A.甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·ml-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·ml-1
B.500 ℃、30 MPa下,將0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·ml-1
C.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3 kJ·ml-1,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ·ml-1
D.在101 kPa時(shí),2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
解析:A項(xiàng),甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·ml-1,要生成液態(tài)水,甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),500 ℃、30 MPa下,將0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,由于反應(yīng)為可逆反應(yīng),則1 ml N2完全反應(yīng)放熱大于38.6 kJ,則熱化學(xué)反應(yīng)方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的ΔH<-38.6 kJ·ml-1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),中和熱是指在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1 ml水時(shí)放出的熱量,其衡量標(biāo)準(zhǔn)是生成的水為1 ml,故無論稀H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)生成的水是幾摩爾,其中和熱恒為-57.3 kJ·ml-1,錯(cuò)誤;D項(xiàng),在101 kPa時(shí),2 g H2的物質(zhì)的量為1 ml,完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(z) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,正確。
答案:D
2.(2020·聊城二模)某科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)硼氫化鈉(NaBH4)在催化劑Ru表面與水反應(yīng)可生成H2,其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)相關(guān)信息判斷,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.過程①至過程④中硼元素的化合價(jià)不變
B.X是H3BO3,H3BO3和BH3兩分子中H的化合價(jià)相等
C.過程③和過程④各產(chǎn)生1 ml H2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不相等
D.0.25 ml NaBH4的還原能力與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力相當(dāng)(還原能力即生成H+失去電子的量)
解析:A項(xiàng),由圖示可知,過程①至過程④中BHeq \\al(-,4)反應(yīng)生成B(OH)eq \\al(-,4),硼元素的化合價(jià)一直為+3價(jià),化合價(jià)不變,正確;B項(xiàng),過程④中2 ml H2O水與2 ml X反應(yīng)生成2 ml B(OH)eq \\al(-,4)和1 ml H2,根據(jù)元素守恒X為H3BO3,H3BO3中H為+1價(jià),但在BH3分子中H為-1價(jià),錯(cuò)誤;C項(xiàng),由圖示可知,過程③中產(chǎn)生1 ml H2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA,過程④產(chǎn)生1 ml H2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA,,兩者不相等,正確;D項(xiàng),NaBH4中H為-1價(jià),0.25 ml NaBH4生成H+失去的電子的量2×0.25 ml×4=2 ml,標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2為1 ml,1 ml H2生成H+失去的電子的量2×1 ml=2 ml,故兩者還原能力相當(dāng),正確。
答案:B
3.(2020·北京市密云區(qū)第二次模擬)甲烷燃燒時(shí)的能量變化如圖,有關(guān)說法正確的是( )
A.圖1中反應(yīng)為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+890.3 kJ·ml-1
B.圖2中反應(yīng)為CH4(g)+eq \f(3,2)O2(g)===CO(g)+2H2O(g)
ΔH=-607.3 kJ·ml-1
C.由圖可以推得:CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283 kJ·ml-1
D.由圖可以推知:等物質(zhì)的量的CO2和CO,CO2具有的能量高
解析:A項(xiàng),根據(jù)圖象分析,反應(yīng)物的總能量高于生成物總能量,則圖1中反應(yīng)為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)圖象分析,生成物水的狀態(tài)是液態(tài),則圖2中反應(yīng)為CH4(g)+eq \f(3,2)O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-607.3 kJ·ml-1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)的焓變可根據(jù)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1和反應(yīng)CH4(g)+eq \f(3,2)O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-607.3 kJ·ml-1求出ΔH=-283 kJ·ml-1,正確;D項(xiàng),CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1,該反應(yīng)放熱,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以等物質(zhì)的量的CO2和CO,CO具有的能量高,錯(cuò)誤。
答案:C
4.(2020·上海市松江區(qū)一模)如圖是某反應(yīng)的能量關(guān)系圖,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量
B.曲線b是使用了催化劑的能量變化曲線
C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4HCl(g)+O2(g)eq \(,\s\up14(硫化劑),\s\d15(400 ℃))2Cl2(g)+2H2O(g)+115.6 kJ
D.若反應(yīng)生成2 ml液態(tài)水,放出的熱量低于115.6 kJ
