高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)1-43(打包43套) 魯教版.zip
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課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十一)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
1.(2016·廣州模擬)下列反應(yīng)中,反應(yīng)物總能量低于生成物總能量的是( )
A.2CO+O2===2CO2 B.C+O2===CO2
C.2C+O2===2CO D.CaCO3===CO2+CaO
解析:選D 反應(yīng)中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,說(shuō)明該反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。A、B、C三項(xiàng)是CO、C的燃燒反應(yīng),均屬于放熱反應(yīng),故均不符合題意;D項(xiàng)為CaCO3的分解反應(yīng),屬吸熱反應(yīng),符合題意。
2.下列有關(guān)能量的判斷和表示方法正確的是( )
A.由C(s,石墨)===C(s,金剛石) ΔH=+1.9 kJ,可知:石墨比金剛石更穩(wěn)定
B.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出的熱量更多
C.由H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ,可知:含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合,放出熱量等于57.3 kJ
D.2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ
解析:選A 石墨變化為金剛石過(guò)程是吸熱反應(yīng),金剛石能量高,石墨比金剛石穩(wěn)定,故A正確;等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃?,前者放出熱量更多,故B錯(cuò)誤;含1 mol CH3COOH的溶液與含1 mol NaOH的溶液混合,醋酸為弱酸,溶于水電離需要吸熱,放出熱量小于57.3 kJ,故C錯(cuò)誤;2 g H2物質(zhì)的量為1 mol,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=2×(-285.8 kJ·mol-1)=-571.6 kJ·mol-1,故D錯(cuò)誤。
3.某反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程中能量的變化如圖所示,圖中E1表示正反應(yīng)的活化能,E2表示逆反應(yīng)的活化能,下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變
C.E1也可表示反應(yīng)物斷鍵需要吸收的總能量
D.ΔH=E2-E1
解析:選C 圖像分析反應(yīng)物能量低于生成物能量,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故A不符合題意;催化劑對(duì)反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)無(wú)影響,只改變活化能,則對(duì)反應(yīng)的焓變無(wú)影響,故B不符合題意;E1為正反應(yīng)的活化能,可表示反應(yīng)物斷鍵需要吸收的總能量,故C符合題意;ΔH=斷鍵吸收的能量-成鍵放出的能量=E1-E2,故D不符合題意。
4.(2016·南昌二中月考)在相同溫度和壓強(qiáng)下,將32 g硫分別在純氧中和空氣中完全燃燒,令前者放出熱量為Q1,后者放熱為Q2,則關(guān)于Q1和Q2的相對(duì)大小正確的判斷是( )
A.Q1=Q2 B.Q1>Q2
C.Q1b
D.已知P(白磷,s)===P(紅磷,s) ΔH<0,則白磷比紅磷穩(wěn)定
解析:選A 中和熱是指稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)所放出的熱量,醋酸是弱酸,其電離過(guò)程是吸熱過(guò)程,40.0 g即1 mol NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出小于57.3 kJ的熱量,故A正確;氫氣的燃燒熱必須是生成液態(tài)水的過(guò)程所放出的熱量,液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水是吸熱的,氫氣的燃燒熱大于241.8 kJ·mol-1,故B錯(cuò)誤;焦炭完全燃燒放出的熱量高于不完全燃燒放出的熱量,因焓變是負(fù)值,即a0,ΔH2>0 B.ΔH3>0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH4+ΔH5 D.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
解析:選D 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)屬于放熱反應(yīng),故ΔH1<0。H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)屬于放熱反應(yīng),故ΔH2<0。4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)屬于放熱反應(yīng),故ΔH3<0。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)屬于放熱反應(yīng),故ΔH4<0,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,ΔH2=(ΔH4+ΔH5)×,故C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,ΔH3=ΔH1-2ΔH2,故D正確。
8.已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH2=-1 452 kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH3=-57.3 kJ·mol-1
下列說(shuō)法正確的是( )
A.H2(g)的燃燒熱為571.6 kJ·mol-1
B.同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多
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=+131.4 kJ·mol-1
解析:選B A項(xiàng),氫氣的化學(xué)系數(shù)不是1,所以其燃燒熱不是571.6 kJ·mol-1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),由熱化學(xué)方程式可知,4 g H2燃燒時(shí)放熱571.6 kJ,而4 g CH3OH(l)燃燒時(shí)放熱90.75 kJ·mol-1,正確;C項(xiàng),生成BaSO4沉淀時(shí)也有熱效應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),ΔH=ΔH1-ΔH2=-131.4 kJ·mol-1,錯(cuò)誤。
9.(2016·內(nèi)蒙古錫盟模擬)已知反應(yīng):
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1
N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2
N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH3
則反應(yīng)2NH3(g)+O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH為( )
A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3
解析:選D 由題意把已知反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律將方程式①×2+②×2-③×2得2NH3(g)+O2(g)===2NO2(g)+3H2O(g) ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3。
10.(2016·運(yùn)城二模)用H2可將工業(yè)廢氣中的NO催化還原成N2,其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖(圖中計(jì)量單位為mol),則:NO(g)+H2(g)===0.5N2(g)+H2O(g)的ΔH為( )
A.0.5·(a+b-c-d)kJ·mol-1
B.0.5·(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.0.5·(c+d-a-b)kJ·mol-1
D.0.5·(c+d-a-b)kJ·mol-1
解析:選A 由圖中轉(zhuǎn)化可知,斷裂化學(xué)鍵吸收能量,形成化學(xué)鍵釋放能量,發(fā)生2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1,又化學(xué)系數(shù)與反應(yīng)中的能量變化成正比,則NO(g)+H2(g)===0.5N2(g)+H2O(g)的ΔH=0.5·(a+b-c-d)kJ·mol-1。
