内容正文:
1.2 化学热的计算核心素养提升练
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、选择题(共20题,每小题2.5分,共计50分)
1.(2024高二上·湖北十堰·期末)我国新一代运载火箭已全面进入高密度发射阶段。火箭推进剂为火箭升空提供了源源不断的动力,是火箭发动机性能优良的关键。下列组合能作为火箭推进剂的是
A.液氮—液氧 B.煤油—液氧 C.液氮—液氢 D.液态NO2—水
2.(2024·陕西校考·第二次月考)中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是( )
A.白居易《赋得古原草送别》:“野火烧不尽,春风吹又生。”
B.苏轼《石炭》:“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。”
C.于谦《咏煤炭》:“爝火燃回春浩浩,烘炉照破夜沉沉。”
D.李商隐《相见时难别亦难》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”
3.(2024高二上·河北沧州·期末)下列变化中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A.锌和稀硫酸反应 B.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
C.酸碱中和反应 D.碳和二氧化碳反应
4.(2024高二上·安徽·期末)化学与生产、生活、能量等密切相关。下列说法正确的是
A.化石燃料燃烧使化学能全部转化为热能
B.陶瓷、水泥、石灰石的主要成分都是硅酸盐
C.三星堆出土的黄金面具材料属于合金
D.塑料、纤维、橡胶均属于有机合成材料
5.(2024高二上·黑龙江伊春·期末)已知25℃、101下,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5、285.8、1411.0、2800,则热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
6.(2024高二上·福建福州·期末)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应的反应热为28.65kJ·mol-1
B.CO(g)的标准燃烧热△H=-283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+(2×283.0) kJ·mol-1
C.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳时的焓变是甲烷的标准燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
7.(2024高二上·陕西西安·期末)工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B. C. D.
8.(2023·大连第二十四中学月考)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:①Sn(白,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(灰,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(灰,s)Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
9.(2023·许昌禹州高级中学高二月考)下列热化学方程式书写正确的是( )
A.1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量,它的热化学方程式为:CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ
B.在200 ℃、101 kPa时,H2与碘蒸气作用生成1 mol HI放出热量7.45 kJ,其热化学方程式为I2(g)+H2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4(aq)+Ca(OH)2(aq)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则水分解的热化学方程式表示为:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
10.(2024高二上·湖南娄底·期末)我们知道,任何化学反应过程中一定有物质变化,同时伴随道着能量变化。下图横坐标表示反应过程,纵坐标表示能量,关于下图的说法不正确的是
A.1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时,需要吸收5 kJ的能量
B.2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量
C.1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量
D. 碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应
11.(2024高二上·甘肃白银·期末)科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法,其中办法之一就是利用太阳能将分解成,再将化学能转化为其他能源。右图是有关的能量循环示意图(已知:H-H键的键能为a ,O—O键的键能为b )。下列有关说法正确的是
A.图中△H1<0
B.断开1mol H—O键所需要的太阳能为(△H1+a+b)kJ
C.1mol H2燃烧生成液态水的能量变化为△H3
D.水蒸气所具有的能量比液态水多△H2kJ
12.(2024高二上·浙江杭州·期末)某实验小组用和盐酸进行中和反应的反应热测量(装置如图所示),下列有关说法正确的是
A.因玻璃仪器易碎,可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器
B.为减小误差,可将盐酸分多次加入到溶液中
C.将盐酸替换为等浓度的硫酸,会使测量结果偏大
D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差
13.(2024高二上·河南焦作·期末)转化为的方法有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下:
I.直接氯化:
Ⅱ.碳氯化:
下列说法正确的是
A.1mol TiO2(s)的能量低于1mol TiCl4(g)的能量
B.反应Ⅱ中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.
D.加入碳粉不利于反应I中TiO2(s)转化为TiCl4(g)
14.(2024·江苏盐城·期末)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断不正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变
C.若用NaOH固体测定中和热,则测定的ΔH偏小
D.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铜质搅拌棒对实验结果有影响
15.(2024高二上·山东青岛·期末)2023年化学诺贝尔奖授予三位科学家以表彰他们发现和合成量子点方面做出的贡献.我国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳量子点(CQDS)氮化碳()纳米复合物]可利用太阳光实现高效分解水,原理如图所示.现以每生成2mol或1mol计,水分解、反应Ⅰ及反应Ⅱ的焓变依次为、、.下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的化学方程式为
B.该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化
C.该过程实现高效分解水的同时也产生副产物
D.若,则与的大小关系为
16.(2024高二上·福建厦门·期末)下列物质摩尔燃烧焓数据如下表:
物质
C(s,石墨)
C(s,金刚石)
-393.5
-395.4
-285.8
-283.0
-890.3
下列表述正确的是
A.
