- 化学反应与能量
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(2014秋•巫山县校级期末)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.
(1)图中A点表示______.
(2)该反应若用V2O5作催化剂,图中B点将______(填“升高、降低、不变”),△H的值将______(填“增大、减少、不变”).
(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两个化学方程式:______;______.
正确答案
解:(1)图中A点表示反应物的总能,故答案为:反应物的总能量;
(2)加入催化剂,活化能减小,加快反应速率,但是不会影响反应的焓变,故答案为:降低;不变;
(3)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.该催化循环机理的化学方程式为:SO2+V2O5═SO3+2VO2,4VO2+O2═2V2O5;
故答案为:SO2+V2O5═SO3+2VO2;4VO2+O2═2V2O5.
解析
解:(1)图中A点表示反应物的总能,故答案为:反应物的总能量;
(2)加入催化剂,活化能减小,加快反应速率,但是不会影响反应的焓变,故答案为:降低;不变;
(3)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.该催化循环机理的化学方程式为:SO2+V2O5═SO3+2VO2,4VO2+O2═2V2O5;
故答案为:SO2+V2O5═SO3+2VO2;4VO2+O2═2V2O5.
下列推断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡沉淀也会放热,所以放出热量大于57.3 kJ,故A正确;
B、物质三态之间的变化是物理变化,而反应热是化学变化,故B错误;
C、SO2(g)+0.5O2(g)═SO3(g)△H=-98.3 kJ•mol-1是完全转化,而2 mol SO2和1 mol O2充分反应后,不可能完全转化,所以在密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应后,放出热量小于196.6 kJ,故C错误;
D、反应自发进行由△G=△H-T△S<0确定,可知,放热反应△H<0,若高温下,△S<0,可能存在△G=△H-T△S>0,所以不是所有放热反应都能自发进行,故D错误;
故选A.
已知甲、乙、丙、丁代表4种纯净物.甲(g)+2乙(g)⇌丙(g)+丁(g)△H=-a kJ•mol-1(a>0),下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该热化学方程式表示反应物1 mol甲(g)与2 mol乙(g)的总能量高于生成物1 mol丙(g)和1 mol丁(g)的总能量,并不能表示甲(g)的能量一定大于丙(g)的能量,故A错误;
B、反应吸热还是放热与反应条件无关,很多放热反应也必须先加热才能进行,故B错误;
C、该反应为放热反应,因此1 mol甲(g)与2 mol乙(g)的总能量高于生成物1 mol丙(g)和1 mol丁(g)的总能量,故C正确;
D、该反应方程式表示1 mol甲(g)与2 mol乙(g)恰好完全反应生成气态丙和气态丁时放出的热量为a kJ,由于该反应是可逆反应,1 mol甲(g)与2 mol乙(g)并不能完全反应,放出的热量小于a kJ,故D错误;
故选:C.
(2015秋•遂宁期末)下列推断正确的是( )
正确答案
解析
解:A.NaOH固体溶于水要放热,放出热量大于57.3 kJ,故A正确;
B.从C(石墨)═C(金刚石)△H=+1.9kJ/mol,可知石墨具有的能量较低,物质具有的能量越低越稳定,所以石墨比金刚石更稳定,故B错误;
C.已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4 kJ•mol-1,将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应,该反应为可逆反应,氮气和氢气不能全部转化为氨气,则实际反应的氮气的物质的量小于1mol,则放出的热量小于92.4 kJ,故C错误;
D、反应自发进行由△G=△H-T△S<0确定,可知,放热反应△H<0,若高温下,△S<0,可能存在△G=△H-T△S>0,所以不是所有放热反应都能自发进行,故D错误;
故选A.
如图为某反应的焓变示意图,下列有关该反应的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应物能量高于生成物能量,反应的焓变△H=生成物总焓-反应物总焓,△H<0,故A错误;
B、XY能量一定高于MN的能量,但X的能量不一定高于M,故B错误;
C、反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,故C正确;
D、放热反应也需要一定条件下才能发生反应,如氢气和氧气的反应需要加热或点燃发生反应,故D错误;
故选C.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物质发生化学反应一定都伴随着能量变化,故A错误;
B、有能量变化的物质变化不一定化学反应,如水的三态变化,故B错误;
C、化学反应中生成物的总能量不一定低于反应物的总能量,还可以高于反应物的总能量,故C错误;
D、化学反应伴随能量的变化,化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量一定不同,故D正确.
故选D.
已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180kJ•mol-1
②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H2=-92.4kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3=-483.6kJ•mol-1
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应热等于生成物的总能量-反应物的总能量,因此△H2=E1-E2,故A错误;
B、氢气的燃烧热为101kp条件下,1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,241.8 kJ•mol-1为1mol氢气完全燃烧生成气态水时放出的热量,故B错误;
C、合成氨的反应为可逆反应,压强增大平衡向正反应方向移动,因此Q2>2Q1,92.4kJ•mol-1为生成2mol氨气时放出的热量,可逆反应不能进行到底,因此92.4×2>Q2,故C正确;
D、已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ/mol
②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
由盖斯定律可知,①×2-②×2+③×3得:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-906kJ/mol,故D错误;
故选:C.
1,3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下:
CH2=CH-CH═CH2(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)+236.6kJ
CH3-C≡C-CH3(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)+272.7kJ
由此不能判断( )
正确答案
解析
解:据△H=生成物的能量和-反应物的能量和=反应物的键能和-生成物的键能和可知,3-丁二烯和2-丁炔的能量高低,能量越低越稳定,
A、相同条件下2-丁炔放出热量比1,3-丁二烯多,说明1,3-丁二烯能量低,稳定,故A正确;
B、相同条件下2-丁炔放出热量比1,3-丁二烯多,说明1,3-丁二烯能量低,故B正确;
C、相同条件下2-丁炔放出热量比1,3-丁二烯多,说明1,3-丁二烯能量低,其相互转化有能量变化,故C正确;
D、1,3-丁二烯和2-丁炔所含的碳碳单键数目不同,所以不能判断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能大小,故D错误.
