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第一章 化学反应的热效应 测试题 2023-2024学年高二上学期人教版(2019)化学选择性必修1
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这是一份第一章 化学反应的热效应 测试题 2023-2024学年高二上学期人教版(2019)化学选择性必修1,共22页。
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、单选题(共12题)
1.下列说法中正确的是
A.甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式表示为
B.在稀溶液中: ,若将含的醋酸溶液与含的溶液混合,放出的热量为57.3kJ
C.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多
D.中和热测定实验中为减少热量散失,溶液应分多次倒入量热计中
2.环戊二烯之() 是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产,根据能量循环图和表格中的键能,下列说法正确的是
共价键
键能/
H-H
436
H-I
299
I-I
151
A.△H1+△H2+△H3=0
B.△H1<△H3
C. (g)转化为 (g)的过程中,有C-H的断裂和形成
D.在相同条件下,生成 2molHCl(g) 的△H2′<△H2
3.氯乙烷复方气雾剂可用于急性损伤的镇痛。下列说法正确的是
A.H原子的电子从激发态跃迁到基态将吸收能量
B.Cl-的结构示意图表示为
C.基态C原子核外电子的轨道表示式为
D.镇痛的原理是氯乙烷汽化放热
4.下列说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应是吸热反应
B.吸热反应一定需要加热才能发生
C.所有的分解反应都是吸热反应
D.需要持续加热才能发生的反应是吸热反应
5.25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时所放出的热量约为57.3kJ/mol;辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
6.在常温常压时,充分燃烧一定量的丁烷(C4H10)气体,放出热量QkJ(Q>0),将生成的二氧化碳全部通入足量NaOH溶液中,发生的反应为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,共消耗了4mol·L-1的NaOH溶液200mL。则此条件下,下列热化学方程式正确的是
A.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-QkJ·mol-1
B.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ·mol-1
C.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=10QkJ·mol-1
D.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ
7.下列属于吸热的氧化还原反应的是
A.Zn与稀盐酸反应制备氢气 B.铵盐和碱反应生成氨气
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳 D.铝热反应
8.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法错误的是
A.相同条件下,的比的大
B.相同条件下,的与的相等
C.已知气体溶于水放热,则的
D.一定条件下,气态原子生成键放出能量,则该条件下的
9.已知:C(s,金刚石)=C(s,石墨) △H=-1.9kJ/mol
C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2
根据已述反应所得出的结论正确的是
A.△H1=△H2 B.△H1>△H2
C.△H1<△H2 D.金刚石比石墨稳定
10.下列反应中,<0且是氧化还原反应的是
A.生石灰与水的反应
B.C与CO2在高温下的反应
C.KOH与盐酸的反应
D.碳与浓硫酸的反应
11.下列所述变化中,前者是吸热反应,后者是放热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;氢氧化钠溶于水
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧;碳酸氢钠分解
C.灼热的碳与二氧化碳的反应;氢气在氯气中燃烧
D.酸碱中和;焦炭与高温水蒸气反应
12.反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确的是( )
A.E2表示反应X→C的活化能
B.X是反应A+B→C的催化剂
C.反应A+B→C的ΔH<0
D.加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变
二、非选择题(共10题)
13.根据所学知识,回答下列问题。
(1)向的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、,则三者由大到小的顺序为 。
(2)已知:①
②
③
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据:
化学键
H—H
H—O
C—O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C—H键的键能为 。
(4)一定条件下,在水溶液中、的相对能量(kJ)大小如图所示:
①D是 (填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
(5)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: 。
14.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比较,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),中和热 (填“相等”或“不相等”),理由是 。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)完整地做一次这样的实验,需测定 次温度。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”
15.在化学反应中,不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化。
(1)下图中,表示放热反应能量变化的是 (填字母)。
(2)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因:
图中过程①需 (填“吸收”或“释放”)。从微观角度判断该反应为放热反应的证据为 。根据上图的信息写热化学方程式 。
(3)用电子式表示H2O的形成过程 。
16.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填序号)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填序号)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生进行实验并通过实验数据计算,该实验测得中和热的数值为57.3 KJ/moL。写出中和热的热化学反应方程式: 。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热ΔH (填‘偏大’‘偏小’‘无影响’)
17.某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验中大约要使用溶液,则至少需要称量固体 g。
(2)从下表中选择称量固体所需要的仪器 (填标号)。
标号
a
b
c
d
e
f
仪器
Ⅱ.测定中和热的实验装置如图所示。
(3)取溶液和溶液进行实验,实验数据如表所示。
