第6章第2節
1.有專家指出,如果對燃燒產物如co2、h2o、n2等利用太陽能使它們重新組合,使之能夠實現,那麼不僅可以消除對大氣的汙染,還可以節約燃料,緩解能源危機.在此構想的物質迴圈中太陽能最終轉化為
( )
a.化學能b.熱能
c.生物能d.電能
解析:根據圖示及對光合作用的理解,太陽能量終轉化為燃料燃燒所釋放的熱能,故選項b正確.
答案:b
2.ch4的燃燒熱為890 kj/mol.下列熱化學方程式正確的是
( )
a.ch4(g)+2o2(g)―→co2(g)+2h2o(l)
δh=+890 kj/mol
b.ch4+2o2―→co2+2h2o δh=-890 kj/mol
c.ch4(g)+2o2(g)―→co2(g)+2h2o(l)
δh=-890 kj/mol
d.ch4(g)+2o2(g)―→co2(g)+2h2o(g)
δh=-890 kj/mol
解析:燃燒放熱,δh<0,a項錯誤;熱化學方程式中要標明物質的狀態,b項錯誤;據燃燒熱的定義知產物水應為液態,故d錯誤,c正確.
答案:c
3.下列變化過程放熱的是
( )
a.h2o(l)===h2o(g) δh=+44.0kj/mol
b.2hi(g)===h2(g)+i2(g) δh=+14.9 kj/mol
c.形成化學鍵時共放出能量862 kj的化學反應
d.能量變化如圖所示的化學反應
解析:根據a、b中熱化學方程式可知兩反應均是吸熱反應.本題易誤選c,由於選項中未明確在化學反應中斷開化學鍵時所吸收的能量大小,因此不能判斷該反應的熱效應.
答案:d
4.使18 g焦炭發生不完全燃燒,所得氣體中co佔1/3體積,co2佔2/3體積,已知:
c(s)+o2(g)===co(g) δh1=-q1 kj/mol
co(g)+o2(g)===co2(g) δh2=-q2 kj/mol
與完全燃燒相比較,損失的熱量是
( )
a.1/2q2 kjb.1/3q2 kj
c.1/3(q1+q2) kjd.1/3q1 kj
解析:n(c)==1.5 mol,與完全燃燒相比,損失的熱量為co(1.
5mol×=0.5 mol)再完全燃燒所對應的熱量,即0.5 mol×q2 kj/mol=0.
5q2 kj,故選a.
答案:a
5.已知:
(1)zn(s)+o2(g)===zno(s) δh=-348.3 kj/mol
(2)2ag(s)+o2(g)===ag2o(s) δh=-31.0 kg/mol
則zn與ag2o 反應生成zno和ag的熱化學方程式為
( )
a.zn(s)+ag2o(s)===zno(s)+2ag(s)
δh=317.3 kj/mol
b.zn+ag2o===zno+2ag δh=317.3 kj/mol
c.zn(s)+ag2o(s)===zno(s)+2ag(s)
δh=-317.3 kj/mol
d.2zn(s)+2ag2o(s)===2zno(s)+4ag(s)
δh=-317.3 kj/mol
解析:用(1)-(2)得:zn(s)+ag2o(s)===zno(s)+2ag(s) δh=-348.
3 kj/mol-(-31.0 kj/mol)=-317.3 kj/mol,故選c.
答案:c
6.2 mol nh3發生反應:2nh3 n2+3h2,達到平衡時,測得混合
氣體的物質的量為3.6 mol,反應吸收的熱量為73.6 kj,下列表示氮氣與氫氣反應生成氨氣的熱化學反應方程式正確的是
( )
a.3h2(g)+n2(g)2nh3(g) δh=-92 kj/mol
b.3h2(g)+n2(g)2nh3(g) δh=-368 kj/mol
c.3h2(g)+n2(g)2nh3(g) δh=-73.6 kj/mol
d.3h2(g)+n2(g)2nh3(g) δh=+73.6 kj/mol
解析:根據計算,達到平衡時nh3只有0.4 mol,即氨氣分解了1.
6 mol.當氨氣分解了1.6 mol時,吸收73.
6 kj的熱量.如果氨氣分解了2 mol,則吸收92 kj的熱量.由此可以寫出氫氣與氮氣反應生成氨氣的熱化學反應方程式.
答案:a
7.已知1 mol紅磷轉化為1 mol白磷,吸收18.39 kj熱量.
4p(紅,s)+5o2(g)===2p2o5(s) δh1
4p(白,s)+5o2(g)===2p2o5(s) δh2
則δh1與δh2的關係正確的是
( )
a.δh1=δh2b.δh1>δh2
c.δh1<δh2d.無法確定
解析:據題意知1 mol白磷所具有的能量比1 mol紅磷所具有的能量高,因此均為1 mol的白磷和紅磷分別與5 mol o2完全反應生成1 mol p2o5固體時,白磷放出的熱量更多,但δh為負值,故δh1>δh2,選b.