B.C(s,石墨)
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石)
D.C(s,石墨)
17.(2024高二上·广东江门·期末)与反应能量转化关系如下图所示,下列说法不正确的是
A.化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
B.中的化学键断裂时需要吸收的能量
C.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
D.该反应的热化学方程式为:
18.(2024高二上·四川攀枝花·期末)已知: 。以太阳能为热源分解,经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如下:
过程Ⅰ: 。以太阳能为热源分解;
过程Ⅱ:……
下列说法正确的是
A.起催化剂的作用,在反应过程中没有参与反应
B.相同条件下,比具有更高的能量
C.过程Ⅰ中每消耗转移电子
D.过程Ⅱ的热化学方程式为
19.(2023高二上·广东深圳·期中)已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为: ,向的NaOH溶液中加入下列物质:
①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反应。焓变、、关系是
A. B.
C. D.
20.(2024高二下·安徽安庆·期中)25℃、101kPa时,C3H8和H2组成的混合气体3mol完全燃烧生成CO2气体和液态水共放出2791.6kJ的热量,C3H8、H2的燃烧热分别是2220kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。则混合气体中C3H8、H2的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶1
二、填空题(共2题,共计24分)
21.(2024·四川眉山期中,11分)已知下列反应:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1,Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1,试回答:
(1)CO的燃烧热ΔH= 。
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为: 。
(3)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。
已知:CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1
①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
②甲醇作为燃料,优点是燃烧时排放的污染物少,从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题,还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算,完全燃烧16g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时,放出的热量为 ,生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ,转移电子 mol
(4)根据以下三个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1,判断Q1、Q2、Q3的大小关系是
(5)已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.5kJ·mol-1,某同学根据该反应吸收的热量较小,认为由石墨变为金刚石很容易进行,但此反应却很难发生,需要很高的温度和压强,请你对此分析并阐述原因
22.(2023·河南百校高二联考,13分)化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。
(1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,N2O4作氧化剂,反应后产物无污染。
已知:
反应1:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH1=x kJ·mol-1
反应2:C2H8N2(l)+4O2(g)=N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH2=y kJ·mol-1。
写出C2H8N2(l)和N2O4(g)反应生成N2(g)、CO2(g)、H2O(g)的热化学方程式:______________________________。
(2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则X(g)→Y(g)过程中的焓变为______________________________________________________________(列式表示)。
(3)已知,在25 ℃和101 kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
H—H
H—N
N≡N
O=O
C—H
C=O
H—O
N—N
键能/(kJ·mol-1)
436
391
a
498
414
803
462
193
①在25 ℃和101 kPa下,工业合成氨的反应中每生成1 mol NH3(g)就会放出46 kJ热量,在该条件下,向某容器中加入2 mol N2(g)、6 mol H2(g)及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于92 kJ,原因可能是______________________________________,表中的a=________。
②科学家发现了一种新的气态分子N4(),在25 ℃和101 kPa下,N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为_____________________________,
由此可知N4(g)与N2(g)中更稳定的是________(填化学式)。
③已知:H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。甲烷是一种常用燃料,则表示甲烷的燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________________________。
三、实验题(两小题,共计26分)
23.(2024·广东广州·期中,14分)氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①
②
则反应 。
(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示;
离子
相对能量/(kJ/mol)
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②反应的 。
③写出由反应生成和的热化学方程式: 。
(3)以为原料,用氧化制取,可提高效益,减少污染,反应如下:
上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使转化率接近。其基本原理如图所示:
已知过程I的反应为 。
①“过程II”反应的热化学方程式为 。
②“过程”流出的气体通过稀溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含的气体,判断氯化结束时溶液的现象为 。
(4)某同学通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。
将的盐酸与的溶液加入如图甲所示的装置中,进行中和反应,请回答下列问题:
①从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
②该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应的热量值偏低,请你分析可能的原因是 (填序号)。
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测溶液的温度
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C.做本实验的当天室温较高
D.将氢氧化钠溶液错取成了的氨水
