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
2024-08-10
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内容正文:
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.肼()是一种高能燃料,共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
键能/()
391
161
498
946
463
则关于反应说法正确的是
A.空间结构是直线形 B.比能量高
C.该反应是放热反应 D.断开化学键吸收的能量大于形成化学键释放的能量
2.我国大力推广氢能汽车,水煤气法是获得氢能的有效途径之一。已知:
①
②
③
④ 。
下列说法正确的是
A.C(s)的燃烧热
B.
C.
D.若将反应②设计成原电池,能将化学能全部转化成电能
3.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应进行时,系统向环境释放了能量
4.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H₂(g) △H=+64kJ/mol
2H2O2(1)=2H2O(1)+O₂(g) △H=-196kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol
在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(1)的反应热△H等于
A.-418kJ/mol B.-320kJ/mol C.-606kJ/mol D.-154kJ/mol
5.将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明
A.该反应是吸热反应
B.该反应是放热反应
C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应,加热才反应,所以该反应ΔH>0
D.生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
6.现代火法炼锌过程中主要发生了以下前三个反应。下列说法正确的是
①2ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) H1=akJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=bkJ•mol-1
③ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g) H3=ckJ•mol-1
④OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) H4=dkJ•mol-1
A.以上四个反应中,只有①④是放热反应
B.反应ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)的kJ•mol-1
C.C(s)的燃烧热是kJ•mol-1
D.1molNaOH分别和含有1molCH3COOH、1molHNO3的稀溶液反应,两个反应放出的热量相等
7.已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列△H的判断不正确的是
CO(aq)+H+(aq)HCO(aq) △H1
HCO(aq)+H+(aq)H2CO3(aq) △H2
H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g) △H3
OH-(aq)+H+(aq)H2O(l) △H4
A.△H1<0 B.△H2+△H3>0
C.△H1+△H2+△H3<0 D.△H2<△H4
8.乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①为加成反应
B.反应①和反应②均为放热反应
C.
D.是该合成过程的催化剂
9.已知有关化学键的键能数据如表所示,则下列热化学方程式正确的是
化学键
A-A
B-B
A-B
键能
A.
B.
C.
D.
10.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热依次为、、(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备和 、推算
A. B.
C. D.
11.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项
事实
结论
A
与冷水反应,Na比Mg强烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
Br2(g)+H2(g)→2HBr(g) +Q1;I2+H2(g)→2HI(g) +Q2;Q1>Q2
非金属性:Br>I
A.A B.B C.C D.D
12.下列说法或表示正确的是
A.在101kPa、25℃时,完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
B.的燃烧热是,则的反应热
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
D.由C(石墨,s)=C(金刚石,s)可知,石墨比金刚石稳定
二、非选择题
13.工业合成氨中氢气的重要来源是水煤气,有关反应如下:①;②,它们的能量变化如图所示。
(1)写出图1表示的反应的热化学方程式:_______。
(2)_______。
(3)已知几种共价键的键能如表所示:
化学键
CO
a
799
1076
465
则a为_______。
(4)在恒容密闭容器中发生反应:。达到平衡后,改变条件使CO的平衡转化率增大,则该反应的_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
14.化学反应的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示___________、___________,反应___________(填“吸收”或“放出”)能量。
(2)反应过程中断裂的化学键为____________,____________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________;形成的化学键为___________,__________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________。
(3)__________或___________(用A、C或、表示)。
15.已知(g)=(g)+H2(g) ①
②
对于反应:(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)_______。
16.盖斯定律的理解
(1)在一定条件下,化学反应的反应焓变只与反应体系的_______有关,而与反应的途径无关。
(2)某反应始态和终态相同,反应的途径有如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
则ΔH=_______=_______。
17.甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇脱氢制备,反应式如下:
CH3OH(g) CH2O(g)+ H2(g) = 84.2 kJ ·mol-1 (1)
