2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应的热效应(含解析)

2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学反应的热效应
一、单选题
1.(2022秋·陕西西安·高三长安一中校考期末)在一定条件下,已知下列物质燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890kJ。mol-1。
在此条件下,下列叙述正确的是
A.C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH= +75.5kJ·mol-1
B.相同质量的H2和C充分燃烧时,H2放出的热量约等于C放出的热量的4.36倍
C.1molH2(g)和1molCH4(g)燃烧共放热1462kJ
D.CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(g) ΔH= -1283.5kJ·mol-1
2.(2022秋·陕西西安·高三长安一中校考期末)在298K、101kPa下,将13.2gCO2通入400mL1mol/LKOH溶液中充分反应(不考虑气体逸出),测得反应放出akJ的热量,已知该条件下,将0.5molCO2通入1L1mol/LKOH溶液中充分反应放出bkJ的热量。则下列表示CO2与KOH溶液反应生成KHCO3溶液的热化学方程式书写正确的是
A.CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(10a-b)kJ mol-1
B.CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(10b-2a)kJ mol-1
C.CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(5a-b)kJ mol-1
D.CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(10a-2b)kJ mol-1
3.(2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol可以表示氢气的燃烧热
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-28.7kJ/mol
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;则ΔH1<ΔH2
4.(2023秋·广西玉林·高三统考期末)下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,测得的偏小
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量
5.(2023秋·河南平顶山·高三统考期末)已知:、、的燃烧热分别为、和(a、b、c都大于0),则反应的为
A. B.
C. D.
6.(2023秋·云南大理·高三统考期末)物质的变化伴随能量的变化,下列属于吸热反应的是
A.甲烷燃烧 B.铝片与稀盐酸反应
C.木炭与水反应生成和 D.氢原子和氯原子形成键
7.(2023秋·河南平顶山·高三统考期末)已知几种化学键的键能如表所示:
化学键
键能 a 436 463 750
根据热化学方程式: ,计算表中的a为
A.484.5 B.969 C.872 D.1938
8.(2023秋·山西大同·高三统考期末)已知25℃、101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析,下列说法错误的是
A.冰融化为水时,需要吸收热量
B.1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变
C.H2的燃烧热△H=-241.8kJ/mol
D.△H的单位中“mol-1”指每摩尔反应
9.(2023秋·浙江嘉兴·高三统考期末)已知断裂下列化学键需要吸收的能量:H H为436 kJ mol-1,F F为153 kJ mol-1,H F为565 kJ mol-1。下列说法中正确的是
A.与反应的热化学方程式为 kJ
B.44.8 L HF气体分解成22.4 L 和22.4 L 吸收541 kJ的热量
C.1 mol 与1 mol 反应生成2 mol液态HF放出的热量小于541 kJ
D.在相同条件下,1 mol 与1 mol 的能量总和大于2 mol HF气体的能量
10.(2022·江苏南京·高三南京师范大学附属扬子中学校考学业考试)犹记2008夏的热烈,拥抱2022冬的激情。北京冬奥会全部场馆将100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电,着力打造“绿色冬奥”,下列有关H2的说法正确的是
A.电解水是获取氢气的途径之一 B.升高温度可使氢气转化为液态
C.反应2H2+O22H2O吸收能量 D.断开H-H键释放能量
11.(2023春·河北承德·高三承德县第一中学校联考期中)在101kPa下,1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。已知101kPa及25℃时,四种烷烃的燃烧热如表:
化合物 甲烷(CH4) 乙烷(C2H6) 丙烷(C3H8) 丁烷(C4H10)
△H/kJ mol-1 -890.3 -1559.8 -2219.9 -2878.0
则甲烷、乙烷、丙烷、丁烷四种烷烃中热值最高的是
A.甲烷 B.乙烷 C.丙烷 D.丁烷
12.(2023春·湖北襄阳·高三襄阳市第一中学校考阶段练习)关于反应:①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 600 kJ/mol;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH=-566 kJ/mol;
③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+216 kJ/mol。
下列叙述正确的是
A.CO的燃烧热为ΔH=+283 kJ/mol
B.在③进行时,若加入催化剂,可以使ΔH减小
