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一、双项选择题
1.(2011年海南)某反应的ΔH=+100 kJ/mol,下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.正反应活化能小于100 kJ/mol
B.逆反应活化能一定小于100 kJ/mol
C.正反应活化能不小于100 kJ/mol
D.正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ/mol
解析:某反应的ΔH=+100 kJ/mol,说明该反应的正反应为吸热反应,且正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJ·mol-1,正反应的活化能应大于100 kJ/mol,无法确定逆反应的活化能大小。
答案:CD
命题立意:本题考查活化能、反应中的能量变化与ΔH的关系等问题,侧重考查考生对活化能的理解与应用,题目的难度较小。
2.(2011年北京理综)25 ℃、101 kPa下:①2Na(s)+O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414 kJ/mol
②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25 ℃、100 kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ/mol
解析:A项Na2O2中的阴离子是O,所以Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为2∶1,与Na2O相同,故A错误;B项两种情况下生成等物质的量的生成物时转移的电子数相等,故B错误;C项温度升高后产物是Na2O2,故C错误,D项正确。
答案:D
3.氢气燃烧的热化学方程式,可用下列两种方程式表示:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol[来源:z,zs,tep.com]
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-Q2kJ/mol
Q1与Q2的关系为( )
A.Q1=Q2 B.Q2>Q1
C.Q1>2Q2 D.Q1<2Q2
解析:若前者的生成物也为H2O(g),则Q1=2Q2,而生成的水为液态,故Q1>2Q2。
答案:C
4.氢能是一种既高效又干净的新能源。氢能具有的优点包括:①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便
④制备工艺廉价易行
A.①③ B.①②
C.③④ D.②④
解析:氢能来源于水的分解,原料普遍,①正确;氢气易燃,放出的热量多,②正确;氢气易燃且体积所占空间大,若压缩则需要高压,因此储存不方便,③错;水的分解需要大量的能量,④错。
答案:B
5.(2012年山东省山师大附中高三第二次模拟)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(i)I2(s)+H2(g) 2HI(g) ΔH1=+26.48 kJ/mol
(ii)I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH2=-9.48 kJ/mol。
下列判断正确的是( )
A.反应(ii)的产物比反应(i)的产物稳定
B.1 mol I2(s)比1 mol I2(g)总能量低35.96 kJ
C.254 g I2中通入2 g H2(g)充分反应放热9.48 kJ
D.反应(ii)反应物的总能量比反应(i)反应物的总能量高17 kJ[来源:zzstep.com]
答案:B
6.(2012年重庆卷)肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N-N为154,则断裂1 mol N-H键所需的能量(kJ)是( )
A.194 B.391
C.516 D.658[来源:学#科#网Z#X#X#K]
解析:由图可知N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH3。由盖斯定律可知ΔH3=ΔH1-ΔH2=2218 kJ/mol,E(N-N)+4E(N-H)+E(O=O)=2218。解之得E(N-H)=391 kJ/mol,故选B。
答案:B
7.下列说法或表示方法正确的是( )
A.测定HCl和NaOH的中和热时,每次实验均应测量三个温度,即盐酸的起始温度、NaOH的起始温度和反应稳定后的温度
B.由“C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol”可知金刚石比石墨稳定
C.在101 kPa时,2 g H2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2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ[来源:学科网]
解析:反应后的读数应取温度计测到的最高读数,A项错;B项ΔH>0,说明反应吸热,金刚石的能量高,能量越高越不稳定,故B项错;放热反应的焓变应为负值,C项错;因为浓硫酸在稀释时还要放出一部分能量,故D项正确。
答案:D
8.(2012年大纲全国)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( )
解析:对于吸热反应,E生成物>E反应物,对于放热反应,E生成物<E反应物,综合分析,D正确。
答案:D
9.(2012年山东省潍坊市重点中学高三2月月考)一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1[来源:中教网]
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
下列正确的选项是( )
A.CH4催化还原NOx为N2的过程中,若x=1.6,则转移的电子总数为3.2 mol
B.CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-867 kJ·mol-1
C.若0.2 mol CH4还原NO2至N2,在上述条件下放出的热量为173.4 kJ
D.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为3.2 mol
答案:C
10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-574.6 kJ/mol
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1 452 kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为574.6 kJ/mol
B.1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol[来源:学_科_网Z_X_X_K]
C.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH=+135.9 kJ/mol
解析:燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。A项中根据已知热化学反应方程式可知H2(g)的燃烧热为287.3 kJ·mol-1,不正确;B项中有BaSO4(s)生成,而生成BaSO4也是放热的,所以放出的热量比57.3 kJ多,即B项中的ΔH<-57.3 kJ/mol,不正确;D项中按盖斯定律可知正确的是3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)[来源:z*zs*tep.com]
ΔH=-135.9 kJ/mol。
答案:C
11.(2012年5月山东枣庄市理综模拟(有删动))
