第一章 化学反应的热效应 单元检测题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-07-09
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内容正文:
第一章《化学反应的热效应》单元检测题
一、单选题
1.已知25℃、101kPa下,石墨、CO(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨) + O2(g)=CO2(g) ∆H1=-akJ·mol-1
CO(g) +1/2 O2(g)= CO2(g) ∆H2=-bkJ·mol-1
C(石墨) + 1/2 O2(g) = CO (g) ∆H3=-ckJ·mol-1
则a、b、c的关系正确的是
A.a= b+c B.a= b-c C.a = c -b D.c= a+b
2.下图是2SO3(g)2SO2(g) + O2(g)的能量变化图,据图得出的相关叙述正确的是( )
A.2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) △H=-(a-b) kJ·mol-1
B.该化学反应过程中正反应的活化能大于逆反应
C.1 mol SO2的能量比1 mol SO3的能量高
D.若某容器内的2 mol SO3充分反应,则反应吸收(a-b)kJ热量
3.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=﹣57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(﹣57.3) kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0 kJ/mol
C.铁粉与硫粉需要加热才能发生的反应,则此反应是吸热反应
D.1 mol甲烷燃烧生成水和二氧化碳所放出的热量就是甲烷燃烧热
4.101 kPa时,下列热化学方程式中的∆H可表示燃烧热的是
A. ∆H
B. ∆H
C. ∆H
D.∆H
5.下列反成既是氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应 B.C与H2O(g)的反应
C.活泼金属镁与盐酸的反应 D.NaHCO3与盐酸的反应
6.乙二醛(OHCCHO)与O2反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是
A.乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C.乙二醛氧化历程中,若加入催化剂,能提高乙二醛的平衡转化率
D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为:反应物→TSl
7.已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A.该反应为放热反应
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.当生成1 mol气态AB时,吸收能量
D.断裂1 molA-A键和1 mol B-B键共放出(a-b) kJ能量
8.下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的摩尔燃烧焓是-283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0 kJ·mol-1
C.氢气的摩尔燃烧焓为-285.5 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的摩尔燃烧焓
9.一定条件下,在水溶液中1molCl-,ClOx(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示.下列有关说法正确的是
A.e是
B.b→a+c反应的活化能为60kJ•mol-1
C.a,b,c,d,e中c最稳定
D.b→a+d反应的热化学方程式为3 (aq)= (aq)+2Cl-(aq) △H=-116kJ•mol-1
10.“自热”火锅的发热包主要成分有:生石灰、铁粉、焦炭粉、氯化钙……等。下列说法错误的是
A.生石灰与水反应放热
B.使用时须向发热包中加入沸水
C.铁粉发生缓慢氧化,辅助放热
D.氯化钙可以吸收微量的水,减缓发热包失效
11.甲烷燃烧的热化学方程式,可用下列两种方程式表示:,,与的关系为
A. B. C. D.
12.已知反应H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)分下列三步进行,有关键能如下表所示:
化学键
键能
H-H
436kJ/mol
Br-Br
200kJ/mol
H-Br
369kJ/mol
①Br2⇌2Br(快反应)△H1,K1
②Br+H2⇌HBr+H(慢反应)△H2,K2
③H+Br⇌HBr(快反应)△H3,K3
则下列说法错误的是
A.△H1>△H2>△H3
B.25℃时:K1>K3
C.H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)的速率由反应②的速率决定
D.H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)△H<0
13.利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示:
则下列说法错误的是
A.过程II应该是一个放热反应过程
B.氢能资源丰富,属于可再生能源
C.该变化过程总体的焓变值应小于0
D.过程I、II的总反应为2H2O H2O2+H2↑
14.肼(N2H4)可作为发射火箭的燃料。已知1g液态肼(N2H4)在空气中燃烧生成氮气和水蒸气放出16.7kJ的热量,该反应的热化学方程式是
A.N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-16.7kJ·mol-1
B.N2H4(l)+O2(g)=2H2O(1)+N2(g) ΔH=-534.4kJ·mol-1
C.N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-534.4kJ·mol-1
D.N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=+534.4kJ·mol-1
15.25℃、101kPa时,1 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态H2O,同时放出22.68 kJ热量。下列表示该反应的热化学方程式中正确的是
