内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第3课时 热化学方程式 燃烧热
一、选择题
1.(2023·北京平谷区高二上学期期末)“中和反应反应热的测定”实验中,不需要使用的仪器是
A.容量瓶 B.温度计
C.玻璃搅拌器 D.量筒
2.(2023·云南昆明市寻旬县高二上学期期中)在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
3.(2022·湖北十堰下学期期末)采用50 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液和50 mL 0.55 mol·L-1稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验,装置如图所示,下列说法错误的是
A.仪器M的名称为玻璃搅拌器
B.碎泡沫塑料能减少热量的散失
C.加入试剂时,应缓慢加入,防止液体飞溅
D.可用50 mL 0.26 mol·L-1稀硫酸代替稀盐酸进行实验
4.(2022·浙江温州高二期中)某同学设计实验探究酸碱中和反应中的能量变化,下列说法正确的是
A.实验中温度计测量酸溶液温度后,可直接测量碱溶液的温度
B.NaOH溶液分次加入到盐酸溶液中,可以减少实验误差
C.实验中,上下拉动玻璃搅拌器来混合溶液
D.若用浓硫酸测定中和反应反应热(∆H),则测定结果偏高
5.(2023·北京海淀高二统考期末)用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和成乙醇汽油,可节省石油资源。已知乙醇的燃烧焓为-1 366.8 kJ·mol-1,下列表示乙醇燃烧反应的热化学方程式正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
D.C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
6.(2023·山西大同高二统考期末)已知25℃、101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6 kJ·mol-1,请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析,下列说法错误的是
A.冰融化为水时,需要吸收热量
B.1 g冰变为1 g水蒸气后化学键数目不变
C.H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.ΔH的单位中“mol-1”指每摩尔反应
7.(2023·江苏常州市高二下学期3月调研)下列说法中,正确的是
A.ΔH>0 kJ·mol-1表示放热反应,ΔH<0 kJ·mol-1表示吸热反应
B.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应时放出的热叫做中和热
C.1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
D.热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,所以可以是分数
8.(2023·江苏南通如东县高二上学期月考)下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是
A.CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
9.(2023·广东广州高二广州市第十七中学校考期中)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知S(正交,s)=S(单斜,s) ΔH=+0.33 kJ·mol-1,则单斜硫比正交硫稳定
B.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反应的ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.1mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应放出的热量就是中和热为57.3 kJ
D.已知乙醇的燃烧热为1 366.8 kJ·mol-1,则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
10.(2022·广东清远高二清远市第一中学校联考期中)用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH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计算反应热(已知中和热为57.3 kJ·mol-1)。下列关于实验及中和反应的说法正确的是
A.如图条件下实验过程中没有热量损失
B.不能用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
C.在25 ℃和101 kPa下,用25 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与25 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液反应,测出的中和热为57.3 kJ·mol-1
D.为了使酸碱充分反应,NaOH应当缓慢分次倒入溶液并搅拌测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
11.(2022·山东济宁高二统考期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.CH3COOH与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ∆H=-57.3 kJ·mol-1
B.氢气燃烧热:-285.5 kJ·mol-1,则分解水热方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H=+571 kJ·mol-1
C.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92 kJ·mol-1,则在一定条件下将1 mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量
D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,则石墨的燃烧热为-110.5 kJ·mol-1
12.(2023·广西桂林市高二上学期期末)根据对应信息书写的热化学方程式,正确的是
