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能力提升训练6
能力提升训练(6)
1.(2017·海淀区高三期末)已知:
①2C(s)+O2(g)===
2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1
②氢气燃烧的能量变化示意图:
下列说法正确的是( )
A.1molC(s)完全燃烧放出110kJ的热量
B.H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-480kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+130kJ·mol-1
D.欲分解2molH2O(l),至少需要提供4×462kJ的热量
答案:
C
解析:
本题考查化学反应与能量变化、盖斯定律。
A项,C完全燃烧应生成CO2,错误;B项,反应热ΔH=
=
-240kJ/mol,错误;C项,由方程式叠加和盖斯定律可求算出该反应的反应热ΔH=
-(-240kJ/mol)=+130kJ/mol,正确;D项,H2O(l)转化为H2O(g)还需要吸收热量,故需要提供的热量大于4×462kJ,错误。
2.(2017·保定摸底考试)已知:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9kJ·mol-1。
下列说法正确的是( )
A.CH3OH(g)转变成H2(g)的过程一定要吸收能量
B.反应①中,反应物的总能量高于生成物的总能量
C.根据反应②推知:
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH>-192.9kJ·mol-1
D.反应②中的能量变化如图所示
答案:
C
解析:
根据反应①②可知,A项错误;反应①是吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,B项错误;由于1molCH3OH(g)的能量高于1molCH3OH(l)的能量,所以1molCH3OH(g)与0.5molO2(g)发生反应放出的热量要大于1molCH3OH(l)与0.5molO2(g)发生反应放出的热量,但放热越多,ΔH越小,C项正确;根据反应②可知,1molCH3OH(g)与0.5molO2(g)转化为1molCO2(g)和2molH2(g)放出热量192.9kJ·mol-1,D项错误。
3.(2017·山西四校联考)下列有关说法正确的是( )
A.已知:
HI(g)
H2(g)+
I2(s) ΔH=-26.5kJ/mol,由此可知1molHI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5kJ的热量
B.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为ΔH=-285.8kJ/mol
C.肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料,已知
2H2O(g)+O2(g)===2H2O2(l)
ΔH=+108.3kJ/mol①
N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-534.0kJ/mol②
则有反应:
N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-642.3kJ/mol
D.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
答案:
B
解析:
A项,反应为可逆反应,HI不能完全转化为H2和I2,放出的热量小于26.5kJ;C项,②-①得:
N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.3kJ/mol,当H2O为液态时,ΔH应小于-642.3kJ/mol;D项,醋酸为弱酸,醋酸和NaOH溶液的反应不但有中和反应,还有醋酸的电离过程,而电离过程是吸热的,故醋酸和NaOH溶液反应的ΔH大于-57.4kJ/mol。
4.(2017·济南期末)美国大推力运载火箭“太空发射系统”将于2018年执行首次飞行任务,其所需燃料为高能火箭燃料肼(H2N—NH2)。
该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。
已知:
化学键
N—N
O===O
N≡N
O—H
N—H
断开1mol共价键
所需的能量E/kJ
159
498
943
460
a
下列判断错误的是( )
A.N2比O2稳定
B.图示中的ΔH1=+2249kJ·mol-1
C.表中的a=389
D.N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
答案:
C
解析:
根据已知的N2、O2中化学键的键能可知,N2中N≡N键的键能大于O2中O===O键的键能,故N2比O2稳定,故A正确;根据盖斯定律可知,ΔH1=ΔH3-ΔH2=(-534kJ·mol-1)-(-2783kJ·mol-1)=+2249kJ·mol-1,故B正确;N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH1=+2249kJ·mol-1,则ΔH=4E(N—H)+E(N—N)+E(O===O)=4akJ·mol-1+159kJ·mol-1+498kJ·mol-1=
+2249kJ·mol-1,解得a=398,故C错误;由图中数据可得N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1,故D正确。
5.(2017·张家口期末)乙烯间接水合法合成乙醇分两步完成,反应过程中的能量变化如图所示,对于在密闭容器中进行的合成反应,下列说法不正确的是( )
A.H2SO4是乙烯间接水合法合成乙醇的催化剂
B.缩小容器容积,乙烯的转化率增大
C.反应①和反应②均为放热反应
D.反应②的反应热ΔH=-(E3-E4)kJ·mol-1
答案:
D
解析:
由图象信息知,乙烯间接水合法合成乙醇的两步反应分别为C2H4(g)+H2SO4(l)===C2H5OSO3H(l) ΔH=-(E2-E1)kJ·mol-1,C2H5OSO3H(l)+H2O(l)===C2H5OH(l)+H2SO4(l) ΔH=-(E4-E3)kJ·mol-1;总反应为C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)。
由上述分析可知,H2SO4是乙烯间接水合法合成乙醇的催化剂,A正确;缩小容器容积,相当于增大压强,平衡向右移动,乙烯的转化率增大,B正确;根据图示可知,反应①和反应②中的反应物具有的总能量都高于生成物具有的总能量,故都为放热反应,C正确;反应②的反应热ΔH=-(E4-E3)kJ·mol-1,D错误。
6.现有容积固定且相同的甲、乙、丙三个容器,均存在反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197kJ·mol-1。
在一定条件下分别向三个容器中充入的气体量和能量变化如下表所示:
容器
SO2(mol)
O2(mol)
He(mol)
ΔH(kJ·mol-1)
甲
2
1
0
ΔH1
乙
1
0.5
0
ΔH2
丙
1
0.5
1
ΔH3
根据以上数据,下列选项正确的是( )
A.ΔH1=-197kJ·mol-1B.ΔH2=ΔH3
C.ΔH1=2ΔH2D.ΔH1>ΔH3
答案:
B
解析:
由于反应可逆,甲容器中放出的热量小于197kJ,故ΔH1>-197kJ·mol-1;乙和丙容器中平衡状态相同,故ΔH2=ΔH3;甲中SO2的转化率大于乙中的,故ΔH1<2ΔH2<ΔH3。
7.一定温度和压强条件下,已知下列三个热化学方程式:
①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH1=-566kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1
③2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH3=akJ·mol-1
下列叙述正确的是( )
A.反应①和反应②转移相同的电子数时,放出的热量之比为28390
B.反应②在高温和闪电两个条件下的反应热不同
C.反应③的a=-746
D.反应③的热量变化为akJ时,CO的转化率为100%
答案:
C
解析:
尽管反应①和反应②转移相同的电子数时,热量变化量之比为28390,但反应①放出热量,反应②吸收热量,A项错误;一个化学反应的反应热与反应条件无关,B项错误;根据盖斯定律,③=①-②,则ΔH3=ΔH1-ΔH2=-566kJ·mol-1-180kJ·mol-1=-746kJ·mol-1,C项正确;反应③为可逆反应,CO的转化率不可能是100%,D项错误。
