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专题四 化学反应中的能量变化 热化学方程式

1. 推动上千吨的火箭和进行长距离的太空飞行的巨大能量是从哪里来的？化学反应立下神功。火箭使用的燃料是偏二甲肼[(CH3)2NNH2]，火箭升空时发生的化学反应为：C2H8N2＋2N2O4＝2CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑。下列有关该反应的说法正确的是
A．偏二甲肼既是氧化剂又是还原剂  
B．该反应进行时只有放热过程没有吸热过程
C．该反应中氮元素的化合价升高     
D．该反应中每生成1mol CO2转移8mol电子
2. 科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如右图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则（　 　）
A.N4的熔点比P4高
B.1molN4气体转化为N2时要吸收748kJ能量
C.N4是N2的同系物
D.1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量
3. 已知：
CH3 (CH2 )2CH3 ( g )＋O2 ( g )＝4CO2 ( g ) + 5 H2O ( l )；△H=－2878kJ·mol一1
(CH3)2CHCH3 ( g ) ＋O2 ( g ) ＝4CO2 ( g ) + 5 H2O ( l )；△H = －2869 kJ·mol一1
下列说法正确的是（ ）
A．正丁烷的燃烧热为一2878kJ·mol一1
B．正丁烷分子所具有的能量大于异丁烷分子
C．等量的异丁烷分子中碳氢键比正丁烷的多
D．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
4. 下列说法正确的是
①用25 mL酸式滴定管可以准确放出8.00 mL的稀盐酸；
②可用干燥的pH试纸测定氯水的pH；
③使用容量瓶配制溶液，定容时俯视，所得溶液的浓度偏大；
④加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成，则原溶液中—定有大量CO32-存在；
⑤在某温度下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合，若溶液呈碱性时，溶液中离子浓度大小的关系一定为： c（Na+）﹥ c（CH3COO—）﹥ c（OH—）﹥ c（H+）；

⑥右图是反应物和生成物的能量变化示意图，其可能发生反 应的热化学方程式可表示为：2 A（g）+ B(g) = 2 C（g）；△H=Q kJ·mol-1（Q＜0 ）。 ( )
A．①③⑥ B．②④⑤ C．①③④ D．③⑤⑥
5. 下列化学用语和叙述正确的是( )
A．M与N是同素异形体，由M＝N；△H＝＋119KJ／mol可知，N比 M稳定
B．Na2O2的电子式：
C．表示乙炔“燃烧热”对应的热化学方程式：
C2H2 (g)＋O2 (g) 2CO2 (g)＋H2O(g)；△H＝－1 256KJ／mol
D．葡萄糖的实验式：CH2O
6. 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ/mol
B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g） ＝2CO（g）＋O2（g）反应的
ΔH＝2×283.0kJ/mol
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
7. 已知常温常压下，N2(气)和H2(气)反应生成2molNH3(气)放出92.4kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2，达到平衡时放出热量为Q1kJ；向另一体积相同的密闭容器中通人0.5molN2、1.5molH2和1molNH3，相同条件下达到平衡时放出热量为Q2kI。则下列关系式正确的是（ ）
A．2Q2=Q1=92.4 B．Q2<Q1<92.4 C．Ql<Q2<92.4 D．Ql=Q2<92.4
8. 下列叙述正确的是 ( )
A．糖尿病人应少吃含糖的食品，某八宝粥中注明未加糖，糖尿病人可以放心食用
B．反应2NO2（g）→ N2O4（l）的熵（体系混乱度）减小（即△S＜0）
C．环境保护的根本是研究怎样将污染物质转化为有用物质
D．△H>0的化学反应一定不能自发进行
9. 用CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
① CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ；△H＝一574kJ·mol－1
② CH4 ( g ) + 4NO ( g ) = 2N2 ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ；△H＝一1160kJ·mol一1
下列说法不正确的是（ ）
A．由反应 ① 可推知：CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( l) ；
△H ＞一574 kJ·mol－1
B．反应 ①② 转移的电子数相同
C．若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2，放出的热量为 173.4kJ。
D．若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2，整个过程中转移的电子总数为1.60 mol
10.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
A．已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；△H＝－483.6 kJ· mol—1，则氢气的燃烧热为
241.8 kJ· mol—1
B．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s）；△H＞0　则金刚石比石墨的键能大
C．已知NaOH（ag）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.4 kJ· mol—1
则含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量
D．已知2C（s）＋2O2（g）＝2CO2（g）；△H1
2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）；△H2，则△H1＞△H2
11. 右图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式为：N2+3H22NH3
△H=－ 92kJ·mol－1
B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变
D．在温度体积一定的条件下，通入1mol N2和3 mol H2反应后
放出的热量为Q1kJ，若通入 2 mol N2和6mol H2反应后放
出的热量为Q2kJ则184>Q2>2Q1
12. 已知2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)；△H=-197kJ/mol，同温下，往相同体积的密闭容器甲、乙中分别充入2molSO2、1molO2 和1molSO3、1molSO2、0.5mol O2，当它们分别达到平衡时放出的热量为Q1 KJ和Q2KJ，则下列比较正确的是（ ）
A．Q2= 1/2 Q1=98.5 B．Q2=1/2 Q1<98.5 C．Q2<1/2 Q1<98.5 D．1/2 Q1< Q2 <98.5
13. 在火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量
（1）在结构上N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系。N2H4能发生下列反应：
N2H4+H3O+=N2H5++H2O N2H4+H2O N2H5++
N2H5++H2O N2H62++ N2H5++H2O N2H4+H3O+
据此可得出的结论是 。
A．肼水解显酸性 B．肼在水中可电离出H+离子
C．肼是二元弱碱 D．肼是二元弱酸
（2）写出肼和H2O2反应的热化学方程式 。
（3）已知H2O（1）=H2O(g) △H=+44kJ/mol，则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是 。
（4）上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。
（5）用氨和次氯酸钠按一定的物质的量之比混合可生成肼，写出反应的化学方程式 ，该反应的还原产物是 。
14. 复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
（1）已知在常温下，测得浓度均为0.1mol/L的下列六种溶液的pH：
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
C6H5ONa
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
11.3
复分解反应存在这样一个规律：一种较强酸与一种较弱酸的盐可以自发地反应，生成较弱酸和较强酸的盐，如：2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑
若换个角度看，它同时还揭示出另一条规律，即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较弱的物质。依照该规律，请你判断下列反应不能成立的是 （填编号）
A．CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
B．CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO
C．CO2+H2O+C6H5ONa→NaHCO3+C6H5OH
D．CO2+H2O+2C6H5ONa→Na2CO3+2C6H5OH
E．CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
（2）根据前述信息判断，浓度均为0.05mol/L的下列六种物质的溶液中，pH最小的是 （填编号），其pH为 （填数值）；pH最大的是 （填编号）；
①HClO4 ②CH3COOH ③HCN ④HClO ⑤H2SO4
（3）一些复分解反应的发生还遵循其他的规律。下列转化都属于复分解反应：
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液
②工业上将石灰乳与苦卤（主要溶质KCl、MgCl2）混合可得氢氧化镁固体
③蒸馏KCl和NaNO3混合溶液，首先析出NaCl晶体
请根据上述反应，总结出复分解反应发生的另一个规律：
。
将KI溶液与AgCl固体混合搅拌，固体变为黄色。该反应也遵循这一规律，请写出反应的化学方程式： 。
II．设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对21世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：
（1）以庚烷（C7H16）代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：