向体系中通入空气,通过以下反应提供反应(1)所需热量:
H2(g)+ O2(g)H2O(g) =- 241.8 2 kJ ·mol-1 (2)
要使反应温度维持在700°C,计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。已知空气中氧气的体积分数为0.20。___________
18.已知完全燃烧生成放出热量;完全燃烧生成放出热量;完全燃烧生成和放出热量。
(1)完全燃烧生成和放出的热量____________(填“>”“ <”或“=”)。
(2)若、CO和的混合气体完全燃烧生成和,则放出的热量(Q)的取值范围是_____________________。
(3)若、CO和的混合气体完全燃烧生成和,且二者的物质的量相等,则放出热量(Q)的取值范围是_______________________________。
19.A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中A与E、D与G同主族,且D与G核内质子数之和是A与E核内质子数之和的2倍,A与B、C、D可分别形成10电子分子,E、F、G元素最高价氧化物对应水化物之间可相互发生反应,请回答下列问题:
(1)A、B、C元素的名称分别为______、______、_______,E、G两种元素的符号:E________、G________;F在元素周期表中的位置是___________。
(2)E在D2中燃烧生成化合物X,X中化学键类型_________,X中阴阳离子个数比为________。
(3)向含E的最高价氧化物的水化物0.5 mol的水溶液中通入标况下BD2气体11.2L,其化学反应方程式为_________。
(4)若1.7克C的氢化物发生催化氧化生成气态产物放出22.67KJ的热量。写出此反应的热化学方程式____________。
20.有A,B,C,D,E,F,G六种短周期元素,原子序数依次增大。
A元素的单质在自然界中最轻,B,C,D,G在周期表的位置如图,它们的原子序数之和为37。E元素的电负性在同周期中最小,F是同周期中原子半径最小的金属元素。试回答:
(1)A2D、A2G沸点较高的是__(填化学式),原因是______。
(2)E位于元素周期表第__周期第___族,F原子结构示意简图为:______,G的基态原子核外电子排布式是______。
(3)将0.1mol·L-1G的最高价氧化物的水化物溶液逐滴滴入由B,D,E三种元素组成的无机盐溶液中,则刚开始时发生反应的离子方程式为______。
(4)C与A形成10电子化合物的电子式是______,该化合物与D2在一定条件发生置换反应,在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(5)已知16g单质G完全燃烧放出148kJ热量。写出单质燃烧的热化学方程式__。
21.Ⅰ.某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和热的测定。
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为):_______;
(2)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
温度实验次数
起始温度
终止温度
平均值
1
26.4
26.2
26.3
29.8
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为,忽略溶液体积、质量变化。请计算中和热_______(保留三位有效数字)。
Ⅱ.已知① 平衡常数
② 平衡常数
③ 平衡常数
(3)比较_______(填“>”,“<”或“=”)
(4)反应③的平衡常数表达式为_______;
(5)的平衡常数_______(用表示)
22.测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL0.50mol∙L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL0.55mol∙L-1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么__。
(2)用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么?__。
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g∙cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J∙g-1∙℃-1。为了计算中和热,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/℃
混合溶液
盐酸
氢氧化钠溶液
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=__(结果保留一位小数)。
(4)不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是__。
(5)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.分子空间结构是V形,不是直线形,故A错误;
B.物质从液态变为气态要吸收热量,则液态比气态能量低,故B错误;
C.由表中键能及反应可知,=4391+161+498-946-4463=-575,为放热反应,故C正确;
D.因为反应为放热反应,所以断开化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量,故D错误;
答案选C。
2.C
解析:A.C(s)燃烧热的对应产物应为CO2,非CO,其燃烧热无法从题干中获取,A错误;
B.水从液态到气态需要吸热,故 ,B错误;
C.由盖斯定律可知,(①-②)-③即可得到方程④,故=[-220.7kJ·mol-1-(-571.6 kJ·mol-1)]-44kJ·mol-1=+131.45 kJ·mol-1,C正确;
D.若将反应②设计成原电池,不能将化学能全部转化成电能,反应过程中会有一些能量损耗,例如一部分转化成了热能,D错误;
答案选C。
3.B
解析:A.醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低,即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应,A错误;
B.反应为吸热反应,即吸收的热量转化为产物内部的能量,B正确;
C.因反应为吸热反应,则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量,C错误,
D.该反应进行时,系统从环境吸收了能量,D错误;
故选B。
【点睛】根据反应中的能量变化,吸热反应为反应的总能力低于生成物的总能量。
4.B
【分析】根据盖斯定律计算。
解析:对题给热化学方程式编号:
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H₂(g) △H=+64kJ/mol
②2H2O2(1)=2H2O(1)+O₂(g) △H=-196kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol
根据盖斯定律,将①+②×+③×得Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=+64kJ/mol+(-196kJ/mol)×+(-572kJ/mol)×=-320kJ/mol;