A.CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8 kJ·mol-1
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=+1451.6kJ·mol-1
C.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-45.36 kJ·mol-1
D.CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-725.8 kJ·mol-1
二、填空题
16.氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,则表示肼燃烧热的热化学方程式为 。
(4)肼-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
17.吸热反应、放热反应
(1)放热反应:释放热量的化学反应,反应物的总能量 生成物的总能量,反应体系的能量 ,故 0,即为 。
(2)吸热反应:吸收热量的化学反应,反应物的总能量 生成物的总能量,反应体系的能量 ,故 0,即为 。
(3)常见的吸热反应和放热反应
吸热反应()
放热反应()
①与的反应
②大多数的分解反应
③弱电解质的电离
④盐类水解
⑤C和)、C和的反应
①中和反应
②燃烧反应
③金属与酸或氧气的反应
④铝热反应
⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应
⑥大多数的化合反应
18.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在101 kPa时,H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol液态H2O,放出571.6 kJ的热量,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。写出CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式 。
(3)已知稀溶液中,1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ的热量,表示其中和热的热化学方程式 。
(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
三、实验题
19.50mL0.50mol/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)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸进行反应,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”)。
20.中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于下图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是 ,除此之外,装置中的一个明显错误是 。
(2)若改用60mL 0.25mol·L-1 H2SO4和50mL 0.55mol·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”),若实验操作均正确,则所求中和反应生成1molH2O时的反应热 (填“相等”“不相等”)。
(3)实验数据如下表:①请填写下表中的空白:
温度
实验次数
起始温度t1℃
终止温度t2/℃
温度差平均值
(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
②近似认为0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和反应生成1molH2O时的反应热ΔH= 。(提示:保留一位小数)。
(4)如果用含0.5mol Ba(OH)2的稀溶液与足量稀硫酸溶液反应,反应放出的热 57.3 kJ(填“大于”、“小于”或“等于”)。
21.Ⅰ)如图所示,把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列回答:
(1)实验中能观察到的现象是 。(选填代号)
A.试管中镁片逐渐溶解
B.试管中产生无色气泡
C.烧杯外壁变冷
D.烧杯底部析出少量白色固体
(2)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”“小于”“等于”)镁片和盐酸的总能量。
Ⅱ)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:
(3)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 ,除此之外还有一处错误的是 。
(4)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(绝对值) (填“偏大、偏小、无影响”)。
Ⅲ)
(5)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为:
a.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=E1 ①
b.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=E2 ②
H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=E3 ③
CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=E4 ④
请表达E1、E2、E3、E4之间的关系为E2= 。
(6)如图所示是1摩尔NO2 和1摩尔CO完全反应生成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: 。
(7)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/(kJ·mol-1)
436
247
434
则反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的焓变ΔH = 。
试卷第4页,共8页
试卷第1页,共8页
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参考答案:
1.A
