- 化学反应与能量
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(已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6KJ•mol- 1),恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系,如图所示.以下叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,所以,硫的物质的量为1mol.由图1可知1molS(s)完全燃烧放出的热量为297KJ,所以,硫的燃烧热的热化学方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJ•mol-1,故A正确;
B、由图1可知,Ⅱ到Ⅲ的过程参加反应的n(SO2)=1mol-0.2mol=0.8mol,根据热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6KJ•mol- 1;可知由Ⅱ到Ⅲ的过程放出的热量为Q=0.4×196.6KJ•mol- 1=78.64KJ•mol-1,故B错误;
C、由B计算可知,由Ⅱ到Ⅲ的过程放出的热量为Q=0.4×196.6KJ•mol- 1=78.64KJ•mol-1,当恒温恒容时,1molSO2和2molO2 充分反应相当于在Ⅱ的基础上再加入1molO2,平衡向着正反应继续进行,所以放出的热量大于78.64KJ,故C正确;
D、将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中,充分反应后生成Na2SO4,根据硫原子守恒,即生成Na2SO4为1mol,再根据Na原子守恒,可以判定消耗NaOH为2mol,故D正确.
故选:B;
进入冬季,大雪也会引发巨大灾难.下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解;A、雪是由水蒸气凝华而成的,气体变化为固体,该过程有能量放出,故A正确;
B、雪融化为水后,固体变化为液体过程中吸收能量,所以能量增加,故B正确;
C、雪融化为水时,固体变化为液体,吸收能量,变化过程中要吸收能量,导致环境温度降低,故C错误;
D、融雪剂的主要成分是NaCl、NaNO3、CaCl2、MgCl2等盐类物质,易溶于水而电离出阴阳离子,加速金属的锈蚀,使水质和土壤污染,故D正确;
故选C.
(2015秋•新余校级月考)次氯酸可用于杀菌消毒.已知25°C时:
①HClO(aq)+OH-(aq)=ClO-(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ•mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、醋酸是弱酸,电离过程是吸热的过程,强酸碱的中和热是57.3kJ/mol,根据HClO(aq)+OH-(aq)=ClO-(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ•mol-1,则次氯酸的电离方程式及热效应可表示为:HClO(aq)⇌H+(aq)+ClO-(aq)△H=(57.3-Q1)kJ•mol-1,故A错误;
B、将20mL 1mol/L HClO与10mL 1mol/L NaOH混合后所得的溶液是等浓度的次氯酸和次氯酸钠的混合物,根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(ClO-),根据物料守恒:2c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),整理两个等式得到2c(H+)-2c(OH-)=c(ClO-)-c(HClO),故B正确;
C、向Na2SO3溶液中加入HClO,次氯酸将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,不会发生复分解反应,故C错误;
D、等浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,由于酸性CH3COOH>HClO,所以次氯酸根离子水解程度大与醋酸钠根离子,C(ClO-)<C(CH3COO-),溶液显示碱性,所以C(Na+)>C(CH3COO-)>C(ClO-)>C(OH-)>C(H+),故D错误.
故选B.
下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、已知2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.6 kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6 kJ•mol-1,1mol氢气燃烧的燃烧热为285.8KJ/mol,则氢气燃烧热为285.8 kJ•mol-1,故A正确;
B、已知C(石墨,s)═C(金刚石,s)△H>0,反应吸热,金刚石能量高于石墨,则金刚石比石墨活泼,故B错误;
C、含20.0g NaOH物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,1mol氢氧化钠完全中和放热57.4KJ,醋酸是弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,稀醋酸和稀NaOH溶液反应放热小于57.4kJ,的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>-57.4 kJ•mol-1,故C错误;
D、一氧化碳燃烧放热,碳和氧气反应生成一氧化碳放出热量小于燃烧生成二氧化碳放出的热量,焓变为负值则△H1<△H2,故D错误;
故选:A.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、可燃物燃烧都是放热反应,但需加热到着火点,故A错误;
B、干冰是共价化合物,共价化合物在三态变化中不会破坏化学键,故B正确;
C、石墨生成金刚石不是氧化还原反应,所以无电子转移,但石墨与金刚石所含能量不同,其相互转化时有能量变化,故C错误;
D、冰融化成水吸收热量,是物理变化,故D错误.
故选:B.
