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第一章 化学反应的热效应 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)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学年高二上学期化学人教版(2019)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.已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H1;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2。下列说法中正确的是
A.碳的燃烧热为0.5△H1kJ/mol
B.②为能表示CO燃烧热的热化学方程式
C.碳的燃烧热△H=0.5(△H1+△H2)
D.碳的燃烧热小于CO的燃烧热
2.用和的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
①
②
③
在溶液中,1mol与、反应生成和的反应热等于
A. B.
C. D.
3.根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是
A.N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B.2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量
C.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量
D.N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反应热ΔH=+1444 kJ·mol-1
4.受全球低碳节能环保理念、以及我国“双碳”政策的影响,“地沟油”华丽变身,用于生产生物柴油。下列说法不合理的是
A.生物柴油不属于化石能源
B.“地沟油”经过加工处理可用作生物柴油,实现了厨余垃圾的合理利用
C.生物柴油的燃烧需要点燃,属于吸热反应
D.生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
5.2021 年10月《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在云南昆明开幕。下列做法中不利于实现环境保护和绿色化学理念的是
A.使用可降解塑料减少白色污染
B.生活垃圾不随意丢弃,分类回收处理再利用
C.使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳
D.工业生产过程产生的废气、废水、废渣不加处理任意排放丢弃
6.物质的变化伴随能量的变化,下列属于吸热反应的是
A.甲烷燃烧 B.铝片与稀盐酸反应
C.木炭与水反应生成和 D.氢原子和氯原子形成键
7.对于:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是
A.该反应的反应热为ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该式的含义:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为-5800kJ·mol-1
8.NO催化O3分解的反应机理与总反应为:
第一步:O3(g)+NO(g)→O2(g)+NO2(g) ∆H1
第二步:NO2(g)→NO(g)+O(g) ∆H2
第三步:O(g)+O3(g)→2O2(g) ∆H3
总反应:2O3(g) →3Q2(g) ∆H4
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.∆H1>0,∆H2>0 B.∆H2=∆H3−∆H1
C.∆H2>∆H1,∆H1>∆H3 D.∆H3=∆H4−∆H2−∆H1
9.固体酒精是目前饭桌上常用的火锅燃料,关于固体酒精燃烧过程的叙述正确的是
A.不发生状态变化
B.反应中化学能转化为热能
C.没有化学键断裂
D.不存在氧化还原反应
10.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1=+64 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH3=-280 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,1 mol Cu(s)与H2O2(l)反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于
A.-319.68 kJ·mol-1 B.-314 kJ·mol-1 C.-448.46 kJ·mol-1 D.+546.69 kJ·mol-1
11.已知:
化学键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/kJ·mol-1
Q1
Q2
Q3
下列关系正确的是
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q 2
12.NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年,如表所示是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/(kJ•mol-1)
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程N2(g)→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g) →NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)为吸热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
二、非选择题(共10题)
13.①C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=393.5kJ/mol
②2CO(g) +O2(g)=2CO2(g);ΔH=566kJ/mol
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);ΔH=177.7kJ/mol
④0.5H2SO4(l) +NaOH(l)=0.5Na2SO4(l)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
⑤HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
(1)上述热化学方程式中,不正确的有 (填序号,以下同);
(2)上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式是 ;上述反应中,表示中和热的热化学方程式是 。
14.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成lmol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 。
(2)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3= ,一步反应生成1molPCl5的∆H4 ∆H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.Ⅰ、用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)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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”)。
(4)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”、“无影响”)。
Ⅱ、(1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:△H= 。
(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,写出C2H2燃烧的热化学方程式: 。
16.分别取40mL的0.50mol·L-1盐酸与40mL的0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式 。
(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是 。
(3)假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填字母) 。
A.反应前盐酸溶液的温度
B.反应前盐酸溶液的质量
C.反应前NaOH溶液的温度
D.反应前NaOH溶液的质量
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
NaOH
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= 。
17.现代社会生活离不开能量。
(1)I.冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填序号)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.和 C.硝酸铵和水
II.某实验小组为了探究化学能与热能的转化,设计了如图所示的三套实验装置。
(3)某同学选用装置I进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管中加入适量了溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是 。
(4)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置II进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若观察到烧杯中产生气泡,则说明M溶于水 (填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)。
②若只观察到烧杯中的导管内形成一段水柱,则M可能为 。
(5)上述3个装置中,能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是 (填装置序号)
18.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)ΔH=-57.3kJ·mol-1、计算下列中和反应放出的热量
(1)用20g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,能放出 kJ的热量
(2)用1mol醋酸稀溶液和足量的NaOH稀溶液反应,放出的热量 57.3kJ(填 “>”、“<”、或“=”)理由是 。
(3)1L0.1mol/L NaOH溶液分别与①醋酸溶液;②浓硫酸;③稀硝酸恰好反应时,放出的热量分别为Q1、Q2、Q3(单位kJ)。则它们由大到小的顺序为 。
19.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220 kJ/mol
试回答下列问题。
(1)1 mol H2和2 molC3H8的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时所释放的热量为 。
(2)现有H2和C3H8的混合气体共1 mol,完全燃烧时放出769.4 kJ热量,则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比为 。
20.短周期元素形成的纯净物A、B、C、D、E,五种物质之间的转化关系如图1所示,物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行(E可能与A、B两种物质中的一种相同).
请回答下列问题:
(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,则C的化学式 ,并任写一种C的主要用途 .
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物.
①用电离方程式解释D既能溶于强酸、又能溶于强碱的原因(仅写出电离方程式即可): .
②用电荷守恒的等式表示E与NaOH溶液反应生成正盐的溶液中所有离子的浓度之间的关系: .
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,则:
①C与水反应的化学方程式为 .
②已知常温下物质A与物质B反应生成1mol气体C的△H=﹣57kJ•mol﹣1,1mol气体C与H2O反应生成化合物D和气体E的△H=﹣46kJ•mol﹣1,写出物质A与物质B及水反应生成化合物D的热化学方程式为 .
③有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”.某同学为了验证该观点是否正确,用如图2所示装置进行实验.
实验过程中,在浓H2SO4中未发现有气体逸出,则得出的结论是 .
④用铂做电极电解H2SO4的溶液,其阳极的电极反应式为 .