答案选B。
5.B
解析:A.铁粉和硫粉混合加热,反应发生后停止加热,反应仍可持续进行,说明该反应是放热反应,A错误;
B.根据A项解析,B正确;
C.该反应是放热反应,ΔH<0,C错误;
D.该反应是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,D错误;
综上,本题选B。
6.B
解析:A.燃烧反应为放热反应、酸碱中和反应也为放热反应,CO冶炼金属的反应是吸热反应,则以上四个反应中①②④均为放热反应,故A错误;
B.①2ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) H1=akJ•mol-1;②2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=bkJ•mol-1;③ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g) H3=ckJ•mol-1;根据盖斯定律,将可得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+SO2(g)+CO2(g),则,故B正确;
C.反应②是C不完全燃烧的热化学方程式,则C(s)的燃烧热是大于,故C错误;
D.CH3COOH是弱酸,电离吸热,则1molNaOH分别和含有1molCH3COOH、1molHNO3的稀溶液反应时,前者放出的热量少,故D错误;
答案选B。
7.D
【分析】由题意可知,碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为吸热反应,ΔH>0,碳酸钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为放热反应,ΔH<0;将已知反应依次编号为①②③④,由盖斯定律可知,②+③可得 (aq)+H+(aq)⇌H2O(l)+CO2(g) ΔH=ΔH2+ΔH3>0,①+②+③可得 (aq)+2H+(aq)⇌H2O(l)+CO2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,②-④可得碳酸氢根离子的水解反应 (aq)+H2O(l)⇌H2CO3(aq)+OH-(aq),盐类水解反应为吸热反应,则ΔH=ΔH2—ΔH4>0。
解析:A.由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,则ΔH1<0;选项A正确;
B.由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,选项B正确;
C.由分析可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,选项C正确;
D.由分析可知,ΔH2-ΔH4>0,则ΔH2>ΔH4,选项D错误;
答案选D。
8.C
【分析】由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为:①C2H4(g)+H2SO4(l)=C2H5OSO3H(l) ΔH=(E1-E2)kJ·mol-1;②C2H5OSO3H(l)+H2O(l)=C2H5OH(1)+H2SO4(l) ΔH=(E3-E4)kJ·mol-1。
解析:A.对比C2H4和C2H5OSO3H可知反应①为加成反应,有C=C断裂,A正确;
B.由图可知反应①、反应②的反应物的总能量均高于生成物的总能量,均为放热反应,B正确;
C.结合分析可知①+②得C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(1)△H=(E1-E2+E3-E4)kJ·mol-1,C错误;
D.H2SO4在两步反应中出现,在总反应中未出现,是该合成过程的催化剂,它可提高反应速率,D正确;
答案选C。
9.C
解析:根据反应物键能之和—生成物键能之和,可得的反应热为+-×2=,即或,故选C。
10.C
【分析】根据题干可以写出,
的热化学方程式为:①;的热化学方程式为:②;
的热化学方程式为:③;
目标方程为④时,根据盖斯定律得出
,因此;
目标方程为⑤时,根据盖斯定律得出
,因此,据此作答。
解析:A.根据分析可知,故A错误;
B.根据分析可知,故B错误;
C.根据分析可知,故C正确;
D.根据分析可知,故D错误;
故答案选C。
11.C
解析:A.与冷水反应,Na 比Mg剧烈,说明钠的活泼性比镁活泼,因此金属性:Na>Mg,故A不符合题意;
B.根据同主族从上到下,金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,根据Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2,其金属性:Ca>Mg,故B不符合题意;
C.SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明酸性:H2SO3>H2CO3,但不能说明非金属性: S>C,判断非金属性主要通过,最高价氧化物对应水化物酸性越强,其非金属性越强,故C符合题意;
D.Br2(g)+H2(g)→2HBr(g) +Q1;I2+H2(g)→2HI(g) +Q2;Q1>Q2说明生成HI时所放出的热量低于生成HBr时所放出的热量,两者属于是同类型的反应,放出能量越多则产物越稳定,HI的稳定性比HBr的稳定性弱,根据同主族从上到下非金属性逐渐减弱,其气态氢化物稳定性逐渐减弱,因此能得出非金属性:Br>I,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
12.D
解析:A.1molH2 完全燃烧放出285.8kJ的热量,则2molH2 完全燃烧ΔH=−2×285.8kJ⋅mol−1,A错误;
B.2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) 为吸热反应,ΔH>0,B错误;
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,硫蒸气放热多,C错误;
D.ΔH>0说明石墨本身具有的能量比金刚石低,所以石墨比金刚石稳定,D正确;
故选D。
二、非选择题
13.3 449 不变
【分析】靠近纵坐标的为反应物,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应;反之为吸热反应。
解析:(1)图(1)反应物为C和H2O,生成物为CO和H2,反应物总能量低于生成物总能量,故该反应为吸热反应,热化学方程式为, 故填:;
(2)同理可得图2的热化学方程式,由盖斯定律,将①和②相加消去CO得热化学方程式,故填:90.3;
(3)根据,=,解得a=449,故填:449。
(4)对于反应,该反应的反应热与物质的状态、各物质的系数有关,与平衡是否移动无关,故改变条件使CO转化率增大,不变,故填:不变。
14. 1mol (g)和3mol (g)的总能量 2mol (g)的总能量 放出 1mol 键和3mol H-H键 吸收 6mol N-H键 放出 A-C
解析:(1)根据示意图可知图中A表示1mol (g)和3mol (g)的总能量,C表示2mol (g)的总能量,反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。
(2)化学反应,因此反应过程中断裂的化学键为1mol 键和3mol H-H键,断键吸热,则吸收的能量为;形成的化学键为6mol N-H键,成键放热,则放出的能量为。
(3)根据以上分析结合示意图可知A-C或。
15.
