内容正文:
第一章 化学反应的热效应 章末总结与测试
一、单选题(本题共16题,共44分,第1-10题,每题2分;第11-16题,每题4分。每题只有一个选项为正确答案)
1.(2024上海青)2A(g) B(g) ∆H1(∆H1>0);2A(g) B(1) ∆H2,下列能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
2.(2024湖北)化学反应N2(g)+H2(g)===NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于
A.+(a-b-c) kJ·mol-1 B.+(b-a) kJ·mol-1 C.+(b+c-a) kJ·mol-1 D.+(a+b) kJ·mol-1
3.(2024河南 )关于化学反应与能量的说法正确的是
A.需要加热的反应都是吸热反应
B.反应物总能量与生成物总能量一定相等
C.断裂化学键要吸收能量
D.燃烧热指的是101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成氧化物时所放出的热量
4.(2024河南 )已知:的。其中相关的键能数据如下表所示,则x的值为
化学键
F—F
N—F
键能/kJ·mol-1
946
x
283
A.471 B.157 C.138 D.756
5.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)下列热化学方程式正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B.、完全反应,放出热量98.3kJ,则
C.31g白磷比31g红磷能量多bkJ,则
D.若 ,则
6.(23-24高二下·河南三门峡·期末)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和反应的中和热,则和反应的中和热
B.甲烷的标准燃烧热,则
C.反应热与反应中是否使用催化剂无关
D.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
7.(2023山西晋中 )是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义,用与为原料合成尿素是固定和利用的成功范例。
已知:①
②
③
则:反应的为
A. B.
C. D.
8.(2024山西吕梁 )已知H2O(g)=H2O(1) ΔH=-Q1kJ•mol-1,
C2H5OH(g)=C2H5OH(1) ΔH=-Q2kJ•mol-1,
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3kJ•mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为 kJ
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
9.(23-24高二上·全国·随堂练习)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是
A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热相同
D.在测定中和反应反应热的实验中,需要使用的仪器有天平、量筒、量热计、滴定管、温度计、玻璃搅拌器
10.(23-24高二下·山西大同·阶段练习)已知:S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
S=S
H-S
键能/(kJ/mol)
436
243
431
255
339
下列说法正确的是
A.1 mol H2(g)与2 mol Cl2(g)反应生成HCl(g)时放出370 kJ热量
B.H2(g)与S2(s)反应生成H2S(g)的热化学方程式为2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1
C.反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和
D.1 mol H2S(g)分解吸收的热量比1 mol HCl(g)分解吸收的热量多,所以H2S(g)比HCl(g)稳定
11.(2023·海南 )已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l);ΔH1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g);ΔH2
C(s)+ O2(g)=CO2(g);ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的ΔH为
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1 B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1 D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
12.(2023云南玉溪·期中)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ·mol-1。分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3、△H4,下列关系正确的是
A.△H1>△H2>△H3 >△H4 B.△H1<△H2<△H3 <△H4
C.△H1>△H2=△H3 >△H4 D.△H4<△H1=△H2<△H3
13.(2024河南 )已知 ,和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若 ,则
D.