（2）这个电池的负极发生的反应是：C7H16+22O2-－44e-=7CO2+8H2O
正极发生的反应是： 固体电解质里的O2－向 极移动
（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是
（4）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。
15. 现有A、B、C、D、E五种强电解质，它们在水中可电离产生下列离子（各种离子不重复）。
阳离子
H+、Na+、A13+、Ag+、Ba2+
阴离子
、、、、
已知：①A、B两溶液呈碱性；C、D、E溶液呈酸性。
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生；A溶液与C溶液反应只有气体产生（沉淀包括微溶物，下同）。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀；C只能与D反应产生沉淀。
试回答下列问题：
（1）分别写出A、B、C、D、E的化学式：A 、B 、C 、
D 、E ；
（2）写出A、E反应的离子方程式： ；
（3）将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量浓度的A溶液中，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为： 。
（4）已知：NaOH（aq）+HNO3（aq）=NaNO3（aq）+H2O(1);△H =－Q kJ·mol-1。
写出B与C稀溶液反应的热化学方程式 。
（5）在100 mL 0.1 mol·L-1 E溶液中，逐滴加入40 mL 1.6 mol·L-1 NaOH溶液，最终得到沉淀物质的量为 mol。
16、（1）肼（N2H4）和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O（g），已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为 。
（2）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学反应方程式为 ；
又知H2O（l）H2O（g）；△H＝＋44kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是 kJ

参考答案
1
2
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4
5
6
D
D
B
A
D
B
7
8
9
10
11
12
B
B
A
C
D
C
13.（1）C
（2）N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；△H= －641.6kJ/mol
（3）408.8kJ
（4）产物为氮气和水，无污染
（5）2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O NaCl
14. I．（1）A D
（2）⑤；③
（3）复分解反应能够向生成更难溶物质的方向进行 ；
KI+AgCl=AgI+KCl
II．（1）C7H16＋11O2＝7 CO2＋8H2O
（2）11O2＋44e－＝22O2– ，写成O2+4e-=2O2-同样给分）负极
（3）燃料电池具有较高的能量利用率
（4）碳（或炭粒等）
15.（1）A．Na2CO3、B.NaOH C.HCl D.AgNO3 E.Al2(SO4)3
（2）3CO32-+ 2Al3＋＋3H2O ＝2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
（3）c（Na+）>c（）>c（）>c（）>c（H+）> c（）
或c（Na+）>c（）>c（）>c（）>c（H+）
（4）OH－（aq）+H+（aq）=H2O（1）；△H =－Q kJ/mol
或（a）Ba（OH）2（aq）+2HC1（aq）=BaC12（aq）+H2O（1）；△H =－Q kJ/mol
或Ba（OH）2（aq）+2HC1（aq）=BaC12（aq）+2H2O（1）；△H =－2Q kJ/mol（ 物质聚集状态、反应热任一方面错都不给分）
（5）0.016 mol
16. （1）2N2H4（g）＋2NO2（g）＝3N2（g）＋4H2O（g）；△H＝－1136kJ/mol
（2）B2H6（g）＋3O2（g）＝B2O3（s）＋3H2O（l）；△H＝－2165kJ/mol 1016.5kJ

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