(1)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-437.3 kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH2=-571.6 kJ·mol- 1 ②
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH3=-566.0 kJ·mol-1 ③
则:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=________________________________________________________________________。
(2)某文献报道:在30 ℃、30 MPa条件下,以Fe、CoCl2作催化剂,CO2和H2反应生成丁烷和戊烷。假定在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂,若CO2和H2的转化率均为100%,产物只有丁烷和戊烷,n(H2)/n(CO2)=a,则a的取值范围为________。
解析:(1)由①-×②-×③得
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
则ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=+131.5 kJ·mol-1
(2)由13H2+4CO2===C4H10+8H2O
知全部生成丁烷时=
若全部生成戊烷,
16H2+5CO2===C5H12+10H2O
=[来源:zzstep.com]
故a的取值范围为<a<
答案:(1)+131.5 kJ·mol-1
(2)<a<或3.2<a<3.25[来源:学|科|网Z|X|X|K]
12.水煤气(主要成分CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得。已知:
①C(s)+H2O(s)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3 kJ/mol
②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol
③CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ/mol
④H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ/mol
⑤H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ/mol
(1)将2.4 g炭转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程ΔH=________kJ/mol。
(2)由CO、H2在一定条件下获得汽油的替代品——甲醇,甲醇的燃烧热为726.5 kJ/mol,试写出由CO、H2生成甲醇的热化学方程式______________。
解析:(1)由盖斯定律可得②+③?C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,所以0.2 mol C完全燃烧,ΔH=-78.7 kJ/mol。
(2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH1
CH3OH(l)+O2(g)―→CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-726.5 kJ/mol(燃烧热,水为液态)
由盖斯定律可得ΔH1=[-283.0+(-285.8)×2-(-726.5)]kJ/mol=-128.1 kJ/mol。
答案:(1)-78.7
(2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)[来源:中#教#网z#z#s#tep]
ΔH=-128.1 kJ/mol
13.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是________________________;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是____________________;
上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(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1 mol PCl5的ΔH3=________,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是__________________。
解析:(1)、(2)中ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,不难写出两个热化学方程式。分解率α1=×100%=25%;升温,化学平衡向吸热反应方向移动,因PCl5的分解要吸热,故升温使其分解率增大,α2>α1。
(3)降温,化学平衡向放热反应方向移动。
(4)根据盖斯定律:一个化学反应不论是一步完成还是多步完成,其热效应总是相同 的。
(5)PCl5和水的反应为水解反应。
答案:(1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)
ΔH=-306 kJ·mol-1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=93 kJ·mol-1 25% 大于
(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解
(4)-399 kJ·mol-1 等于
(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl[来源:zzstep.com]
14.(1)广州亚运会“潮流”火炬采用具有广州民间特色的象牙雕镂空工艺,以水的和谐与火的激情交相凝聚为理念,寄托了亚洲人民共同推进和平与发展的期望。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1 mol H2O(l)过程中的能量变化图,请在图中的括号内填入“+”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。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol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1 645 kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。[来源:学&科&网Z&X&X&K]
(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)===H2O(l) ΔΗ1=-Q1 kJ/mol
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH3=-Q3 kJ/mol
若使46 g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。
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:①放热反应,ΔH为负。
②生成1 mol H2O(l) ΔH=-553.75 kJ/mol方程式生成4 mol, H2O(l) ΔH=-553.75×4 kJ/mol。
③设C3H8 x mol CH3OCH3 y mol则有
(解出x、y即可)
(2)盖斯定律。
答案:(1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1 ③1∶3[来源:z,zs,tep.com]
(2)①3Q1-Q2+Q3
②碳和CO的燃烧热
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