題目列表(包括答案和解析)
15.(12分)(2010·北京高考)某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在,該廢水的處理流程如下:
過程Ⅱ:在微生物作用的條件下,NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO.兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
(1)第一步反應(yīng)是________反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”),判斷依據(jù)是________.
(2)1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式是________________________.
解析:(1)第一步反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,為放熱反應(yīng).(2)根據(jù)蓋斯定律,由第一步反應(yīng)+第二步反應(yīng)可得:NH(aq)+2O2(g)NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=(-273 kJ/mol)+(-73 kJ/mol)=-346 kJ/mol.
答案:(1)放熱 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
(2)NH(aq)+2O2(g)2H+(aq)+NO(aq)+H2O(l);
ΔH=-346 kJ/mol
14.(18分)下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵時所消耗的能量(kJ):
物質(zhì) |
Cl2 |
Br2 |
I2 |
HCl |
HBr |
HI |
H2 |
能量(kJ) |
243 |
193 |
151 |
432 |
366 |
298 |
436 |
根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)-(6)題.
(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________.
A.H2 B.Cl2
C.Br2 D.I2
(2)下列氫化物中,最穩(wěn)定的是________.
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),若消耗等物質(zhì)的量的氫氣時,放出或吸收熱量最多的是________.
(5)若無上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(4)嗎?
________.你的根據(jù)是_____________________________________________________.
(6)寫出H2和Cl2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________________
________________________________________________________________________.
解析:破壞1 mol物質(zhì)時的化學(xué)鍵所消耗的能量與相同條件下由形成該物質(zhì)的兩原子形成1 mol該物質(zhì)放出的能量相等,放出的能量越多,物質(zhì)本身具有的能量越低,分子越穩(wěn)定.
(1)生成1 mol H2時放出的能量最多,為436 kJ.
(2)生成1 mol HCl時放出的能量最多,為432 kJ.
(3)分別計(jì)算出三個反應(yīng)放出的熱量依次為:185 kJ、103 kJ和9 kJ.
答案:(1)A (2)A (3)放熱 (4)Cl2
(5)能 生成物越穩(wěn)定,放出的熱量越多,在HX中,HCl最穩(wěn)定
(6)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g);ΔH=-185 kJ/mol
13.(8分)(2011·西城模擬)能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),我國目前使用的能源主要是化石燃料.
(1)在25℃、101 kPa時,16 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是890.31 kJ,則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式是________________________________________________.
(2)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-437.3 kJ/mol
H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-285.8 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-283.0 kJ/mol
則煤的氣化主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g);ΔH=________ kJ/mol.
解析:(1)根據(jù)提供信息,1 mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水放出890.31 kJ的熱量,因此其熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.31 kJ/mol.
(2)設(shè)提供的三個反應(yīng)分別為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)可以通過①-②-③得到,因此該反應(yīng)的ΔH=-437.3 kJ/mol-(-285.8 kJ/mol)-(-283.0 kJ/mol)=+131.5 kJ/mol.
答案:(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.31 kJ/mol (2)+131.5
12.(2011·合肥模擬)甲醇廣泛用作燃料電池的燃料,可用天然氣來合成,已知:
①2CH4(g)+O2(g)===2CO(g)+4H2(g)ΔH=-71 kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)ΔH=-90.5 kJ/mol
下列描述錯誤的是( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH>-90.5 kJ/mol
B.在甲醇燃料電池中,甲醇所在的電極為正極
C.CH4(g)+1/2O2(g)===CH3OH(l)ΔH=-126 kJ/mol
D.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示
解析:液體汽化時吸收能量,則有:③CH3OH(l)===CH3OH(g) ΔH>0,根據(jù)蓋斯定律,由②、③可知,CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH>-90.5 kJ/mol,A正確;甲醇燃料電池中,甲醇所在的電極為負(fù)極,B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,將①×+②可得:CH4(g)+O2(g)===CH3(OH)(l) ΔH=-71 kJ/mol×-90.5 kJ/mol=-126 kJ/mol,C正確;反應(yīng)①ΔH<0,為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,D正確.