14.(2023河南·阶段练习)已知:一些烷烃的燃烧热(101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量)如表:
化合物
甲烷
乙烷
丙烷
燃烧热△H/(kJ·mol-1)
-891.0
-1560.8
-2221.5
下列说法中正确的是
A.C—H键的键能为 kJ·mol-1
B.乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1560.8kJ·mol-1
C.等质量的三种烷烃完全燃烧,丙烷放出的热量最多
D.由表中数据不能确定C—C键的键能
15.(1014湖南长沙 )下列关于反应热的叙述正确的是
A.当ΔH<0时,表示该反应为吸热反应
B.1molH2与0.5molO2反应生成1mol水时放出的热量即是H2的燃烧热
C.热化学方程式中的化学计量数只能是整数,不能是分数
D.1molNaOH分别和1molCH3COOH、1molHNO3反应放出的热量:CH3COOH<HNO3
16.(23-24高二上·全国·随堂练习)下列有关能量转化的说法不正确的是
A.时,碳的燃烧热为
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
二、非选择题(本大题共4小题,共56分)
17.(23-24高二上·天津红桥·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
18.(23-24高二下·甘肃武威·开学考试)回答下列问题:
(1)在一定条件下,氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: kJ·mol;该反应属于 (填“热吸”或“放热”)反应。
(2)常温常压下,1 mol乙醇完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为1367kJ,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)根据盖斯定律计算
(白磷,s) kJ·mol①
P(红磷,s) kJ·mol②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(4)已知破坏1 mol键、1 mol键、1mol键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由氢气和碘单质反应生成2molHI需要放出 kJ的热量。
(5)已知①
②
③
利用上述三个反应,计算 的反应焓变为 。(用含、、的式子表示)
(6)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
②1 mol全部氧化成的热化学方程式是 。
19.(23-24高二上·河南驻马店·期中)某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和热的测定。
(一)配制溶液。
(1)若实验中大约要使用溶液,至少需要称量固体 g。
(2)从下图中选择称量固体所需要的仪器 (填字母)。
序号
a
b
c
d
e
f
仪器
(二)测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的实验装置如图所示。
(3)写出该反应的热化学方程式(中和热) 。
(4)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写表中的空白:
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液比热容。则测得中和热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
(5)现将一定量的稀溶液、稀溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为 。
(6)下列变化过程属于吸热反应的是 (填序号)。
①浓硫酸稀释 ②酸碱中和反应 ③木炭在中燃烧 ④煅烧石灰石 ⑤C与水蒸气反应制取水煤气 ⑥锌和稀硫酸反应制取⑦C还原
20.(23-24高二上·全国·随堂练习)某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。
Ⅰ.配制溶液
(1)若实验中大约要使用溶液,至少需要称量固体 g。
(2)从图中选择称量固体所需要的仪器是 (填字母)。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
编号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.中和反应反应热的测定:
测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和反应反应热的实验装置如图所示。
(3)仪器A的名称为 。
(4)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
温度
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
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和反应反应热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的内筒中
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
e.用量筒量取溶液的体积时仰视读数
(5)实验中改用的硫酸溶液跟的溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。
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第一章 化学反应的热效应 章末总结与测试
一、单选题(本题共16题,共44分,第1-10题,每题2分;第11-16题,每题4分。每题只有一个选项为正确答案)
1.(2024上海青)2A(g) B(g) ∆H1(∆H1>0);2A(g) B(1) ∆H2,下列能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知,2A(g) B(g)的反应为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,气态物质B的总能量高于液态物质B的总能量,则C符合题意;
故选C。
2.(2024湖北)化学反应N2(g)+H2(g)===NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于