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
溶液
溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①填写上表的空白。
②使溶液与溶液混合均匀的正确操作是 (填标号)。
a.用温度计小心搅拌
b.揭开硬纸板用玻璃棒搅拌
c.轻轻地振荡烧杯
d.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
③近似认为溶液和溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热。则中和反应的反应热 (结果保留一位小数)。
④上述实验测得结果大于理论值,产生偏差的原因可能是 (填标号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取溶液的体积时仰视读数
c.分多次把溶液倒入盛有溶液的小烧杯中
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度
18.I.50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 ;
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 ;
(3)用相同浓度和体积的氨水(NH3· H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”、“不相等”),所求中和热 ,(填“相等”、“不相等”)。
Ⅱ.(1)已知充分燃烧一定质量的丁烷(C4H10)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则表示丁烷燃烧热的热化学方程式为 ;
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ的热量,其热化学方程式为 。
19.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为 ,C3H8的燃烧热为 。
(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3847kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 (写出具体过程)。
(4)已知H—H键能为436.4kJ·mol-1,Cl—Cl键能为242.7kJ·mol-1,H—Cl键能为431.8kJ·mol-1,1mol氢气和1mol氯气完全反应生成氯化氢气体 (吸收或放出) 的热量。热化学方程式为 。
20.19世纪初,法国科学家杜龙和珀蒂测定比热时发现:金属的比热()与其相对原子质量的乘积近似为常数25.08。将40.0g惰性金属M加热到100℃,投入20.0g温度为36.7℃的水中,最终体系的温度为46.7℃。推算该金属的近似摩尔质量(水的比热为4.18,请写出计算过程,结果保留整数)。
21.已知:甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= kJ/mol。
22.A、B、C、D、E均为中学化学的常见单质或化合物,它们之间的反应关系如图所示:
(1)若A是短周期中原子半径最大的元素构成的单质,E既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液,E溶于NaOH溶液的离子方程式是 ;工业上冶炼A的化学反应方程式是 。
(2)若C是既含有极性键又含有非极性键的四原子分子,则实验室制取C的化学方程式是 ;1 mol C完全燃烧生成液态水时放热1300 kJ·mol-1,则C完全燃烧的热化学方程式是 。A与B的溶液反应时只生成气体C、碳酸钙沉淀和水,则B的化学式是 。
参考答案:
1.C
A.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质放出的热量,应该是生成液态H2O,不是气态水,故A错误;
B.醋酸为弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,若将含1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故B错误;
C.等量的硫蒸气和硫固体,硫蒸气能量更高,硫蒸气放热多,故C正确;
D.中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应一次快速放入,多次放入会造成热量损失,故D错误;
故选:C。
2.D
A.根据盖斯定律,△H3=△H1+△H2,则△H1+△H2-△H3=0,故A错误;
B.根据△H=反应物的键能之和-生成物键能之和,则△H3-△H1=△H2= E(I-I)+ E(H-H)- 2E(H-I)= 151kJ/mol+436 kJ/mol -2×299 kJ/mol =-11 kJ/mol<0,则△H3<△H1,故B错误;
C. (g)转化为(g)的过程中,有C-H的断裂和C-C的形成,故C错误;
D.根据△H=反应物的键能之和-生成物键能之和,△H2= E(H-H)+E(I-I)-2E(H-I)= 151kJ/mol+436 kJ/mol -2×299 kJ/mol =-11 kJ/mol<0,Cl的半径小于I,Cl得电子能力比I强,形成的化学键的键能比I的大,放出的热量更多,△H2′<0,放出的热量越多,焓变越小,在相同条件下,生成 2molHCl(g) 的△H2′<△H2,故D正确;
答案选D。
3.C
A. H原子的电子从激发态跃迁到基态将放出能量,能量变低,故A错误;
B. 氯是17号元素,Cl-的结构示意图表示为 ,故B错误;
C. 碳是6号元素,基态C原子核外电子的轨道表示式为 ,故C正确;
D. 镇痛的原理是氯乙烷汽化吸热,降低受伤部位出血量,故D错误;
故选C。
4.D
A. 吸热反应和放热反应与反应前后反应物和生成物的总能量有关,或者与反应物、生成物的键能有关,与是否加热无关,A错误;
B. 根据A中分析可知B错误;
C. 并不是所有的分解反应都是吸热反应,C错误;
D. 需要持续加热才能发生的反应一定是吸热反应,D正确。
答案选D。
5.C
【解析】中和热为稀的强酸与强碱反应生成1mol液态水释放的热量;燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物释放的热量;辛烷燃烧生成二氧化碳气体和液态水;根据定义分析判断。
A.乙酸为弱酸,反应过程中伴随着醋酸电离吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,故A错误;
B.1mol硫酸与1mol氢氧化钡反应除生成2mol水外还有硫酸钡沉淀生成,反应放出的热量大于114.6kJ,故B错误;
C.辛烷的燃烧热为5518kJ/mol,则2mol辛烷完全燃烧时放出的热量为11036kJ,故C正确;
D.辛烷燃烧生成液态水时放出的热量与燃烧热对应,故D错误;
故选:C。
6.B
消耗氢氧化钠的物质的量是0.2Lx0.4mol/L=0.8mol,则需要的二氧化碳的物质的量是0.4mol,说明0.1mol C4H10(g)完全燃烧生成0.4mol的二氧化碳放出QkJ的热量,则1mol C4H10(g)完全燃烧放出的热量是10QkJ;热化学反应方程式为:C4H10(g)+ O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ·mol-1。
故答案选B。
7.C
A.Zn与稀盐酸反应产生ZnCl2和H2,反应过程中Zn、H元素化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应;但反应过程会放出热量,属于放热反应,A不符合题意;
B.铵盐和碱共热反应生成氨气,该反应属于吸热反应;但由于反应过程中元素化合价不变,因此反应属于非氧化还原反应,B不符合题意;
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳,反应过程中C元素化合价发生了变化,反应为氧化还原反应;反应过程中吸收热量,因此反应同时属于吸热反应,C符合题意;
D.铝热反应过程中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应;铝热反应发生放出热量,因此属于放热反应, D不符合题意;