答案:B
11.通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能.鍵能的大小可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH),化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差.
化學(xué)鍵 |
H-H |
Cl-Cl |
H-Cl |
生成1 mol化學(xué)鍵時放出的能量(kJ/mol) |
436 |
243 |
431 |
則下列熱化學(xué)方程式不正確的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=-91.5 kJ/mol
B.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
C.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=+91.5 kJ/mol
D.2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+183 kJ/mol
解析:一個反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的化學(xué)鍵鍵能之和-生成物的化學(xué)鍵鍵能之和.C項(xiàng)應(yīng)為:H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-91.5 kJ/mol.
答案:C
10.已知熱化學(xué)方程式:
①CO(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-283.0 kJ/mol
②H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8 kJ/mol
則下列說法正確的是( )
A.H2的燃燒熱為241.8 kJ/mol
B.由反應(yīng)①、②可知如圖所示的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol
C.H2(g)轉(zhuǎn)變成H2O(g)的化學(xué)反應(yīng)一定要釋放能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng)H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH>-241.8 kJ/mol
解析:A、D項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)②可知,1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量要大于241.8 kJ;B項(xiàng),①-②得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol;C項(xiàng),由B項(xiàng)可知,CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/mol,所以H2(g)轉(zhuǎn)變成H2O(g)的化學(xué)反應(yīng)也可能吸收能量.
答案:B
9.硫有多種單質(zhì).S(單斜)和S(正交)是其中的兩種同素異形體.已知:
①S(單斜,s)+O2(g)===SO2(g);ΔH1=-297.16 kJ/mol
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g);ΔH2=-296.83 kJ/mol
③S(單斜,s)===S(正交,s) ΔH3
下列說法不正確的是( )
A.ΔH3<0
B.正交硫比單斜硫穩(wěn)定
C.單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫是吸熱反應(yīng)
D.質(zhì)量相等時,單斜硫能量比正交硫能量高
解析:根據(jù)蓋斯定律,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-297.16 kJ/mol-(-296.83 kJ/mol)=-0.33 kJ/mol<0;由熱化學(xué)方程式可知,單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫是放熱反應(yīng);正交硫比單斜硫穩(wěn)定;質(zhì)量相等時,單斜硫比正交硫能量高.
答案:C
8.已知在101 kPa下,1 g氫氣在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水時,放出熱量120.9 kJ.則下列說法中正確的是( )
A.氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/mol
B.1 mol H2O(l)具有的能量大于1 mol H2O(g)具有的能量
C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);ΔH=+483.6
D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量總和大于2 mol H2O(g)具有的能量
解析:A選項(xiàng)中氫氣的燃燒熱應(yīng)指1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量;B選項(xiàng)中前者的能量應(yīng)小于后者;C選項(xiàng)中ΔH應(yīng)為負(fù)值.
答案:D
7.(2011·西安模擬)氯原子對O3的轉(zhuǎn)化有催化作用:O3+Cl===ClO+O2 ΔH1,ClO+O===Cl+O2 ΔH2,大氣臭氧層的轉(zhuǎn)化反應(yīng)是O3+O===2O2 ΔH,該反應(yīng)的能量變化示意圖如圖所示,下列敘述中正確的是( )
A.反應(yīng)O3+O===2O2的ΔH=E1-E3
B.反應(yīng)O3+O===2O2的ΔH=E2-E3
C.O3+O===2O2是吸熱反應(yīng)
D.ΔH=ΔH1+ΔH2
解析:O3+O的總能量高于2O2的能量,反應(yīng)O3+O===2O2為放熱反應(yīng),ΔH<0,ΔH=E3-E2,A錯誤,B錯誤,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2,D正確.
答案:D
6.(2010·廣東高考)在298 K、100 kPa時,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
則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:設(shè)提供的三個熱化學(xué)方程式分別為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由①+②×2可以得到③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3,A項(xiàng)正確.
答案:A
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