A.+(a-b-c) kJ·mol-1 B.+(b-a) kJ·mol-1 C.+(b+c-a) kJ·mol-1 D.+(a+b) kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由题图可得,①N2(g)+H2(g)===N(g)+3H(g) ΔH=+a kJ·mol-1;②NH3(g)===N(g)+3H(g) ΔH=+b kJ·mol-1;③NH3(l)===NH3(g) ΔH=+c kJ·mol-1。
①-②-③得:N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=+(a-b-c) kJ·mol-1。
故选A。
3.(2024河南 )关于化学反应与能量的说法正确的是
A.需要加热的反应都是吸热反应
B.反应物总能量与生成物总能量一定相等
C.断裂化学键要吸收能量
D.燃烧热指的是101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成氧化物时所放出的热量
【答案】C
【解析】A.有的放热反应需要高温条件发生,如铝热反应是放热反应,但需要加热,故A错误;
B.化学反应过程中一定伴随能量的变化,反应物总能量与生成物总能量一定不相等,故B错误;
C.形成化学键放出能量,则断裂化学键需要吸收能量,故C正确;
D.燃烧热指的是101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故D错误;
答案选C。
4.(2024河南 )已知:的。其中相关的键能数据如下表所示,则x的值为
化学键
F—F
N—F
键能/kJ·mol-1
946
x
283
A.471 B.157 C.138 D.756
【答案】B
【解析】化学反应中断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,所以反应 ,。故选B。
5.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)下列热化学方程式正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B.、完全反应,放出热量98.3kJ,则
C.31g白磷比31g红磷能量多bkJ,则
D.若 ,则
【答案】C
【解析】A.氢气的燃烧热是1molH2生成液态水的过程所放出的热量,H2O(g)转化为H2O(1)时放热,氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol,故A错误;
B.、完全反应,放出热量98.3kJ,SO2和O2的反应是可逆反应,不能反应完全,则放出的热量小于196.6kJ,故B错误;
C.31g白磷物质的量为,31g红磷物质的量为,即0.25molP4比1molP能量多bkJ,则 ,故C正确;
D.钡离子和硫酸根离子结合成硫酸钡过程会放热,则会放出更多的热量,,故D错误;
故选C。
6.(23-24高二下·河南三门峡·期末)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和反应的中和热,则和反应的中和热
B.甲烷的标准燃烧热,则
C.反应热与反应中是否使用催化剂无关
D.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
【答案】C
【解析】A.中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水和可溶性盐时放出的热量,其衡量标准是生成的水为1mol,故无论反应生成的水是几摩尔,其中和热恒为57.3kJ/mol,A错误;
B.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,液态水比气态水需要吸收热量,故甲烷燃烧生成气态水时放出的热量减少,ΔH>−890.3kJ⋅mol−1,B错误;
C.催化剂的使用不会影响反应热的数值,C正确;
D.0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,该反应为可逆反应,生成的氨气的物质的量小于1mol,所以当该反应生成2mol氨气时,放出的热量大于38.6kJ,D错误;
故选C。
7.(2023山西晋中 )是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义,用与为原料合成尿素是固定和利用的成功范例。
已知:①
②
③
则:反应的为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】已知①
②
③
根据盖斯定律:则:①+②-③可得反应的为72.5kJ/mol-159.5 kJ/mol-44.0 kJ/mol=-131kJ/mol,答案选B。
8.(2024山西吕梁 )已知H2O(g)=H2O(1) ΔH=-Q1kJ•mol-1,
C2H5OH(g)=C2H5OH(1) ΔH=-Q2kJ•mol-1,
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3kJ•mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为 kJ
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
【答案】D
【解析】将已知方程式依次编号为①②③,由盖斯定律可知,①×3—②+③可得热化学方程式C2H5OH(1) +3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) 则ΔH=(3Q1—Q2+Q3) kJ•mol-1,23g乙醇的物质的量为=0.5mol,由热化学方程式可知完全燃烧生成液态水放出的热量为0.5mol×(3Q1—Q2+Q3) kJ•mol-1=(1.5Q1—0.5Q2+0.5Q3) kJ。
故正确答案:D
9.(23-24高二上·全国·随堂练习)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是
A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热相同
D.在测定中和反应反应热的实验中,需要使用的仪器有天平、量筒、量热计、滴定管、温度计、玻璃搅拌器
【答案】A
【解析】A.玻璃搅拌器是为了加快反应速率,使反应尽快完成,减少热量的损失,减少实验误差,故A正确;
B.温度计水银球应浸入溶液中但不能与内筒底部接触;故B错误;
C.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,醋酸电离吸热,测得不同;故C错误;
D.在测定中和反应反应热的实验中,不需要滴定管、天平,故D错误。
答案选A。
