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- 2021-07-08 发布
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化学反应与能量
一、 选择题(每小题3分,共48分)
1、下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C.灼热的炭与CO2反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应
答案 C
2、在常温常压下,1 g H2在足量Cl2中完全燃烧生成HCl气体,放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-92.3 kJ·mol-1
B.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=+92.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=+184.6 kJ·mol-1
D.2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+184.6 kJ·mol-1
答案 D
3、常见的放热反应和吸热反应
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气,吸收热量131.3 kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
答案 C
4、已知在298 K时下述反应的有关数据:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,则C(s)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A.+283.5 kJ·mol-1B.+172.5 kJ·mol-1C.-172.5 kJ·mol-1D.-504 kJ·mol-1
答案 B
5、下列关于CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示,有关两者反应的说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)具有的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)具有的总能量
C.该反应不需要加热就能进行
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ热量
答案 B
6反应过程中能量变化的说法正确的是( )
A.在一定条件下,某可逆反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,则该反应的正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol-1
B.图中A、B曲线可分别表示反应CH2===CH2(g)+H2(g)―→CH3CH3(g)未使用催化剂和使用催化剂时反应过程中的能量变化
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D.图示的能量变化可判断出该化学反应是放热反应
答案 A
7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( )
答案 D
8、某化学反应的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应B.E2 kJ·mol-1可表示形成新的化学键所释放的能量
C.该反应的反应热ΔH=(E1-E2) kJ·mol-1D.加入催化剂,可同时降低E1、E2
答案 D
9、 下列热化学方程式,ΔH能正确表示物质燃烧热的是( )
A.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1
答案 A
10、化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量
B.反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键,放出a kJ能量
答案 B
11、下列说法中正确的是( )
A.物质燃烧放出的热量是燃烧热
B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热
C.1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热
D.相同条件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量值相等
答案 D
12已知在25 ℃、101 kPa条件下,①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1,②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1。
下列说法正确的是( )
A.等质量的O2比O3的能量低,由O2变为O3是吸热反应
B.等质量的O2比O3的能量高,由O2变为O3是放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变为O3是吸热反应
D.O2比O3稳定,由O2变为O3是放热反应
答案 A
13、已知:a.C2H2(g)+H2(g)===C2H4(g) ΔH<0;b.2CH4(g)===C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0。以下三个热化学方程式:
①C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH1
②C(s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH2
③C(s)+H2(g)===C2H4(g) ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的顺序是( )
A.ΔH2>ΔH3>ΔH1 B.ΔH3>ΔH2>ΔH1 C.ΔH3>ΔH1>ΔH2 D.ΔH1>ΔH2>ΔH3
答案 A
14、向足量H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )
A.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-2.92 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-18 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-0.72 kJ·mol-1
答案 B
15、通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
答案 C
16、用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.生成相同物质的量的CO2,反应①②转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol
答案 D
一、 非选择(52分)
19、(10分)完成下列反应的热化学方程式。
(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则热化学方程式为____________________________________。
(2)已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1,写出H2S的燃烧热的热化学方程式________________________________________________________________________。
(3)已知:N2(g)+H2(g)===N(g)+3H(g) ΔH1=+a kJ·mol-1
N(g)+3H(g)===NH3(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
NH3(g)===NH3(l) ΔH3=-c kJ·mol-1
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知:①HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7 kJ·mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
试写出HF电离的热化学方程式_____________________________________________。
(5)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S—F键,已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,F—F键能为160 kJ·mol-1,S—F键能为330 kJ·mol-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式___________________________________________。
答案 (1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
(2)H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
(3)N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1
(4)HF(aq)??F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4 kJ·mol-1
(5)S(s)+3F2(g)===SF6(g) ΔH=-1 220 kJ·mol-1
20、(10分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径ⅠC(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径Ⅱ先制水煤气:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
请回答下列问题:
(1)判断两种途径放热:途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为________。
答案 (1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4) (3)小于 吸收 加热
21(12分)、根据图示回答问题:
(1)化学反应N2+3H2===2NH3的能量变化如图1所示,该反应的热化学方程式是 (填字母)。
A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
(2)图2是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变化的示意图,请计算每生成1 mol NH3放出的热量为 。
(3)2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图3所示。
已知1 mol SO2(g)被氧化为 1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1。
①图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响?
。
②图中ΔH= kJ·mol-1
答案 (1)A (2)46.1 kJ (3)①反应物总能量 生成物总能量 无影响 ②-198
22、(12分)(1)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)===2HI(g)+H2SO4(l)ΔH=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)===2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)ΔH=b kJ·mol-1
2HI(g)===H2(g)+I2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=____________ kJ·mol-1。
(2)据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。
已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH。下表所列为常见化学键的键能数据:
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
348
414
436
326.8
1 032
464
则该反应的ΔH=________ kJ·mol-1。
(3)恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示。
已知:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ·mol-1
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
②ΔH2=________ kJ·mol-1。
答案 (1)2a+b+2c
(2)-128.8
(3)①S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
②-78.64
.23、(8分)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:_________________________。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图,并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”);判断的理由是_________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)①减少污染;②燃烧充分;③方便运输(任选两个作答)