21.A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,其中仅有一种稀有气体元素。A和E最外层电子数相同,短周期主族元素的原子中,E原子的半径最大; B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍;A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y(相对分子质量X<Y ),D形成的分子为单原子分子.回答问题:
(1)Y的电子式为 ;
(2)液态化合物Y与稀H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液作用可产生一种无色助燃性气体及可溶性的Cr2(SO4)3,则该反应的离子方程式为 ;
(3)用某种金属易拉罐与A、C、E组成的化合物的水溶液反应,产生的气体可充填气球,请写出该反应的离子方程式 ;
(4)P和Q两种物质都是由A、C、E、F四种元素组成的盐,其水溶液都显酸性,等物质的量的P和Q恰好完全反应.写出该反应的离子方程式 ,这两种盐均含有的化学键类型为 ;
(5)由A、B两元素形成的化合物W可作为火箭推进器中的强还原剂,已知一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子,0.5mol液态W和足量液态Y反应,生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X,并放出408.8KJ热量.写出该反应的热化学方程式为 ;
22.根据反应框图填空,已知反应①~⑤均为工业生产及应用中常见反应,其中B、G、I、J、L均为常见单质,B、D、J、L为气体。A是工业生产F的重要矿石原料的主要成份,其相对分子质量为120。
(1)I元素在元素周期表中的位置 ;M中阴离子的结构示意图: 。
(2)固体A中所包含的化学键与固体Na2O2类似,则A的电子式为 。
(3)写出反应①所使用设备的名称 。
(4)写出下列化学反应的离子方程式:
① 反应⑤: ;
② G与N的反应: ;
③ K与L的反应: 。
(5)已知每生成16 gD,放出106.5 kJ热量,则反应①的热化学方程式为:
。
参考答案:
1.C
A.碳的燃烧热是1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,故A错误;
B.CO燃烧热是1molCO完全燃烧放出的能量,热化学方程式中CO的计量数应该为1,故B错误;
C.①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1 ;② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2,根据盖斯定律①+②得C(s)+O2(g)=2CO2(g) △H=0.5(△H1+△H2),所以碳的燃烧热△H=0.5(△H1+△H2),故C正确;
D.碳的燃烧热为0.5(△H1+△H2),CO的燃烧热是0.5△H2,所以碳的燃烧热大于CO的燃烧热,故D错误;
选C。
2.A
① ,
② ,
③ ,
依据盖斯定律,①+②+③得到,=。
故选A。
3.C
A.焓变等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键放出的总能量的差。N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=946 kJ/mol+498 kJ/mol-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol,说明反应是吸热反应,A错误;
B.原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2 mol O原子结合生成O2(g)时需要放出498 kJ能量,B错误;
C.形成2 mol NO放出热量2×632 kJ,所以1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量,C正确;
D.根据选项A分析可知N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反应热ΔH=+180 kJ/mol,D错误;
故合理选项是C。
4.C
A.生物柴油是油脂反应产生的,油脂不属于化石燃料;化石能源主要是煤、石油、天然气,可见生物柴油不属于化石能源,A正确;
B.“地沟油”主要成分是高级脂肪酸甘油酯,其经过加工处理可用作生物柴油,可以作燃料油使用,因此实现了厨余垃圾的合理利用,B正确;
C.生物柴油的燃烧需要点燃,燃料燃烧反应属于放热反应,反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关,C错误;
D.生物柴油在燃烧的过程中会放出大量热量,同时产生光,物质反应过程中能量转化主要是化学能转化为热能和光能,D正确;
故合理选项是C。
5.D
A.可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,较容易在自然环境中降解的塑料.使用可降解塑料可以减少白色污染.A正确;
B.废旧塑料通常以填埋或焚烧的方式处理.焚烧会产生大量有毒气体造成二次污染.填埋会占用较大空间;塑料自然降解需要百年以上;析出添加剂污染土壤和地下水等,因此,废塑料处理技术的发展趋势是回收利用,B正确;
C.使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳,减少汽车尾气直接排放造成的污染,C正确;
D.工业生产过程产生的废气、废水、废渣不加处理任意排放丢弃,造成二次污染,D错误;
答案选D。
6.C
A.甲烷燃烧属于放热反应,故A不符合题意;
B.活泼金属与酸的反应是放热反应,故B不符合题意;
C.C与水反应生成和,该反应过程吸收热量,为吸热反应,故C符合题意;
D.氢原子和氯原子形成键,该过程放出热量,故D不符合题意;
故选:C。
7.D
A.该反应的反应热为ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应,故A正确;
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关,随化学计量数的改变而改变,故B正确;
C.该式的含义:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ,故C正确;
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,丁烷燃烧热是1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,由此可知丁烷的燃烧热为-2900kJ·mol-1,故D错误;
选D。
8.B
A.根据图中信息,第一步、第二步都是吸热反应即∆H1>0,∆H2>0,故A正确;
B.第二步不等于第三步减去第一步,因此不能得到∆H2=∆H3−∆H1,故B错误;
C.根据图象,第二步吸收的热量大于第一步吸收的热量即∆H2>∆H1,第三步是放热反应,焓变小于零,所以有∆H1>∆H3,故C正确;
D.第三步反应等于总反应减去第一步反应,再减去第二步反应,得到∆H3=∆H4−∆H2−∆H1,故D正确。
综上所述,答案为B。
9.B
固体酒精的燃烧由固态变为气态,是放热反应,反应中化学能转化为热能。该反应也是氧化还原反应,存在化学键的断裂和生成,故B项正确。
10.B
反应①+②+③得到Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)=Cu2+(aq)+2H2O(l),根据盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-314 kJ·mol-1,答案选B。
11.D
由于H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)是化合反应,为放热反应,则Q1+Q2<2Q3,故答案为D。
12.B
A.过程N2(g)→2N(g)是化学键断裂的过程,需要吸收能量,A错误;
B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)是化学键的形成过程,将放出能量,B正确;
C.反应N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)的ΔH=反应物的键能之和减去生成物的键能之和=941.7kJ/mol+3×154.8 kJ/mol-6×283.0 kJ/mol=-291.9 kJ/mol<0,反应为放热反应,C错误;
D.化学反应的本质从微观的角度讲就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,故NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,不可能发生化学反应,D错误;
故选B。
13.(1)③④
(2) ① ⑤
(1)分析热化学方程式可知,③④错误,③中反应为吸热反应,焓变为正值,④中是溶液中的反应,物质聚集状态除水为液态,标注为l,其他为稀溶液,标注aq;
(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量;①符合燃烧热的概念是燃烧热的热化学方程式,⑤符合中和热概念是中和热的热化学方程式。
14.(1)
(2) 等于
(1)根据反应过程和能量图知,生成中间产物时,没有完全被消耗,因此能量变化以来确定,故和反应生成的热化学方程式为:。
(2)根据反应过程和能量图、盖斯定律,P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的。一步反应生成1molPCl5的∆H4等于 ∆H3。
15. 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 不相等 相等 偏小 NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H=-234kJ/mol △H=+226.7 kJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g) == 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -2480 kJ/mol