C.若有3.2 g CH4与足量水蒸气按③反应,则放出的热量是43.2 kJ
D.若生成相同质量的CO2,C2H2放出的热量大于CO
13.(2022秋·广东茂名·高三信宜市第二中学校考开学考试)25℃、101 kPa时,1molCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出889.6kJ热量,下列热化学方程式正确正确的是
A.CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (g) △H= - 889.6 kJ·mol- 1
B.CH4 (g)+O2(g) =CO2 (g)+H2O(g) △H= -55.6 kJ·mol- 1
C.CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1) △H= +889.6 kJ·mol- 1
D.CH4 (g) + 2O2 (g) =CO2 (g) + 2H2O (1) △H= -889.6 kJ·mol- 1
14.(2023春·湖南·高三校联考阶段练习)血红蛋白结合后的结构如图所示,CO也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力约为的230~270倍。二者与血红蛋白(Hb)结合的反应可表示为:
① ;
② ,
下列说法错误的是
A.血红蛋白结合后,Fe(Ⅱ)的配位数为6
B.CO中毒患者可进入高压氧舱治疗
C.相同温度下,反应②的平衡常数大于反应①
D.已知反应③ ,则
二、原理综合题
15.(2018春·四川广安·高三统考期末)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO)
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1075
则该反应的△H=______kJ·mol-1。
(2)为了加快该反应的速率,可以进行的措施是( )。
A.恒温恒压下,按原比例充入CH4、CO2
B.恒温下,缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积
D.降低温度
(3)恒温下,向2L体积恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4,使其在催化剂作用下进行反应,经tmin后,测得CO有amol,则v(CO2)=______。下列各项能说明该反应达到平衡的是( )。
A.容器内气体密度保持一定 B.容器内CO2、CH4的浓度之比为1∶1
C.该反应的正反应速率保持一定 D.容器内气体压强保持一定
(4)用甲烷作燃料的碱性燃料电池中,电极材料为多孔惰性金属电极,则负极的电极反应式为_______________。
16.(2018春·安徽·高三安徽师范大学附属中学校考期末)Ⅰ.消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
b.①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-565 kJ·mol-1
(1)ΔH1=________。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式:_________。
Ⅱ. SO2、CO、NOx是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。请回答下列问题:
(1)已知25℃、101 kPa时:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是______________________。
(2)若反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,根据下表数据求x=_______kJ·mol-1。
化学键 H—H O=O O—H
断开1 mol化学键所需的能量/kJ 436 x 463
17.(2018秋·安徽马鞍山·高三校考期末)
(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1.那么用太阳能分解10mol水消耗的能量是___________kJ;
(2)由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) ΔH1 = -90.1kJ mol-1
(ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2 = -49.0kJ mol-1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) ΔH3 = -41.1kJ mol-1
二甲醚合成反应:
(iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH4 = -24.5kJ mol-1
则由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为___________。
(3)在容积为1.00L的容器中,通入一定量N2O4,发生N2O4(g) 2NO2(g), 100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,v(N2O4)=___________,
(4)已知反应2HI(g)=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1,1molH2(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。在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
上述反应中,正反应速率为v正= k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数, 若k正 = 0.0027min-1,在t=40min时,v正=___________min-1。
18.(2018秋·吉林·高三东北师大附中校考期末)氨和肼(N2H4)都是氮元素的重要氢化物,在工农业生产、生活中有广泛应用。
