化学反应与能量
1、碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示:
①
②
下列判断正确的是
A.①中的为固态,②中的为气态
B.②的反应物总能量比①的反应物总能量低
C.①的产物比反应②的产物热稳定性更好
D.1mol固态碘升华时将吸热17kJ
【答案】B
2、室温下,将1mol的CuSO4?5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为△H1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2:CuSO4?5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4?5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为△H3,则下列判断正确的是( )
A.△H2>△H3 B.△H1<△H3 C.△H1+△H3=△H2 D.△H1+△H2>△H3
【答案】B
【解析】①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4?5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)+5H2O(l)△H1>0;
②CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)△H2<0;
③已知CuSO4?5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H3;
依据盖斯定律①﹣②得到③,所以△H3=△H1﹣△H2;△H2<0,△H1>0,则△H3>0,
A、上述分析可知△H2<△H3,故A错误;
B、分析可知△H2=△H1﹣△H3,由于△H2<0,△H3>△H1 ,故B正确;
C、△H3=△H1﹣△H2,故C错误;
D、△H2<0,△H1>0、△H3>△H1+△H2,故D错误;
故选B.
3、CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2===2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:
①图4-3能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
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图4-3
图4-4
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化如图4-4所示,则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)===CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出,C(s)+2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH=________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
【答案】(1)= (2)①D ②63% (3)-74.8 kJ·mol-1 (4)C
【解析】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3 kJ。
(2)①1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量,则1 mol CH4完全反应放出热量为247.36 kJ,故D图符合题意;②CH4的转化率=×100%≈63%。
(3)②+③-①即得C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1。
(4)已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热,故A项不正确;使CO2分解生成碳与O2的反应为吸热反应,常温下不能发生,故B项不正确;利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的,C项正确;将固态碳合成为C60,以C60作为燃料,极不经济合算,故D项不正确。
4、某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()
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该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
【答案】C
【解析】本题考查化学反应中的能量变化。A项,从图中看,反应物的总能量低于生成物的总能量,故为吸热反应,错;B项,焓变是指反应物与生成物之间的能量差值,与反应过程无关,错;C项,加入催化剂之后,E2变小,说明活化能减小了,正确。
5、下列说法或表示法正确的是( )
A.由“C(石)→C(金);△H= +1.9 kJ/mol ”可知金刚石比石墨稳定
B.在101KPa时,1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l);△H= -571.6kJ/mol
D.HCl和NaOH反应的中和热△H= -57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为△H= -(2×57.3)kJ/mol
【答案】C
6、X、Y、Z、W有如图所示的转化关系,已知反应热:△H=△H1+△H2,则X、Y可能是( )
①FeBr2、FeBr3 ②Na2CO3、NaHCO3 ③C、CO ④AlCl3、Al(OH)3.
A.①②③ B.②③
C.③④ D.①②③④
【答案】D
【解析】①FeBr2FeBr3FeCl3,FeBr2FeCl3,符合上述转化,故选,
②Na2CO3NaHCO3 CO2的转化,Na2CO3CO2的转化,符合△H=△H1+△H2,故选;
③为CCOCO2的转化,CCO2的转化,符合△H=△H1+△H2,故选;
④为AlCl3Al(OH)3NaAlO2,AlCl3NaAlO2的转化,符合△H=△H1+△H2,故选;
以上反应符合有①②③④,
故选D.
7、已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1
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H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)= BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)= CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1
【答案】B
8、已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kj/mol
Na202(s)+CO2(g)= Na2C03(s)+1/202(g) ΔH =-226kj/mol 下列表述正确的是(NA代表阿伏伽德罗常数的数值)( )
A.lmolCO燃烧时放出的热量为283 kJ/mol
B.Na2O2和Na2C03中阴阳离子个数比不同
C.Na202(s)与CO2(g)反应放出226kJ热量时电子转移数为2NA
D.Na202(s)+CO(g)=Na2C03(s) ΔH =-509 kJhnol
【答案】D
9、据北京市园林局的不完全统计,城八区范围内共有11000余株行道树、149万余株绿篱、色块等灌木、近20万平方米草坪遭受严重盐害或死亡,直接影响了2008年“绿色奥运”开展。我国今年遭遇了特大雪灾,我国科学家用氯化钙、尿素、葡萄糖酸钠等为原料成功研制出一种新型复合融雪剂。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖酸钠是非电解质
B.传统的氯化钠融雪剂由于价格偏高而减少使用
C.大量使用传统的氯化钠融雪剂会造成植物枯死
D.传统的氯化钠融雪剂通过升高水的凝固点实现雪融化
【答案】C
10、某些食品包装盒中有一个小袋,袋上注明“双吸剂,不可食用”,通过上网查询得知其主要成分是铁粉、活性炭和氯化钠”。关于这种双吸剂的分析判断错误的是( )
A.具有抗氧化作用 B.可吸收食品盒内的O2和N2
C.发挥作用时利用了原电池原理 D.变为红褐色后失效
【答案】B
11、下列说法不正确的是
A.任何化学反应都伴随着能量的变化
B.所有的燃烧反应都是放热反应
C.在化学反应中需要加热的反应都是吸热反应
D.化学反应过程中,破坏就化学键,需要吸收能量,而形成新化学键则要释放能量
【答案】C
【解析】在化学反应中,有的放热反应也需要通过加热引发反应,如铁粉与硫粉的反应。
12、已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=+Q1 kJ·mol-1
2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+Q2 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q3 kJ·mol-1
则H2和CH4的燃烧热的比值为( )
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【答案】C
【解析】已知得:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1,H2O(g)===H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1。根据燃烧热的定义有:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-(2Q1+Q2) kJ·mol-1,故H2的燃烧热为 kJ·mol-1,CH4的燃烧热为Q3 kJ·mol-1,则H2和CH4的燃烧热的比值为。
13、如图为两种途径制备硫酸的过程,反应条件略。下列说法不正确的是( )
A.途径②增大02浓度可提高SO2转化率
B.含l mol H2S04的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和热
C.途径②中S02和S03均属于酸性氧化物
D.若△Hl