A.稀盐酸与NaOH稀溶液反应生成1 mol水放出57.3 kJ热量。醋酸与NaOH溶液反应的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.在一定条件下,0.1 mol硫粉与0.1 mol铁粉反应生成0.1 mol硫化亚铁固体时,放出9.56 kJ热量,则:Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
D.碳的燃烧热ΔH=-110.5 kJ·mol-1,则:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
13.(2023·山西太原高二上学期期中)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.实验①、②、③所涉及的反应中反应物的总能量均高于生成物的总能量
B.实验②、③都可以定量测定反应热
C.实验②中酸碱混合时,应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌
D.实验②若使用NaOH固体测定中和反应反应热,则导致∆H的测定结果偏高
14.(2022·江西景德镇下学期期末)室温下,用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。下列说法正确的是
A.若用相同形状的细铜丝代替仪器a进行相应的实验操作,所测中和热ΔH将偏小
B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=-114.6 kJ·mol-1
C.该实验最少需要测定并记录温度的次数是3次
D.若实验测得的反应前后温度差平均值Δt=3.2℃,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1(若近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1盐酸的密度都是1.0 g·mL-1)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=-53.5 kJ·mol-1
15.(2022·山东泰安高二上学期期中)将V1 mL 1.00 mol·L-1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A.该实验在甲图装置中完成
B.做该实验时环境温度为22℃
C.该实验可分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
D.NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L-1
二、填空题
16.①(2022·河北16(1))氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________。
②(2022·江西九江一中高二阶段练习)CH3OH是优质液体燃料。在25℃、101kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式:
__________________________________________________________________。
③(2023·四川成都高一成都七中校考阶段练习)25℃、101kPa时,56 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出565.2 kJ热量。则CO的燃烧热为∆H=_________________。
④(2023·四川成都高一成都七中校考阶段练习)0.050 L 2.00 mol·L-1 H2SO4 溶液与0.200 L 1.05 mol·L-1KOH溶液完全反应,放出11.46 kJ热量,该反应的中和热∆H=___________。
17.(2023·山东菏泽高二上学期期中)学习小组用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液和30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
(1)大小烧杯之间填满碎纸条的作用是_______________________________,从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器_________________________。
(2)写出该反应用中和热表示的热化学方程式_________________________________________________(中和热测得为57.3 kJ·mol-1)。
(3)实验中若用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4溶液跟50 mL 0.5 mol·L-1 NaOH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”);若用50 mL 0.50 mol·L-1醋酸代替H2SO4溶液进行上述实验,则反应热∆H的绝对值__________(填“偏大”、“偏小”、“不受影响)”。
18.(2023·江苏苏州高二检测)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.50 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中玻璃搅拌器的作用是_______________________________________。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是_____________________________________________________________
___________________________________________________。
(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量____________(填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH进行上述实验,生成1 mol H2O(l)时,所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),判断的理由是________________________________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
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第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 中和反应热的测定 燃烧热
一、选择题