(1)工业中常用以下反应合成氨:N2+3H22NH3△H<0。某实验室在三个不同条件的密闭容器中,分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L,c(H2)=0.300mol/L进行反应时,N2的浓度随时间的变化如下图①、②、③曲线所示:
装置③仅有一个反应条件与①不同,该条件为_______________,实验②平衡时H2的转化率为_____________;
(2)肼是一种具有强还原性的无色油状液体,可用作燃料。
①在火箭推进器中装有胼(N2H4)和液态H2O2,已知0.4mol液态N2H4和足量液态H2O2反应,生成气态N2和气态H2O,放出256.6kJ的热量。该反应的热化学方程式为_____________________________________________________。
②肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。已知肼在101kPa、25℃条件下的燃烧热为624kJ·mol-1,如果此燃料电池的能量转化率为50%,当消耗空气2.24L(已折算为标准状况下体积)时,则此电池产生的电能约为_________kJ。(假设空气中氧气的体积含量为20%,产物为液态水)
(3)肼又称“联氨”,为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,肼第一步电离反应的平衡常数值为____________.(已知:N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.根据盖斯定律,,A项错误;
B.6molH2的质量等于1molC,6molH2充分燃烧放出的热量为572kJ×3=1716kJ,1molC充分燃烧放出的热量为393.5kJ,则H2充分燃烧放出的热量约为等质量C的倍,B项正确;
C.1molH2(g)和1molCH4(g)完全燃烧,共放热,C项错误;
D.根据盖斯定律,CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(l) ΔH= -496.5kJ·mol-1,D项错误。
答案选B。
2.C
【详解】由题意可知,0.5molCO2通入1L1mol L-1KOH溶液中反应生成碳酸钾和水,由充分反应放出bkJ的热量可知,反应的反应热△H=-=-2bkJ mol-1,反应的热化学方程式为CO2(g)+2KOH(aq)=K2CO3(aq)△H=-2bkJ mol-1;
13.2gCO2(为0.3mol)与400mL1mol L-1KOH(KOH为0.4mol)溶液中KOH的物质的量比为3:4,则二氧化碳与氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和碳酸氢钾,设生成碳酸氢钾xmol,由碳原子和钾原子的原子个数守恒可得:2(0.3—x)+x=0.4,解得x=0.2mol,则生成根据碳原子守恒可知,生成0.3mol-0.2mol=0.1mol K2CO3(aq),生成K2CO3(aq)放出热量0.1×2bkJ=0.2bkJ,生成0.2mol KHCO3(aq) 放出热量(a-0.2b)kJ,则生成KHCO3(aq) 反应的反应热△H=;故CO2与KOH溶液反应生成KHCO3溶液的热化学方程式CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(5a-b)kJ mol-1;
故选C。
3.D
【详解】A.一定条件下,1mol的物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量称为燃烧热,所以2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol不能表示氢气的燃烧热,A错误;
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,反应热,说明石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,B错误;
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,由于生成0.5mol水,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ/mol,C错误;
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;由于碳完全燃烧放热多,且焓变小于0,则ΔH1<ΔH2,D正确;
答案选D。
4.D
【详解】A.铜丝是热的良导体,传热快,中和热为负值,用铜丝代替环形玻璃搅拌棒时,测得的中和热数值偏小,偏大,故A错误;
B.测定中和反应热的实验中,混合溶液的最高温度为终止温度,不是温度不再变化时的温度为终止温度,故B错误;
C.为了使酸碱充分反应,应当一次性快速倒入溶液并搅拌,故C错误;
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量,故D正确;
故选D。
5.A
【详解】CO燃挠的热化学方程式:① ;燃烧的热化学方程式:② ;燃烧的热化学方程式:③ 。依据盖斯定律,反应可由①×2+②×2-③得到,其焓变,A项正确,故选A。
6.C
【详解】A.甲烷燃烧属于放热反应,故A不符合题意;
B.活泼金属与酸的反应是放热反应,故B不符合题意;
C.C与水反应生成和,该反应过程吸收热量,为吸热反应,故C符合题意;
D.氢原子和氯原子形成键,该过程放出热量,故D不符合题意;
故选:C。
7.B
【详解】反应物总键能-生成物总键能,可求得,B项正确。
8.C
【详解】A.1g冰的能量比1g水的能量低,所以冰融化为水时需要吸收热量,故A正确;
B.冰变为水蒸气只是分子间距离改变了,并未改变分子内部的化学键,所以1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变,故B正确;
C.燃烧热是在常温常压下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,氢气燃烧的指定产物为液态水,故C错误;
D.△H的单位中“mol-1”是反应进度的单位,指每摩尔反应,故D正确;
故选C。
9.D