故合理选项是C。
8.D
A.由于比稳定,所以相同条件下的比的大,A正确;
B.代表的是的变化,与是的还是的原子无关,B正确;
C.代表的是气体从溶液中逸出过程的焓变,因为气体溶于水放热,则气体溶于水的逆过程吸热,即的,C正确;
D.一定条件下,气态原子生成键放出能量,则断开键形成气态原子吸收的能量,,D错误;
故答案为:D。
9.C
根据金刚石和石墨的转化,此反应是放热反应,即金刚石具有的能量高于石墨,因此金刚石燃烧放出的热量高于石墨,因此△H1<△H2。
答案选C。
10.D
A.生石灰与水反应生成氢氧化钙,为放热反应,非氧化还原反应,A错误;
B.碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳,为吸热的氧化还原反应,B错误;
C.氢氧化钾与盐酸反应生成氯化钾和水,为放热的非氧化还原反应,C错误;
D.碳与浓硫酸生成二氧化碳、二氧化硫和水,为放热的氧化还原反应,D正确;
答案选D。
11.C
根据常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应,所有中和反应;绝大多数化合反应和铝热反应;
常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),少数置换反应以及某些复分解反应(如铵盐和强碱),C或氢气做还原剂时的反应。
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应;氢氧化钠溶于水为放热过程但不是放热反应,选项A不符合;
B. 点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧属于放热反应;碳酸氢钠分解属于吸热反应,选项B不符合;
C. 灼热的碳与二氧化碳的反应属于吸热反应;氢气在氯气中燃烧属于放热反应,选项C符合;
D. 酸碱中和反应属于放热反应;焦炭与高温水蒸气反应属于吸热反应,选项D不符合。
答案选C。
【点睛】本题考查放热反应和吸热反应,抓住中学化学中常见的吸热反应或放热反应是解题的关键,对于特殊过程中的热量变化的要熟练记忆来解答此类习题。
12.C
反应热△H=反应物的总能量-生成物的总能量,催化剂不改变反应热,据此回答问题。
A、由于反应热△H=反应物的总能量-生成物的总能量,故E2不是反应X→C的反应热,而是反应X→C的逆反应的活化能,A错误;
B、催化剂在反应中要先被消耗、后又生成,但X在反应A(g)+B(g)→C(g)中先生成、后消耗,故不是催化剂,只是中间产物,B错误;
C、依据图像分析可知,反应物A+B总能量高于生成物C的能量,反应是放热反应,C正确;
D、反应热的多少取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,与催化剂的使用无关,D错误;
答案为C。
13.(1)
(2)
(3)413
(4)
(5)
(1)反应中放出热量越多,越小,与1LNaOH溶液反应时,与稀硝酸相比,浓硫酸稀释时放出大量热,醋酸电离时吸收热量,故。
(2)根据盖斯定律,①+②+③得碳与水制氢气的总反应,则,故热化学方程式为 。
(3)由题图可知,CO与合成的反应热,设甲醇中键的键能为,则,解得。
(4)①由题图可知,D点对应氯元素的化合价为价,则D为;
②由题图可知,A为、B为、C为,则转化为和的方程式为,,即热化学方程式为,。
(5)由题图可知,该反应的,故其热化学方程式为 。
14. 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中热量损失 不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量,与酸碱用量无关 偏小 3 偏小
(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器,故答案为环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是:减少实验过程中的热量损失,故答案为减少实验过程中的热量损失;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用50mL0.50mol•L-1盐酸代替H2SO4溶液进行上述实验,测得中和热数值相等,故答案为不相等;相等;因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关;
(4)NH3•H2O是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,故答案为偏小
(5)实验要测定酸、碱的初始温度以及反应后的最高温度,至少需要测量3次,故答案为3;
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为偏小。
【点晴】中和热的测定实验中需要注意:①大小烧杯杯口相平,可使盖板把杯口尽量盖严,从而减少热量损失;填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的,若换用隔热、密封性能更好的装置(如保温杯)会使实验结果更准确;②温度计上的酸要用水冲洗干净,因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使总溶液的质量增加,而导致实验结果误差;③酸、碱混合时,要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入,因为本实验的关键是测反应的反应热,若动作迟缓,将会使热量损失而使误差增大;④实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1:1而是NaOH过量,是为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55 mol/L NaOH溶液,使碱稍稍过量.若使盐酸过量,也是可以的。
15. a 吸收 反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量 1molH2(g)+molO2(g)= H2O(g) ΔH=-245kJ/mol
(1)a中反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,b中反应物的总能量小于生成物的总能量,属于吸热反应,则表示放热反应能量变化的是a;
(2)过程①为化学键的断裂过程,断键吸收能量;1molH2(g)和0.5molO2(g)断键吸收的总能量为436kJ+249kJ=685kJ,生成1molH2O(g)成键释放的能量为930kJ,反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量,所以该反应为放热反应;该反应的焓变ΔH=685kJ/mol-930kJ/mol=-245kJ/mol,所以热化学方程式为1molH2(g)+molO2(g)=H2O(g) ΔH=-245kJ/mol;
(3)O原子和两个H原子通过共价键结合生成水分子,用电子式表示H2O的形成过程为。
16.(1)确保盐酸被完全中和
(2)C
(3)D
(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(5)H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l) ΔH=-57.3 KJ/moL
(6)偏大
在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和,常常使加入的一种反应物稍微过量一些;为了减小热量损失,倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入;使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,以此解题。
(1)
为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量,故答案为确保盐酸被完全中和;
(2)
倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,C正确,故答案为C;