试题分析:Ⅰ、(1)根据量热计的构造分析;(2)中和热测定实验成败的关键是防止热量散失;(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关;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。(4)氨水为弱碱,电离过程吸热;Ⅱ、(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量;(2)根据盖斯定律计算C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)的焓变;(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,则2molC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出2480 kJ热量。
解析: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器;(2)中和热测定实验成败的关键是防止热量散失,烧杯间填满碎纸条的作用是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,所放出的热量不相等;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,所以所求中和热数值相等。(4)氨水为弱碱,电离过程吸热,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量偏小;Ⅱ、(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图示NO2和CO反应的热化学方程式是NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H=-(368 kJ/mol -134 kJ/mol)=-234kJ/mol;
(2) ①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律①2+② —③ ,得C(s,石墨)+H2(g)= C2H2(g) △H=+226.7 kJ/mol;(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,则2molC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出2480 kJ热量,所以C2H2燃烧的热化学方程式是2C2H2(g)+5O2(g) == 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -2480 kJ/mol。
16. NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 减少热量散失 ACE -51.8 kJ·mol-1
(1)根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式;
(2)根据测定中和热过程中必须尽量减少热量的散失分析;
(3)根据中和热计算公式Q=cm△T中涉及的未知数据进行判断;
(4)先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量,最后计算出中和热。
(1)中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1 mol水时的反应热,则表示稀硫酸和NaOH稀溶液中和热的热化学方程式中水的计量数为1 mol,即:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,
故答案为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;
(2)泡沫塑料板上面两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,若两个小孔开得过大,会导致散失较多的热量,影响测定结果,
故答案为:减少热量散失;
(3)由Q=cmΔT可知,测定中和热需要测定的数据为反应前盐酸溶液的温度、反应前NaOH溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,
故答案为:ACE;
(4)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05 ℃,反应后温度为23.2 ℃,反应前后温度差为3.15 ℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3 ℃,反应前后温度差为3.1 ℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55 ℃,反应前后温度差为3.05 ℃;40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL的0.55 mol·L-1NaOH溶液的质量和为m=80 mL×1 g·cm-3=80 g,c=4.18 J·g-1·℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.02 mol的水放出热量Q=4.18 J·g-1·℃-1×80 g×≈1.037 kJ,生成1 mol的水放出热量为1.037 kJ×≈-51.8 kJ·mol-1,该实验测得的中和热ΔH=-51.8 kJ·mol-1,
故答案为:-51.8 kJ·mol-1。
17.(1)吸热
(2)A
(3)左端液柱降低,右端液柱升高
(4) 可能是放热反应 硝酸铵
(5)Ⅰ、Ⅱ
【解析】(1)
制作冷敷袋可以利用化学变化或物理变化的吸热降低温度,达到降温、保鲜和镇痛的目的,故答案为:吸热;
(2)
即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的:
A.生石灰和水的反应是放热反应,能达到升高温度的目的,故A符合题意;
B.和的反应为吸热反应,无法达到升高温度的目的,故B不符合题意
C.硝酸铵溶于水为吸热过程,无法达到升高温度的目的,故C不符合题意;
答案选A;
(3)
酸碱中和反应为放热反应,反应放出的热使锥形瓶中温度升高,气体体积增大,故左端液柱降低,右端液柱升高,故答案为:左端液柱降低,右端液柱升高;
(4)
①若观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量,由于放热反应一定属于化学变化,而有热量放出不一定为化学变化,所以不一定属于放热反应,如浓硫酸溶于水会放出热量,但是不属于放热反应,故答案为:可能是放热反应;
②烧杯中导管产生一段水柱,M溶于水是吸热过程,但不一定是吸热反应,如硝酸铵溶于水也有此现象,故答案为:硝酸铵;
(5)
装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热,装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热,装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置,不能证明该反应是放热反应还是吸热反应,故答案为:Ⅰ、Ⅱ。
18. 28.65 小于 醋酸电离需要吸热 Q2>Q3>Q1
)用20g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,会生成0.5mol水,根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)ΔH=-57.3kJ·mol-1可以知道,生成1molH2O放出热量为57.3kJ ,所以此时放出的热量是1/257.3kJ=28.65kJ因此,本题正确答案是:28.65;
(2) 因为醋酸为弱酸,电离是需要吸热,所以用1mol稀溶液和足量的NaOH稀溶液反应,放出的热量 <57.3kJ。答案:小于 、 醋酸电离需要吸热。
(3)中和热是稀的强酸和强碱之间反应生成1mol水所放出的热量,1L0.1mol/LNaOH溶液和稀硝酸恰好反应时,放出的热量等于57.3kJ ,但是浓硫酸的稀释释放热量,所以用浓硫酸反应时,放出的热量会大于57.3kJ,醋酸是弱电解质,它的电离是吸热的,所以醋酸时放出的热量小于57.3kJ,即Q2>Q3>Q1,因此,本题正确答案是: Q2>Q3>Q1。
19. 4725.8 kJ 3:1
(1)释放的总热量。
(2)设混合气体中H2、C3H8的物质的量分别为、,则:
x+y=1 mol;x mol×kJ/mol+ y mol×2220 kJ/mol=769.4 kJ,两式联立,解得x=0.75 mol,y=0.25 mol,所以x:y=3:1,即n(H2):n(C3H8)=3:1。
20. Na2O2 供氧剂、漂白剂、氧化剂 H++H2O+AlO2﹣⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH c(Na+)+c(H+)═2c(S2﹣)+c(HS﹣)+c(OH﹣) 3NO2+H2O═2HNO3+NO 4NO(g)+3O2(g)+2H2O(1)=4HNO3(aq)△H=﹣618kJ•mol﹣1 NO2能溶于浓H2SO4,因而不能用浓H2SO4干燥NO2 4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
试题分析:(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,C为Na2O2,D为NaOH,E为O2,A、B分别为氧气、Na中的一种;
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物,则C为Al2S3,E为H2S,D为Al(OH)3,A、B分别为Al、S中的一种;
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,则C为NO2,D为HNO3,E为NO,据此解答.