【详解】A.焓变的单位是kJ mol-1, 与反应的热化学方程式为 ,故A错误;
B.由于没有说是否在标准状况下,无法计算物质的量,而且在标准状况下,HF是非气态物质,故B错误;
C.根据,气态到液态会放出热量,则1 mol 与1 mol 反应生成2 mol液态HF放出的热量大于541 kJ,故C错误;
D.该反应是放热反应,在相同条件下,1 mol 与1 mol 的能量总和大于2 mol HF气体的能量,故D正确。
综上所述,答案为D。
10.A
【详解】A.电解水生成氢气和氧气,是获取氢气的途径之一,故A正确;
B.降低温度可使氢气转化为液态氢,故B错误;
C.氢气在氧气中燃烧的反应是放热反应,反应时放出热量,故C错误;
D.破坏化学键需要吸收能量,则断开氢氢键时需要吸收能量,故D错误;
故选A。
11.A
【详解】1mol甲烷燃烧放出的热量为890.3kJ,1g甲烷放出的热量为55.6kJ,所以甲烷的热值约为55.6kJ,同理,乙烷的热值约为52kJ,丙烷的热值约为50.5kJ,丁烷的热值约为49.6kJ,热值最高的是甲烷,故A项正确。
12.D
【详解】A.CO的燃烧热为1 mol CO完全燃烧产生CO2气体时放出热量,则反应热小于0,故根据②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol可知CO的燃烧热为ΔH=-283 kJ/mol,A错误;
B.在③进行时,若加入催化剂,可以降低反应的活化能,但不能改变反应物即生成物的总能量,因此不能使ΔH减小,B错误;
C.3.2 g CH4的物质的量是n(CH4)=,根据③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+216 kJ/mol可知:若有3.2 g CH4与足量水蒸气按③反应,则吸收的热量是43.2 kJ,C错误;
D.根据①可知反应产生2 mol CO2气体,放出热量是1300 kJ,而根据②反应可知产生2 mol CO2气体,放出热量是566 kJ,故若生成相同质量的CO2,C2H2放出的热量大于CO,D正确;
故合理选项是D。
13.D
【分析】25℃、101 kPa时,CH4完全燃烧生成稳定的化合物是指生成二氧化碳气体和液态水;故1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ。
【详解】A.所给热化学方程式中水为气态,应为液态水,A错误;
B.所给热化学方程式中水为气态,应为液态水,B 错误;
C.甲烷燃烧为放热反应,反应热△H为负值,C 错误;
D.25℃、101 kPa时,1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ,表示为CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1)△H= +889.6 kJ·mol- 1,D正确。
故选D。
14.D
【详解】A.由图可知,Fe(Ⅱ)与周围的6个原子结合,配位教为6,选项A正确;
B.CO中毒,将病人移入高压氧舱,浓度增大,反应②平衡逆向移动,从而缓解CO中毒,选项B正确;
C.CO也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力约为的230~270倍,可知反应②正向进行的程度比①大,故相同温度下,反应②的平衡常数大于反应①,选项C正确:
D.根据盖斯定律,反应③=反应②-反应①,则,则,故,选项D错误;
答案选D。
15. +120 BC a/4t mol/(L·mim) CD CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
【详解】分析:(1)ΔH=反应物的化学键键能总和-生成物的化学键键能总和;
(2)根据外界条件对反应速率的影响分析;
(3)根据v=△c/△t计算;根据平衡状态的特征解答;
(4)燃料电池中燃料在负极发生失去电子的氧化反应。
详解:(1)根据方程式结合键能可知该反应的△H=(4×413+2×745-2×1075-2×436)kJ/mol=+120 kJ/mol。
(2)A.恒温恒压下,按原比例充入CH4、CO2,则反应物浓度不变,反应速率不变,A错误;B.恒温下,缩小容器体积反应物浓度增大,反应速率加快,B正确;C.增大反应物与催化剂的接触面积可以加快反应速率,C正确;D.降低温度反应速率减小,D错误;答案选BC。
(3)恒温下,向2L体积恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4,使其在催化剂作用下进行反应,经tmin后,测得CO有amol,则根据方程式可知消耗二氧化碳是0.5amol,浓度是a/4 mol·L-1,所以v(CO2)=a/4t mol/(L·mim)。在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。则A.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,则容器内气体密度保持一定不能说明反应达到平衡状态,A错误;B.容器内CO2、CH4的浓度之比为1∶1不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,B错误;C.该反应的正反应速率保持一定说明反应达到平衡状态,C正确;D.正反应体积增大,则容器内气体压强保持一定说明反应达到平衡状态,D正确。答案选CD。
(4)用甲烷作燃料的碱性燃料电池中,负极是甲烷发生失去电子的氧化反应,因此电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
16. +183 kJ·mol-1 2CO(g)+2NO(g)===2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748 kJ·mol-1 SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1 738.2