(3)
使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失,D正确,故答案为D;
(4)
中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L 1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热的,稀氨水和1L 1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以△H1=△H2<△H3,故答案为△H1=△H2<△H3;
(5)
根据中和热数值为57.3 KJ/moL,可以写出中和热的热化学反应方程式为:H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l) ΔH=-57.3 KJ/moL;
(6)
大烧杯上如不盖硬纸板,会导致热量的损失,结果温度计上升的数值会低一些,中和热为放热反应,ΔH偏大。
17. 5.0 4.0 d
(1)实验需要溶液,则需要配制溶液,故需要根据体积算出所需的质量,质量为40g/mol×0.25L×0.5mol/L=5.0g。
(2)需放到小烧杯中称量,故用到托盘天平、小烧杯和药匙;
答案选abe。
(3)①先算出每次的温度差,再求四次温度差的平均值,实验次数1温差为4.0,实验次数2温差为4.0,实验次数3温差为3.9,实验次数4温差为4.1,平均值为4.0。
②a项温度计不能用来搅拌试剂,b项有热量损失,c项易有液体溅出;
答案选d。
③根据题中数据可求出溶液总质量,生成水的物质的量,故中反应的反应热。
④测得结果大于理论值,即在实验过程中有热量损失。
a.实验装置保温、隔热效果差,实验中有热量损失,a正确;
b.量取溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,b错误;
c.分多次把溶液倒入盛有溶液的小烧杯中,造成实验中热量损失,c正确;
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,d正确;
答案选a、c、d。
18. 环形玻璃搅拌棒 保温隔热,防止热量损失 偏小 不相等 相等 C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-4bkJ/mol B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165kJ/mol
I.(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作;
(3)根据弱电解质电离吸热分析;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并根据中和热的概念和实质来回答;
Ⅱ.(1)燃烧热是指完全燃烧1mol可燃物生成稳定氧化物放出的热量,据此结合热量与反应热之间的关系书写化学方程式;
(2)结合参加反应的物质的物质的量与反应放热之间的关系书写化学方程式。
I. (1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,故答案为环形玻璃搅拌棒;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,故答案为保温隔热,防止热量损失;
(3)一水合氨为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替NaOH溶液反应,反应放出的热量偏小,故答案为偏小;
(4)如果实验中改用60mL0.50mol⋅L−1的盐酸跟50mL0.55mol⋅L−1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增加,所放出的热量不相等;中和热是稀的强酸、稀的强碱生成1mol水所对应的反应热,因此所求中和热相等,故答案为不相等;相等;
Ⅱ.(1)生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,因燃烧1molC4H10会生成4molCO2,则放出的热量为4b kJ,故丁烷燃烧热的热化学方程式为:C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-4b kJ/mol;
(2)0.3 mol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,则1mol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2165 kJ热量,其热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH =-2165 kJ/mol。
19.(1) 285.8 kJ·mol-1 2220 kJ·mol-1
(2)4725.8 kJ
(3)设H2为xmol,C3H8为ymol,可得x+y=5且285.8x+2220y=3847,可解出x=3.75mol,y=1.25mol,体积之比等于物质的量之比,故H2和C3H8的体积比是3:1
(4) 放出 184.5 kJ ΔH=-184.5kJ·mol-1
(1)燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定的氧化物所释放的热量,故H2的燃烧热为kJ·mol-1,C3H8的燃烧热为2220 kJ·mol-1。
(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8+2×2220=-4725.8 kJ。
(3)设H2为xmol,C3H8为ymol,可得x+y=5且285.8x+2220y=3847,可解出x=3.75mol,y=1.25mol,体积之比等于物质的量之比,故H2和C3H8的体积比是3:1。
(4)反应热等于反应物的总键能与生成物的总键能之差,ΔH=436.4 kJ·mol-1+242.7 kJ·mol-1-2×431.8 kJ·mol-1=-184.5 kJ·mol-1,故放出184.5 kJ热量,热化学方程式为 ΔH=-184.5kJ·mol-1。
20.64
先根据能量守恒计算cm,再根据杜龙-珀蒂定律计算摩尔质量。
由能量守恒可知:
,代入相关数据:
解得:。
根据杜龙-珀蒂定律:
,解得:。
21.-45.5
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
依据盖斯定律,将反应①-②-③,即得C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol=-45.5kJ/mol。答案为:-45.5。
22. Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2 H2O 2 NaCl(熔融)2 Na + Cl2↑ CaC2 + 2 H2O → C2H2↑+ Ca(OH)2 2C2H2(g) +5O2(g) =4 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH= - 2600 kJ·mol-1 Ca(HCO3)2
(1)A是短周期中原子半径最大的元素构成的单质,因此为Na元素,E既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液,因此E为Al(OH)3 ,故Al(OH)3 与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3 +OH - =AlO 2 - +2H2O,工业冶炼Na用电解熔融的NaCl的方法,反应的化学方程式为2 NaCl(熔融) 2 Na + Cl2↑;
(2)既含有极性键又含有非极性键的四原子分子有C2H2或H2O2,其中能燃烧的是C2H2,因此C为C2H2,其实验室制法为:CaC2 + 2 H2O → C2H2↑+ Ca(OH)2;1molC2H 2完全燃烧生成液态水时放热1300kJ,则2molC2H 2 完全燃烧放出2600kJ的热量,所以完全燃烧的热化学方程式可写为:2C2H2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l)△H= -2600 kJ/mol;由于A为CaC2,C为C2H2,因此当CaC2与B的溶液反应时只生成C2H2、碳酸钙沉淀和水时,B的化学式是Ca(HCO3)2。