③将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如“图乙”所示(实验中始终保持),分析图象可知,做该实验时环境温度 (填“高于”“低于”或“等于”),该溶液的浓度为 。
24.(2024高二上·山东临沂·期中,12分)化学反应常伴随热效应,某些反应的热量变化,其数值Q可通过量热装䈯直接测出,而有些反应难以通过实验直接测出,可以通过盖斯定律进行推算。某学习小组研究部分反应反应热的测定,具体如下:
(1)测定中和反应的中和热△H1
实验步骤如下:
a.用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度T1。
b.用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度T2。
c.打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液倒入量热计的内筒中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌,密切关注温度变化,测出混合液的最高温度T3。
①配制0.55mol/L NaOH过程中,部分操作如下图所示,其中有错误的是 (㙁标号)
②利用上述数据计算该中和反应的中和热△H1= kJ/mol(列出计算式,和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
③实验测得△H1比理论值稍大,其原因不可能是 -(塂标号)。
A.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
B.使用不锈钢搅拌器代替玻璃搅拌器
C.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度
D.步骤c中未充分搅拌就读出
(2)测量反应的反应热△H2
借助于(1)中方法,将一定量的铁粉和硫酸铁溶液放于量热计中,发现溶液颜色变浅,同时有气体生成,经分析生成的气体为氢气。经小组讨论,由于测量过程中产生气体引起干扰,重新设计无气体生成的实验方案。该小组分成两个小组,分别测量反应的反应热△H3和反应 (写离子方程式)△H4,经计算可得 (用表示)。
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1.2 化学热的计算核心素养提升练
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、选择题(共20题,每小题2.5分,共计50分)
1.(2024高二上·湖北十堰·期末)我国新一代运载火箭已全面进入高密度发射阶段。火箭推进剂为火箭升空提供了源源不断的动力,是火箭发动机性能优良的关键。下列组合能作为火箭推进剂的是
A.液氮—液氧 B.煤油—液氧 C.液氮—液氢 D.液态NO2—水
【答案】 B
【解析】 A.氮气和氧气需要高能条件下反应生成一氧化氮,不能作为火箭推进剂,A错误;B.煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭推进剂,B正确;C.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于N≡N键能很大,该反应的速很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-液氢不能作为火箭推进剂,C错误;D.液态NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮,不能生成大量气体,不能作为火箭推进剂,D错误;故选B。
2.(2024·陕西校考·第二次月考)中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是( )
A.白居易《赋得古原草送别》:“野火烧不尽,春风吹又生。”
B.苏轼《石炭》:“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。”
C.于谦《咏煤炭》:“爝火燃回春浩浩,烘炉照破夜沉沉。”
D.李商隐《相见时难别亦难》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”
【答案】 B
【解析】 体现了植物中的有机物燃烧产生CO2、H2O,反应过程放出热量,为放热反应,A不符合题意;以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,高温时炭与水蒸气的反应为吸热反应,B符合题意;体现了煤燃烧产生CO2,放出大量热量,C不符合题意;该诗句体现了蜡烛燃烧放出大量的热量,是放热反应,D不符合题意。
3.(2024高二上·河北沧州·期末)下列变化中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A.锌和稀硫酸反应 B.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
C.酸碱中和反应 D.碳和二氧化碳反应
【答案】 D
【解析】 A.金属与稀硫酸反应放热,A项不符合题意;B.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应吸热,但没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,B项不符合题意;C.中和反应为放热反应,没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,C项不符合题意;D.碳和二氧化碳的反应为吸热反应,碳元素的化合价变化,为氧化还原反应,D项符合题意;故选D。
4.(2024高二上·安徽·期末)化学与生产、生活、能量等密切相关。下列说法正确的是
A.化石燃料燃烧使化学能全部转化为热能
B.陶瓷、水泥、石灰石的主要成分都是硅酸盐
C.三星堆出土的黄金面具材料属于合金
D.塑料、纤维、橡胶均属于有机合成材料
【答案】 C
【解析】 A.化石燃料的燃烧是化学能转化为热能与光能,A项错误;B.石灰石的主要成分是碳酸盐,B项错误;C.三星堆出土的黄金面具材料属于合金,C项正确;D.纤维有天然纤维和合成纤维,橡胶有天然橡胶和合成橡胶,D项错误;故选C。
5.(2024高二上·黑龙江伊春·期末)已知25℃、101下,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5、285.8、1411.0、2800,则热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】 A
【解析】 A.根据题目所给燃烧热,1mol碳在氧气中完全燃烧生成气态二氧化碳放热393.5kJ,选项所给热化学方程式正确,A正确;B.氢气在氧气中燃烧放热,ΔH<0,根据燃烧热的定义,产物应当为液态水,故正确的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol,B错误;C.根据燃烧热的定义,该反应中产物水应当为液态,故正确的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−1411.0kJ/mol,C错误;D.葡萄糖在氧气中燃烧放热,正确的热化学方程式为½C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ/mol,D错误;本题选A。
6.(2024高二上·福建福州·期末)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应的反应热为28.65kJ·mol-1
B.CO(g)的标准燃烧热△H=-283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+(2×283.0) kJ·mol-1
C.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳时的焓变是甲烷的标准燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
【答案】 B
【解析】 A.未知稀盐酸中HCl的物质的量,20.0gNaOH可能不完全反应,A错误;B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,CO(g)的燃烧热∆H是-283.0 kJ·mol-1,则2mol一氧化碳完全燃烧放出的热量为(2×283.0) kJ·mol-1,所以2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)反应的∆H=-(2×283.0) kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1,B正确;C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,应为生成液态水而不是气态水放出的热量,C错误;D.醋酸为弱酸,稀释促进醋酸的电离,电离吸热,所以放出的热量小于57.3 kJ热量,D错误;故答案为:B。