10.(23-24高二下·山西大同·阶段练习)已知:S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
S=S
H-S
键能/(kJ/mol)
436
243
431
255
339
下列说法正确的是
A.1 mol H2(g)与2 mol Cl2(g)反应生成HCl(g)时放出370 kJ热量
B.H2(g)与S2(s)反应生成H2S(g)的热化学方程式为2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1
C.反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和
D.1 mol H2S(g)分解吸收的热量比1 mol HCl(g)分解吸收的热量多,所以H2S(g)比HCl(g)稳定
【答案】C
【解析】A.反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH=E(Cl—Cl)+E(H—H)-2E(H—Cl)=(243 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1)-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,当2 mol Cl2(g)与1 mol H2(g)反应时,只有1 mol Cl2(g)参加反应,所以放出的热量为183 kJ,A错误;
B.根据表中键能数据可得热化学方程式:2H2(g)+S2(g)=2H2S(g) ΔH=-229 kJ·mol-1,结合S2(s)=S2(g) ΔH=+4.5 kJ·mol-1可得热化学方程式:2H2(g)+S2(s)=2H2S(g) ΔH=-224.5 kJ·mol-1,B错误;
C.对于一个化学反应来说,它的反应焓变可以通过反应物和生成物之间的键能差来计算。具体地,反应焓变等于所有生成物键能的总和减去所有反应物键能的总和。这个公式可以表示为:反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,C正确;
D.由于H—Cl的键能大于H—S,所以HCl(g)比H2S(g)稳定,D错误;
故选C。
11.(2023·海南 )已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l);ΔH1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g);ΔH2
C(s)+ O2(g)=CO2(g);ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的ΔH为
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1 B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1 D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
【答案】A
【解析】已知:①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l);△H1,
②H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H2,③C(s)+O2(g)═CO2(g);△H3,
由盖斯定律:10×②+12×③-2×①得:
4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g);△H=12△H3+10△H2-2△H1;
故选A。
12.(2023云南玉溪·期中)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ·mol-1。分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3、△H4,下列关系正确的是
A.△H1>△H2>△H3 >△H4 B.△H1<△H2<△H3 <△H4
C.△H1>△H2=△H3 >△H4 D.△H4<△H1=△H2<△H3
【答案】B
【解析】分别向1L0.5mol•L-1的Ba(OH)2的溶液中加入:
①浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,并且与Ba(OH)2生成硫酸钡沉淀也放热,放热大于57.3kJ;
②稀硫酸,稀硫酸与Ba(OH)2生成硫酸钡沉淀放热,放热大于57.3kJ,但小于①放出的热量;
③稀硝酸,是强酸和强碱的稀溶液间的中和反应,放热57.3kJ;
④稀醋酸为弱电解质,电离吸收热量,放热小于57.3kJ;
放出的热量为:①>②>③>④,因放热∆H<0,则∆H1<∆H2<∆H3<∆H4;
答案为B。
13.(2024河南 )已知 ,和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若 ,则
D.
【答案】D
【解析】A.c代表反应所放出的能量,a代表新键形成所放出的能量,故A错误;
B.该反应反应的能量大于生成物的总能量,为放热反应,故B错误;
C.由图可知,故C错误;
D.由图可知,,故D正确;
故选D。
14.(2023河南·阶段练习)已知:一些烷烃的燃烧热(101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量)如表:
化合物
甲烷
乙烷
丙烷
燃烧热△H/(kJ·mol-1)
-891.0
-1560.8
-2221.5
下列说法中正确的是
A.C—H键的键能为 kJ·mol-1
B.乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1560.8kJ·mol-1
C.等质量的三种烷烃完全燃烧,丙烷放出的热量最多
D.由表中数据不能确定C—C键的键能
【答案】D
【解析】A.燃烧热不是燃料的键能和,故C—H键的键能不是,选项A项错误;
B.乙烷燃烧的热化学方程式中应为液体,B项错误;
C.1g甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧放出的热量分别是891.0/16kJ、1560.8/30kJ、2221.5/44kJ,甲烷放出的热量最多,C项错误;
D.由乙烷燃烧的热化学方程式 可知,反应物的键能和生成物的键能和,反应物和生成物中涉及的共价键有C—H键、C—C键、O=O键、C=O键和H—O键,共五个量,已知三种烷烃的燃烧热,只能列出3个代数方程,故不能计算C—C键的键能,D项正确。
答案选D。
15.(1014湖南长沙 )下列关于反应热的叙述正确的是
A.当ΔH<0时,表示该反应为吸热反应
B.1molH2与0.5molO2反应生成1mol水时放出的热量即是H2的燃烧热
