答案:
C
2.已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)
ΔH=-241.8kJ·mol-1
欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为( )
A.2∶3.25B.12∶3.25
C.1∶1D.393.5∶241.8
解析:
由题意可列方程:
n(C)×393.5kJ·mol-1=n(H2)×241.8kJ·mol-1
=
==。
答案:
B
3.已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g);ΔH=-72kJ/mol。
蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其它相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
a
369
则表中a为( )
A.404B.260
C.230D.200
解析:
本题考查了化学键与化学反应中的能量变化的关系。
Br2(g)===Br2(l) ΔH=-30kJ/mol,与原式相加,得H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102kJ/mol,反应热=反应物总键能-生成物总键能,则:
436+a-2×369=-102kJ/mol,
a=200。
答案:
D
4.已知:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2;
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3。
室温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气11.2L(标准状况),经完全燃烧后恢复至室温,放出的热量为( )
A.-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH3)
B.-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH2)
C.-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH3)
D.-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH2)
解析:
先算出甲烷和氢气各自的体积,再根据热化学方程式分别求算它们各自完全燃烧放出的热量,就可求出总热量。
也可以求出甲烷和氢气按体积比4∶1燃烧的热化学方程式,列比例来求反应放出的总热量。
n(气体)==0.5mol,n(CH4)=0.5mol×=0.4mol,n(H2)=0.5mol×=0.1mol。
燃烧后恢复至室温,H2O为液态,所以放出的热量:
Q=0.4mol×(-ΔH1)+0.1mol×(-)=-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH3)。
答案:
A
5.已知A(g)+C(g)===D(g) ΔH=-Q1kJ/mol,B(g)+C(g)===E(g) ΔH=-Q2kJ/mol,Q1、Q2均大于0,且Q1>Q2,若A与B组成的混合气体1mol与足量的C反应,放热为Q3kJ,则原混合气体中A与B物质的量之比为( )
A.B.
C.D.
答案:
A
6.在298K、101×105Pa下,将22gCO2通入1mol·L-1NaOH溶液750mL中充分反应,测得反应放出xkJ的热量。
已知在该条件下,1molCO2通入2mol·L-1NaOH溶液
1L中充分反应放出ykJ的热量。
则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1
D.2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l)
ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1
解析:
0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3,反应所放出的热量为xkJ,则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量。
1molCO2通入2molNaOH溶液中生成1molNa2CO3,放出ykJ的热量,则1molCO2与1molNaOH的溶液反应生成1molNaHCO3所放出的热量为(4x-y)kJ。
D项中NaOH和NaHCO3的状态标错了。
答案:
C
7.一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100gCaCO3沉淀。
则完全燃烧1mol无水乙醇时放出的热量是( )
A.0.5QB.Q
C.2QD.5Q
解析:
CaCO3中的C来自于乙醇。
100gCaCO3中含碳的物质的量为=1mol,而1molC2H5OH中含2mol碳,即1mol乙醇完全燃烧时放出2Q的热量。
答案:
C
8.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.8kJ·mol-1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L(标准状况),经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ,并生成18g液态水,则燃烧前混合气体中CO的体积分数为( )
A.80%B.50%
C.60%D.20%
解析:
标准状况下混合气体的物质的量为
=3mol,其中有H2=1mol,
1molH2燃烧生成液态水时放热=285.8kJ。
CO燃烧时放出的热量为710.0kJ-285.8kJ=424.2kJ(CO2不燃烧),故n(CO)==1.5mol,
CO的体积分数为×100%=50%。
答案:
B
9.关于反应:
①2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2600kJ·mol-1;
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566kJ·mol-1;
③CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)
ΔH=+216kJ·mol-1。
下列叙述正确的是( )
A.CO的燃烧热为-283kJ·mol-1
B.在③进行时,若加入催化剂,可以使ΔH减小
C.若有3.2gCH4与足量水蒸气按③反应,则放出的热量是43.2kJ
D.若生成相同质量的CO2,C2H2放出的热量大于CO
解析:
CO的燃烧热为正值,即283kJ·mol-1,不是焓变,A项错误;对于一个确定的化学反应,ΔH不变,与是否加入催化剂无关,B项错误;根据③可知,CH4与足量水蒸气反应的过程吸热,C项错误;根据①和②可知,D项正确。
答案:
D
10.已知:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);ΔH=-196.6kJ/mol。
实验室测得4molSO2发生上述化学反应时放出314.3kJ热量,SO2的转化率最接近于( )
A.40% B.50% C.80% D.90%
答案:
C
二、非选择题(共60分)
11.(10分)
(1)已知1g炭粉在氧气中完全燃烧放出的热量是32.8kJ,试写出相关的热化学方程式:
______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)已知:
O2(g)===O(g)+e- ΔH1=+1175.7kJ·mol-1
PtF6(g)+e-===PtF(g) ΔH2=-771.1kJ·mol-1
O2PtF6(s)===O(g)+PtF(g)
ΔH3=+482.2kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g)===O2PtF6(s)的ΔH=________kJ·mol-1。
解析:
(1)1molC完全燃烧放出的热量是32.8kJ×12=393.6kJ,其热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.6kJ/mol
(2)将题目所给三个方程式编号为①、②、③,则①+②-③即得到所求的热化学方程式,故
ΔH=(+1175.7kJ·mol-1)+(-771.1kJ·mol-1)-(+482.2kJ·mol-1)=-77.6kJ·mol-1。
答案:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.6kJ/mol
(2)-77.6
12.(15分)
(1)广州亚运会“潮流”火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧,丙烷是一种优良的燃料。
试回答下列问题:
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)过程中的能量变化图,请在附图中的括号内填入“+”或“-”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
______________________________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。
1mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455kJ热量。
若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1645kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2)盖斯定律认为:
不管化学过程是一步完成或分数步完成,整个过程的总热效应相同。
试运用盖斯定律回答下列问题:
已知:
H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1kJ/mol
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH3=-Q3kJ/mol
若使23g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为________kJ。
解析:
(1)①因反应物能量高于生成物的能量,故该反应为放热反应,ΔH<0。
②因为1molC3H8完全燃烧生成4molH2O(l),所以放出热量为553.75kJ×4=2215kJ,所以丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215kJ/mol。
③
所以C3H8与二甲醚物质的量之比为190∶570=1∶3。
(2)设已知三个方程式分别为a、b、c,则据盖斯定律知:
c-b+3a得到:
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) 反应热ΔH=-Q3-(-Q2)+3(-Q1)=-(Q3-Q2+3Q1)kJ/mol
所以23g(即0.5mol)液态无水乙醇完全燃烧生成液态H2O时放出热量为0.5(Q3-Q2+3Q1)kJ。
答案:
(1)①-
②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2215kJ/mol
③1∶3
(2)0.5(Q3-Q2+3Q1)
13.(15分)2007年4月26日,北京奥运会火炬“祥云”正式向世界亮相。
与往届奥运会火炬的混合燃料不同,“祥云”火炬的燃料采用丙烷,该气体燃烧的火焰颜色为亮黄色,这样的颜色便于识别和电视转播、新闻摄影。
已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2220.0kJ/mol
(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式:
______________________________________________________。
解析:
(1)设H2和C3H8的物质的量分别为xmol和ymol,则有:
,解得:
x=y=2.5,则V(H2)∶V(C3H8)=1∶1。
(2)先将H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol扩大4倍,再与已知C3H8的热化学反应方程式相加,消掉H2O(l)可得答案。
答案:
(1)1∶1
(2)C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-2044.0kJ/mol
14.(20分)甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备。
甲醛与气态甲醇之间转化的能量关系如下图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热________(填“相同”或“不同”),原因是___________________________________________。
(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式__________
___________________________________________________________________________________________________________________。
(4)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700℃,需向体系中通入空气,通过计算确定进料甲醇与空气的物质的量理论比值为多少?
[假设:
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1,空气中氧气含量为20%]
解析:
(1)吸热
(2)相同 一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关
(3)CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g)
ΔH=+(E2-E1)kJ·mol-1
(4)CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g) ΔH=+(E2-E1)kJ·mol-1
1(E2-E1)
n(CH3OH)n(CH3OH)(E2-E1)
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1
0.5a
n(O2)2n(O2)a
则n(CH3OH)(E2-E1)=2n(O2)a,
即n(CH3OH)∶n(O2)=2a∶(E2-E1),
则n(CH3OH)∶n(空气)=2a∶5(E2-E1)