8.(2017·乌鲁木齐一次诊断)常温下,0.01mol·L-1MOH溶液的pH为10。
已知:
2MOH(aq)+H2SO4(aq)===M2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH1=-24.2kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH2=-57.3kJ·mol-1。
则MOH在水溶液中电离的ΔH为( )
A.+33.1kJ·mol-1B.+45.2kJ·mol-1
C.-81.5kJ·mol-1D.-33.1kJ·mol-1
答案:
B
解析:
根据题中0.01mol/LMOH溶液的pH=10,知MOH为弱碱,MOH溶液与硫酸的中和反应可以看做两个过程:
MOH(aq)M+(aq)+OH-(aq) ΔH、H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH2,根据盖斯定律知ΔH1=2(ΔH+ΔH2),则ΔH=
ΔH1-ΔH2=(-24.2kJ·mol-1)×
-(-57.3kJ·mol-1)=+45.2kJ·mol-1,B项正确。
9.已知:
①可燃物N2H4在NO2中燃烧的热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1135.7kJ·mol-1
②H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1
下列所给热化学方程式或相关推断正确的是( )
A.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1311.7kJ·mol-1
B.可燃物N2H4在NO2中燃烧的燃烧热约为567.9kJ·mol-1
C.5.6L水蒸气冷凝为液态水,放出11kJ的热量
D.①中有8mol电子转移时,吸收1135.7kJ的能量
答案:
A
解析:
本题考查反应热知识,意在考查考生对反应热概念的理解及盖斯定律的应用能力。
根据盖斯定律,由①+②×4即得选项A中热化学方程式,A项正确;①中生成的水蒸气不是稳定状态,B项错误;没有指明5.6L水蒸气所处状况,无法进行计算,C项错误;①为放热反应,D项错误。
10.氨在工农业生产中应用广泛。
在压强为30MPa时,合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示:
温度/℃
200
300
400
500
600
氨的体积分数/%
89.9
71.0
47.0
26.4
13.8
请回答下列问题:
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因:
____________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)根据下图写出合成氨的热化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)将1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)92.2kJ,原因是_____________________________________;
若加入催化剂,ΔH________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)已知分别破坏1molN≡N键、1molH—H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ,则破坏1molN—H键需要吸收的能量为________kJ。
(5)N2H4可视为NH3分子中的H被—NH2取代的产物。
发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂,二者反应生成N2和H2O(g)。
已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)
ΔH1=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534kJ·mol-1
则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为____________
______________________________________________________________________________________________________________________。
答案:
(1)温度升高,氨在混合气体中的体积分数减小,平衡向吸热反应方向移动,故正反应是放热反应
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.2kJ·mol-1
(3)小于 由于该反应是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物 不变
(4)391 (5)N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-567.85kJ·mol-1
解析:
(3)合成氨的热化学方程式表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2molNH3时放出92.2kJ的热量,而合成氨的反应是可逆反应,1molN2(g)和3molH2(g)不可能完全反应生成2mol的NH3(g),故测得反应放出的热量小于92.2kJ。
(4)设破坏1molN—H键需吸收的能量为xkJ,946+436×3-6x=-92.2,x≈391。
(5)首先依信息[反应物为N2H4(g)和NO2(g),生成物为N2(g)和H2O(g)]写出方程式并配平得N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律可得此反应的ΔH=ΔH2-
ΔH1=-567.85kJ·mol-1。
11.
(1)新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)于2016年1月1日在我国全面实施。
据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因_________________________________________。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。
利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。
已知:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=akJ·mol-1;欲计算反应CH4(g)+4NO(g)===CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓变ΔH2,则还需要查询某反应的焓变ΔH3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH3=bkJ·mol-1,该反应的热化学方程式是______________________________________________,据此计算出
ΔH2=________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
答案:
(1)①N2+O2
2NO ②-746.5
(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH3=bkJ·mol-1
a-2b
解析:
(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号,由盖斯定律③×2-①-②得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH=[-393.5×2-180.5-(-221.0)]kJ·mol-1=-746.5kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)+2O2(g)===4NO(g) ΔH=akJ·mol-1-ΔH2=2bkJ·mol-1,则ΔH2=(a-2b)kJ·mol-1,同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。
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