解析:已知(g)=(g)+H2(g) ①; ②;反应(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)可由①+②得到,所以,故答案为。
16.(1)始态和终态
(2) ΔH1+ΔH2 ΔH3+ΔH4+ΔH5
【分析】盖斯定律:一定条件下(温度与压强)的反应的热效应与途径无关,只与反应的始末状态有关。
解析:(1)根据题干信息和盖斯定律内容可知应填写反应的起始状态与终了状态;
(2)根据图象分析,从反应的起始状态到终了状态总共有三种途径,分别为:始态→终态、始态→b→c→终态、始态→a→终态,反应的热效应与途径无关,只与反应始末状态有关,可得。
17.1
解析:要使反应维持在一定温度持续进行,应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1)全部利用,则:
甲醇与氧气的摩尔比为: n(CH3OH):n(O2)=(2 × 241.8)/84.2= 5.74
甲醇与空气的摩尔比为: n(CH3OH):n(空气)=5.74/5= 1.1
18. <
【分析】对于混合气体,当题数据不足时,可采用极端假设法进行分析。
解析:(1)水蒸气变成液态水要放热,因此完全燃烧生成和放出的热量要小于。答案为:<;
(2)采用极端假设法,假设混合气体全是CO,放出热量最少,为;假设混合气体全为,放出热量最多,为。故、CO和的混合气体完全燃烧生成和,放出热量的取值范围是。答案为:;
(3)采用极端假设法,燃烧之后生成的和的物质的量相等,若要使放出的热量最多,则的量应最多,此时与CO的物质的量之比为1:1,即各有,
放出热量:要使放出的热量最少,则的量应最少,此时CO与的物质的量之比为1:1,即各有,放出热量。故放出热量的取值范围是。答案为:。
19. 氢 碳 氮 Na S 第三周期 ⅢA主族 离子键和共价键 1∶2 NaOH+CO2 =NaHCO3 4 NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g);△H = - 906.8 kJ·mol-1
【分析】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,E、F、G元素最高价氧化物对应水化物之间可相互发生反应,为氢氧化铝、强酸、强碱之间的反应,故其中一种为氢氧化铝,短周期种强碱为氢氧化钠,故E为Na元素,F为Al元素,G为S元素或Cl元素;A与B、C、D可分别形成10电子分子,A与E同族,A为H元素;D与G同主族,且D与G核内质子数之和是A与E核内质子数之和的2倍,则D为O元素,G为S元素;B、C与氢元素形成10电子分子,则B为C元素,C为N元素。
解析:(1)由上述分析可知,A、B、C元素的名称分别为氢、碳、氮,E、G两种元素的符号为Na、S;F为Al元素在元素周期表中的位置是第三周期 ⅢA主族。
(2)Na在O2中燃烧生成过氧化钠,过氧化钠中含有离子键、共价键,过氧化钠中阴离子为过氧根离子,阳离子为钠离子,阴阳离子个数比为1:2。
(3) E的最高价氧化物的水化物为NaOH,BD2为CO2,标况下11.2L CO2的物质的量为0.5mol,则0.5 mol NaOH与0.5mol CO2反应生成碳酸氢钠,化学反应方程式为NaOH+CO2 =NaHCO3。
(4) C的氢化物为NH3,1.7克NH3的物质的量为0.1mol,发生催化氧化生成气态产物,放出22.67KJ的热量,故此反应的热化学方程式为4 NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) △H = - 906.8 kJ·mol-1。
20. H2O H2O与H2S分子结构相似,水分子间存在氢键 三 ⅠA 1s22s22p63s23p4 3:4 S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-296kJ·mol-1
【分析】A元素的单质在自然界中最轻,故A为氢元素;依据B,C,D,G在周期表如图的位置,又它们的原子序数之和为37,设B的原子序数为x,则C、D、E的原子序数分别为x+1、x+2、x+10,则x+(x+1)+(x+2)+(x+10)=37,解得x=6,推断出B为碳、C为氮、D为氧、G为硫;又E元素的电负性在同周期中最小,故E为钠;F是同周期中原子半径最小的金属元素,故F为铝。
解析:(1)A2D即为H2O、A2G即为H2S,沸点较高的是H2O;原因是水分子间存在氢键;
⑵E为钠元素,它位于元素周期表第三周期第ⅠA族;F为铝元素,其原子结构示意简图为;G为硫元素,其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4;
⑶G的最高价氧化物的水化物溶液为硫酸,B,D,E三种元素组成的无机盐溶液为碳酸钠,把硫酸滴入到碳酸钠溶液中刚开始时发生反应为:H2SO4+Na2CO3=NaHCO3+NaHSO4,离子方程式为:;
⑷C与A形成10电子化合物为氨气,其电子式为;NH3与O2在一定条件发生置换反应,则化学方程式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,在该反应中氧元素化合价降低,氧气是氧化剂,氮元素化合价升高,氨气是还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:4;
