第六章第1讲化学能与热能.docx

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第六章第1讲化学能与热能

第六章第一讲化学能与热能

一、选择题

1.从如图所示的某气体反应的能量变化分析,以下判断错误的是(  )

A.这是一个放热反应

B.该反应可能需要加热

C.生成物的总能量低于反应物的总能量

D.反应物比生成物更稳定

2.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6kJ/mol,则关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=?

的说法正确的是(  )

A.热化学方程式中化学计量数表示分子数

B.该反应ΔH2大于零

C.该反应ΔH2=-571.6kJ/mol

D.该反应与上述反应属于可逆反应

3.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(  )

A.生成物总能量一定低于反应物总能量

B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变

D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同

4.下列说法中正确的是(  )

A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应

C.生成物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0

D.ΔH的大小与热化学方程式的计量数无关

5.下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )

A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol

B.碳与二氧化碳反应既是吸热反应,又是化合反应

C.热化学方程式中化学计量系数可表示分子个数

D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

6.根据碘与氢气反应的热化学方程式:

(Ⅰ)I2(g)+H2(g)

2HI(g) ΔH=-9.48kJ·mol-1

(Ⅱ)I2(s)+H2(g)

2HI(g) ΔH=+26.48kJ·mol-1,

下列判断正确的是(  )

A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJ

B.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ

C.反应(Ⅰ)的产物比反应(Ⅱ)的产物稳定

D.反应(Ⅱ)的反应物总能量比反应(Ⅰ)的反应物总能量低

7.已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下

(Q1、Q2均为正值):

H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g) ΔH1=-Q1kJ·mol-1

H2(g)+Br2(g)→2HBr(g) ΔH2=-Q2kJ·mol-1

有关上述反应的叙述正确的是(  )

A.Q1

B.生成物总能量均高于反应物总能量

C.生成1molHCl气体时放出Q1热量

D.1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量

8.如图所示是298K时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是(  )

A.该反应的热化学方程式为:

 N2+3H2

2NH3 ΔH=-92kJ/mol

B.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线

C.加入催化剂,该化学反应的反应热改变

D.在温度、体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ,则184>Q2>2Q1

9.将1gH2和4gO2混合点燃,充分反应,放出71.45kJ热量,同样条件下1molH2在O2中完全燃烧放出的热量是(  )

A.71.45kJ        B.142.9kJ

C.571.6kJD.285.8kJ

10.已知热化学方程式:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g) ΔH=-QkJ/mol(Q>0)。

下列说法正确的是(  )

A.相同条件下,2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量

B.将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后,放出热量为QkJ

C.增大压强或升高温度,该平衡都向逆反应方向移动

D.如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ,则此过程中有2molSO2(g)被氧化

11.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。

下列措施有利于节能减排、保护环境的是(  )

①加快化石燃料的开采与使用;②研发易降解的生物农药;③应用高效洁净的能源转化技术;④田间焚烧秸秆;⑤推广使用节能环保材料。

A.①③⑤        B.②③⑤

C.①②④D.②④⑤

12.已知常温下红磷比白磷稳定,在下列反应中:

4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH=-akJ/mol

4P(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH=-bkJ/mol

若a,b均大于零,则a,b的关系为(  )

A.a

C.a>bD.无法确定

13.已知:

HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6kJ·mol-1.则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(  )

A.-67.7kJ·mol-1B.-43.5kJ·mol-1

C.+43.5kJ·mol-1D.+67.7kJ·mol-1

14.已知:

2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s) ΔH1=-701.0kJ·mol-1

2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s) ΔH2=-181.6kJ·mol-1

则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为:

(  )

A.+519.4kJ·mol-1B.+259.7kJ·mol-1

C.-259.7kJ·mol-1D.-519.4kJ·mol-1

15.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(  )

A.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ/mol,

则氢气的燃烧热为285.8kJ/mol

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20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:

NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ/mol

D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;