7.(2024高二上·陕西西安·期末)工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B. C. D.【答案】 A
【解析】 由热化学方程式可知,反应物、生成物均为气态,焓变为负,为放热反应,且生成物为液态时放出热量更多,选项A中图符合。故答案选A。
8.(2023·大连第二十四中学月考)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:①Sn(白,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(灰,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(灰,s)Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
【答案】 D
【解析】 根据盖斯定律,则②-①=③,所以ΔH2-ΔH1=ΔH3>0,所以ΔH1<ΔH2,A错误;根据反应③可知锡在常温下以白锡状态存在,B错误;根据反应③焓变大于0,所以灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,C错误;根据反应③可知锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会转化为粉末状的灰锡,故会自行毁坏,D正确。
9.(2023·许昌禹州高级中学高二月考)下列热化学方程式书写正确的是( )
A.1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量,它的热化学方程式为:CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ
B.在200 ℃、101 kPa时,H2与碘蒸气作用生成1 mol HI放出热量7.45 kJ,其热化学方程式为I2(g)+H2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4(aq)+Ca(OH)2(aq)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则水分解的热化学方程式表示为:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
【答案】 D
【解析】 反应热的单位为 kJ/mol,1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量,则它的热化学方程式为:CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ/mol,A错误;反应不是在常温下进行,需要注明温度,在200 ℃、101 kPa时,H2与碘蒸气作用生成1 mol HI放出热量7.45 kJ,则生成2 mol HI放出热量7.45 kJ×2=14.9 kJ,其热化学方程式为I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1,B错误;由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1可知,生成2 mol H2O(l)时反应的ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1,但硫酸根与Ca2+结合生成微溶物CaSO4时放热,所以H2SO4(aq)+Ca(OH)2(aq)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH<2×(-57.3) kJ·mol-1,C错误;在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则2 mol H2完全燃烧生成液态水,放出571.6 kJ热量,热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,则水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ/mol,D正确。
10.(2024高二上·湖南娄底·期末)我们知道,任何化学反应过程中一定有物质变化,同时伴随道着能量变化。下图横坐标表示反应过程,纵坐标表示能量,关于下图的说法不正确的是
A.1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时,需要吸收5 kJ的能量
B.2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量
C.1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量
D. 碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应
【答案】 D
【解析】 A.由图像可知1 mol固态碘与1 mol氢气的能量比2 mol HI气体能量低5kJ,则1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时,需要吸收5 kJ的能量,故A正确;B.2 mol HI气体的能量比1 mol碘蒸气与1 mol氢气低12kJ,2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量,故B正确;C.1 mol固态碘能量比1 mol碘蒸气低17kJ,则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量,故C正确;D.由图像可知,碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是放热反应,故D错误;故答案为:D。
11.(2024高二上·甘肃白银·期末)科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法,其中办法之一就是利用太阳能将分解成,再将化学能转化为其他能源。右图是有关的能量循环示意图(已知:H-H键的键能为a ,O—O键的键能为b )。下列有关说法正确的是
A.图中△H1<0
B.断开1mol H—O键所需要的太阳能为(△H1+a+b)kJ
C.1mol H2燃烧生成液态水的能量变化为△H3
D.水蒸气所具有的能量比液态水多△H2kJ
【答案】 C
【解析】 A.水的分解为吸热反应,A错误; B.根据△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,可得:,,B错误;C.H2的燃烧热为101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,C正确;D.没有指明水蒸气的物质的量,D错误;故选C。
12.(2024高二上·浙江杭州·期末)某实验小组用和盐酸进行中和反应的反应热测量(装置如图所示),下列有关说法正确的是
A.因玻璃仪器易碎,可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器
B.为减小误差,可将盐酸分多次加入到溶液中
C.将盐酸替换为等浓度的硫酸,会使测量结果偏大
D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差
【答案】 D
【解析】 A.由于金属都是热的良导体,故实验中不可将玻璃搅拌器换成铜丝搅拌器,否则增大热量损耗,带来更大的实验误差,A错误;B.测定中和热时,将盐酸分多次倒入装有NaOH溶液的量热计中,热量损耗大,增大实验误差,B错误;C.盐酸、硫酸均为强酸,将盐酸替换为等浓度的硫酸,虽然H+的物质的量增大,但NaOH的量不变,生成的H2O的物质的量不变,故测量结果不变,C错误;D.此实验应多次测量取平均值,以减小误差,D正确;故答案为:D。
13.(2024高二上·河南焦作·期末)转化为的方法有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下:
I.直接氯化:
Ⅱ.碳氯化:
下列说法正确的是
A.1mol TiO2(s)的能量低于1mol TiCl4(g)的能量
B.反应Ⅱ中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.