11.(1)(2014·廣東高考·節(jié)選)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng),既可提高燃燒效率,又能得到高純CO2,是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)。反應(yīng)①為主反應(yīng),反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。
①CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g)
ΔH1=-47.3 kJ·mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
③CO(g)C(s)+CO2(g)
ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反應(yīng)2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+ C(s)+SO2(g)的ΔH=_______________________________________________________________________
(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)(2014·四川高考·節(jié)選) 已知:25 ℃、101 kPa時(shí),
Mn(s)+O2(g)===MnO2(s) ΔH=-520 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-1 065 kJ·mol-1
SO2與MnO2反應(yīng)生成無(wú)水MnSO4的熱化學(xué)方程式是___________________________。
(3)(2013·浙江高考·節(jié)選)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是:ΔH3=_________________________________。
(4)(2012·天津高考·節(jié)選)已知:溫度過(guò)高時(shí),WO2(s)轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2(g):
①WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)
ΔH=+66.0 kJ·mol-1
②WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)
ΔH=-137.9 kJ·mol-1
則WO2(s)WO2(g)的ΔH=________________________________________________。
解析:(1)由蓋斯定律,①×4+②+③×2得2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g),故ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。
(2)將已知3個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律③-①-②,得:MnO2(s)+ SO2 (g)===MnSO4(s) ΔH=③-(①+②)=-248 kJ·mol-1。
(3)根據(jù)題中三個(gè)反應(yīng),反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅱ×2-反應(yīng)Ⅰ,因此ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
(4)根據(jù)題意由①-②可得
WO2(s)WO2(g) ΔH=+203.9 kJ·mol-1。
答案:(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3 (2)MnO2(s)+ SO2 (g)===MnSO4(s) ΔH=-248 kJ·mol-1
(3)2ΔH2-ΔH1 (4)+203.9 kJ·mol-1
12.為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施?;瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,也可進(jìn)行理論推算。
(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得5 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5 kJ的熱量,試寫(xiě)出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式:________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵被破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,拆開(kāi)化學(xué)鍵需要消耗能量,形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。
化學(xué)鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能/(kJ·mol-1)
436
391
945
已知反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的值為_(kāi)_______。
(3)依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。已知:
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2 599 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,計(jì)算298 K時(shí)由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變:________。
解析:(1)設(shè)2 mol CH3OH(l)完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出熱量為Q。則有=,解得Q=1 452.8 kJ,所以甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1 452.8 kJ·mol-1。
(2)反應(yīng)熱ΔH=a=∑E(反應(yīng)物鍵能)-∑E(生成物鍵能)=3×436 kJ·mol-1+945 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-93 kJ·mol-1。
(3)ΔH==
=+226.7 kJ·mol-1。
答案:(1)2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452.8 kJ·mol-1
(2)-93 (3)+226.7 kJ·mol-1
13.參考下列圖表和有關(guān)要求回答問(wèn)題:
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是________。請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:__________________________。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)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
則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵
P—P
P—O
O===O
P===O
鍵能/(kJ·mol-1)
a
b
c
x
已知1 mol白磷(P4)完全燃燒放熱為d kJ,白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示,則表中x=________ kJ·mol-1(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。
解析:(1)觀察圖像,E1應(yīng)為反應(yīng)的活化能,加入催化劑反應(yīng)的活化能降低,但是ΔH不變;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO的反應(yīng)熱數(shù)值即反應(yīng)物和生成物的能量差,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1?!?
(2)利用蓋斯定律由3×②-①×2+③×2得方程式:CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l),ΔH=3×(-192.9 kJ·mol-1)-2×49.0 kJ·mol-1+(-44 kJ·mol-1)×2=-764 kJ·mol-1。
(3)反應(yīng)熱=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和,即6a+5c-(4x+12b)=-d,可得x=。
答案:(1)減小 不變 NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-764.7 kJ·mol-1
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