下列过程中△H<0的是( )
正确答案
解析
解:A.氯酸钾分解制氧气为吸热反应,△H>0,故A错误;
B.实验室用氯化铵和氢氧化钙制氨气,需要吸热,△H>0,故B错误;
C.煅烧石灰石制生石灰为吸热反应,△H>0,故C错误;
D.盐酸与NaOH溶液反应属于放热反应,△H<0,故D正确.
故选D.
关于如图所示转化关系(X代表卤素),说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、原子形成化学键放热,焓变小于0,2H(g)+2X(g)═2HX(g)△H3<0,故A正确;
B、反应焓变与起始物质和终了物质有关于变化途径无关,途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关,所以△H1=△H2+△H3 ,故B正确;
C、Cl、Br、I的原子半径依次增大,Cl2、Br2、I2,断裂化学键需要能量减小,所以途径Ⅱ吸收的热量依次减小,故C错误;
D、因化学反应所吸收或放出的能量即为反应热,反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差,氯原子半径小于溴原子,途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定,故D正确;
故选C.
已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、已知①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1,据盖斯定律①-②得:
2H2O(l))=2H2O(g)△H=88kJ•mol-1,1mol水转化应吸热44KJ,故A错误;
B、已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△=483.6KJ/mol,1mol水分解时吸热483.6KJ2=241.8KJ,故B正确;
C、氢气与氧气反应放热,反应物能量高于生成物,所以2 molH2(g)和1molO2(g)的总能量大于2molH2O(l)的能量,故C错误;
D、催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的热效应,故D错误.
故选:B.
能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和
应用前景.工业上合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H
(1)已知,该反应在300℃,5MPa条件下能自发进行,则△H______0,△S______0(填“<,>或=”).
(2)在300℃,5MPa条件下,将0.20mol的 CO与0.58mol H2的混合气体充入2L密闭容器发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示.
①在0~2min内,以H2表示的平均反应速率为______mol•L-1•s-1,CO的转化率为______.
②列式计算300℃时该反应的平衡常数K=______.
③300℃时,将0.50mol CO、1.00mol H2和1.00mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将______.
A.向正方向移动 B.向逆方向移动 C.处于平衡状态 D.无法判断
④下列措施可增加甲醇产率的是______.
A.压缩容器体积 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它条件不变,使反应在500℃下进行,在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图.
正确答案
(1)该反应的反应物有3mol气体,生成物有1mol气体,所以△S<0,反应自发进行△H-T△S<0,故△H必须小于0,故答案为:<;<;
(2)①2min时,甲醇浓度变化0.02mol/L,则氢气浓度变化为0.04mol/L,v(H2)==
=0.02mol/(L•min)-1
从图象分析,生成甲醇0.04mol,则反应的CO为0.04mol,α(CO)=×100%=20%,
故答案为:0.02;20%;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
加入的(mol/L) 0.10 0.29 0
反应的(mol/L) 0.02 0.04 0.02
平衡后(mol/L) 0.08 0.25 0.02
K==
=4(mol/L)-2
故答案为:K==
=4(mol/L)-2;
③Qc=K==
=8>K=4,所以平衡逆向移动,选B,
故答案为:K==
=4(mol/L)-2; B;
④A、对于反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应物气体体积大于生成物,压缩容器体积 时,压强增大,平衡正向移动,可增加甲醇产率,A正确;
B、分离出甲醇,平衡正向移动可增加甲醇产率,故B正确;
C、充入He,不影响各气体的分压,平衡不移动,不能增加甲醇产率,故C错误;
D、体积不变,再充入反应物气体,平衡正向移动,可增加甲醇产率,故D正确.
故选:A B D;
(3)温度升高,反应速率加快,达到平衡时间短.正反应放热,升温时平衡逆向移动,平衡时甲醇浓度比300℃低,可得下图:
故答案为:.
解析
(1)该反应的反应物有3mol气体,生成物有1mol气体,所以△S<0,反应自发进行△H-T△S<0,故△H必须小于0,故答案为:<;<;
(2)①2min时,甲醇浓度变化0.02mol/L,则氢气浓度变化为0.04mol/L,v(H2)==
=0.02mol/(L•min)-1
从图象分析,生成甲醇0.04mol,则反应的CO为0.04mol,α(CO)=×100%=20%,
故答案为:0.02;20%;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
加入的(mol/L) 0.10 0.29 0
反应的(mol/L) 0.02 0.04 0.02
平衡后(mol/L) 0.08 0.25 0.02
K==
=4(mol/L)-2
故答案为:K==
=4(mol/L)-2;
③Qc=K==
=8>K=4,所以平衡逆向移动,选B,
故答案为:K==
=4(mol/L)-2; B;
④A、对于反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应物气体体积大于生成物,压缩容器体积 时,压强增大,平衡正向移动,可增加甲醇产率,A正确;
B、分离出甲醇,平衡正向移动可增加甲醇产率,故B正确;
C、充入He,不影响各气体的分压,平衡不移动,不能增加甲醇产率,故C错误;
D、体积不变,再充入反应物气体,平衡正向移动,可增加甲醇产率,故D正确.