D.加入碳粉不利于反应I中TiO2(s)转化为TiCl4(g)
【答案】 D
【解析】 A.反应I为吸热反应,能证明反应物的总能量低于生成物的总能量,无法比较1mol TiO2(s)与1mol TiCl4(g)的能量大小,A错误;B.反应Ⅱ为放热反应,逆反应的活化能大于正反应的活化能,B错误;C.热化学方程式C(s)+½O2(g)=CO(g) 根据盖斯定律△H=½(△H2-△H1)=½(-51-172)kJ/mol=-111.5kJ/mol
,C错误;D.加入碳粉发生反应Ⅱ,不利于反应I中TiO2(s)转化为TiCl4(g),D正确;故选D。
14.(2024·江苏盐城·期末)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断不正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变
C.若用NaOH固体测定中和热,则测定的ΔH偏小
D.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铜质搅拌棒对实验结果有影响
【答案】 A
【解析】 A.(b) 所涉及的反应Ba(OH)2⋅8H2O与氯化铵反应为吸热反应,故A错误;B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉,反应物用量相同,释放出的热量相同,故B正确;C.若用NaOH固体测定中和热,NaOH固体在溶解过程中放出热量,导致放出热量偏多,ΔH偏小,故C正确;D.铜质搅拌棒导热效果较好,会导致反应放出的热量有损失,故D正确;故选A。
15.(2024高二上·山东青岛·期末)2023年化学诺贝尔奖授予三位科学家以表彰他们发现和合成量子点方面做出的贡献.我国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳量子点(CQDS)氮化碳()纳米复合物]可利用太阳光实现高效分解水,原理如图所示.现以每生成2mol或1mol计,水分解、反应Ⅰ及反应Ⅱ的焓变依次为、、.下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的化学方程式为
B.该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化
C.该过程实现高效分解水的同时也产生副产物
D.若,则与的大小关系为
【答案】C
【解析】A.由反应原理可知,反应Ⅰ的化学方程式为2H2O=H2↑+H2O2,故A正确;B.由反应原理可知,该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化,故B正确;C.该过程实现高效分解水,H2O2为中间产物,故C错误;D.由盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2,若ΔH2<0,则ΔH<ΔH1,故D正确;故选:C。
16.(2024高二上·福建厦门·期末)下列物质摩尔燃烧焓数据如下表:
物质
C(s,石墨)
C(s,金刚石)
-393.5
-395.4
-285.8
-283.0
-890.3
下列表述正确的是
A.