解析:A項(xiàng),由圖看出反應(yīng)物總能量高,生成物總能量低,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,正確;B項(xiàng),使用催化劑能降低反應(yīng)所需活化能,則曲線b為使用催化劑的圖象,曲線a為未使用催化劑的圖象,正確;C項(xiàng),反應(yīng)物為4HCl(g)+O2(g),生成物為2Cl2(g)+2H2O(g),反應(yīng)放出熱量為115.6 kJ,所以熱化學(xué)方程式為4HCl(g)+O2(g)eq \(,\s\up14(硫化劑),\s\d15(400 ℃))2Cl2(g)+2H2O(g)+115.6 kJ,正確;D項(xiàng),若生成2 ml液態(tài)水,液態(tài)水比氣態(tài)水能量低,放熱會(huì)更多,放出的熱量高于115.6 kJ,錯(cuò)誤。
答案:D
5.(2020·北大附中階段性測(cè)試)一氧化碳甲烷化的反應(yīng)為CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g)。下圖是使用某種催化劑時(shí)轉(zhuǎn)化過程中的能量變化(部分物質(zhì)省略)。下列說法不正確的是( )
A.步驟①只有非極性鍵斷裂
B.步驟②的原子利用率為100%
C.過渡態(tài)Ⅱ能量最高,因此其對(duì)應(yīng)的步驟③反應(yīng)速率最慢
D.該方法可以清除劇毒氣體CO,從而保護(hù)環(huán)境
解析:A項(xiàng),步驟①是H2斷鍵,CO未斷鍵,因此只有非極性鍵斷裂,正確;B項(xiàng),步驟②反應(yīng)物全部變?yōu)樯晌?,因此原子利用率?00%,正確;C項(xiàng),根據(jù)圖中信息,過渡態(tài)Ⅰ的能量差最高,因此其對(duì)應(yīng)的步驟①反應(yīng)速率最小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)的歷程可知,一氧化碳與氫氣反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為無毒的甲烷,該方法可以清除劇毒氣體CO,從而保護(hù)環(huán)境,正確。
答案:C
6.(2020·榆林第三次模擬)中科院蘭州化學(xué)物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氫合成低碳烯烴的反應(yīng),所得產(chǎn)物含CH4、C3H6、C4H8等副產(chǎn)物,反應(yīng)過程如圖。下列說法正確的是( )
A.第ⅰ步反應(yīng)為CO2+H2===CO+H2O
B.第ⅰ步反應(yīng)的活化能低于第ⅱ步
C.Fe3(CO)12/ZSM5使CO2加氫合成低碳烯的ΔH減小
D.添加不同助劑后,反應(yīng)的平衡常數(shù)各不相同
解析:A項(xiàng),第ⅰ步所反應(yīng)為CO2+H2―→CO+H2O,正確;B項(xiàng),第ⅰ步反應(yīng)是慢反應(yīng),第ⅱ步是快反應(yīng),反應(yīng)的活化能越低,反應(yīng)速率越大,所以第ⅰ步反應(yīng)的活化能高于第ⅱ步,錯(cuò)誤;C項(xiàng),催化劑不能改變平衡狀態(tài),不能改變焓變?chǔ),錯(cuò)誤;D項(xiàng),反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),不同助劑能改變反應(yīng)歷程,但不能改變反應(yīng)的起始狀態(tài),不能改變反應(yīng)溫度,所以反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,錯(cuò)誤。
答案:A
7.(2020·湖北省6月供卷)我國(guó)科技工作者提出的一種OER(氧氣析出反應(yīng))機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.物質(zhì)M不能改變OER反應(yīng)的趨勢(shì)
B.每一步反應(yīng)過程都是氧化還原反應(yīng)
C.反應(yīng)過程中只涉及極性鍵的斷裂和形成
D.該總反應(yīng)方程式為4OH--4e-eq \(=====,\s\up14(M))2H2O+O2↑
解析:A項(xiàng),OER氧氣析出反應(yīng),根據(jù)圖示可知,M為轉(zhuǎn)化過程的催化劑,催化劑能改變反應(yīng)進(jìn)程或改變反應(yīng)速率,但不能改變OER反應(yīng)轉(zhuǎn)化率或氧氣的產(chǎn)率,正確;B項(xiàng),根據(jù)圖示,OER(氧氣析出反應(yīng))機(jī)理每一步反應(yīng)過程都有電子得失,是氧化還原反應(yīng),正確;C項(xiàng),根據(jù)圖示,反應(yīng)過程中涉及極性鍵的斷裂和形成,由M—O轉(zhuǎn)化為M—OOH含有非極性鍵的形成,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)圖示,可知M為OER(氧氣析出反應(yīng))的催化劑,四步反應(yīng)中,每步都有電子失去,反應(yīng)過程中生成水和氧氣,該總反應(yīng)方程式為4OH--4e-eq \(=====,\s\up14(M))2H2O+O2↑,正確。
答案:C
8.(2020·衡陽二模)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理及能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.①、②、③三步均屬于加成反應(yīng)
B.總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定
C.第①步反應(yīng)的中間體比第②步反應(yīng)的中間體穩(wěn)定
D.總反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生
解析:A項(xiàng),根據(jù)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理可知只有第①步屬于加成反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),活化能越大,反應(yīng)速率越小,決定著總反應(yīng)的反應(yīng)速率,由圖可知,第①步反應(yīng)的活化能最大,總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定,正確;C項(xiàng),由圖可知,第①步反應(yīng)的中間體比第②步反應(yīng)的中間體的能量高,所以第②步反應(yīng)的中間體穩(wěn)定,錯(cuò)誤;D項(xiàng),總反應(yīng)是否需要加熱與反應(yīng)的能量變化沒有關(guān)系,錯(cuò)誤。
答案:B
9.(2020·濟(jì)南模擬)氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在壓強(qiáng)為30 MPa時(shí),合成氨達(dá)平衡時(shí)混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如表所示:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理,說明合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)的原因:__________________________________________