C.热化学方程式中的化学计量数只能是整数,不能是分数
D.1molNaOH分别和1molCH3COOH、1molHNO3反应放出的热量:CH3COOH<HNO3
【答案】D
【解析】A.当ΔH<0时,表示该反应为放热反应,A项错误;
B.在101kPa,1molH2与0.5molO2反应生成1mol液态水时放出的热量即是H2的燃烧热,B项错误;
C.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,所以可用分数表示,C项错误;
D.醋酸是弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,所以中和时放出的热量较少,中和反应为放热反应,烩变为负值,所以后者比前者△H小,故D正确;
答案选D。
16.(23-24高二上·全国·随堂练习)下列有关能量转化的说法不正确的是
A.时,碳的燃烧热为
B.转化Ⅱ的热化学方程式为
C.在反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为
【答案】C
【解析】A.时,的燃烧热为完全燃烧生成二氧化碳所放出的热量,所以碳的燃烧热为,故A正确;
B.转化Ⅱ为和反应生成放出热量,则和反应生成放出热量,则转化Ⅱ的热化学方程式为,故B正确;
C.据图知,碳和氧气反应生成二氧化碳时放出热量,焓变=反应物总键能-生成物总键能,说明反应物总键能小于生成物总键能,故C错误;
D.据图知,与反应转化为时放出热量为,所以由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为,故D正确;
答案选C。
二、非选择题(本大题共4小题,共56分)
17.(23-24高二上·天津红桥·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
【答案】(1)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol
(2) ΔH=-2550 kJ/mol
(3)-285kJ/mol
(4) 将NaOH溶液迅速倒入内筒中 偏大
(5) > +59.3
(6)(-a+b+c)
【解析】(1)燃烧热是在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;若1g石墨(为)完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol;
(2)12.0g液态C2H8N2(为0.2mol)在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量,则该反应的热化学方程式为 ΔH=-2550 kJ/mol;
(3)反应的焓变等于反应物键能减去生成物的键能,则①;②,燃烧热是在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,由盖斯定律可知,①-②得:-285kJ/mol;
(4)中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;上述实验步骤中一处不合理的操作应改成将NaOH溶液迅速倒入内筒中。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,氨水为弱碱,电离吸热,测得的中和反应放出热量减小,则反应热偏大;
(5)①物质能量越低越稳定,故稳定性:HCN>HNC;
②由图可知,该异构化反应为吸热反应,ΔH=+59.3。
(6)已知:
①
②
③
由盖斯定律可知,①+②-③则 ΔH=(-a+b+c) kJ/mol。
18.(23-24高二下·甘肃武威·开学考试)回答下列问题:
(1)在一定条件下,氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: kJ·mol;该反应属于 (填“热吸”或“放热”)反应。
(2)常温常压下,1 mol乙醇完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为1367kJ,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)根据盖斯定律计算
(白磷,s) kJ·mol①
P(红磷,s) kJ·mol②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(4)已知破坏1 mol键、1 mol键、1mol键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由氢气和碘单质反应生成2molHI需要放出 kJ的热量。
(5)已知①
②
③
利用上述三个反应,计算 的反应焓变为 。(用含、、的式子表示)
(6)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
②1 mol全部氧化成的热化学方程式是 。
【答案】(1)放热
(2)
(3)
(4)11
(5)
(6) 放热 或反应物的总能量大于生成物的总能量 kJ·mol
【解析】(1),该反应属于放热反应,故答案为:放热;
(2)乙醇燃烧热指1mol乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量,则乙醇燃烧热的热化学方程式: ,故答案为: ;
(3)根据盖斯定律,反应P4(白磷,s)=4P(红磷,s) 可由①-②×4得到,则该反应ΔH=(-2983.2+738.5×4)kJ/mol=-29.2kJ/mol;该反应热化学方程式为:P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-29.2kJ/mol;
(4)已知破坏1molH-H键、1molI-I键、1molH-I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。=反应物的总键能-生成物的总键能,则由氢气和碘单质反应生成2mol HI需要放出的热量,故答案为:11;
(5)由盖斯定律可知,该反应可由2×①+3×②-2×③得到,则=,故答案为:;
(6)①由图可知,焓变小于0,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故反应为放热反应。
②第一步的热化学方程式为:,第二步的热化学方程式为:,根据盖斯定律,则1 mol (aq)全部氧化成 (aq)的热化学方程式;
故答案为:放热;反应物的总能量大于生成物的总能量;。
19.(23-24高二上·河南驻马店·期中)某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和热的测定。
(一)配制溶液。
(1)若实验中大约要使用溶液,至少需要称量固体 g。