B.C(s,石墨)
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石)
D.C(s,石墨)
【答案】D
【解析】A.氢气的摩尔燃烧焓是指一摩尔氢气在标准状况下完全燃烧时的反应焓变,,故A错误;B.根据盖斯定律,C(s,石墨),故B错误;C.根据盖斯定律,C(s,石墨)=C(s,金刚石) ,故C错误;D.根据盖斯定律,C(s,石墨),H2O(l)的能量小于H2O(g)的能量,所以C(s,石墨),故D正确;选D。
17.(2024高二上·广东江门·期末)与反应能量转化关系如下图所示,下列说法不正确的是
A.化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
B.中的化学键断裂时需要吸收的能量
C.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
D.该反应的热化学方程式为:
【答案】 D
【解析】 A. 1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量,1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量,由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量,故A正确;B. 由Cl-Cl键键能可知,1mol Cl2中的化学键断裂时需要吸收243kJ的能量,故B正确;C. 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因,故C正确;D. 反应热=反应物的键能总和减生成物的键能总和=436kJ•mol-1+243kJ•mol-1-2×431kJ•mol-1=-183kJ•mol-1,故1mol氢气与1mol氯气反应时放出热量为183KJ,△H=-183kJ/mol,该反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol,故D错误;故选D。
18.(2024高二上·四川攀枝花·期末)已知: 。以太阳能为热源分解,经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如下:
过程Ⅰ: 。以太阳能为热源分解;
过程Ⅱ:……
下列说法正确的是
A.起催化剂的作用,在反应过程中没有参与反应
B.相同条件下,比具有更高的能量
C.过程Ⅰ中每消耗转移电子
D.过程Ⅱ的热化学方程式为
【答案】 D
【解析】 A.反应经过2个过程经热化学铁氧化合物循环分解水,反应中Fe3O4起催化剂的作用,四氧化三铁为过程Ⅰ反应物,过程Ⅱ的生成物,参与反应,A错误; B.相同条件下, 1mol H2O(g)比1mol H2O(l)具有更高的能量,B错误;C.反应2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)中氧元素化合价由-2变为0,电子转移为2Fe3O4 ~ O2 ~4e-,232g Fe3O4的物质的量为1mol,则反应转移2mol电子,C错误; D.已知:①2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H= + 571.0kJ/mol,②2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △H= + 313.2kJ/mol,根据盖斯定律,则反应Ⅱ=½(①-②),△H=½(571.0-313.2)= + 128.9kJ/mol,则过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+O2(l)=Fe3O4(s)+H2(g) △H= + 128.9kJ/mol,D正确;故选D。
19.(2023高二上·广东深圳·期中)已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为: ,向的NaOH溶液中加入下列物质:
①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反应。焓变、、关系是
A. B.
C. D.
【答案】 A
【解析】 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应,稀硝酸反应放出的热量为0.5×57.3kJ,醋酸电离吸热、浓硫酸稀释放热,醋酸反应放出的热量少,浓硫酸反应放出热量多,且ΔH均为负值,则ΔH1>ΔH3>ΔH2;故选:A。
20.(2024高二下·安徽安庆·期中)25℃、101kPa时,C3H8和H2组成的混合气体3mol完全燃烧生成CO2气体和液态水共放出2791.6kJ的热量,C3H8、H2的燃烧热分别是2220kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。则混合气体中C3H8、H2的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶1
【答案】 A
【解析】 设C3H8的物质的量为x,H2的物质的量为3mol-x,根据题意可知,2220kJ/mol×x+285.8kJ/mol×(3mol-x)=2791.6kJ,解得x=1mol,因此C3H8的物质的量为1mol,H2的物质的量为2mol,C3H8、H2的物质的量之比为1:2,故选A。
二、填空题(共2题,共计24分)
21.(2024·四川眉山期中,11分)已知下列反应:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1,Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1,试回答:
(1)CO的燃烧热ΔH= 。
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为: 。
(3)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。
已知:CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1
①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
②甲醇作为燃料,优点是燃烧时排放的污染物少,从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题,还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算,完全燃烧16g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时,放出的热量为 ,生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ,转移电子 mol
(4)根据以下三个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1,2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1,判断Q1、Q2、Q3的大小关系是
(5)已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.5kJ·mol-1,某同学根据该反应吸收的热量较小,认为由石墨变为金刚石很容易进行,但此反应却很难发生,需要很高的温度和压强,请你对此分析并阐述原因
【答案】 (1)- 283kJ·mol-1 (2)CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ·mol-1
(3) 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1453.28kJ·mol-1 363.32 kJ 11.2L 3
(4) Q1>Q2>Q3 (5)该反应的活化能很高
