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課時規(guī)范練16 化學反應(yīng)與能量變化
一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。每小題只有一個選項符合題目要求)
1.(2019甘肅甘谷縣第一中學高三檢測)“長征二號”系列火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲肼(C2H8N2),氧化劑是液態(tài)的N2O4,已知1.5 g偏二甲基肼完全燃燒生成N2、CO2和液態(tài)H2O放出50 kJ熱量。下列說法不正確的是( )
A.燃料在火箭發(fā)動機中燃燒是將化學能主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蜋C械能
B.液態(tài)N2O4汽化時共價鍵沒被破壞
C.依題可知C2H8N2的燃燒熱為50 kJmol-1
D.偏二甲基肼在N2O4中燃燒時的化學方程式為C2H8N2+2N2O42CO2↑+3N2↑+4H2O
2.(2018甘肅天水一中高三檢測)下列說法正確的是( )
A.在25 ℃、101 kPa,1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃燒熱相等
B.1 mol H2SO4(濃)與1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱
C.CO是不穩(wěn)定的氧化物,它能繼續(xù)和氧氣反應(yīng)生成穩(wěn)定的CO2,所以CO的燃燒反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
D.101 kPa時,1 mol H2燃燒所放出的熱量為氫氣的燃燒熱
3.(2019陜西西安長安區(qū)第五中學高三期中)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1,②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2
下列推斷正確的是( )
A.若CO的燃燒熱為ΔH3,則H2的燃燒熱為ΔH3-ΔH1
B.反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1
C.若反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,則ΔH2<0
D.若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時前者放熱更多,則ΔH1>0
4.下列熱化學方程式正確的是( )
選項
已知條件
熱化學方程式
A
H2的燃燒熱為a kJmol-1
H2+Cl22HCl ΔH=-a kJmol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反應(yīng)后,放出熱量98.3 kJ
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJmol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJmol-1
D
31 g白磷比31 g紅磷能量多b kJ
P4(白磷,s)4P(紅磷,s) ΔH=-4b kJmol-1
5.(2018山東濰坊高三期中)已知:1 g C(s)燃燒生成一氧化碳放出9.2 kJ的熱量;氧化亞銅與氧氣反應(yīng)的能量變化如圖所示。
下列敘述正確的是( )
A.碳[C(s)]的燃燒熱ΔH為-110.4 kJmol-1
B.1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ的熱量
C.反應(yīng)2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能為292 kJmol-1
D.足量炭粉與CuO反應(yīng)生成Cu2O的熱化學方程式為:C(s)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJmol-1
6.已知298 K時,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJmol-1,在相同溫度下,向密閉容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,達到平衡時放出熱量Q1 kJ;向另一體積相同的密閉容器中通入1 mol SO2和1 mol O2,達到平衡時放出熱量Q2 kJ。則下列關(guān)系正確的是( )
A.2Q2=Q1 B.2Q2
E2,則該反應(yīng)為 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學方程式為 。
(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推進劑,已知:16 g液態(tài)N2H4和足量氧氣反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l),放出310.6 kJ的熱量;2H2O2(l)O2(g)+2H2O(l) ΔH=-196.4 kJmol-1。反應(yīng)N2H4(g)+O2(g)N2(g) +2H2O(l)的ΔH= kJmol-1。N2H4和H2O2反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學方程式為 。
(3)實驗室用50 mL 0.50 molL-1鹽酸與50 mL某濃度的NaOH溶液在如圖所示裝置中反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱。該裝置有一處明顯的錯誤,該處錯誤是缺少一種玻璃儀器,該儀器的名稱為 ;實驗室提供了0.50 molL-1和0.55 molL-1兩種濃度的NaOH溶液,應(yīng)選擇 molL-1的溶液進行實驗。
(4)“嫦娥二號”衛(wèi)星使用液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)作推進劑。N2O4與偏二甲肼反應(yīng)的產(chǎn)物只有CO2(g)、H2O(g)和N2(g),并放出大量的熱,已知10.0 g液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)四氧化二氮完全燃燒可放出425 kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學方程式為 。
(5)已知:①H2(g)H2(l) ΔH=-0.92 kJmol-1
②O2(g)O2(l) ΔH=-6.84 kJmol-1