(2)从下图中选择称量固体所需要的仪器 (填字母)。
序号
a
b
c
d
e
f
仪器
(二)测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的实验装置如图所示。
(3)写出该反应的热化学方程式(中和热) 。
(4)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写表中的空白:
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液比热容。则测得中和热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
(5)现将一定量的稀溶液、稀溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为 。
(6)下列变化过程属于吸热反应的是 (填序号)。
①浓硫酸稀释 ②酸碱中和反应 ③木炭在中燃烧 ④煅烧石灰石 ⑤C与水蒸气反应制取水煤气 ⑥锌和稀硫酸反应制取⑦C还原
【答案】(1)5
(2)ade
(3)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)
(4) 4 -53.5kJ/mol ABC
(5)=<
(6)④⑤⑦
【解析】(1)若实验中大约要使用溶液,但需要250mL容量瓶,故需要按250mL溶液进行配制,所需氢氧化钠的物质的量为:0.5×0.25=0.125mol,需要固体的质量为:0.125×40=5g, 至少需要称量固体的质量为5g;
(2)称量固体所需要的仪器为:托盘天平、烧杯、药匙,故选abe;
(3)反应的热化学方程式为:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ;
(4)①第一次实验温度差为:30.1-26.1=4;第二次实验温度差为:33.3-27.2=6.1;第三次实验温度差为:29.8-25.9=3.9;第四次实验温度差为:30.4-26.3=4.1;第二次实验温度差偏差较大,舍去,其余三次温度差的平均值为:(4+3.9+4.1)÷3=4
②Q=cm△t=4.18×10-3×(50+30) ×4=1.3376kJ,生成水的物质的量为:50×10-3×0.5=0.025mol,△H=-=-53.5kJ/mol
③所测结果产生的热量较少,故热量有损失,故选ABC;
(5)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质均完全电离,它们的中和热相同,稀氨水中的溶质是弱电解质,它与稀盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量,故中和热要小一些,故=<;
(6)①浓硫酸稀释是放热过程;②酸碱中和反应为放热反应;③木炭在中燃烧为放热反应;④煅烧石灰石为吸热反应;⑤C与水蒸气反应制取水煤气为吸热反应;⑥锌和稀硫酸反应制取为放热反应;⑦C还原为吸热反应;故选④⑤⑦;
20.(23-24高二上·全国·随堂练习)某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。
Ⅰ.配制溶液
(1)若实验中大约要使用溶液,至少需要称量固体 g。
(2)从图中选择称量固体所需要的仪器是 (填字母)。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
编号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.中和反应反应热的测定:
测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和反应反应热的实验装置如图所示。
(3)仪器A的名称为 。
(4)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
温度
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
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和反应反应热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的内筒中
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
e.用量筒量取溶液的体积时仰视读数
(5)实验中改用的硫酸溶液跟的溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)5.0
(2)abe
(3)环形玻璃搅拌器
(4) 4.0 acd
(5)不相等
【解析】(1)没有的容量瓶,只能用的容量瓶,需要称量的固体质量。故答案为:5.0;
(2)氢氧化钠要在小烧杯中称量,称量氢氧化钠固体所用的仪器有托盘天平、烧杯和药匙。故答案为:abe;
(3)仪器为环形玻璃搅拌器;故答案为:环形玻璃搅拌器;
(4)①第一次测定的温度差为,第二次测定的温度差为,第三次测定的温度差为,第四次测定的温度差为,实验2的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为。故答案为:4.0;
②氢氧化钠溶液与硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,生成水的物质的量和消耗氢氧化钠的物质的量相等,所以生成水的物质的量为,溶液的质量为,温度变化的值,则生成水放出的热量,即,所以实验测得的中和热。故答案为:;
③a。装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和反应反应热偏大;
b.配制溶液时俯视刻度线读数,加入的水不够,溶液体积偏小,使溶液浓度偏大,和硫酸中和时放热多,则中和反应反应热偏小;
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的内筒中,热量散失较多,测得温度偏低,中和反应反应热偏大;
d.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,导致温度计上残留的碱液与稀硫酸反应,起始温度偏高,中和反应反应热偏大;
e.量取溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,中和反应反应热偏小。
故答案为:acd;
(5)实验中改用硫酸溶液跟氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,生成的水的物质的量不同,所放出的热量不相等。故答案为:不相等。
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