____________________________________________________。
(2)根據(jù)下圖寫出合成氨的熱化學(xué)方程式是_________________
_____________________________________________________。
(3)將1 ml N2(g)和3 ml H2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量______(填“大于”“等于”或“小于”)92.2 kJ,原因是___________________________________
____________________________________________________;
若加入催化劑,ΔH______(填“變大”“不變”或“變小”)。
(4)已知分別破壞1 ml N≡N鍵、1 ml H—H鍵時(shí)需要吸收的能量為946 kJ、436 kJ,則破壞1 ml N—H鍵需要吸收的能量為________kJ。
(5)N2H4可視為NH3分子中的H被—NH2取代的產(chǎn)物。發(fā)射衛(wèi)星時(shí)以N2H4(g)為燃料、NO2為氧化劑,二者反應(yīng)生成N2和H2O(g)。已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·ml-1,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·ml-1,則1 ml N2H4與NO2完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
____________________________________________________。
解析:(3)合成氨的熱化學(xué)方程式表示1 ml氮?dú)馀c3 ml氫氣完全反應(yīng)生成2 ml NH3時(shí)放出92.2 kJ的熱量,而合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng),1 ml N2(g)和3 ml H2(g)不可能完全反應(yīng)生成2 ml的NH3(g),故測(cè)得反應(yīng)放出的熱量小于92.2 kJ。(4)設(shè)破壞1 ml N—H鍵需吸收的能量為x kJ,946+436×3-6x=-92.2,x≈391。(5)首先依信息[反應(yīng)物為N2H4(g)和NO2(g),生成物為N2(g)和H2O(g)]寫出方程式并配平得N2H4(g)+NO2(g)===eq \f(3,2)N2(g)+2H2O(g),依據(jù)蓋斯定律可得此反應(yīng)的ΔH=ΔH2-eq \f(1,2)ΔH1=-567.85 kJ·ml-1。
答案:(1)溫度升高,氨在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)減小,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·ml-1
(3)小于 由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物 不變
(4)391
(5)N2H4(g)+NO2(g)===eq \f(3,2)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·ml-1
10.(1)(2020·衡陽模擬)據(jù)報(bào)道,我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰(甲烷的水合物)試采獲得成功。甲烷是一種重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外還有以下兩種:
水蒸氣重整:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9 kJ·ml-1;
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·ml-1;
二氧化碳重整:③CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH3。
則反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的條件是_______,ΔH3=________kJ·ml-1。
(2)(2020·興城模擬)“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全世界科學(xué)家研究的重要課題。為減小和消除CO2對(duì)環(huán)境的影響,一方面世界各國(guó)都在限制其排放量,另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO2創(chuàng)新利用的研究。
已知:
①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·ml-1;
②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·ml-1;
③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·ml-1。
寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:_______
_____________________________________________________。
(3)(2020·深圳適應(yīng)性考試)工業(yè)上常利用CO2為初始反應(yīng)物,合成一系列重要的化工原料。以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH1;
反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+72.49 kJ·ml-1;
總反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·ml-1。
①根據(jù)8電子穩(wěn)定構(gòu)型,寫出CO(NH2)2的結(jié)構(gòu)式____________
__________________________。
②反應(yīng)Ⅰ的ΔH1=____________________。
(4)(2020·黃岡適應(yīng)性考試)1799年由英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維發(fā)現(xiàn)一氧化二氮(N2O)氣體具有輕微的麻醉作用,而且對(duì)心臟、肺等器官無傷害,后被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)手術(shù)中。一氧化二氮早期被用于牙科手術(shù)的麻醉,它可由硝酸銨在催化劑下分解制得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。
已知反應(yīng)2N2O(g)===2N2(g)+O2(g)的ΔH=-163 kJ·ml-1,1 ml N2(g)、1 ml O2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收945 kJ、498 kJ的能量,則1 ml N2O(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量為______kJ。
解析:(1)該反應(yīng)ΔH>0、ΔS>0,ΔH-TΔS

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