答案:b
8.科學家研究南極冰芯樣本後發現:工業革命前的65萬年間,地球大氣層中的溫室氣體穩定,co2含量一直處於180~289 ppm之間,ch4含量在320~720 ppb之間.現在大氣中的co2和ch4含量分別高達380 ppm和1700 ppb,導致溫室氣體含量變化的主要原因是
( )
①以煤為能源的機器的廣泛使用
②以石油為能源的機器的廣泛使用
③以原子能為能源的核工業的發展
④以風能、太陽能為能源的新興工業的發展
ab.①③
cd.②④
解析:煤、石油在燃燒時會產生co2,導致溫室效應,①、②正確;核能和風能、太陽能為新能源且可再生,無汙染,也不會產生溫室效應,所以選a.
答案:a
9.已知反應:①101 kpa時,2c(s)+o2(g)===2co(g)
δh=-221 kj/mol
②稀溶液中,h+(aq)+oh-(aq)===h2o(l)
δh=-57.4 kj/mol
下列結論正確的是
( )
a.炭的燃燒熱大於110.5 kj/mol
b.①的反應熱為221 kj/mol
c.稀硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應的中和熱為-57.4 kj/mol
d.稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水,放出57.4 kj熱量
解析:a項中燃燒熱要生成穩定的化合物,生成的co可繼續燃燒放出能量,所以炭的燃燒熱大於110.5 kj/mol;b項中反應熱存在吸熱和放熱兩種情況,應為δh=-221 kj/mol;c項中和熱反應表示為57.
4 kj/mol或δh=-57.4 kj/mol;d項中醋酸的電離要吸熱,放出熱量減少.
答案:a
10.利用某些有機物之間的相互轉化可以儲存太陽能,如原降冰片二烯(nbd)經過太陽光照轉化成為四環烷(q).已知:
①c7h8(l)(nbd)+9o2(g)===7co2(g)+4h2o(l) δh1
②c7h8(l)(q)+9o2(g)===7co2(g)+4h2o(l) δh2
③ δh=+88.62 kj/mol
下列敘述不正確的是
( )
a.δh1>δh2
b.nbd的能量比q的能量高
c.nbd比q穩定
d.nbd轉化為q是吸熱反應
解析:nbd轉化為q,δh>0為吸熱反應,說明nbd能量比q低,所以nbd比q穩定.由①-②可得δh1-δh2=δh>0, δh1>δh2.
答案:b
11.將煤轉化為水煤氣的主要化學反應為c(s)+h2o(g)===co(g)+h2(g); c(s)、co(g)和h2(g)完全燃燒的熱化學方程式為:
c(s)+o2(g)===co2(g) δh=-393.5 kj/mol
h2(g)+o2(g)===h2o(g) δh=-242.0 kj/mol
co(g)+o2(g)===co2(g) δh=-283.0 kj/mol
請回答下列問題:
(1)根據以上資料,寫出c(s)與水蒸氣反應的熱化學方程式
(2)比較反應熱資料可知,1 mol co(g)和1 mol h2(g)完全燃燒放出的熱量之和比 1mol c(s)完全燃燒放出的熱量多.甲同學據此認為「煤轉化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量」;乙同學根據蓋斯定律作出如下列迴圈圖:
並據此認為「煤轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等」.
請分析:甲、乙兩同學觀點正確的是________(填「甲」或「乙」),判斷的依據是
________.
(3)將煤轉化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優點,請列舉其中的兩個優點:
(4)水煤氣不僅是優良的氣體燃料,也是重要的有機化工原料.co和h2在一定條件下可以合成: ①甲醇(ch4o) ②甲醛(ch2o) ③甲酸(ch2o2) ④乙酸(c2h4o2).試分析當co和h2按1:1的體積比混合反應,合成上述________(填序號)物質時,可以滿足「綠色化學」的要求,完全利用原料中的原子,實現零排放.
解析:根據蓋斯定律將方程式合併即可得c(s)+h2o(g)===co(g)+h2(g) δh=+131.5 kj/mol,由此可知煤轉化為水煤氣是吸熱反應,而甲正是忽略了這個問題,才誤認為「煤轉化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量」.co和h2按1:
1反應合成物質時,可達到零排放,符合「綠色化學」的要求,則合成的物質滿足最簡式為ch2o,則②④符合.
答案:(1)c(s)+h2o(g)===co(g)+h2(g)
δh=+131.5 kj/mol
(2)乙甲同學忽略了煤轉化為水煤氣要吸收熱量(或δh1=δh2+δh3,且δh2>0)
(3)減少汙染燃燒充分方便直接燃燒水煤氣熱量大(答案合理即可)
(4)②③
12.co、ch4均為常見的可燃性氣體.
(1)等體積的co和ch4在相同條件下分別完全燃燒,轉移的電子數之比是________.
(2)已知在101 kpa時,co的燃燒熱為283 kj/mol.相同條件下,若2 mol ch4完全燃燒生成液態水,所放出的熱量為1 mol co完全燃燒放出熱量的6.30倍,ch4完全燃燒反應的熱化學方程式是
(3)120℃、101 kpa下,a ml由co、ch4組成的混合氣體在b ml o2中完全燃燒後,恢復到原溫度和壓強.若混合氣體與o2恰好完全反應,產生b ml co2,則混合氣體中ch4的體積分數為________(保留2位小數).
解析:(1)co轉化成co2:化合價從+2→+4;ch4轉化成co2:化合價從-4→+4;所以轉移電子數之比為2∶8=1∶4.
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