【解析】(1)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量,则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol,故答案为-283kJ/mol;(2)知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ ½O2(g)△H=-266kJ/mol,由盖斯定律:½×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=½×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol,故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=-549 kJ/mol;(3)已知①CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) △H1 = -443.64 kJ·mol-1;②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2 = -566.0 kJ·mol-1。由①×2+②得2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g),所以△H =(-443.64 kJ·mol-1)×2+(-566.0 kJ·mol-1)=-1453.28kJ·mol-1,所以CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =-1453.28kJ·mol-1 。②由CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =-1453.28kJ·mol-1 可知,完全燃烧2mol CH3OH(1) (质量为64g) 放出1453.28kJ的热量,因此,完全燃烧16g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时,放出的热量为363.32kJ ,生成的CO2气体标准状况下体积是11.2L;该反应完全燃烧16g甲醇,即0.5mol甲醇,转移电子数3mol。(4)①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H=-Q1kJ/mol,②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(1) △H=-Q2kJ/mol,③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) △H=-Q3kJ/mol,反应②③相比,生成气态水和生成液态水相比,生成液态水放出的热量多,所以Q2>Q3;反应①②相比,②反应生成单质硫,单质硫转化为二氧化硫时会放出热量,所以Ql>Q2;综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为:Ql>Q2>Q3,故答案为Ql>Q2>Q3。(5)C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.5kJ·mol-1,该反应吸收的热量较小,只是意味着断键吸收的能量略大于成键放出的能量,并不代表反应容易进行,由于此反应实际很难发生,需要很高的温度和压强,说明断键需要的能量较高,即反应的活化能较大。
22.(2023·河南百校高二联考,13分)化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。
(1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,N2O4作氧化剂,反应后产物无污染。
已知:
反应1:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH1=x kJ·mol-1
反应2:C2H8N2(l)+4O2(g)=N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH2=y kJ·mol-1。
写出C2H8N2(l)和N2O4(g)反应生成N2(g)、CO2(g)、H2O(g)的热化学方程式:____________________________________________________________________。
(2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则X(g)→Y(g)过程中的焓变为______________________________________________________________(列式表示)。
(3)已知,在25 ℃和101 kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
H—H
H—N
N≡N
O=O
C—H
C=O
H—O
N—N
键能/(kJ
·mol-1)
436
391
a
498
414
803
462
193
①在25 ℃和101 kPa下,工业合成氨的反应中每生成1 mol NH3(g)就会放出46 kJ热量,在该条件下,向某容器中加入2 mol N2(g)、6 mol H2(g)及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于92 kJ,原因可能是______________________________________,表中的a=________。
②科学家发现了一种新的气态分子N4(),在25 ℃和101 kPa下,N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为_____________________________,
由此可知N4(g)与N2(g)中更稳定的是________(填化学式)。
③已知:H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。甲烷是一种常用燃料,则表示甲烷的燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________________________。
【答案】 (1)C2H8N2(l)+2N2O4(g)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=(y-2x) kJ·mol-1
(2)(E1-E2)+ΔH+(E3-E4) (3)①合成氨的反应为可逆反应 946
②N4(g)=2N2(g) ΔH=-734 kJ·mol-1 N2 ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
【解析】 (1)根据盖斯定律,由反应2-2×反应1可得目标反应的热化学方程式;(2)由图中能量变化情况分析可知,过程中的焓变=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4);(3)①反应为可逆反应,反应不能完全发生,所以放出的热量会小于92 kJ;根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,可计算出a=946;②每个N4分子中含有6个N-N键,每个N2分子中含有1个N≡N键,由表中数据计算可得:N4(g)===2N2(g) ΔH=-734 kJ·mol-1;由N4生成N2为放热反应,说明N2的能量更低,则N2更稳定;③根据燃烧热的定义,得出热化学方程式中甲烷的系数为1,生成的水应为液态水,根据表格中的数据和H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,可得出:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。
三、实验题(两小题,共计26分)
23.(2024·广东广州·期中,14分)氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①
②
则反应 。
(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示;
离子
相对能量/(kJ/mol)
