化学能与热能
突破训练（三）
1．由金红石TiO2制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2―→TiCl4Ti。已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为( )
A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2 B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2
2．工业上制取硝酸铵的流程图如下所示：
请回答下列问题：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1
6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为____________________________________
________________________________________________________________________。
3.已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3
2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH4
CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1>0，ΔH30
C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH1
4．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ/mol，断开1 mol O＝O键和1 mol H—O键所吸收的能量分别为496 kJ和463 kJ，则断开1 mol H—H键所吸收的能量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
5.某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图。
下列说法错误的是( )
A．总反应为放热反应
B．使用催化剂后，活化能不变
C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应
D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
6．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法中正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
7. 已知2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋W(g) ΔH，反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．ΔH＝E2－E1
B．正反应的活化能等于E3
C．加入高效催化剂，ΔH减小
D．恒压下充入一定量的氦气，n(Z)不变
8．回答下列问题：
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)
ΔH＝－116.1 kJ·mol－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋75.9 kJ·mol－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)已知：
①Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)
ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1
②2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)
ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________。
(3)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为
①NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)
ΔH1＝－200.9 kJ·mol－1
②NO(g)＋O2(g)===NO2(g)ΔH2＝－58.2 kJ·mol－1
则反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。
9. 根据碘与氢气反应的热化学方程式:
①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1
②I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·mol-1
下列判断正确的是 ( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应①的产物比反应②的产物稳定
D.反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
10.在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是 ( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
11．1 mol石墨在一定条件下完全转化为金刚石，其能量变化如图所示，ΔE1＝393.5 kJ、ΔE2＝395.4 kJ，下列说法正确的是( )
A．石墨完全转化为金刚石需吸收能量
B．石墨转化为金刚石属于物理变化
C．金刚石比石墨稳定
D．1 mol金刚石的能量大于1 mol CO2的能量
12.某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]: 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值
(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH= (取小数点后一位)。
12.(1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
(2)①4.0 ②-53.5 kJ·mol-1
13．二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)CH2CH2(g)＋4H2O(g) ΔH
(1)几种物质的能量(kJ·mol－1)如表所示(在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)：
物质
CO2(g)
H2(g)
CH2CH2(g)
H2O(g)
能量/(kJ·mol－1)
－394
0
52
－242
则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)几种化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示：
化学键
CO
H—H
CC
H—C
H—O
键能/(kJ·mol－1)
803
436
615
a
463
a＝________。
14．(1)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为________。
(2)已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为________。
15.氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:①2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
某反应的平衡常数表达式为K=,写出此反应的热化学方程式:
_________________________________________________。
(2)已知:在25 ℃、101 kPa时:
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
③N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+Q3 kJ·mol-1
写出用NH3脱除NO的热化学方程式:____________________________。
(3)传统工业上利用氨气合成尿素。以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+72.49 kJ·mol-1
反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
16．Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、
废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图右所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式_______________________。
Ⅱ.(1)如下图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________，ΔH的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1；
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kJ·mol－1。
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1。
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为_______________________________________________________________。
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