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化学反应热与焓变
Preparedon22November2020
化学反应热与焓变
化学反应热与焓变
1.(2010·江苏扬州3月模拟)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=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);
ΔH=-1160kJ·mol-1
下列正确的选项是( )
A.CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-867kJ·mol-1
B.CH4催化还原NOx为N2的过程中,若x=,则转移的电子总数为mol
C.若molCH4还原NO2至N2,在上述条件下放出的热量为kJ
D.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为mol
2.已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g);
ΔH=-kJ/mol
Fe2O3(s)+
CO(g)===
Fe3O4(s)+
CO2(g);
ΔH=-kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);
ΔH=+kJ/mol
则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为( )
A.-218kJ/molB.-109kJ/mol
C.+218kJ/molD.+109kJ/mol
3.下列反应中,其反应放热的是( )
①NaOH溶液中加入盐酸 ②由乙醇制C2H4 ③铝热反应
④由氯酸钾制O2
A.①②B.②③C.①③D.①④
4.已知:
Fe2O3(s)+
C(s)===
CO2(g)+2Fe(s) ΔH=-kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-kJ·mol-1
则2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是( )
A.-kJ·mol-1B.-kJ·mol-1
C.-kJ·mol-1D.-kJ·mol-1
5.将V1mLmol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=
50mL)。
下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
6.如图所示,把盛有几小块镁片的试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中,再用滴管向试管中滴入2mL的稀盐酸。
下列对烧杯中的实验现象的描述及原因说明中正确的是( )
A.烧杯中出现白色浑浊,原因是试管中的反应放出热量使烧杯中饱
和石灰水温度升高,溶质析出
B.烧杯中出现白色浑浊,原因是试管中的反应吸收热量使烧杯中饱和石灰水温度降低,溶质析出
C.烧杯中没有任何现象,原因是试管中的反应与烧杯中饱和石灰水没有关系
D.烧杯中没有任何现象,原因是试管中的反应既不放出热量,也不吸收热量
7.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(g)
CO(g)+H2(g);
ΔH=+kJ·mol-1
②C(s)+
O2(g)===CO(g);ΔH=-kJ·mol-1
③CO(g)+
O2(g)===CO2(g);ΔH=-kJ·mol-1
④H2(g)+
O2(g)===H2O(g);ΔH=-kJ·mol-1
⑤H2(g)+
O2(g)===H2O(l);ΔH=-kJ·mol-1
(1)将2.4g炭转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)最近有科学家提出“绿色自由”构想:
把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。
“绿色自由”构想技术流程如下:
在合在塔中,若有4.4kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)小亮同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为×10-9、×10-9。
小亮应该选用的试剂是________,实验时测定的数据除空气的体积外,还需要测定____________________________________________。
8.
(1)负离子发生器产生的负离子是O
,它在大气中存在的时间很短。
O2、O3、O
三种微粒自身所具有的能量由低到高的顺序是________。
(2)A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时,A放出的能量大于B放出的能量;C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时,D吸收的能量大于C吸收的能量。
若A、B、C、D间分别形成二元素化合物,其中最可能属于离子化合物的是________(填写时用A、B、C、D表示的化学式)。
(3)下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是________(填写编号)。
A.石灰石受热分解 B.酒精燃烧 C.生石灰溶于水 D.实验室用KClO3加热制氧气 E.实验室制乙烯 F.实验室制乙炔 G.用镁条引燃铝、四氧化三铁混合粉末 H.CuCl2水解
9.美国东部时间2009年2月10日上午11时55分,美国“铱星33”卫星与俄罗斯已报废的“宇宙2251”卫星在西伯利亚上空发生相撞。
美方称,卫星相撞时,燃烧罐中装有的约453kg联氨(N2H4)可能发生泄漏,对太空造成污染。
(1)联氨是航天飞船常用的高能燃料。
可用氨和次氯酸钠按一定物质的量之比混合反应生成联氨、氯化钠和水,该反应的氧化产物是________。
也可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取联氨,方法是在高锰酸钾催化剂存在下,尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水,写出其反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)火箭推进器中分别装有联氨和过氧化氢,当它们混合时即产生气体,并放出大量的热。
已知:
12.8g液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出kJ的热量。
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1。
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH=-kJ·mol-1。
则表示联氨燃烧热的热化学方程式为________________________________________。
10.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。