③H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJmol-1
④H2(g)+ O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJmol-1
請寫出液氫與液氧反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學方程式: 。
課時規(guī)范練16 化學反應(yīng)與能量變化
1.C 火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲基肼,燃料燃燒是將化學能轉(zhuǎn)化為熱能和機械能,A項正確;液態(tài)N2O4汽化時屬于物理變化,共價鍵沒被破壞,B項正確;已知1.5 g偏二甲基肼完全燃燒生成N2、CO2和液態(tài)H2O放出熱量50 kJ,因此C2H8N2的燃燒熱不是50 kJmol-1,C項錯誤;已知反應(yīng)物和生成物,據(jù)原子守恒和得失電子守恒可書寫化學方程式為C2H8N2+2N2O42CO2↑+3N2↑+4H2O,D項正確。
2.A 燃燒熱指25 ℃、101 kPa時,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,因此S的燃燒熱相等,故A項正確;中和熱是稀強酸與稀強堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量,濃硫酸稀釋會放出熱量,且反應(yīng)生成BaSO4沉淀也會放出熱量,故B項錯誤;所有的燃燒都是放熱反應(yīng),故C項錯誤;燃燒熱要求生成穩(wěn)定的氧化物,即101 kPa時1 mol氫氣燃燒產(chǎn)生的H2O是液態(tài)時,放出的熱量才是燃燒熱,故D項錯誤。
3.B 氫氣的燃燒熱是指1 mol氫氣完全燃燒生成液體水時放出的熱量,而反應(yīng)①中的水是氣體,A項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1,B項正確;若反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH2>0,C項錯誤;對于放熱反應(yīng),焓變是負值,則放出的熱量越多,焓變越小,所以若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時前者放熱更多,結(jié)合蓋斯定律可推出ΔH1<0,D項錯誤。
4.D 選項A中符合已知條件的應(yīng)是H2和O2反應(yīng),A錯誤;根據(jù)方程式中的化學計量數(shù),ΔH應(yīng)為-196.6 kJmol-1,B錯誤;選項C中由于生成了BaSO4沉淀,則放出的熱量大于114.6 kJ,C錯誤。
5.D 因1 g C(s)燃燒全部生成CO時放出熱量9.2 kJ,則12 g C(s)燃燒生成一氧化碳放熱110.4 kJ,而燃燒熱指的是1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,A項錯誤;根據(jù)圖像可知,由CuO分解生成Cu2O需要吸收熱量,B項錯誤;反應(yīng)2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)的活化能為348 kJmol-1,C項錯誤;依據(jù)圖像書寫熱化學方程式①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH=-292 kJmol-1;再根據(jù)1 g C(s)燃燒全部生成CO時放出熱量9.2 kJ,可得熱化學方程式為:②2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220.8 kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,②-①得4CuO(s)+2C(s)2CO(g)+2Cu2O(s) ΔH=+71.2 kJmol-1,則2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s) ΔH=+35.6 kJmol-1,D項正確。
6.C 根據(jù)反應(yīng)的熱化學方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJmol-1,可知在題給條件下反應(yīng)生成2 mol SO3氣體放熱197 kJ。向容器中加入2 mol SO2和1 mol O2反應(yīng)生成SO3的量小于2 mol,所以Q1<197,1 mol SO2和1 mol O2相當于在2 mol SO2和1 mol O2達平衡的基礎(chǔ)上,減少反應(yīng)物的濃度,平衡逆向移動,即Q2E2,則ΔH=E2-E1<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-23391 kJmol-1=-92 kJmol-1。(2)16 g液態(tài)N2H4和足量氧氣反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l),放出310.6 kJ的熱量,故N2H4(l)和足量氧氣反應(yīng)的熱化學方程式為N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJmol-1。已知:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2 kJmol-1 a,2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.4 kJmol-1 b,根據(jù)蓋斯定律,由a+b得:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.6 kJmol-1。(3)由題圖可知該裝置缺少的儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒,應(yīng)加入過量的氫氧化鈉溶液以保證鹽酸反應(yīng)完全,故應(yīng)選擇0.55 molL-1的溶液進行實驗。(4)N2O4與偏二甲肼反應(yīng)的產(chǎn)物為CO2、N2和氣態(tài)水,1 mol C2H8N2(l)與N2O4完全燃燒放出的熱量為425 kJ10.0 g60 g=2 550.0 kJ。熱化學方程式為C2H8N2 (l)+2N2O4(l)2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJmol-1。(5)根據(jù)蓋斯定律,由④+③-①-②得:H2(l)+ O2(l)H2O(g) ΔH=-237.46 kJmol-1。
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