解:(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,C为Na2O2,D为NaOH,E为O2,A、B分别为氧气、Na中的一种,过氧化钠可以用作供氧剂、漂白剂、氧化剂等,
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物,C为Al2S3,E为H2S,D为Al(OH)3,A、B分别为Al、S中的一种,则:
①用电离方程式解释D既能溶于强酸、又能溶于强碱的原因:H++H2O+AlO2﹣═Al(OH)3═Al3++3OH﹣,
②H2S与NaOH溶液反应生成正盐为Na2S,溶液中硫离子水解,用电荷守恒的等式表示溶液中所有离子的浓度之间的关系为:c(Na+)+c(H+)═2c(S2﹣)+c(HS﹣)+c(OH﹣),
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,C为NO2,D为HNO3,E为NO,则:
①C与水反应的化学方程式为:3NO2+H2O═2HNO3+NO,
②常温下物质A与物质B生成1mol气体C的△H为﹣57kJ•mol﹣1,则:
反应的热化学方程式为:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=﹣114kJ•mol﹣1,
1mol气体C与H2O反应生成D溶液和E气体的△H为﹣46kJ•mol﹣1,
反应的热化学方程式为:②3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g);△H=﹣138 kJ•mol﹣1,
则①×3+②×2得4NO(g)+3O2(g)+2H2O(1)=4HNO3(aq);△H=3×(114kJ•mol﹣1)+2×(﹣138 kJ•mol﹣1)=﹣618kJ•mol﹣1,
③由现象实验过程中,浓H2SO4中未发现有气体逸出,可以得出NO2能溶于浓硫酸中,
④用铂做电极电解H2SO4的溶液,阳极发生氧化反应,氢氧根离子在阳极放电生成氧气,其阳极的电极反应式为:4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
21. Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2+7H2O 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ H++HSO3-=H2O+SO2↑ 离子键和共价键 N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(1) △H=-817.6kJ•mol-1
试题分析:由短周期主族元素的原子中,A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,E原子的半径最大,则E为钠元素;C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍,则C为氧元素,F为硫元素;因G的原子序数大于F,则G为氯元素;B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,则B为氮元素;A和E最外层电子数相同,A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y,X、Y分别为水和双氧水,则A为氢元素;D形成的分子为单原子分子,D的原子序数介于8~11,则D为氖元素,(1)双氧水的电子式为;(2)根据题意Y为H2O2,被K2Cr2O7氧化为氧气,反应的离子方程式是Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2+7H2O;(3)A、C、E组成的化合物的水溶液为NaOH溶液,金属易拉罐含铝,则发生的离子反应为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(4)A、C、E、F四种元素组成的盐,其水溶液都显酸性,等物质的量的P和Q恰好完全反应,则该反应为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠的反应,其离子反应为H++HSO3-=H2O+SO2↑,硫酸氢钠和亚硫酸氢钠中均含有离子键和共价键;(5)由A、B两元素形成的化合物W,一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子,0.5mol液态W和足量液态Y反应,生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X,并放出408.8kJ热量,该反应的热化学方程式为N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(1) △H=-817.6kJ•mol-1。
【考点】本题考查无机物的推断及结构与位置关系
【点晴】推断元素是关键,较好的体现学生充分利用信息,对知识全面掌握的情况,具体分析:由短周期主族元素的原子中,A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,E原子的半径最大,则E为钠元素;C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍,则C为氧元素,F为硫元素;因G的原子序数大于F,则G为氯元素;B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,则B为氮元素;A和E最外层电子数相同,A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y,X、Y分别为水和双氧水,则A为氢元素;D形成的分子为单原子分子,D的原子序数介于8~11,则D为氖元素,据此答题。
22. 【答题空1】第四周期第Ⅷ族 沸腾炉 2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ 2Al +2OHˉ+2H2O = 2AlO2ˉ+3H2↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Clˉ 4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol
反应⑤电解M水溶液得到N与气体单质J、L,应是电解金属氯化物溶液,且金属阳离子不放电,反应①~⑤均为工业生产,故反应⑤为电解饱和NaCl溶液,则M为NaCl溶液,N为NaOH,J、L分别为氢气、氯气中的一种,K与L得到黄色混合溶液,可能含有铁离子,而A的相对分子质量为120,且在高温下与气体单质B反应,经过系列反应得到K,推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,B、D为气体,所以A为FeS2,B为O2,C为Fe2O3,D为SO2,E为SO3,F为H2SO4.Fe2O3在高温下与G反应得到H与单质I,电解G可以得到氧气与G,则I为Fe,反应③应是铝热反应,则G为Al,H为(Al2O3),硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁与氢气,故J为H2,L为Cl2,K为FeSO4,黄色混合溶液为硫酸铁、氯化铁混合溶液,
(1)由上述分析可知,I为Fe,在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;M为NaCl的溶液,M中阴离子为Cl-,其离子的结构示意图为:所以本题答案:第四周期第Ⅷ族;。
(2)由上述分析可知固体A为FeS2,FeS2中所包含的化学键与固体Na2O2类似,既有离子键又有共价键,则A的电子式为。所以本题答案:。
(3)反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,所使用设备的名称为沸腾炉,故答案为沸腾炉。
(4)① 根据上述分析可知反应⑤为电解饱和NaCl溶液生成氯气和氢气和氢氧化钠溶液,其反应的离子方程式为:2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ;故答案为2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ。
②根据上述分析可知G为Al,N为NaOH,G与N的反应的化学方程式:2Al +2OHˉ+2H2O = 2AlO2-+3H2↑;所以本题答案:2Al +2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑;
③根据上述分析可知 K为FeSO4,L为Cl2,K与L的反应方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Clˉ;所以本题答案:2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Cl-
(5)反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,生成C为Fe2O3,D为SO2,已知每生成16 gD,放出106.5 kJ热量,则生成8SO2放出的热量为。×8×64g/mol=3408kJ/mol,所以热化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol
所以本题答案:4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol。
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、单选题(共12题)
1.已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H1;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2。下列说法中正确的是
A.碳的燃烧热为0.5△H1kJ/mol
B.②为能表示CO燃烧热的热化学方程式
C.碳的燃烧热△H=0.5(△H1+△H2)