1.(2023·北京平谷区高二上学期期末)“中和反应反应热的测定”实验中,不需要使用的仪器是
A.容量瓶 B.温度计
C.玻璃搅拌器 D.量筒
【答案】A
【解析】A项,容量瓶用于配制一定物质的量浓度溶液,中和反应反应热的测定中用不到,符合题意;B项,“中和反应反应热的测定”实验中,用温度计测量反应之前酸、碱的温度以及反应过程中的最高温度,不符题意;C项,“中和反应反应热的测定”实验中,用玻璃搅拌器搅拌,使酸和碱迅速并完全反应,不符题意;D项,“中和反应反应热的测定”实验中,用量筒量取酸和碱溶液的体积,不符题意。
2.(2023·云南昆明市寻旬县高二上学期期中)在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【解析】A项,大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失,减小测量误差,正确;B项,充分反应,放出热量最多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,正确;C项,为了使酸碱充分反应,应当快速一次倒入NaOH溶液并搅拌,防止热量散失,错误;D项,塑料材质的环形搅拌棒导热能力差,可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,正确。
3.(2022·湖北十堰下学期期末)采用50 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液和50 mL 0.55 mol·L-1稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验,装置如图所示,下列说法错误的是
A.仪器M的名称为玻璃搅拌器
B.碎泡沫塑料能减少热量的散失
C.加入试剂时,应缓慢加入,防止液体飞溅
D.可用50 mL 0.26 mol·L-1稀硫酸代替稀盐酸进行实验
【答案】C
【解析】A项,仪器M的名称为玻璃搅拌器或环形玻璃搅拌棒,正确;B项,碎泡沫塑料导热性能差,能减少热量的散失,正确;C项,加入试剂时,为防止热量损失,应一次性快速加入,错误;D项,本实验中采用酸过量,50 mL 0.26 mol·L-1稀硫酸提供氢离子的物质的量大于50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液提供的OH-,依然是酸过量,故可代替稀盐酸进行实验,正确。
4.(2022·浙江温州高二期中)某同学设计实验探究酸碱中和反应中的能量变化,下列说法正确的是
A.实验中温度计测量酸溶液温度后,可直接测量碱溶液的温度
B.NaOH溶液分次加入到盐酸溶液中,可以减少实验误差
C.实验中,上下拉动玻璃搅拌器来混合溶液
D.若用浓硫酸测定中和反应反应热(∆H),则测定结果偏高
【答案】C
【解析】A项,温度计测量酸溶液的温度后,立即插入碱溶液中测量温度,会使碱溶液的初始温度偏高,温度差偏低,计算出的反应热数值偏小,错误;B项,NaOH溶液分次加入到盐酸溶液中,会导致热量的散失,错误;C项,在测定中和热的实验中,通过上下拉动玻璃搅拌器来混合溶液,正确;D项,用浓硫酸测定中和反应的反应热,因浓硫酸溶于水时放热,导致酸溶液初始温度偏高,则测定结果偏低,错误。
5.(2023·北京海淀高二统考期末)用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和成乙醇汽油,可节省石油资源。已知乙醇的燃烧焓为-1 366.8 kJ·mol-1,下列表示乙醇燃烧反应的热化学方程式正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
D.C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】燃烧热是指在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。已知乙醇的标准摩尔燃烧焓为-1 366.8 kJ·mol-1,则乙醇燃烧反应的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1 366.8 kJ·mol-1,故选A项。
6.(2023·山西大同高二统考期末)已知25℃、101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6 kJ·mol-1,请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析,下列说法错误的是
A.冰融化为水时,需要吸收热量
B.1 g冰变为1 g水蒸气后化学键数目不变
C.H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.ΔH的单位中“mol-1”指每摩尔反应
【答案】C
【解析】A项,1 g冰的能量比1 g水的能量低,所以冰融化为水时需要吸收热量,正确;B项,冰变为水蒸气只是分子间距离改变了,并未改变分子内部的化学键,所以1 g冰变为1 g水蒸气后化学键数目不变,正确;C项,燃烧热是在常温常压下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,氢气燃烧的指定产物为液态水,错误;D项,∆H的单位中“mol-1”是反应进度的单位,指每摩尔反应,正确。
7.(2023·江苏常州市高二下学期3月调研)下列说法中,正确的是
A.ΔH>0 kJ·mol-1表示放热反应,ΔH<0 kJ·mol-1表示吸热反应
B.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应时放出的热叫做中和热
C.1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
D.热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,所以可以是分数
【答案】D
【解析】A项,ΔH>0 kJ·mol-1表示吸热反应,ΔH<0 kJ·mol-1表示放热反应,错误;B项,中和热指的是在稀溶液中酸碱中和生成1 mol液态水时放出的热量,1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应时会产生2 mol H2O,同时产生BaSO4沉淀,因此反应放出的热量不是中和热,错误;C项,1 mol H2与0.5 molO2反应产生1 mol液体H2O放出的热就是H2的燃烧热,错误;D项,热化学方程式中的化学计量数表示的是物质的量,所以系数可以是分数,也可以是整数,正确。
8.(2023·江苏南通如东县高二上学期月考)下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是