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、单选题(共12题)
1.下列说法中正确的是
A.甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式表示为
B.在稀溶液中: ,若将含的醋酸溶液与含的溶液混合,放出的热量为57.3kJ
C.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多
D.中和热测定实验中为减少热量散失,溶液应分多次倒入量热计中
2.环戊二烯之() 是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产,根据能量循环图和表格中的键能,下列说法正确的是
共价键
键能/
H-H
436
H-I
299
I-I
151
A.△H1+△H2+△H3=0
B.△H1<△H3
C. (g)转化为 (g)的过程中,有C-H的断裂和形成
D.在相同条件下,生成 2molHCl(g) 的△H2′<△H2
3.氯乙烷复方气雾剂可用于急性损伤的镇痛。下列说法正确的是
A.H原子的电子从激发态跃迁到基态将吸收能量
B.Cl-的结构示意图表示为
C.基态C原子核外电子的轨道表示式为
D.镇痛的原理是氯乙烷汽化放热
4.下列说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应是吸热反应
B.吸热反应一定需要加热才能发生
C.所有的分解反应都是吸热反应
D.需要持续加热才能发生的反应是吸热反应
5.25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时所放出的热量约为57.3kJ/mol;辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
6.在常温常压时,充分燃烧一定量的丁烷(C4H10)气体,放出热量QkJ(Q>0),将生成的二氧化碳全部通入足量NaOH溶液中,发生的反应为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,共消耗了4mol·L-1的NaOH溶液200mL。则此条件下,下列热化学方程式正确的是
A.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-QkJ·mol-1
B.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ·mol-1
C.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=10QkJ·mol-1
D.C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ
7.下列属于吸热的氧化还原反应的是
A.Zn与稀盐酸反应制备氢气 B.铵盐和碱反应生成氨气
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳 D.铝热反应
8.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法错误的是
A.相同条件下,的比的大
B.相同条件下,的与的相等
C.已知气体溶于水放热,则的
D.一定条件下,气态原子生成键放出能量,则该条件下的
9.已知:C(s,金刚石)=C(s,石墨) △H=-1.9kJ/mol
C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2
根据已述反应所得出的结论正确的是
A.△H1=△H2 B.△H1>△H2
C.△H1<△H2 D.金刚石比石墨稳定
10.下列反应中,<0且是氧化还原反应的是
A.生石灰与水的反应
B.C与CO2在高温下的反应
C.KOH与盐酸的反应
D.碳与浓硫酸的反应
11.下列所述变化中,前者是吸热反应,后者是放热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;氢氧化钠溶于水
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧;碳酸氢钠分解
C.灼热的碳与二氧化碳的反应;氢气在氯气中燃烧
D.酸碱中和;焦炭与高温水蒸气反应
12.反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确的是( )
A.E2表示反应X→C的活化能
B.X是反应A+B→C的催化剂
C.反应A+B→C的ΔH<0
D.加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变
二、非选择题(共10题)
13.根据所学知识,回答下列问题。
(1)向的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、,则三者由大到小的顺序为 。
(2)已知:①
②
③
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据:
化学键
H—H
H—O
C—O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C—H键的键能为 。
(4)一定条件下,在水溶液中、的相对能量(kJ)大小如图所示:
①D是 (填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
(5)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: 。
14.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比较,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),中和热 (填“相等”或“不相等”),理由是 。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)完整地做一次这样的实验,需测定 次温度。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”
15.在化学反应中,不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化。
(1)下图中,表示放热反应能量变化的是 (填字母)。
(2)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因:
图中过程①需 (填“吸收”或“释放”)。从微观角度判断该反应为放热反应的证据为 。根据上图的信息写热化学方程式 。
(3)用电子式表示H2O的形成过程 。
16.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填序号)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填序号)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生进行实验并通过实验数据计算,该实验测得中和热的数值为57.3 KJ/moL。写出中和热的热化学反应方程式: 。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热ΔH (填‘偏大’‘偏小’‘无影响’)
17.某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验中大约要使用溶液,则至少需要称量固体 g。
(2)从下表中选择称量固体所需要的仪器 (填标号)。
标号
a
b
c
d
e
f
仪器
Ⅱ.测定中和热的实验装置如图所示。
(3)取溶液和溶液进行实验,实验数据如表所示。
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
溶液
溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①填写上表的空白。
②使溶液与溶液混合均匀的正确操作是 (填标号)。