故选:D.
已知:CH4(气)+2O2(气)=2H2O(液)+CO2(气)+890.3千焦,1克氢气和1克甲烷分别燃烧后,放出的热量之比约是( )
正确答案
解析
解:氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,1molH2燃烧生成稳定氧化物放出热量为285.8kJ/mol,
所以1克氢气燃烧后放出的热量为=142.9kJ,
由CH4(气)+2O2(气)=2H2O(液)+CO2(气)+890.3千焦,
则1gCH4燃烧后放出的热量为=55.6KJ,
所以1gH2与1gCH4分别燃烧后放出的热量之比为:129.9KJ:55.6KJ=2.3:1,
故选C.
下列说法或表示法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、依据物质能量越高越活泼分析,由“C(石)→C(金);△H=+1.9 kJ/mol”可知反应时吸热反应,金刚石能量高于石墨,所以石墨稳定,故A错误;
B、燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量,1mol碳燃烧所放出的热量不一定是碳的燃烧热,故B错误;
C、注意物质聚集状态和反应的焓变,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,故C正确;
D、中和热是指强酸、强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,故D错误;
故选C.
(2015秋•鞍山校级期末)下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在101kPa、25℃时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,则2H2(g)十02(g)=2H2O(l);△H=-571.6KJ/mol,故A正确;
B、要表明微粒的聚焦状态,中和热的化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1,故B错误;
C、金属与外加直接电源的负极相连,作阴极,被保护,所以将水库中的水闸(钢板)与外加直接电源的负极相连,能保护水闸,故C错误;
D、等物质的量的S(s)的能量低于等物质的量S(g)的能量,所以硫蒸气放出的热量多,所以b<a,故D错误;
故选A.
下列四个图象的有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.反应物总能量大于生成物总能量,应为放热反应,应为反应的△H=-183 kJ•mol-1,故A错误;
B.由图象可知P2>P1,增大压强B%降低,平衡向正反应方向移动,则D一定不是气体,否则向逆反应方向移动,故B错误;
C.醋酸为弱电解质,生成氢气较多,表示的是醋酸溶液,故C错误;
D.碳酸氢钠反应较快,最终生成二氧化碳的物质的量相同,故D正确.
故选D.
在一定条件下,CO和CH4的燃烧热分别为△H=-283kJ•mol-1和△H=-890kJ•mol-1又知由H2与O2反应生成1mol液态H2O比生成1mol气态H2O 多放出44kJ/mol的热量.则CH4气在空气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是( )
正确答案
解析
解:在一定条件下,CO和CH4的燃烧热分别为△H=-283kJ•mol-1和△H=-890kJ•mol-1,则它们的热化学反应方程式分别为:
①CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-283kJ/mol;
②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol
再由由H2与O2反应生成1mol液态H2O比生成1mol气态H2O 多放出44kJ/mol的热量可知,
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol,
根据盖斯定律:②×3-①×2得,3CH4(g)+5O2(g)═CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l)△H=3×(-890kJ/mol)-2×(-283kJ/mol)=-2104kJ/mol
故A、D都错误;
根据盖斯定律:②×3-①×2+6×③得,3CH4(g)+5O2(g)═CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g)△H=3×(-890kJ/mol)-2×(-283kJ/mol)+6×44kJ/mol
=-1840kJ/mol,故B错误,C正确;
故选C.
(2015秋•宜宾期末)己知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的能量变化如图所示:反应过程
(1)由图可知该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)该反应通常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中E1______(填“增大”、“减小”或“不变”),加入V2O5 后该反应的△H______ (填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)已知,2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(g)△H=-442.4kJ/mol ①
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297.0kJ/mol ②
H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)韵热化学方程式是______.
正确答案
解:(1)根据图示:反应物的能量高于产物,所以反应是放热的;
故答案为:放热;
(2)E1为活化能,活化能的大小与反应热无关,加入催化剂能降低反应的活化能,故答案为:减小;不变;
(3)已知2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(g)△H=-442.4kJ/mol ①
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297.0kJ/mol ②
①+②×2得到2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律,2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)△H=(-442.4kJ/mol)+2(-297.0kJ/mol)=-1036.4 kJ/mol.故答案为:2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)△H=-1036.4 kJ/mol.
解析
解:(1)根据图示:反应物的能量高于产物,所以反应是放热的;
故答案为:放热;
(2)E1为活化能,活化能的大小与反应热无关,加入催化剂能降低反应的活化能,故答案为:减小;不变;
(3)已知2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(g)△H=-442.4kJ/mol ①
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297.0kJ/mol ②
①+②×2得到2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律,2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)△H=(-442.4kJ/mol)+2(-297.0kJ/mol)=-1036.4 kJ/mol.故答案为:2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)△H=-1036.4 kJ/mol.
下列说法或表示方法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应物的总能量低于生成物的总能量的反应是吸热反应,有些吸热反应能自发进行,故A错误;
B、CH4燃烧未生成稳定的氧化物CO2,不属于燃烧热,故B错误;
C、反应物不能完全转化,充分反应后测得放出的热量为Q kJ,则该反应的△H<-Q kJ/mol,故C错误;
D、由红磷转化为白磷为吸热反应,所以等质量时,白磷的能量较高,可知红磷比白磷稳定,故D正确.
故选D.
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