D.碳的燃烧热小于CO的燃烧热
2.用和的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
①
②
③
在溶液中,1mol与、反应生成和的反应热等于
A. B.
C. D.
3.根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是
A.N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B.2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量
C.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量
D.N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反应热ΔH=+1444 kJ·mol-1
4.受全球低碳节能环保理念、以及我国“双碳”政策的影响,“地沟油”华丽变身,用于生产生物柴油。下列说法不合理的是
A.生物柴油不属于化石能源
B.“地沟油”经过加工处理可用作生物柴油,实现了厨余垃圾的合理利用
C.生物柴油的燃烧需要点燃,属于吸热反应
D.生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
5.2021 年10月《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在云南昆明开幕。下列做法中不利于实现环境保护和绿色化学理念的是
A.使用可降解塑料减少白色污染
B.生活垃圾不随意丢弃,分类回收处理再利用
C.使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳
D.工业生产过程产生的废气、废水、废渣不加处理任意排放丢弃
6.物质的变化伴随能量的变化,下列属于吸热反应的是
A.甲烷燃烧 B.铝片与稀盐酸反应
C.木炭与水反应生成和 D.氢原子和氯原子形成键
7.对于:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是
A.该反应的反应热为ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该式的含义:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为-5800kJ·mol-1
8.NO催化O3分解的反应机理与总反应为:
第一步:O3(g)+NO(g)→O2(g)+NO2(g) ∆H1
第二步:NO2(g)→NO(g)+O(g) ∆H2
第三步:O(g)+O3(g)→2O2(g) ∆H3
总反应:2O3(g) →3Q2(g) ∆H4
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.∆H1>0,∆H2>0 B.∆H2=∆H3−∆H1
C.∆H2>∆H1,∆H1>∆H3 D.∆H3=∆H4−∆H2−∆H1
9.固体酒精是目前饭桌上常用的火锅燃料,关于固体酒精燃烧过程的叙述正确的是
A.不发生状态变化
B.反应中化学能转化为热能
C.没有化学键断裂
D.不存在氧化还原反应
10.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1=+64 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH3=-280 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,1 mol Cu(s)与H2O2(l)反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于
A.-319.68 kJ·mol-1 B.-314 kJ·mol-1 C.-448.46 kJ·mol-1 D.+546.69 kJ·mol-1
11.已知:
化学键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/kJ·mol-1
Q1
Q2
Q3
下列关系正确的是
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q 2
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/(kJ•mol-1)
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是
A.过程N2(g)→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g) →NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)为吸热反应
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
二、非选择题(共10题)
13.①C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=393.5kJ/mol
②2CO(g) +O2(g)=2CO2(g);ΔH=566kJ/mol
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);ΔH=177.7kJ/mol
④0.5H2SO4(l) +NaOH(l)=0.5Na2SO4(l)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
⑤HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=57.3kJ/mol
(1)上述热化学方程式中,不正确的有 (填序号,以下同);
(2)上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式是 ;上述反应中,表示中和热的热化学方程式是 。
14.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成lmol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 。
(2)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3= ,一步反应生成1molPCl5的∆H4 ∆H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.Ⅰ、用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)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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”)。
(4)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”、“无影响”)。
Ⅱ、(1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:△H= 。
(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,写出C2H2燃烧的热化学方程式: 。
16.分别取40mL的0.50mol·L-1盐酸与40mL的0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式 。
(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是 。
(3)假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填字母) 。
A.反应前盐酸溶液的温度
B.反应前盐酸溶液的质量
C.反应前NaOH溶液的温度
D.反应前NaOH溶液的质量
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
NaOH
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= 。
17.现代社会生活离不开能量。
(1)I.冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面 (填序号)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.和 C.硝酸铵和水
II.某实验小组为了探究化学能与热能的转化,设计了如图所示的三套实验装置。
(3)某同学选用装置I进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管中加入适量了溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是 。
(4)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置II进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若观察到烧杯中产生气泡,则说明M溶于水 (填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)。
②若只观察到烧杯中的导管内形成一段水柱,则M可能为 。
(5)上述3个装置中,能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是 (填装置序号)
18.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)ΔH=-57.3kJ·mol-1、计算下列中和反应放出的热量
(1)用20g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,能放出 kJ的热量
(2)用1mol醋酸稀溶液和足量的NaOH稀溶液反应,放出的热量 57.3kJ(填 “>”、“<”、或“=”)理由是 。
(3)1L0.1mol/L NaOH溶液分别与①醋酸溶液;②浓硫酸;③稀硝酸恰好反应时,放出的热量分别为Q1、Q2、Q3(单位kJ)。则它们由大到小的顺序为 。
19.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220 kJ/mol
试回答下列问题。
(1)1 mol H2和2 molC3H8的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时所释放的热量为 。
(2)现有H2和C3H8的混合气体共1 mol,完全燃烧时放出769.4 kJ热量,则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比为 。
20.短周期元素形成的纯净物A、B、C、D、E,五种物质之间的转化关系如图1所示,物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行(E可能与A、B两种物质中的一种相同).
请回答下列问题:
(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,则C的化学式 ,并任写一种C的主要用途 .
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物.
①用电离方程式解释D既能溶于强酸、又能溶于强碱的原因(仅写出电离方程式即可): .
②用电荷守恒的等式表示E与NaOH溶液反应生成正盐的溶液中所有离子的浓度之间的关系: .
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,则:
①C与水反应的化学方程式为 .
②已知常温下物质A与物质B反应生成1mol气体C的△H=﹣57kJ•mol﹣1,1mol气体C与H2O反应生成化合物D和气体E的△H=﹣46kJ•mol﹣1,写出物质A与物质B及水反应生成化合物D的热化学方程式为 .
③有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”.某同学为了验证该观点是否正确,用如图2所示装置进行实验.
实验过程中,在浓H2SO4中未发现有气体逸出,则得出的结论是 .
④用铂做电极电解H2SO4的溶液,其阳极的电极反应式为 .