A.CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】A项,符合燃烧热的概念,正确;B项,生成物中的水是气体,属于不稳定氧化物,错误;C项,热化学方程式中是2 mol可燃物氢气燃烧放热,不符合燃烧热的概念,错误;D项,HCl不是氧化物,不符合燃烧热的概念要求,错误。
9.(2023·广东广州高二广州市第十七中学校考期中)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知S(正交,s)=S(单斜,s) ΔH=+0.33 kJ·mol-1,则单斜硫比正交硫稳定
B.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反应的ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.1mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应放出的热量就是中和热为57.3 kJ
D.已知乙醇的燃烧热为1 366.8 kJ·mol-1,则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A项,S(正交,s)=S(单斜,s) ΔH=+0.33 kJ/mol,ΔH>0,说明单斜硫的能量比正交硫的能量高,所以正交硫比单斜硫稳定,错误;B项,燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量,H2(g)的燃烧热是285.8 kJ/mol,其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=-(-285.8 kJ·mol-1×2)=+571.6 kJ·mol-1,错误;C项,在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量是中和热,中和热为ΔH=-57.3 kJ·mol-1,错误;D项,乙醇的燃烧热为1 366.8 kJ·mol-1,则乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1366.8 kJ·mol-1,正确。
10.(2022·广东清远高二清远市第一中学校联考期中)用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH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计算反应热(已知中和热为57.3 kJ·mol-1)。下列关于实验及中和反应的说法正确的是
A.如图条件下实验过程中没有热量损失
B.不能用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
C.在25 ℃和101 kPa下,用25 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与25 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液反应,测出的中和热为57.3 kJ·mol-1
D.为了使酸碱充分反应,NaOH应当缓慢分次倒入溶液并搅拌测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
【答案】C
【解析】A项,如图条件装置能减少热量损失,尽管保温效果好,但多或少仍然存在部分热量散失的问题,实验过程不可能没有热量损失,错误;B项,塑料材质的环形搅拌棒导热性差,可以减少热量散失,所以能用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,错误;C项,25℃和101kPa下,强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,中和热57.3 kJ·mol-1,正确;D项,为了减少热量散失,NaOH应当一次快速倒入溶液并搅拌测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,错误。
11.(2022·山东济宁高二统考期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.CH3COOH与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ∆H=-57.3 kJ·mol-1
B.氢气燃烧热:-285.5 kJ·mol-1,则分解水热方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H=+571 kJ·mol-1
C.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92 kJ·mol-1,则在一定条件下将1 mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量
D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,则石墨的燃烧热为-110.5 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A项,醋酸是弱电解质,在离子反应中不能拆,错误;B项,氢气燃烧和分解水互为逆反应,则分解水反应为吸热反应且吸收的热量是氢气燃烧热数值的2倍,正确;C项,对可逆反应来说,其反应热是指完全转化放出或吸收的热量,故实际反应过程达到平衡之后放出的热量会小于92.4 kJ,错误;D项,燃烧热必须生成稳定的氧化物,对C来说只能生成二氧化碳,石墨的燃烧热不为-110.5 kJ·mol-1,错误。
12.(2023·广西桂林市高二上学期期末)根据对应信息书写的热化学方程式,正确的是
A.稀盐酸与NaOH稀溶液反应生成1 mol水放出57.3 kJ热量。醋酸与NaOH溶液反应的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.在一定条件下,0.1 mol硫粉与0.1 mol铁粉反应生成0.1 mol硫化亚铁固体时,放出9.56 kJ热量,则:Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