【详解】反应①C(石墨) + O2(g)=CO2(g) ∆H1=-akJ·mol-1,反应②CO(g) +1/2 O2(g)= CO2(g) ∆H2=-bkJ·mol-1,根据盖斯定律①-②得到反应③C(石墨) + 1/2 O2(g) = CO (g) ∆H3=-ckJ·mol-1,则有:(-a)-(-b)=-c,a=b+c。
故选A。
2.B
【详解】A. 由能量变化图可知反应物的总能量小于生成物的总能量,该反应为吸热反应,热化学方程式可以表示为:2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g) △H=(a-b) kJ·mol-1,A项错误;
B. 根据图示可知,该化学反应过程中正反应的活化能大于逆反应,B项正确;
C. 据图可知,2molSO3的能量小于2molSO2和1molO2的总能量,但不能说明1mol SO2的能量和1mol SO3的能量高低,C项错误;
D. 因该反应为可逆反应,则2mol SO3参加反应时,吸收的能量小于(a-b) kJ,D项错误;
答案选B。
3.B
【详解】A.中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,其衡量标准是生成的水为1mol,故无论稀H2SO4和Ca(OH)2反应生成的水是几摩尔,其中和热恒为57.3kJ/mol,A错误;
B.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则热化学方程式为:CO(g)+1/2O2(g)==CO2 (g)△H=﹣283.0 kJ/mol,所以2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0kJ/mol,B正确;
C.大多放热反应需要加热引发条件才能进行;需要加热的反应不一定是吸热反应,C错误;
D.1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳气体所放出的热量就是甲烷燃烧热,没有说明水的状态,D错误;
答案选B。
4.C
【分析】燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
【详解】A.C燃烧后的稳定氧化物是CO2,不是CO,故A不符合题意;
B.H2燃烧的稳定氧化物应该是液态水而不是水蒸气,故B不符合题意;
C.乙醇完全燃烧生成的稳定氧化物是CO2和液态水,此时∆H可表示燃烧热,故C符合题意;
D.燃烧热对应的生成物应该是稳定的氧化物,故不符合题意。
答案选C。
5.B
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应吸热,但不是氧化还原反应,A错误;
B.C与H2O(g)的反应吸热,且为氧化还原反应,B正确;
C.活泼金属镁与盐酸的反应放热,不符合题意,C错误;
D.NaHCO3与盐酸的反应为放热反应,且不是氧化还原反应,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.乙二醛氧化历程中,反应物O2中的O=O非极性键及乙二醛中C-H极性键的断裂,A正确;
B.由图可知,乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时,生成物的总能量都小于反应物的总能量,发生反应放出热量,因此这些反应均为放热反应,B正确;
C.催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变化学平衡状态,因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率,C错误;
D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤,反应物→TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1,D正确;
故合理选项是C。
7.C
【详解】由题图可知,反应物总能量低于生成物总能量,则该反应为吸热反应,选项A、B错误;该反应的△H等于断裂反应物化学键所吸收能量与形成生成物化学键所放出能量的差,所以△H =+(a-b) kJ/mol,则当生成1 mol气态AB时,吸收能量,C正确;由题图可知,断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键吸收a kJ的能量,D错误;
故答案为C。
8.B
【详解】A.中和热是强酸、强碱发生中和反应产生1 mol水和可溶性盐时放出的热量,HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,与发生反应的酸、碱无关,由于H2SO4和Ba(OH)2反应除产生水外,还有Ba2+与结合形成BaSO4沉淀,也放出热量,因此该反应的中和热ΔH<-57.3 kJ·mol-1,A错误;
B.CO(g)的摩尔燃烧焓是-283.0 kJ·mol-1表示1 mol CO(g)完全燃烧产生CO2气体放出热量是283.0 kJ,表示物质燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)是上述反应的逆反应,则其反应热数值相等,符号相反,故其反应ΔH=+566.0 kJ·mol-1,B正确;
C.氢气的摩尔燃烧焓为-285.5 kJ·mol-1,则2 mol H2(g)完全燃烧产生液态水放出热量是571 kJ,电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571 kJ·mol-1,C错误;
D.1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的摩尔燃烧焓,D错误;
故合理选项是B。
9.D
【详解】A.e点氯元素是+7价,是,A错误;
B.根据图中数据无法计算b→a+c反应的活化能,B错误;
C.a,b,c,d,e中a能量最低,所以最稳定,C错误;
D.b→a+d,根据转移电子守恒,可得该反应的热化学方程式为:3ClO-(aq)= (aq)+2Cl-(aq),△H=(64+2×0-3×60)kJ/mol=-116kJ•mol-1,D正确;
故选D。
10.B
【详解】A.生石灰与水发生反应生成氢氧化钙,会放出大量的热,故A正确;
B.反应本身放热,无需加入沸水,故B错误;
C.铁粉缓慢氧化的过程也是放热反应,故C正确;
D.生石灰吸水会使发热包失效,氯化钙有吸水干燥作用,减缓发热包失效,故D正确;
故选B。
11.C
【详解】液态水转化为气态水要吸收能量,因此甲烷燃烧生成液态水比生成气态水放热多,而反应放出的热量与化学计量数成比例关系,因此,
答案选C。
12.B
【分析】根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能来计算判断。