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②反应的 。
③写出由反应生成和的热化学方程式: 。
(3)以为原料,用氧化制取,可提高效益,减少污染,反应如下:
上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使转化率接近。其基本原理如图所示:
已知过程I的反应为 。
①“过程II”反应的热化学方程式为 。
②“过程”流出的气体通过稀溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含的气体,判断氯化结束时溶液的现象为 。
(4)某同学通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。
将的盐酸与的溶液加入如图甲所示的装置中,进行中和反应,请回答下列问题:
①从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
②该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应的热量值偏低,请你分析可能的原因是 (填序号)。
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测溶液的温度
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C.做本实验的当天室温较高
D.将氢氧化钠溶液错取成了的氨水
③将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如“图乙”所示(实验中始终保持),分析图象可知,做该实验时环境温度 (填“高于”“低于”或“等于”),该溶液的浓度为 。
【答案】 (1)-415.5 (2) ClO2- -117kJ/mol 4ClO3-(aq)=3ClO4-(aq)+Cl-(aq) △H= -138kJ/mol
(3)
溶液由红色变为无色
(4) 玻璃搅拌器 ABD 低于 1.5
【解析】(1)已知:① ② ,根据盖斯定律,由①×3+②可得,;(2)①相对能量越高,其稳定性越弱,故最不稳定的离子是ClO2-;②ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,则反应3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=63kJ·mol-1-3×60kJ·mol-1=-117kJ·mol-1;③由ClO3-(aq)反应生成ClO4-(aq)和Cl-(aq)的反应为4ClO3-(aq)=3ClO4-(aq)+Cl-(aq),该反应的ΔH=3×38kJ·mol-1-4×63kJ·mol-1=-138kJ·mol-1;(3)①由图可知,过程Ⅱ(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g),将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为ⅰ,将过程Ⅰ反应的热化学方程式编号为ⅱ,根据盖斯定律,由ⅰ-ⅱ×2可得2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=(-115.4kJ·mol-1)-(-120.4kJ·mol-1)×2=+125.4kJ·mol-1;②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,氯化结束时HCl被氢氧化钠中和,则判断氯化结束时溶液的现象为溶液由红色变为无色;(4)①从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器;②中和反应的热量值偏低,主要原因是放出的热量损失:A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测NaOH溶液的温度,提前反应,热量损失,故A正确;B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,热量损失,故B正确;C.做本实验的当天室温较高,室温高,装置热量不易散发,测量准确,故C错误;D.将50mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液错取成了50mL 0.55mol/L的氨水,弱碱电离会吸收部分热量,导致温度上升降低,故D正确;答案选ABD;③分析图象可知,反应放热后的温度是22℃,混合前的温度一定低于22℃,当酸碱恰好完全反应时,放出热量最多,由图可知V1=30时恰好完全反应,V2=50-30=20,根据n(HCl)=n(NaOH)计算NaOH溶液的浓度=。
24.(2024高二上·山东临沂·期中,12分)化学反应常伴随热效应,某些反应的热量变化,其数值Q可通过量热装䈯直接测出,而有些反应难以通过实验直接测出,可以通过盖斯定律进行推算。某学习小组研究部分反应反应热的测定,具体如下:
(1)测定中和反应的中和热△H1
实验步骤如下:
a.用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度T1。
b.用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度T2。
c.打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液倒入量热计的内筒中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌,密切关注温度变化,测出混合液的最高温度T3。
①配制0.55mol/L NaOH过程中,部分操作如下图所示,其中有错误的是 (㙁标号)
②利用上述数据计算该中和反应的中和热△H1= kJ/mol(列出计算式,和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
③实验测得△H1比理论值稍大,其原因不可能是 -(塂标号)。
A.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
B.使用不锈钢搅拌器代替玻璃搅拌器
C.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度
D.步骤c中未充分搅拌就读出
(2)测量反应的反应热△H2
借助于(1)中方法,将一定量的铁粉和硫酸铁溶液放于量热计中,发现溶液颜色变浅,同时有气体生成,经分析生成的气体为氢气。经小组讨论,由于测量过程中产生气体引起干扰,重新设计无气体生成的实验方案。该小组分成两个小组,分别测量反应的反应热△H3和反应 (写离子方程式)△H4,经计算可得 (用表示)。
【答案】 (1)AB A (2) △H3+△H4
【解析】(1)①A.NaOH应该放称量纸上称重,故A错误;B.NaOH应先溶解再转移至容量瓶,故B错误;C.定容时实线与刻度线齐平,故C正确;D.定容后的溶液浓度不均匀,要把容量瓶瓶塞塞紧,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次,使溶液混合均匀,故D正确;故答案选AB;②由数据可以计算出反应体系反应前后温差为,放出热量,所以中和热,故答案为;③A.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数,造成读数比实际值小,导致测得的热量值偏大,△H1偏小,故A错误;B.使用不锈钢搅拌器会使反应放出的热量损失一些,导致测得的温度比实际小,计算出的∆H1的值偏大,故B正确;C.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度,将导致测量NaOH时温度偏高,测得反应的热量偏低,△H1偏大,故C正确;D.步骤c中未充分搅拌就读出T3,将导致直接测得热量偏低,△H1偏大,故D正确;故答案选A。(2)测量反应①的反应热△H2,可分别测量反应②的反应热△H3和反应③的反应热△H4,①=②+③,经计算可得△H2=△H3+△H4,故答案为;△H3+△H4。
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