已知
1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、________,E的大小对该反应的反应热有无影响________________________________________________________________________。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低________,理由是________________________________________________________________________;
(2)图中ΔH=________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:
V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。
写出该催化循环机理的化学方程式________________________________________________________________________;
(4)如果反应速率v(SO2)为mol·L-1·min-1,则v(O2)=________mol·L-1·min-1、v(SO3)=________mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH________(要求计算过程)。
化学反应热与焓变答案:
1.解析:
A项,根据盖斯定律由已知反应①②计算得反应热应为-867kJ·mol-1,但方程式中水的状态应为气态;B项,由于NOx的物质的量未知,故无法计算反应中转移的电子总数;C项,结合A项计算出的反应热数据,再根据CH4的物质的量mol容易求出反应放出的热量为kJ;D项,1molCH4被氧化为CO2转移电子总数为8mol,则molCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数应为mol,故正确选项为C。
答案:
C
2.解析:
该问题可以转化为
CO(g)+
FeO(s)===
Fe(s)+
CO2(g);ΔH=所以应用盖斯定律,若把已知给出的3个热化学方程式按照顺序编号为①、②、③,那么[(①-②)×
-③]×
即可。
答案:
B
3.解析:
一般来说,化合反应、中和反应、铝热反应为放热反应,分解反应为吸热反应。
B、D选项中的物质的制取反应都属于分解反应,都要吸收热量,故只能选C。
答案:
C
4.解析:
把题给的两个方程式变换为:
2Fe(s)+
CO2(g)===Fe2O3(s)+
C(s)
ΔH=-kJ·mol-1
C(s)+
O2(g)===
CO2(g),ΔH=-kJ·mol-1,相加即得结果。
答案:
A
5.解析:
实验所测量的温度不是环境温度,而是反应后溶液的温度;根据图象,当V1=30mL时,反应混合液温度最高,说明此时二者恰好完全反应,V2=20mL,mol·L-1×30mL=c(NaOH)×20mL,c(NaOH)=mol·L-1;NH4Cl(s)与Ba(OH)2·8H2O(s)的反应也有水生成,但该反应是吸热反应。
答案:
B
6.解析:
金属镁与酸反应放出热量,而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。
答案:
A
7.解析:
(1)根据盖斯定律由已知反应不难求出2.4g炭转化为水煤气再完全燃烧的ΔH为-kJ·mol-1。
(2)根据4.4kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,则1molCO2与氢气合成甲醇放出热量kJ的热量。
书写热化学反应方程式时还应注意物质状态、反应热的正负号以及单位。
(3)根据CaCO3、BaCO3的溶度积大小可知BaCO3更难溶,因此令CO2生成BaCO3反应更完全;要测定空气中CO2的体积分数,则需根据实验时的温度、压强计算空气的物质的量,以及根据沉淀BaCO3的质量计算出CO2的物质的量,进而求出空气中CO2的体积分数。
答案:
(1)-
(2)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g);
ΔH=-kJ·mol-1
(3)Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)
实验时的温度、压强,沉淀的质量
8.解析:
(1)能量越高越不稳定,由此可确定三种微粒的稳定性和能量高低。
(2)由A、B两元素的原子分别失去得到2个电子形成稳定结构时,A放出的能量大于B放出的能量。
所以A比B的非金属性强。
C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时,D吸收的能量大于C吸收的能量,则D比C难失电子,即C的金属性比D强,故最可能属于离子化合物的是C2A。
答案:
(1)O2、O3、O
(2)C2A (3)ADEH
9.解析:
(1)氨气中氮元素的化合价为-3,联氨中氮元素化合价为-2,化合价升高,所以联氨是氧化产物。
利用尿素来制备联氨的反应中,推测另外两种盐为NaCl和Na2CO3,则可写出化学方程式。
(2)联氨与过氧化氢反应的化学方程式为:
N2H4+2H2O2===N2+4H2O,再根据盖斯定律求出联氨燃烧的热化学方程式,注意此题的要求是联氨的化学计量数为1,因为是表示燃烧热。
答案:
(1)N2H4 CO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4+NaCl+Na2CO3+H2O
(2)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-kJ·mol-1
10.解析:
(1)由图象很容易看出,纵坐标表示各种物质的能量。
E是反应所必经的一个过渡状态,它只影响反应的难易程度,而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关,得出没有影响的结论。
加入催化剂改变了反应历程,使活化能降低。
(2)中的ΔH可根据已知1molSO2参加反应时放热99kJ,而图象中表示的是2SO2反应,所以99kJ要乘以2。
(3)化学方程式根据元素守恒即可写出。
(4)考查速率之比和化学方程式中各物质的计量数成正比。
(5)考查盖斯定律的应用,考查燃烧热的概念必须是1molS(s)完全燃烧。
答案:
(1)反应物总能量 生成物总能量 没有影响 降低 因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5===SO3+2VO2 4VO2+O2===2V2O5
(4)
(5)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296kJ·mol-1
SO2(s)+
O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99kJ·mol-1
3S(s)+
O2(g)===3SO3(g) ΔH=(ΔH1+ΔH2)×3=-1185kJ·mol-1
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- 化学 反应热