21.A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,其中仅有一种稀有气体元素。A和E最外层电子数相同,短周期主族元素的原子中,E原子的半径最大; B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍;A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y(相对分子质量X<Y ),D形成的分子为单原子分子.回答问题:
(1)Y的电子式为 ;
(2)液态化合物Y与稀H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液作用可产生一种无色助燃性气体及可溶性的Cr2(SO4)3,则该反应的离子方程式为 ;
(3)用某种金属易拉罐与A、C、E组成的化合物的水溶液反应,产生的气体可充填气球,请写出该反应的离子方程式 ;
(4)P和Q两种物质都是由A、C、E、F四种元素组成的盐,其水溶液都显酸性,等物质的量的P和Q恰好完全反应.写出该反应的离子方程式 ,这两种盐均含有的化学键类型为 ;
(5)由A、B两元素形成的化合物W可作为火箭推进器中的强还原剂,已知一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子,0.5mol液态W和足量液态Y反应,生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X,并放出408.8KJ热量.写出该反应的热化学方程式为 ;
22.根据反应框图填空,已知反应①~⑤均为工业生产及应用中常见反应,其中B、G、I、J、L均为常见单质,B、D、J、L为气体。A是工业生产F的重要矿石原料的主要成份,其相对分子质量为120。
(1)I元素在元素周期表中的位置 ;M中阴离子的结构示意图: 。
(2)固体A中所包含的化学键与固体Na2O2类似,则A的电子式为 。
(3)写出反应①所使用设备的名称 。
(4)写出下列化学反应的离子方程式:
① 反应⑤: ;
② G与N的反应: ;
③ K与L的反应: 。
(5)已知每生成16 gD,放出106.5 kJ热量,则反应①的热化学方程式为:
。
参考答案:
1.C
A.碳的燃烧热是1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,故A错误;
B.CO燃烧热是1molCO完全燃烧放出的能量,热化学方程式中CO的计量数应该为1,故B错误;
C.①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1 ;② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2,根据盖斯定律①+②得C(s)+O2(g)=2CO2(g) △H=0.5(△H1+△H2),所以碳的燃烧热△H=0.5(△H1+△H2),故C正确;
D.碳的燃烧热为0.5(△H1+△H2),CO的燃烧热是0.5△H2,所以碳的燃烧热大于CO的燃烧热,故D错误;
选C。
2.A
① ,
② ,
③ ,
依据盖斯定律,①+②+③得到,=。
故选A。
3.C
A.焓变等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键放出的总能量的差。N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=946 kJ/mol+498 kJ/mol-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol,说明反应是吸热反应,A错误;
B.原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2 mol O原子结合生成O2(g)时需要放出498 kJ能量,B错误;
C.形成2 mol NO放出热量2×632 kJ,所以1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量,C正确;
D.根据选项A分析可知N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反应热ΔH=+180 kJ/mol,D错误;
故合理选项是C。
4.C
A.生物柴油是油脂反应产生的,油脂不属于化石燃料;化石能源主要是煤、石油、天然气,可见生物柴油不属于化石能源,A正确;
B.“地沟油”主要成分是高级脂肪酸甘油酯,其经过加工处理可用作生物柴油,可以作燃料油使用,因此实现了厨余垃圾的合理利用,B正确;
C.生物柴油的燃烧需要点燃,燃料燃烧反应属于放热反应,反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关,C错误;
D.生物柴油在燃烧的过程中会放出大量热量,同时产生光,物质反应过程中能量转化主要是化学能转化为热能和光能,D正确;
故合理选项是C。
5.D
A.可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,较容易在自然环境中降解的塑料.使用可降解塑料可以减少白色污染.A正确;
B.废旧塑料通常以填埋或焚烧的方式处理.焚烧会产生大量有毒气体造成二次污染.填埋会占用较大空间;塑料自然降解需要百年以上;析出添加剂污染土壤和地下水等,因此,废塑料处理技术的发展趋势是回收利用,B正确;
C.使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳,减少汽车尾气直接排放造成的污染,C正确;
D.工业生产过程产生的废气、废水、废渣不加处理任意排放丢弃,造成二次污染,D错误;
答案选D。
6.C
A.甲烷燃烧属于放热反应,故A不符合题意;
B.活泼金属与酸的反应是放热反应,故B不符合题意;
C.C与水反应生成和,该反应过程吸收热量,为吸热反应,故C符合题意;
D.氢原子和氯原子形成键,该过程放出热量,故D不符合题意;
故选:C。
7.D
A.该反应的反应热为ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应,故A正确;
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关,随化学计量数的改变而改变,故B正确;
C.该式的含义:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ,故C正确;
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,丁烷燃烧热是1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,由此可知丁烷的燃烧热为-2900kJ·mol-1,故D错误;
选D。
8.B
A.根据图中信息,第一步、第二步都是吸热反应即∆H1>0,∆H2>0,故A正确;
B.第二步不等于第三步减去第一步,因此不能得到∆H2=∆H3−∆H1,故B错误;
C.根据图象,第二步吸收的热量大于第一步吸收的热量即∆H2>∆H1,第三步是放热反应,焓变小于零,所以有∆H1>∆H3,故C正确;
D.第三步反应等于总反应减去第一步反应,再减去第二步反应,得到∆H3=∆H4−∆H2−∆H1,故D正确。
综上所述,答案为B。
9.B
固体酒精的燃烧由固态变为气态,是放热反应,反应中化学能转化为热能。该反应也是氧化还原反应,存在化学键的断裂和生成,故B项正确。
10.B
反应①+②+③得到Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)=Cu2+(aq)+2H2O(l),根据盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-314 kJ·mol-1,答案选B。
11.D
由于H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)是化合反应,为放热反应,则Q1+Q2<2Q3,故答案为D。
12.B
A.过程N2(g)→2N(g)是化学键断裂的过程,需要吸收能量,A错误;
B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)是化学键的形成过程,将放出能量,B正确;
C.反应N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)的ΔH=反应物的键能之和减去生成物的键能之和=941.7kJ/mol+3×154.8 kJ/mol-6×283.0 kJ/mol=-291.9 kJ/mol<0,反应为放热反应,C错误;
D.化学反应的本质从微观的角度讲就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,故NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,不可能发生化学反应,D错误;
故选B。
13.(1)③④
(2) ① ⑤
(1)分析热化学方程式可知,③④错误,③中反应为吸热反应,焓变为正值,④中是溶液中的反应,物质聚集状态除水为液态,标注为l,其他为稀溶液,标注aq;
(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量;①符合燃烧热的概念是燃烧热的热化学方程式,⑤符合中和热概念是中和热的热化学方程式。
14.(1)
(2) 等于
(1)根据反应过程和能量图知,生成中间产物时,没有完全被消耗,因此能量变化以来确定,故和反应生成的热化学方程式为:。
(2)根据反应过程和能量图、盖斯定律,P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的。一步反应生成1molPCl5的∆H4等于 ∆H3。
15. 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 不相等 相等 偏小 NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H=-234kJ/mol △H=+226.7 kJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g) == 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -2480 kJ/mol