D.碳的燃烧热ΔH=-110.5 kJ·mol-1,则:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A项,醋酸是弱酸,电离过程会吸收热量,则醋酸与NaOH溶液反应产生1 mol水放出热量小于57.3 kJ,故其反应的热化学方程式中反应热大于-57.3 kJ·mol-1,错误;B项,在一定条件下,0.1 mol硫粉与0.1 mol铁粉反应生成0.1 mol硫化亚铁固体时,放出9.56 kJ热量,则1 mol硫粉与1 mol铁粉反应生成1 mol硫化亚铁固体时,放出95.6 kJ热量,故该反应的热化学方程式为:Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·mol-1,正确;C项,氢气的燃烧热是1 mol H2燃烧产生1 mol液态水时放出热量是285.8 kJ,2 mol H2燃烧产生2 mol液态水时放出热量是571.6 kJ,则2 mol液态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)吸收571.6 kJ的热量,由于气态水含有的能量比等质量的液态水多,所以2 mol气态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)吸收热量小于571.6 kJ,错误;D项,碳的燃烧热表示1 mol C完全燃烧产生1 mol C的稳定氧化物CO2气体时放出热量为110.5 kJ,CO不是C的稳定氧化物,错误。
13.(2023·山西太原高二上学期期中)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.实验①、②、③所涉及的反应中反应物的总能量均高于生成物的总能量
B.实验②、③都可以定量测定反应热
C.实验②中酸碱混合时,应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌
D.实验②若使用NaOH固体测定中和反应反应热,则导致∆H的测定结果偏高
【答案】B
【解析】A项,实验①是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,错误;B项,实验②、③都是绝热容器,根据温度计测得温度的变化计算反应热,正确;C项,为减少能量损失,实验②中酸碱混合时,应将量筒中的溶液快速倒入烧杯中再慢慢搅拌,错误;D项,NaOH固体溶于水放热,实验②若使用NaOH固体测定中和反应反应热,则导致∆H的测定结果偏低,错误。
14.(2022·江西景德镇下学期期末)室温下,用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。下列说法正确的是
A.若用相同形状的细铜丝代替仪器a进行相应的实验操作,所测中和热ΔH将偏小
B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=-114.6 kJ·mol-1
C.该实验最少需要测定并记录温度的次数是3次
D.若实验测得的反应前后温度差平均值Δt=3.2℃,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1(若近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1盐酸的密度都是1.0 g·mL-1)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=-53.5 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A项,铜是热的良导体,易传热,热量散失较大,ΔH将偏大,错误;B项,H2SO4和Ba(OH)2反应生成硫酸钡放热,反应热ΔH<-114.6 kJ·mol-1,错误;C项,在测定中和热的实验中,每一组要记录3次温度,而我们实验时至少要做2组,所以至少要记录6次温度,错误;D项,50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应,生成水的物质的量为0.05 L×0.5 mol·L-1=0.025 mol,溶液的质量为100 mL×1.0 g·mL-1=100 g,则生成0.025 mol水放出的热量为:Q=m•c•ΔT=100 g×4.18 J·g-1·℃-1×3.2℃=1337.6 J=1.3376 kJ,所以实验测得的中和热ΔH=-=-53.5 kJ·mol-1,正确。
15.(2022·山东泰安高二上学期期中)将V1 mL 1.00 mol·L-1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A.该实验在甲图装置中完成
B.做该实验时环境温度为22℃
C.该实验可分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
D.NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L-1
【答案】D
【解析】A项,装置甲中缺少环形玻璃搅拌棒,且大小烧杯口不相平,该实验不能在甲图装置中完成,错误;B项,温度为22℃时加入盐酸5 mL,不是实验温度,从图示观察起始温度即为实验时环境温度,因此该实验开始时温度不是22℃,错误;C项,该实验如果分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,会导致热量损失,错误;D项,恰好反应时参加反应的盐酸体积为30 mL,则碱的体积为20 mL,c(NaOH)==1.5 mol·L-1,正确。
二、填空题
16.①(2022·河北16(1))氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________。
②(2022·江西九江一中高二阶段练习)CH3OH是优质液体燃料。在25℃、101kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式:
__________________________________________________________________。
③(2023·四川成都高一成都七中校考阶段练习)25℃、101kPa时,56 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出565.2 kJ热量。则CO的燃烧热为∆H=_________________。
④(2023·四川成都高一成都七中校考阶段练习)0.050 L 2.00 mol·L-1 H2SO4 溶液与0.200 L 1.05 mol·L-1KOH溶液完全反应,放出11.46 kJ热量,该反应的中和热∆H=___________。
【答案】①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 ②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1 ③-282.6 kJ·mol-1 ④-57.3 kJ·mol-1