【详解】A.①Br2⇌2Br(快反应)是化学键的断裂△H1=+200kJ/mol,②Br+H2⇌HBr+H(慢反应)包括化学键的断裂和形成,△H2=436kJ/mol-369kJ/mol=+67 kJ/mol,③H+Br⇌HBr(快反应) 是化学键的形成,△H3=-369kJ/mol,因此△H1>△H2>△H3,故A正确;
B.①Br2⇌2Br(快反应)是化学键的断裂,为吸热过程,且为熵增加的反应,高温自发;③H+Br⇌HBr(快反应) 是化学键的形成,为放热过程,且为熵减小的反应,低温自发,则25℃时:K1<K3,故B错误;
C.H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)的速率由最慢的一步决定,因此由反应②的速率决定,故C正确;
D.H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)△H=436kJ/mol+200kJ/mol -2×369kJ/mol <0,故D正确;
故选B。
13.C
【详解】A.过程Ⅱ可看成是氢原子之间成键形成H2,原子团HO之间成键形成H2O2,成键放出能量,A正确;
B.水分解产生H2和O2,H2燃烧又能生成H2O,故氢能属于可再生能源,B正确;
C.该过程总反应为水分解反应,水分解为吸热反应,焓变数值大于0,C错误;
D.过程I、Ⅱ为H2O转化为H2O2和H2,总反应为:2H2O H2O2+H2↑,D正确;
故答案选C。
14.C
【详解】1molN2H4质量为32克,1g气态肼在氧气中燃烧生成氮气和气态水时,可放出16.7kJ的热量,则32g N2H4燃烧生成氮气和气态水时放热16.7kJ×32=534.4kJ,根据书写热化学方程式注意放热反应,ΔH为“−”,所以,ΔH=−534.4kJ·mol-1,N2H4、O2、N2、都为气态,H2O为气态,所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-534.4kJ·mol-1,答案选C。
15.A
【详解】A.1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则32g甲醇即1mol甲醇燃烧放的热量为725.8kJ,热化学方程式为:CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ•mol-1,故A正确;
B.反应吸热时焓变值为正值,放热时焓变值为负值,甲醇燃烧是放热反应,故△H<0,故B错误;
C.1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则64g甲醇即2mol甲醇燃烧放的热量为1452kJ,选项中焓变的数值错误,故C错误;
D.1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则32g甲醇即1mol甲醇燃烧放的热量为725.8kJ,热化学方程式为:CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ•mol-1,此时水的状态为液态,不是气态,故D错误;
故选A。
16. 5 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·mol-1 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·mol-1 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
【详解】(1)氮元素原子核外电子数为7,K层电子数为2,L层电子数5,故答案为5;
(2)分析题给方程式,可知由2×②-①得到要求的热化学方程式,故ΔH=2ΔH2-ΔH1=[(-534.2)×2(-19.5)] kJ·mol-1=-1048.9 kJ·mol-1;所以肼和N2O4反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·mol-1,故答案2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·mol-1;
(3)由②和H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1可知,肼的燃烧热为-(534.2+44×2)kJ·mol-1=-622.2 kJ·mol-1,所以表示肼燃烧热的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·mol-1,故答案为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·mol-1;
(4)碱性电池中负极发生还原反应,也就是还原剂失电子的反应,结合电解质溶液为碱性条件,故写为:N2H4+4OH-_4e-=4H2O+N2↑。
17.(1) 大于 降低 < 负值
(2) 小于 升高 > 正值
【详解】(1)放热反应是反应物的总能量大于生成物总能量的反应,反应中会释放能量,反应体系的能量会降低,所以反应的焓变ΔH是小于0的负值,故答案为:大于;降低;<;负值;
(2)吸热反应是反应物的总能量小于生成物总能量的反应,反应中会吸收能量,反应体系的能量会增大,所以反应的焓变ΔH是大于0的正值,故答案为:小于;升高;>;正值。
18.(1)H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ/mol
(3)H2SO4 (aq)+NaOH(ag)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
(4)NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) △H=-216.0kJ/mol
【详解】(1)在101kPa时,H21.00molO2中完全燃烧生成2.00mol液态H2O,放出571 6kJ的热量,即2mol氢气完全燃烧放出571.6kJ的热量,则1mol氢气完全燃烧放出的燃量为285.8kJ,所以氢气的燃烧热为-285.8kJ/mol,氢气和氧气都是气态,水是液态,则氢气的燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;
(2)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ/mol、 -726.5kJ/mol,则①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol,②CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol,由盖斯定律可知,②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),则△H=-726.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-443.5kJ/mol;