a.用温度计小心搅拌
b.揭开硬纸板用玻璃棒搅拌
c.轻轻地振荡烧杯
d.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
③近似认为溶液和溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热。则中和反应的反应热 (结果保留一位小数)。
④上述实验测得结果大于理论值,产生偏差的原因可能是 (填标号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取溶液的体积时仰视读数
c.分多次把溶液倒入盛有溶液的小烧杯中
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度
18.I.50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 ;
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 ;
(3)用相同浓度和体积的氨水(NH3· H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”、“不相等”),所求中和热 ,(填“相等”、“不相等”)。
Ⅱ.(1)已知充分燃烧一定质量的丁烷(C4H10)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则表示丁烷燃烧热的热化学方程式为 ;
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ的热量,其热化学方程式为 。
19.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为 ,C3H8的燃烧热为 。
(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3847kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 (写出具体过程)。
(4)已知H—H键能为436.4kJ·mol-1,Cl—Cl键能为242.7kJ·mol-1,H—Cl键能为431.8kJ·mol-1,1mol氢气和1mol氯气完全反应生成氯化氢气体 (吸收或放出) 的热量。热化学方程式为 。
20.19世纪初,法国科学家杜龙和珀蒂测定比热时发现:金属的比热()与其相对原子质量的乘积近似为常数25.08。将40.0g惰性金属M加热到100℃,投入20.0g温度为36.7℃的水中,最终体系的温度为46.7℃。推算该金属的近似摩尔质量(水的比热为4.18,请写出计算过程,结果保留整数)。
21.已知:甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= kJ/mol。
22.A、B、C、D、E均为中学化学的常见单质或化合物,它们之间的反应关系如图所示:
(1)若A是短周期中原子半径最大的元素构成的单质,E既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液,E溶于NaOH溶液的离子方程式是 ;工业上冶炼A的化学反应方程式是 。
(2)若C是既含有极性键又含有非极性键的四原子分子,则实验室制取C的化学方程式是 ;1 mol C完全燃烧生成液态水时放热1300 kJ·mol-1,则C完全燃烧的热化学方程式是 。A与B的溶液反应时只生成气体C、碳酸钙沉淀和水,则B的化学式是 。
参考答案:
1.C
A.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质放出的热量,应该是生成液态H2O,不是气态水,故A错误;
B.醋酸为弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,若将含1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故B错误;
C.等量的硫蒸气和硫固体,硫蒸气能量更高,硫蒸气放热多,故C正确;
D.中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应一次快速放入,多次放入会造成热量损失,故D错误;
故选:C。
2.D
A.根据盖斯定律,△H3=△H1+△H2,则△H1+△H2-△H3=0,故A错误;
B.根据△H=反应物的键能之和-生成物键能之和,则△H3-△H1=△H2= E(I-I)+ E(H-H)- 2E(H-I)= 151kJ/mol+436 kJ/mol -2×299 kJ/mol =-11 kJ/mol<0,则△H3<△H1,故B错误;
C. (g)转化为(g)的过程中,有C-H的断裂和C-C的形成,故C错误;
D.根据△H=反应物的键能之和-生成物键能之和,△H2= E(H-H)+E(I-I)-2E(H-I)= 151kJ/mol+436 kJ/mol -2×299 kJ/mol =-11 kJ/mol<0,Cl的半径小于I,Cl得电子能力比I强,形成的化学键的键能比I的大,放出的热量更多,△H2′<0,放出的热量越多,焓变越小,在相同条件下,生成 2molHCl(g) 的△H2′<△H2,故D正确;
答案选D。
3.C
A. H原子的电子从激发态跃迁到基态将放出能量,能量变低,故A错误;
B. 氯是17号元素,Cl-的结构示意图表示为 ,故B错误;
C. 碳是6号元素,基态C原子核外电子的轨道表示式为 ,故C正确;
D. 镇痛的原理是氯乙烷汽化吸热,降低受伤部位出血量,故D错误;
故选C。
4.D
A. 吸热反应和放热反应与反应前后反应物和生成物的总能量有关,或者与反应物、生成物的键能有关,与是否加热无关,A错误;
B. 根据A中分析可知B错误;
C. 并不是所有的分解反应都是吸热反应,C错误;
D. 需要持续加热才能发生的反应一定是吸热反应,D正确。
答案选D。
5.C
【解析】中和热为稀的强酸与强碱反应生成1mol液态水释放的热量;燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物释放的热量;辛烷燃烧生成二氧化碳气体和液态水;根据定义分析判断。
A.乙酸为弱酸,反应过程中伴随着醋酸电离吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,故A错误;
B.1mol硫酸与1mol氢氧化钡反应除生成2mol水外还有硫酸钡沉淀生成,反应放出的热量大于114.6kJ,故B错误;
C.辛烷的燃烧热为5518kJ/mol,则2mol辛烷完全燃烧时放出的热量为11036kJ,故C正确;
D.辛烷燃烧生成液态水时放出的热量与燃烧热对应,故D错误;
故选:C。
6.B
消耗氢氧化钠的物质的量是0.2Lx0.4mol/L=0.8mol,则需要的二氧化碳的物质的量是0.4mol,说明0.1mol C4H10(g)完全燃烧生成0.4mol的二氧化碳放出QkJ的热量,则1mol C4H10(g)完全燃烧放出的热量是10QkJ;热化学反应方程式为:C4H10(g)+ O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-10QkJ·mol-1。
故答案选B。
7.C
A.Zn与稀盐酸反应产生ZnCl2和H2,反应过程中Zn、H元素化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应;但反应过程会放出热量,属于放热反应,A不符合题意;
B.铵盐和碱共热反应生成氨气,该反应属于吸热反应;但由于反应过程中元素化合价不变,因此反应属于非氧化还原反应,B不符合题意;
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳,反应过程中C元素化合价发生了变化,反应为氧化还原反应;反应过程中吸收热量,因此反应同时属于吸热反应,C符合题意;
D.铝热反应过程中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应;铝热反应发生放出热量,因此属于放热反应, D不符合题意;
故合理选项是C。
8.D
A.由于比稳定,所以相同条件下的比的大,A正确;
B.代表的是的变化,与是的还是的原子无关,B正确;