【解析】①298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,则1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)放热为:121 kJ×2+44 kJ=286 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1;②在25℃、101kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量,则1 mol CH3OH燃烧生成CO2和液态水放出热量为22.68 kJ×32=725.76 kJ,则表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-725.76 kJ·mol-1;③燃烧热是25℃、101kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,已知25℃、101kPa时,56 g CO即2 mol CO在足量的O2中充分燃烧,放出565.2 kJ热量,则CO的燃烧热为∆H=-282.6 kJ·mol-1;④0.050 L 2.00 mol·L-1 H2SO4溶液与0.200 L 1.05 mol·L-1 KOH溶液完全反应,KOH过量,反应生成0.2 molH2O,放出11.46 kJ热量,则该反应的中和热∆H=-=-57.3 kJ·mol-1。
17.(2023·山东菏泽高二上学期期中)学习小组用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液和30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
(1)大小烧杯之间填满碎纸条的作用是_______________________________,从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器_________________________。
(2)写出该反应用中和热表示的热化学方程式_________________________________________________(中和热测得为57.3 kJ·mol-1)。
(3)实验中若用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4溶液跟50 mL 0.5 mol·L-1 NaOH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”);若用50 mL 0.50 mol·L-1醋酸代替H2SO4溶液进行上述实验,则反应热∆H的绝对值__________(填“偏大”、“偏小”、“不受影响)”。
【答案】(1)减少实验过程中的热量损失 环形玻璃搅拌棒 (2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=—57.3 kJ·mol-1 (3)不相等 相等 偏小
【解析】(1)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,防止因热量散失而造成所测中和热的数值减小;中和热测定时应用环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液混合均匀,保证溶液完全反应减少实验误差,由实验装置图可知图中缺少的一种玻璃仪器为环形玻璃搅拌棒,故答案为:减少实验过程中的热量损失;环形玻璃搅拌棒;(2)氢氧化钠溶液和稀硫酸发生中和反应生成1mol水放出57.3 kJ的热量,反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=—57.3 kJ·mol-1,故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=—57.3 kJ·mol-1;(3)若用60 mL 0.25 mol·L-1稀硫酸溶液跟50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,反应生成水的物质的量增大,反应放出的热量偏高,但是中和热是强酸和强碱反应生成1 mol水时放出的热,所以所求中和热相等;醋酸是弱酸,在溶液中电离时会吸收热量,所以用50 mL 0.50 mol·L-1醋酸代替稀硫酸溶液进行实验时,会使反应ΔH的绝对值偏小,故答案为:不相等;相等;偏小。
18.(2023·江苏苏州高二检测)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.50 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中玻璃搅拌器的作用是_______________________________________。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是_____________________________________________________________
___________________________________________________。
(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量____________(填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH进行上述实验,生成1 mol H2O(l)时,所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),判断的理由是________________________________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
【答案】(1)使强酸和强碱充分反应 (2)偏大 未盖杯盖会造成热量损失,所测得的数值偏小,但ΔH为负值,所以生成1 mol H2O(l)时的反应热偏大 (3)不相等 (4)偏小 CH3COOH参与反应时电离要吸收热量,使得生成1 mol H2O(l)时的反应热的|ΔH|变小 (5)c
【解析】(2)未盖杯盖会造成热量损失,所测得的数值偏小,但ΔH为负值,所以生成1 mol H2O(l)时的反应热偏大;(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸与80 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量偏小;(5)a项,向内筒中加入稀碱时,应当快速倒入内筒中,若缓慢而匀速地加入会造成热量散失,错误;b项,量筒中剩余的液体不要用水冲洗,将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,会使生成水的量增大,造成测量误差,错误;c项,用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平,正确;d项,内筒有残留的水,使溶液的总质量偏大,导致溶液的最终温度偏低,错误。
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