2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2

16.半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅

SiO2(s)+2C(s)===Si(s)+2CO(g) ΔH1=+682.44kJ·mol-1

(石英砂)    (粗硅)

Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH2=-657.01kJ·mol-1

(粗硅)

SiCl4(l)+2Mg(s)===2MgCl2(s)+Si(s) ΔH3=-625.63kJ·mol-1

            (纯硅)

生产1.00kg纯硅的总反应热为(  )

A.-21435.71kJB.-600.20kJ

C.+21435.71kJD.+1965.10kJ

17.向足量H2SO4溶液中加入100mL0.4mol·L-1Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12kJ。

如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL0.4mol·L-1HCl溶液时,放出的热量为2.2kJ。

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=-2.92kJ·mol-1

B.Ba2+(aq)+SO

(aq)===BaSO4(s) ΔH=-0.72kJ·mol-1

C.Ba2+(aq)+SO

(aq)===BaSO4(s) ΔH=-73kJ·mol-1

D.Ba2+(aq)+SO

(aq)===BaSO4(s) ΔH=-18kJ·mol-1

18.已知:

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol

Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+

O2(g)

ΔH=-226kJ/mol

根据以上热化为学方程式判断,下列说法正确的是(  )

A.CO的燃烧热为283kJ

B.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C.2Na2O2(s)+2CO2(s)===2Na2CO2(s)+O2(g)

ΔH>-452kJ/mol

D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为6.02×1023

19.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(  )

A.氢气的燃烧热为285.5kJ/mol,则水电解的热化学方程式为:

2H2O(l)===2H2(g)

+O2(g) ΔH=+285.5kJ/mol

B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量,它的热化学方程式为:

CH4(g)+O2(g)===

CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445kJ/mol

C.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则C(碳)的燃烧热为

110.5kJ/mol

D.HF与NaOH溶液反应:

H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol

20.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(  )

A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1

C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1

二、非选择题

21.(12分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置,其实验操作是①按图所示将实验装置连接好;②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再夹紧螺旋夹;③在中间的试管里盛1g氧化钙,当滴入2mL左右的蒸馏水后,即可观察。

试回答:

(1)实验中观察到的现象是_____________________________________________。

(2)该实验中必须进行的一步实验操作是_________________________________。

(3)该实验的原理是___________________________________________________。

(4)实验中发生的化学反应方程式:

____________________________________。

(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系:

________________________________________________________________________。

(6)若该实验中CaO换成NaCl,实验还能否观察到相同现象?

________(填“能”或“否”)。

22.(16分)2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。

已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。

请回答下列问题:

(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?

________.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?

________,理由是________________________________________________________________________;

(2)图中ΔH=________kJ·mol-1;

(3)V2O5的催化循环机理可能为:

V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化.写出该催化循环机理的化学方程式

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH(要求计算过程)。

23.(10分)2011年9月29日,“天宫一号”发射成功,天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步。

(1)“天宫一号”所用火箭推进剂由液态肼(N2H4)和液态双氧水组成,当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。

已知:

0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,并放出256.65kJ的热量。

①反应的热化学方程式为:

____________________________________________。

②反应中的氧化剂是:

________(写化学式)。

③当有1mol氮气生成时,反应转移的电子数为________NA。

④此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。

(2)我国“长征三号甲”运载火箭一级推进剂采用四氧化二氮和偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂,请写出推进剂在发动机中充分燃烧时发生反应的化学方程式:

____________________________________________________________________________。

该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________________________。

24.(12分)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH

和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下:

(1)过程Ⅰ:

加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收。

①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:

_________________________________。

②用化学平衡原理解释通空气的目的:

___________________________________。

(2)过程Ⅱ:

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下:

①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是________。

②1molNH

(aq)全部氧化成NO

(aq)的热化学方程式是

________________________________________________________________________。

(3)过程Ⅲ:

一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。

若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。

25.(10分)化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。

这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。

由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。

(1)许多化学反应的反应热可以直接测量,其测量的仪器叫做________。

(2)下列ΔH表示物质燃烧热的是________;表示物质中和热的是________(填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等)。

A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1

B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2

C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3

D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4

E.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5

F.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6

G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7

H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH8

(3)充分燃烧一定量的丁烷放出的热量大小为Q,生成的CO2恰好与100mL浓度为5mol/L的KOH溶液完全反应。

则燃烧1mol丁烷放出的热量为________。

26.(16分)近年来,由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注。

该方法既可解决CO2废气的利用问题,又可开发生产甲醇的新途径,具有良好的应用前景。

已知4.4gCO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95kJ的能量。

(1)该反应的热化学方程式为:

_____________________________________________。

(2)在270℃、8MPa和适当催化剂的条件下,CO2的转化率达到22%,则4.48m3(已折合为标准状况)的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是________,此过程中能放出热量________kJ。

(3)又已知H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44kJ/mol,则22gCO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出的热量为________。

(4)根据该反应特点,有利于甲醇合成的条件是________。

A.高压高温B.低压高温

C.高压低温D.低压低温

27.(10分)红磷P(s)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5,反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)根据下图回答下列问题:

(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式___________________________________

________________________________________________________________________;

(2)PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式_________________________________

________________________________________________________________________;

(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5,原因是_____________________________________________;

(4)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3=_______________________________;

P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”,“小于”或“等于”);

28.(14分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢气能源利用领域的研究热点。

已知:

CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.2kJ·mol-1

CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)

ΔH=+247.4kJ·mol-1

2H2S(g)===2H2(g)+S2(g) ΔH=+169.8kJ·mol-1

(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。

CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________。

(2)H2S热分解制氢时,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,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式___________________________________________________。

(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。

图中A、B表示的物质依次是______________________________________。

详解答案

一、选择题

1.解析:

因反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放热,且生成物比反应物更稳定,A、C正确,D项不正确;反应是否需要加热与反应吸、放热无必然联系,B项正确。

答案:

D

2.解析:

热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,而不表示分子数。

该反应是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6kJ/mol,逆向进行的反应,反应热为ΔH2=+571.6kJ/mol,但该反应不属于上述反应的逆反应,因反应条件不相同。

答案:

B

3.解析:

放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量,吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量,A选项错误;反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响,与反应放热或吸热无直接关系,B选项错误;盖斯定律表明:

焓变与反应过程无关,只与反应始态和终态有关,C选项正确;同一反应的ΔH不因反应条件的改变而改变,D选项错误。

答案:

C

4.解析:

化学反应中一定有能量变化,A错误;B项中,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,得ΔH<0,故为放热反应。

答案:

C

5.解析:

中和热是指稀溶液中酸和碱反应生成1molH2O放出的热量,A错;热化学方程式中化学计量系数只表示物质的量,C错;1molCH4燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热,D错。

答案:

B

6.解析:

反应是可逆反应,反应物不能完全转化;利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ;同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多。

利用盖斯定律可得出选项D正确。

答案:

D

7.解析:

A项,因为Cl2比Br2活泼,HCl比HBr稳定,所以Q1>Q2;B项,因为反应为放热反应,所以生成物总能量要低于反应物总能量;C项,生成1molHCl气体时放出热量

Q1;D项,因为HBr(g)→HBr(l)为放热过程,所以1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量。

答案:

D

8.解析:

热化学方程式中,必须注明各物质的状态,A错误;该反应为可逆反应,反应不能进行完全,故通入2molN2和6molH2反应后不可能生成4molNH3,放出的热量少于184kJ,压强越小反应进行的程度越小,即平衡向逆反应方向移动,在同一容器中充入1molN2和3molH2反应后放出的热量小于前者的一半,D正确;加入催化剂可以降低活化能,使反应速率增大,但不会改变反应热,B、C错误。

答案:

D

9.解析:

1gH2和4gO

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