试题分析:Ⅰ、(1)根据量热计的构造分析;(2)中和热测定实验成败的关键是防止热量散失;(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关;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。(4)氨水为弱碱,电离过程吸热;Ⅱ、(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量;(2)根据盖斯定律计算C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)的焓变;(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,则2molC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出2480 kJ热量。
解析: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器;(2)中和热测定实验成败的关键是防止热量散失,烧杯间填满碎纸条的作用是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,所放出的热量不相等;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,所以所求中和热数值相等。(4)氨水为弱碱,电离过程吸热,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量偏小;Ⅱ、(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图示NO2和CO反应的热化学方程式是NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H=-(368 kJ/mol -134 kJ/mol)=-234kJ/mol;
(2) ①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律①2+② —③ ,得C(s,石墨)+H2(g)= C2H2(g) △H=+226.7 kJ/mol;(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,则2molC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出2480 kJ热量,所以C2H2燃烧的热化学方程式是2C2H2(g)+5O2(g) == 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -2480 kJ/mol。
16. NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 减少热量散失 ACE -51.8 kJ·mol-1
(1)根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式;
(2)根据测定中和热过程中必须尽量减少热量的散失分析;
(3)根据中和热计算公式Q=cm△T中涉及的未知数据进行判断;
(4)先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量,最后计算出中和热。
(1)中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1 mol水时的反应热,则表示稀硫酸和NaOH稀溶液中和热的热化学方程式中水的计量数为1 mol,即:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,
故答案为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;
(2)泡沫塑料板上面两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,若两个小孔开得过大,会导致散失较多的热量,影响测定结果,
故答案为:减少热量散失;
(3)由Q=cmΔT可知,测定中和热需要测定的数据为反应前盐酸溶液的温度、反应前NaOH溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,
故答案为:ACE;
(4)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05 ℃,反应后温度为23.2 ℃,反应前后温度差为3.15 ℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3 ℃,反应前后温度差为3.1 ℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55 ℃,反应前后温度差为3.05 ℃;40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL的0.55 mol·L-1NaOH溶液的质量和为m=80 mL×1 g·cm-3=80 g,c=4.18 J·g-1·℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.02 mol的水放出热量Q=4.18 J·g-1·℃-1×80 g×≈1.037 kJ,生成1 mol的水放出热量为1.037 kJ×≈-51.8 kJ·mol-1,该实验测得的中和热ΔH=-51.8 kJ·mol-1,
故答案为:-51.8 kJ·mol-1。
17.(1)吸热
(2)A
(3)左端液柱降低,右端液柱升高
(4) 可能是放热反应 硝酸铵
(5)Ⅰ、Ⅱ
【解析】(1)
制作冷敷袋可以利用化学变化或物理变化的吸热降低温度,达到降温、保鲜和镇痛的目的,故答案为:吸热;
(2)
即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的:
A.生石灰和水的反应是放热反应,能达到升高温度的目的,故A符合题意;
B.和的反应为吸热反应,无法达到升高温度的目的,故B不符合题意
C.硝酸铵溶于水为吸热过程,无法达到升高温度的目的,故C不符合题意;
答案选A;
(3)
酸碱中和反应为放热反应,反应放出的热使锥形瓶中温度升高,气体体积增大,故左端液柱降低,右端液柱升高,故答案为:左端液柱降低,右端液柱升高;
(4)
①若观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量,由于放热反应一定属于化学变化,而有热量放出不一定为化学变化,所以不一定属于放热反应,如浓硫酸溶于水会放出热量,但是不属于放热反应,故答案为:可能是放热反应;
②烧杯中导管产生一段水柱,M溶于水是吸热过程,但不一定是吸热反应,如硝酸铵溶于水也有此现象,故答案为:硝酸铵;
(5)
装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热,装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热,装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置,不能证明该反应是放热反应还是吸热反应,故答案为:Ⅰ、Ⅱ。
18. 28.65 小于 醋酸电离需要吸热 Q2>Q3>Q1
)用20g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,会生成0.5mol水,根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)ΔH=-57.3kJ·mol-1可以知道,生成1molH2O放出热量为57.3kJ ,所以此时放出的热量是1/257.3kJ=28.65kJ因此,本题正确答案是:28.65;
(2) 因为醋酸为弱酸,电离是需要吸热,所以用1mol稀溶液和足量的NaOH稀溶液反应,放出的热量 <57.3kJ。答案:小于 、 醋酸电离需要吸热。
(3)中和热是稀的强酸和强碱之间反应生成1mol水所放出的热量,1L0.1mol/LNaOH溶液和稀硝酸恰好反应时,放出的热量等于57.3kJ ,但是浓硫酸的稀释释放热量,所以用浓硫酸反应时,放出的热量会大于57.3kJ,醋酸是弱电解质,它的电离是吸热的,所以醋酸时放出的热量小于57.3kJ,即Q2>Q3>Q1,因此,本题正确答案是: Q2>Q3>Q1。
19. 4725.8 kJ 3:1
(1)释放的总热量。
(2)设混合气体中H2、C3H8的物质的量分别为、,则:
x+y=1 mol;x mol×kJ/mol+ y mol×2220 kJ/mol=769.4 kJ,两式联立,解得x=0.75 mol,y=0.25 mol,所以x:y=3:1,即n(H2):n(C3H8)=3:1。
20. Na2O2 供氧剂、漂白剂、氧化剂 H++H2O+AlO2﹣⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH c(Na+)+c(H+)═2c(S2﹣)+c(HS﹣)+c(OH﹣) 3NO2+H2O═2HNO3+NO 4NO(g)+3O2(g)+2H2O(1)=4HNO3(aq)△H=﹣618kJ•mol﹣1 NO2能溶于浓H2SO4,因而不能用浓H2SO4干燥NO2 4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
试题分析:(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,C为Na2O2,D为NaOH,E为O2,A、B分别为氧气、Na中的一种;
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物,则C为Al2S3,E为H2S,D为Al(OH)3,A、B分别为Al、S中的一种;
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,则C为NO2,D为HNO3,E为NO,据此解答.