故选:A B D;
(3)温度升高,反应速率加快,达到平衡时间短.正反应放热,升温时平衡逆向移动,平衡时甲醇浓度比300℃低,可得下图:
故答案为:.
(2015秋•沈阳校级期中)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92kJ/mol,相关数据如下
一定条件下,在体积为1L的密闭容器中加入1molN2和3molH2充分反应,放出热量Q1kJ,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应是放热反应,反应物能量高于生成物,故A错误;
B、△H=反应物键能和-生成物键能和,有-92KJ/mol=946KJ/mol+3×436KJ/mol-6aKJ/mol,a=360KJ/mol,故B错误;
C、合成氨是可逆反应,1molN2和3molH2不能完全转化,故C错误;
D、合成氨的正反应是气体体积减小的反应,1L容器中,反应物越多反应物转化率越高,所以相同条件下,反应物若为2molN2和6molH2,放出热量Q2>2Q1,故D正确;
故选:D.
(2014•武进区校级模拟)下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,反应自发进行,△H-T△S>0,反应非自发进行,已知8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g);△H<0,反应后气体物质的量增大,则△S>0,所以△H-T△S<0,反应自发进行,故A正确;
B、HNO3、H2O2都能将I-完全氧化为I2,效果相同,但是H2O2做氧化剂产物为水,无污染,所以应该用H2O2作氧化剂,故B错误;
C、原电池中负极不一定参加反应,如氢氧燃料中正负极为惰性电极,不参加反应,则负极质量不变,故C错误;
D、溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现,由于MgCO3与Mg(OH)2的化学式结构不同,不能根据Ksp大小来判断物质的溶解性,故D错误.
故选A.
下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,X+Y=M+N为放热反应,因此反应物X和Y的总能量一定高于生成物M和N的总能量,故A正确;
B、硫的燃烧为放热反应,△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和<0,即SO2的键能总和大于1mol硫和1mol氧气的键能之和,故B正确;
C、由C(石墨)=C(金刚石);△H=+1.9kJ•mol-1可知,石墨的能量小于金刚石的能量,因此石墨比金刚石稳定,故C错误;
D、等量的硫蒸汽具有的能量大于硫固体具有的能量,因此等量的硫蒸汽完全燃烧时放出的热量多,故D正确;
故选:C.
反应 A+B→C(△H<0)分两步进行 ①A+B→X (△H>0)②X→C(△H<0)下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
正确答案
解析
解:由反应 A+B→C(△H<0)分两步进行 ①A+B→X (△H>0)②X→C(△H<0)可以看出,A+B→C(△H<0)是放热反应,A和B的能量之和大于C,由①A+B→X (△H>0)可知这步反应是吸热反应,X→C(△H<0)是放热反应,故X的能量大于A+B;A+B的能量大于C;X 的能量大于C,图象B符合,
故选B.
下列关于反应热的表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、△H为“-”时,表示反应体系的能力降低,对环境放热,为放热反应,故A错误;
B、碳的燃烧热为通常条件下1mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体,热化学方程式碳不完全燃烧生成CO,CO燃烧生成二氧化碳还放出热量,故碳的燃烧热大于110.5 kJ•mol -1,故B错误;
C、由于反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,故反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关,故C错误;
D、醋酸是弱电解质,反应中电离吸收热量,氢氧化钠与醋酸反应放出的热量小于与硝酸反应放出的热量,故D正确;
故选D.
(2015秋•石河子校级期末)下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.燃烧热必须是可燃物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,如碳燃烧生成一氧化碳就不是燃烧热,故A错误
B.1mol C燃烧生成CO2时放出的热量就是C的燃烧热,故B错误;
C.氢生成稳定的氧化物液态水,故C正确;
D.因为液态水转变成气态水要吸热,所以1 molH20(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 molH2O(g)放出的热量数值不相等,故D错误;
故选:D.
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