【详解】分析:Ⅰ.(1)①反应热=反应物总键能-生成物总键能;②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1;①,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-565KJ·mol-1,②,根据盖斯定律,②-①可得:2NO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g);Ⅱ.(1)根据盖斯定律,已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也进行相应的计算;(2)反应热=反应物总键能-生成物总键能;
Ⅰ.(1)①反应热=反应物总键能-生成物总键能,则△H1=945kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×630kJ·mol-1=+183kJ·mol-1;②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+183kJ·mol-1 ①,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-565KJ·mol-1 ②,根据盖斯定律,②-①可得:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-748kJ·mol-1;
Ⅱ.(1)已知25℃、101 kPa时:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1,②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1,根据盖斯定律,(③-①)×1/2-②得:SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=1/2×[(-545 kJ·mol-1)-(-197 kJ·mol-1)]-(-44kJ·mol-1)=-130 kJ·mol-1,SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=-130 kJ·mol-1;(2)由于反应热=反应物总键能-生成物总键能,则:2×436kJ·mol-1+xkJ·mol-1-4×463kJ·mol-1=-241.8kJ·mol-1,解得x=738.2。
17.(1)2858
(2)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH=-204.7 kJ mol-1
(3)0.0010mol/(L·s)
(4) 299 1.95×10-3
【详解】(1)由H2(g)的燃烧热ΔH为﹣285.8kJ mol﹣1知,1molH2(g)完全燃烧生成1molH2O(l)放出热量285.8kJ,即分解1mol H2O(l)为1mol H2(g)消耗的能量为285.8kJ,则分解10mol H2O(l)消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ;
(2)(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=﹣90.1kJ mol﹣1;(iV)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=﹣24.5kJ mol﹣1;依据盖斯定律,由(i)×2+(iV)可以得到由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g) ΔH=﹣204.7kJ mol-1;
(3)由图可知,在0~60s时段,的浓度由0.100 mol/L减小到0.040 mol/L,减小了0.060 mol/L,所以v(N2O4)= =0.0010mol/(L·s);
(4)已知反应2HI(g)=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1,1molH2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为(+11kJ+436kJ +151kJ)+299kJ。由表中数据可知,在t=40min时,x(HI)= 0.85 ,若k正 = 0.0027min-1,v正= k正·x2(HI)=0.0027min-11.95×10-3min-1。
18. (升高)温度 40% N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ·mol-1 6.24kJ
【详解】(1)③到达平衡的时间比①短,到达平衡时N2的浓度高于①,与①相比,平衡向逆反应方向移动,故③与①相比温度升高,即该条件为升高温度;实验②平衡时H2的转化率为α(H2)=×100%=×100%=40%;(2)①已知0.4mol液态N2H4和足量液态H2O2反应,生成气态N2和气态H2O,放出256.6kJ的热量,则1mol液态N2H4和足量液态H2O2反应,生成气态N2和气态H2O,放出641.5kJ的热量,该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ·mol-1;②根据热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol,消耗标准状况下的空气2.24L(假设空气中氧气体积含量为20%)时,即消耗氧气是0.02mol,此燃料电池的能量转化率为50%时,电池产生的电能为624kJ×0.02×50%=6.24kJ;(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-,已知:N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107;KW=1.0×10-14,平衡常数K=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。
点睛:本题以多知识点综合题的形式考查化学基本用语,涉及电子式和化合价,盖斯定律的应用,弱电解质的电离平衡,简单化学计算等知识。对于弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点:①准确书写电离平衡常数的表达式;②若没有直接的数据代入,要根据题意做一些变形,得到平衡常数之间的关系式也可解答

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