解:(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,C为Na2O2,D为NaOH,E为O2,A、B分别为氧气、Na中的一种,过氧化钠可以用作供氧剂、漂白剂、氧化剂等,
(2)若E的水溶液呈弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物,C为Al2S3,E为H2S,D为Al(OH)3,A、B分别为Al、S中的一种,则:
①用电离方程式解释D既能溶于强酸、又能溶于强碱的原因:H++H2O+AlO2﹣═Al(OH)3═Al3++3OH﹣,
②H2S与NaOH溶液反应生成正盐为Na2S,溶液中硫离子水解,用电荷守恒的等式表示溶液中所有离子的浓度之间的关系为:c(Na+)+c(H+)═2c(S2﹣)+c(HS﹣)+c(OH﹣),
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,C为NO2,D为HNO3,E为NO,则:
①C与水反应的化学方程式为:3NO2+H2O═2HNO3+NO,
②常温下物质A与物质B生成1mol气体C的△H为﹣57kJ•mol﹣1,则:
反应的热化学方程式为:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=﹣114kJ•mol﹣1,
1mol气体C与H2O反应生成D溶液和E气体的△H为﹣46kJ•mol﹣1,
反应的热化学方程式为:②3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g);△H=﹣138 kJ•mol﹣1,
则①×3+②×2得4NO(g)+3O2(g)+2H2O(1)=4HNO3(aq);△H=3×(114kJ•mol﹣1)+2×(﹣138 kJ•mol﹣1)=﹣618kJ•mol﹣1,
③由现象实验过程中,浓H2SO4中未发现有气体逸出,可以得出NO2能溶于浓硫酸中,
④用铂做电极电解H2SO4的溶液,阳极发生氧化反应,氢氧根离子在阳极放电生成氧气,其阳极的电极反应式为:4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
21. Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2+7H2O 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ H++HSO3-=H2O+SO2↑ 离子键和共价键 N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(1) △H=-817.6kJ•mol-1
试题分析:由短周期主族元素的原子中,A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,E原子的半径最大,则E为钠元素;C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍,则C为氧元素,F为硫元素;因G的原子序数大于F,则G为氯元素;B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,则B为氮元素;A和E最外层电子数相同,A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y,X、Y分别为水和双氧水,则A为氢元素;D形成的分子为单原子分子,D的原子序数介于8~11,则D为氖元素,(1)双氧水的电子式为;(2)根据题意Y为H2O2,被K2Cr2O7氧化为氧气,反应的离子方程式是Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2+7H2O;(3)A、C、E组成的化合物的水溶液为NaOH溶液,金属易拉罐含铝,则发生的离子反应为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(4)A、C、E、F四种元素组成的盐,其水溶液都显酸性,等物质的量的P和Q恰好完全反应,则该反应为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠的反应,其离子反应为H++HSO3-=H2O+SO2↑,硫酸氢钠和亚硫酸氢钠中均含有离子键和共价键;(5)由A、B两元素形成的化合物W,一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子,0.5mol液态W和足量液态Y反应,生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X,并放出408.8kJ热量,该反应的热化学方程式为N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(1) △H=-817.6kJ•mol-1。
【考点】本题考查无机物的推断及结构与位置关系
【点晴】推断元素是关键,较好的体现学生充分利用信息,对知识全面掌握的情况,具体分析:由短周期主族元素的原子中,A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大,E原子的半径最大,则E为钠元素;C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍,则C为氧元素,F为硫元素;因G的原子序数大于F,则G为氯元素;B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,则B为氮元素;A和E最外层电子数相同,A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y,X、Y分别为水和双氧水,则A为氢元素;D形成的分子为单原子分子,D的原子序数介于8~11,则D为氖元素,据此答题。
22. 【答题空1】第四周期第Ⅷ族 沸腾炉 2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ 2Al +2OHˉ+2H2O = 2AlO2ˉ+3H2↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Clˉ 4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol
反应⑤电解M水溶液得到N与气体单质J、L,应是电解金属氯化物溶液,且金属阳离子不放电,反应①~⑤均为工业生产,故反应⑤为电解饱和NaCl溶液,则M为NaCl溶液,N为NaOH,J、L分别为氢气、氯气中的一种,K与L得到黄色混合溶液,可能含有铁离子,而A的相对分子质量为120,且在高温下与气体单质B反应,经过系列反应得到K,推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,B、D为气体,所以A为FeS2,B为O2,C为Fe2O3,D为SO2,E为SO3,F为H2SO4.Fe2O3在高温下与G反应得到H与单质I,电解G可以得到氧气与G,则I为Fe,反应③应是铝热反应,则G为Al,H为(Al2O3),硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁与氢气,故J为H2,L为Cl2,K为FeSO4,黄色混合溶液为硫酸铁、氯化铁混合溶液,
(1)由上述分析可知,I为Fe,在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;M为NaCl的溶液,M中阴离子为Cl-,其离子的结构示意图为:所以本题答案:第四周期第Ⅷ族;。
(2)由上述分析可知固体A为FeS2,FeS2中所包含的化学键与固体Na2O2类似,既有离子键又有共价键,则A的电子式为。所以本题答案:。
(3)反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,所使用设备的名称为沸腾炉,故答案为沸腾炉。
(4)① 根据上述分析可知反应⑤为电解饱和NaCl溶液生成氯气和氢气和氢氧化钠溶液,其反应的离子方程式为:2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ;故答案为2Clˉ+ 2H2O = Cl2↑ + H2↑ + 2OHˉ。
②根据上述分析可知G为Al,N为NaOH,G与N的反应的化学方程式:2Al +2OHˉ+2H2O = 2AlO2-+3H2↑;所以本题答案:2Al +2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑;
③根据上述分析可知 K为FeSO4,L为Cl2,K与L的反应方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Clˉ;所以本题答案:2Fe2++Cl2=2Fe3++ 2Cl-
(5)反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应,生成C为Fe2O3,D为SO2,已知每生成16 gD,放出106.5 kJ热量,则生成8SO2放出的热量为。×8×64g/mol=3408kJ/mol,所以热化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol
所以本题答案:4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3408kJ/mol。
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