(3)1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,生成2mol液态水,放出114.6kJ热量,则molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成1mol液态水时放出的热量为114.6kJ×=57.3kJ,故表示H2SO4与NaOH反应中和热的热化学方程式为: H2SO4 (aq)+NaOH(ag)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol;
(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g),n(NaBH4)==0.1mol,在25℃、101kPa下,每消耗0.1molNaBH4(s)放热21.6kJ,则消耗1molNaBH4(s)放热216.0kJ,则热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) △H=-216.0kJ/mol。
19. 保温隔热、减小热量散失 偏小 不相等 相等 偏小
【详解】(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减小热量散失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,有热量损失,求得的中和热数值偏小;
(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸进行反应,生成水的物质的量增加,与上述实验相比,所放出的热量不相等,中和热是稀的强酸和稀的强碱生成1mol水好所放出的热量,所以所求中和热相等;
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,因为氨水中的一水合氨是弱电解质,电离过程会吸收热量,测得的中和热的数值会偏小。
20. 玻璃搅拌器 大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平(或大烧杯内碎纸条塞少了,未将小烧杯垫的足够高) 不相等 相等 3.4 -56.8kJ/mol 大于
【分析】(1)中和热的测定,为加快酸碱迅速反应减少反应时间,用到环形玻璃搅拌棒,装置明显错误为大、小烧杯上口不相平,目的减少对流引起的热量损失;
(2) 若改用60mL0.25mol•L-1H2SO4和50mL0.55mol•L-1NaOH溶液,酸碱中和反应的物质的量为0.55mol/L×0.050L,原来反应量为0.50mol/L×0.050L,放出的热量不相等;
(3)①4组数据中,1温差为3.4,2温差为5.1,3温差为3.3,4温差为3.5,第二次数据差距较大,舍弃不用;
②根据Q=m•c•△T计算生成0.025mol水放出的热量,再根据△H=-计算;
(4)酸碱中和的同时还有硫酸钡生成,放出的热量更多。
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器;为了减少热量的损失,大烧杯杯口与小烧杯杯口相平;
(2)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,中和热相等;
(3)①4次温度差分别为:3.4℃,5.1℃,3.3℃,3.5℃,第2组数据明显有误,所以删掉,z则温度差平均值==3.4℃;
②0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸溶液50mL进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol,溶液的质量为:100ml×1g/ml=100g,温度变化的值△T为3.4℃来计算,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.4℃=1421.2J,即1.421kJ,所以实验测得的中和热△H=-=-56.8 kJ/mol;
(4)如果用含0.5mol Ba(OH)2的稀溶液与足量稀硫酸溶液反应时不但发生酸碱中和,同时还生成硫酸钡,反应放出的大于57.3 kJ。
【点睛】进行计算中和热时,要注意放出的热量的单位为J,中和热的单位为kJ;生成水的量为1mol时释放的热量;数据处理时,若偏差太大的数据应舍弃不用。
21.(1)A B D
(2)小于
(3) 环形玻璃搅拌棒 小烧杯口和大烧杯口没有平齐
(4)偏小
(5)E2=E1-E3-E4
(6)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
(7)-185 kJ·mol-1
【详解】(1)镁和盐酸反应生成氢气,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,因此澄清石灰水变浑浊,故选A B D;
(2)镁片与盐酸反应是放热反应,因此MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量,故填:小于;
(3)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;图中的错误是小烧杯口和大烧杯口没有平齐。故填:环形玻璃搅拌棒;小烧杯口和大烧杯口没有平齐;
(4)大烧杯上如不盖硬纸板,部分热量会散发到空气中,使得温度计的读数偏小,求得的中和热数值偏小,故填:偏小;
(5)由盖斯定律可知,②=①-③-④,则能量为E2=E1-E3-E4,故答案为E2=E1-E3-E4;
(6)由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量为368 kJ -134 kJ =234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g),ΔH=-234 kJ/mol,故填:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g),ΔH=-234 kJ/mol;
(7)断开化学键需要吸热,形成化学键放热,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的焓变ΔH=436 kJ/mol+247 kJ/mol-434 kJ/mol×2=-185 kJ/mol,故填:-185 kJ/mol。
答案第8页,共10页
答案第7页,共10页
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