C.代表的是气体从溶液中逸出过程的焓变,因为气体溶于水放热,则气体溶于水的逆过程吸热,即的,C正确;
D.一定条件下,气态原子生成键放出能量,则断开键形成气态原子吸收的能量,,D错误;
故答案为:D。
9.C
根据金刚石和石墨的转化,此反应是放热反应,即金刚石具有的能量高于石墨,因此金刚石燃烧放出的热量高于石墨,因此△H1<△H2。
答案选C。
10.D
A.生石灰与水反应生成氢氧化钙,为放热反应,非氧化还原反应,A错误;
B.碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳,为吸热的氧化还原反应,B错误;
C.氢氧化钾与盐酸反应生成氯化钾和水,为放热的非氧化还原反应,C错误;
D.碳与浓硫酸生成二氧化碳、二氧化硫和水,为放热的氧化还原反应,D正确;
答案选D。
11.C
根据常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应,所有中和反应;绝大多数化合反应和铝热反应;
常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),少数置换反应以及某些复分解反应(如铵盐和强碱),C或氢气做还原剂时的反应。
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应;氢氧化钠溶于水为放热过程但不是放热反应,选项A不符合;
B. 点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧属于放热反应;碳酸氢钠分解属于吸热反应,选项B不符合;
C. 灼热的碳与二氧化碳的反应属于吸热反应;氢气在氯气中燃烧属于放热反应,选项C符合;
D. 酸碱中和反应属于放热反应;焦炭与高温水蒸气反应属于吸热反应,选项D不符合。
答案选C。
【点睛】本题考查放热反应和吸热反应,抓住中学化学中常见的吸热反应或放热反应是解题的关键,对于特殊过程中的热量变化的要熟练记忆来解答此类习题。
12.C
反应热△H=反应物的总能量-生成物的总能量,催化剂不改变反应热,据此回答问题。
A、由于反应热△H=反应物的总能量-生成物的总能量,故E2不是反应X→C的反应热,而是反应X→C的逆反应的活化能,A错误;
B、催化剂在反应中要先被消耗、后又生成,但X在反应A(g)+B(g)→C(g)中先生成、后消耗,故不是催化剂,只是中间产物,B错误;
C、依据图像分析可知,反应物A+B总能量高于生成物C的能量,反应是放热反应,C正确;
D、反应热的多少取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,与催化剂的使用无关,D错误;
答案为C。
13.(1)
(2)
(3)413
(4)
(5)
(1)反应中放出热量越多,越小,与1LNaOH溶液反应时,与稀硝酸相比,浓硫酸稀释时放出大量热,醋酸电离时吸收热量,故。
(2)根据盖斯定律,①+②+③得碳与水制氢气的总反应,则,故热化学方程式为 。
(3)由题图可知,CO与合成的反应热,设甲醇中键的键能为,则,解得。
(4)①由题图可知,D点对应氯元素的化合价为价,则D为;
②由题图可知,A为、B为、C为,则转化为和的方程式为,,即热化学方程式为,。
(5)由题图可知,该反应的,故其热化学方程式为 。
14. 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中热量损失 不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量,与酸碱用量无关 偏小 3 偏小
(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器,故答案为环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是:减少实验过程中的热量损失,故答案为减少实验过程中的热量损失;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用50mL0.50mol•L-1盐酸代替H2SO4溶液进行上述实验,测得中和热数值相等,故答案为不相等;相等;因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关;
(4)NH3•H2O是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,故答案为偏小
(5)实验要测定酸、碱的初始温度以及反应后的最高温度,至少需要测量3次,故答案为3;
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为偏小。
【点晴】中和热的测定实验中需要注意:①大小烧杯杯口相平,可使盖板把杯口尽量盖严,从而减少热量损失;填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的,若换用隔热、密封性能更好的装置(如保温杯)会使实验结果更准确;②温度计上的酸要用水冲洗干净,因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使总溶液的质量增加,而导致实验结果误差;③酸、碱混合时,要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入,因为本实验的关键是测反应的反应热,若动作迟缓,将会使热量损失而使误差增大;④实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1:1而是NaOH过量,是为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55 mol/L NaOH溶液,使碱稍稍过量.若使盐酸过量,也是可以的。
15. a 吸收 反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量 1molH2(g)+molO2(g)= H2O(g) ΔH=-245kJ/mol
(1)a中反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,b中反应物的总能量小于生成物的总能量,属于吸热反应,则表示放热反应能量变化的是a;
(2)过程①为化学键的断裂过程,断键吸收能量;1molH2(g)和0.5molO2(g)断键吸收的总能量为436kJ+249kJ=685kJ,生成1molH2O(g)成键释放的能量为930kJ,反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量,所以该反应为放热反应;该反应的焓变ΔH=685kJ/mol-930kJ/mol=-245kJ/mol,所以热化学方程式为1molH2(g)+molO2(g)=H2O(g) ΔH=-245kJ/mol;
(3)O原子和两个H原子通过共价键结合生成水分子,用电子式表示H2O的形成过程为。
16.(1)确保盐酸被完全中和
(2)C
(3)D
(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(5)H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l) ΔH=-57.3 KJ/moL
(6)偏大
在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和,常常使加入的一种反应物稍微过量一些;为了减小热量损失,倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入;使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,以此解题。
(1)
为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量,故答案为确保盐酸被完全中和;
(2)
倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,C正确,故答案为C;
(3)
使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失,D正确,故答案为D;
(4)