⑸单质S完全燃烧的化学方程式为S+O2SO2,因16g单质S完全燃烧放出148kJ热量,则32g单质S完全燃烧放出148kJ×2=296kJ热量,故燃烧的热化学方程式S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-296kJ·mol-1。
21.(1)NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= -57.3 kJ/mol
(2)-45.5 kJ/mol
(3)>
(4)
(5)
解析:中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,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=cmΔT计算出反应放出的热量,最后根据计算。
(1)稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,则该反应的热化学方程式为NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= -57.3 kJ/mol,故答案为:NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= -57.3kJ/mol;
(2)3次温度差分别为3.5℃,5.1℃,3.3℃,第2次温差较大,舍去,则温度差平均值为,50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL 0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为80ml×1g/mL=80g,则生成0.025mol水放出的热量为Q=mcΔT=80g×4.18J/(g•℃)×3.4℃=1137J=1.137kJ,所以实验测得的中和热,故答案为:-45.5 kJ/mol,故答案为:-45.5 kJ/mol;
(3)反应①生成的是气态水,反应③生成的是液态水,同种物质的气态能量比液态能量高,释放的热量较少,反应①和反应③都是放热反应,因而ΔH1>ΔH3,故答案为:>;
(4)平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,则,故答案为:;
(5)根据盖斯定律,由①-②可得,则,故答案为:。
22. 保温、隔热,减少实验过程中热量的损失 实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动;因为铜传热快,热量损失大,所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 -51.8kJ·mol-1 不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀,沉淀的生成热会影响反应的反应热 ΔH1=ΔH2<ΔH3
【分析】中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,测定中和热的实验中,为了保证酸或是碱中的一方完全反应,往往保证一方过量;用碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板起到保温、隔热;实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动,减少实验过程中热量的损失;计算中和热时,先判断温度差的有效性,然后求出温度差平均值,再根据Q=cmΔT计算反应放出的热量,最后根据ΔH=-计算中和热,由此分析。
解析:(1)装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失;
(2)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动;因为铜传热快,热量损失大,所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;
(3)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℃,反应后温度为:23.4℃,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℃,反应后温度为:23.6℃,反应前后温度差为:3.05℃;
50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J∙g-1∙℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J∙g-1∙℃-1×100g×(3.15℃+3.1℃+3.05℃)=1.2959kJ,即生成0.025mol的水放出热量为:1.2959kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.2959kJ×=51.8kJ,即该实验测得的中和热ΔH=-51.8kJ/mol;
(4)不能H2SO4与Ba(OH)2反应,会生成BaSO4沉淀,沉淀的生成热会影响反应的反应热;
(5)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热程,稀氨水和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以ΔH1=ΔH2<ΔH3。
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