溶液,标注aq;
(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量;①符合燃烧热的概念是燃烧热的热化学方程式,⑤符合中和热概念是中和热的热化学方程式。
22.(1)
(2)
(3) 合成氨的反应为可逆反应 946 N2
【详解】(1)根据盖斯定律,由反应反应1可得目标反应的热化学方程式;
(2)由图中能量变化情况分析可知,过程中的焓变=;
(3)反应为可逆反应,反应不能完全发生,所以放出的热量会小于92kJ;
根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,可计算出a=946;
每个N4分子中含有6个N-N键,每个N2分子中含有1个N≡N键,由表中数据计算可得:;
由N4生成N2为放热反应,说明N2的能量更低,则N2更稳定;
根据燃烧热的定义,得出热化学方程式中甲烷的系数为1,生成的水应为液态水,根据表格中的数据和,可得出:。