中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L 1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热的,稀氨水和1L 1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以△H1=△H2<△H3,故答案为△H1=△H2<△H3;
(5)
根据中和热数值为57.3 KJ/moL,可以写出中和热的热化学反应方程式为:H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l) ΔH=-57.3 KJ/moL;
(6)
大烧杯上如不盖硬纸板,会导致热量的损失,结果温度计上升的数值会低一些,中和热为放热反应,ΔH偏大。
17. 5.0 4.0 d
(1)实验需要溶液,则需要配制溶液,故需要根据体积算出所需的质量,质量为40g/mol×0.25L×0.5mol/L=5.0g。
(2)需放到小烧杯中称量,故用到托盘天平、小烧杯和药匙;
答案选abe。
(3)①先算出每次的温度差,再求四次温度差的平均值,实验次数1温差为4.0,实验次数2温差为4.0,实验次数3温差为3.9,实验次数4温差为4.1,平均值为4.0。
②a项温度计不能用来搅拌试剂,b项有热量损失,c项易有液体溅出;
答案选d。
③根据题中数据可求出溶液总质量,生成水的物质的量,故中反应的反应热。
④测得结果大于理论值,即在实验过程中有热量损失。
a.实验装置保温、隔热效果差,实验中有热量损失,a正确;
b.量取溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,b错误;
c.分多次把溶液倒入盛有溶液的小烧杯中,造成实验中热量损失,c正确;
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,d正确;
答案选a、c、d。
18. 环形玻璃搅拌棒 保温隔热,防止热量损失 偏小 不相等 相等 C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-4bkJ/mol B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165kJ/mol
I.(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作;
(3)根据弱电解质电离吸热分析;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并根据中和热的概念和实质来回答;
Ⅱ.(1)燃烧热是指完全燃烧1mol可燃物生成稳定氧化物放出的热量,据此结合热量与反应热之间的关系书写化学方程式;
(2)结合参加反应的物质的物质的量与反应放热之间的关系书写化学方程式。
I. (1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,故答案为环形玻璃搅拌棒;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,故答案为保温隔热,防止热量损失;
(3)一水合氨为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替NaOH溶液反应,反应放出的热量偏小,故答案为偏小;
(4)如果实验中改用60mL0.50mol⋅L−1的盐酸跟50mL0.55mol⋅L−1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增加,所放出的热量不相等;中和热是稀的强酸、稀的强碱生成1mol水所对应的反应热,因此所求中和热相等,故答案为不相等;相等;
Ⅱ.(1)生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,因燃烧1molC4H10会生成4molCO2,则放出的热量为4b kJ,故丁烷燃烧热的热化学方程式为:C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-4b kJ/mol;
(2)0.3 mol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,则1mol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2165 kJ热量,其热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH =-2165 kJ/mol。
19.(1) 285.8 kJ·mol-1 2220 kJ·mol-1
(2)4725.8 kJ
(3)设H2为xmol,C3H8为ymol,可得x+y=5且285.8x+2220y=3847,可解出x=3.75mol,y=1.25mol,体积之比等于物质的量之比,故H2和C3H8的体积比是3:1
(4) 放出 184.5 kJ ΔH=-184.5kJ·mol-1
(1)燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定的氧化物所释放的热量,故H2的燃烧热为kJ·mol-1,C3H8的燃烧热为2220 kJ·mol-1。
(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8+2×2220=-4725.8 kJ。
(3)设H2为xmol,C3H8为ymol,可得x+y=5且285.8x+2220y=3847,可解出x=3.75mol,y=1.25mol,体积之比等于物质的量之比,故H2和C3H8的体积比是3:1。
(4)反应热等于反应物的总键能与生成物的总键能之差,ΔH=436.4 kJ·mol-1+242.7 kJ·mol-1-2×431.8 kJ·mol-1=-184.5 kJ·mol-1,故放出184.5 kJ热量,热化学方程式为 ΔH=-184.5kJ·mol-1。
20.64
先根据能量守恒计算cm,再根据杜龙-珀蒂定律计算摩尔质量。
由能量守恒可知:
,代入相关数据:
解得:。
根据杜龙-珀蒂定律:
,解得:。
21.-45.5
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
依据盖斯定律,将反应①-②-③,即得C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol=-45.5kJ/mol。答案为:-45.5。
22. Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2 H2O 2 NaCl(熔融)2 Na + Cl2↑ CaC2 + 2 H2O → C2H2↑+ Ca(OH)2 2C2H2(g) +5O2(g) =4 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH= - 2600 kJ·mol-1 Ca(HCO3)2
(1)A是短周期中原子半径最大的元素构成的单质,因此为Na元素,E既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液,因此E为Al(OH)3 ,故Al(OH)3 与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3 +OH - =AlO 2 - +2H2O,工业冶炼Na用电解熔融的NaCl的方法,反应的化学方程式为2 NaCl(熔融) 2 Na + Cl2↑;
(2)既含有极性键又含有非极性键的四原子分子有C2H2或H2O2,其中能燃烧的是C2H2,因此C为C2H2,其实验室制法为:CaC2 + 2 H2O → C2H2↑+ Ca(OH)2;1molC2H 2完全燃烧生成液态水时放热1300kJ,则2molC2H 2 完全燃烧放出2600kJ的热量,所以完全燃烧的热化学方程式可写为:2C2H2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l)△H= -2600 kJ/mol;由于A为CaC2,C为C2H2,因此当CaC2与B的溶液反应时只生成C2H2、碳酸钙沉淀和水时,B的化学式是Ca(HCO3)2。
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