内容正文:
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.在试管中进行的盐酸与NaOH溶液之间的反应,属于环境的是
A.盐酸 B.NaOH溶液 C.发生的反应 D.试管
2.在25℃和101kPa的条件下,发生反应,已知部分化学键的键能数据如下:
化学键
P-P
P-O
O=O
键能/(kJ/mol)
198
360
498
白磷()和六氧化四磷()的分子结构如图所示,下列叙述正确的是
A.上述反应生成时放出1638kJ能量
B.相同条件下,P-O键比P-P键更容易断裂
C.断开白磷中1molP-P键放出198kJ能量
D.的能量比和的总能量高
3.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为
A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ
4.半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅:
①SiO2(s)(石英砂)+2C(s)=Si(s)(粗硅)+2CO(g) ΔH=+625.63 kJ·mol-1
②Si(s) (粗硅)+2Cl2(g)=SiCl4(g) ΔH=-657.01 kJ·mol-1
③SiCl4(g)+2Mg(s)=2MgCl2(s)+Si(s)(纯硅) ΔH=-625.63 kJ·mol-1
生产1.00 kg纯硅的总反应热为
A.2.43×104 kJ B.-2.35×104 kJ
C.-2.23×104 kJ D.-2.14×104 kJ
5.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.表示氢气的燃烧热
B.等质量的固态硫比液态硫完全燃烧放出的热量多
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为
D.已知,,则
6.已知:①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是
A.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=+183kJ·mol-1
B.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183kJ·mol-1
C.氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183kJ·mol-1
D.1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量低183kJ
7.如图所示,ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,下列说法或表示式正确的是
A.C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ•mol-1
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.ΔH1<ΔH2
8.下列有关化学反应的认识错误的是
A.一定有化学键的断裂与形成 B.一定有电子转移
C.一定有新物质生成 D.一定伴随着能量变化
9.键能是指1mol化学键断裂时需要吸收的能量,单位:kJ·mol-1,已知:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH =-72kJ·mol-1。其它相关数据如下表,则表中a为
H2(g)
Br2(g)
HBr
键能
436
230
a
A.738 B.369 C.594 D.267
10.已知充分燃烧a g 乙烷(C2H6)气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则表示乙烯标准燃烧热的热化学方程式正确的是
A.C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = +2b kJ·mol-1
B.C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = -2b kJ·mol-1
C.2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(l) ΔH = -4b kJ·mol-1
D.C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(g) ΔH = -2b kJ·mol-1
11.已知在25℃、101kPa下,1gC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40kJ的热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是
A. ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B. ΔH=-5 517.6 kJ·mol-1
C. ΔH=+5 517.6 kJ·mol-1
D. ΔH=-48.40 kJ·mol-1
12.下列说法正确的是
A.由 ,可知:金刚石比石墨更稳定
B.吸热反应:,设和不随温度而变,则该反应任何温度下都不能自发进行
C.由 ,可知:含1mol的溶液与含1mol的溶液混合,放出热量等于
D.2g完全燃烧生成液态水放出热量,则氢气燃烧的热化学方程式为
13.化学上,规定稳定单质的生成热为0;可用物质的生成热表示该物质的相对能量高低。氮的几种氧化物的相对能量如表所示(25℃,101kPa条件下):
物质及状态
N2O(g)
NO(g)
NO2(g)
N2O4(l)
N2O5(g)
相对能量 (kJ·mol-1)
82
90
33
-20
11
下列推断不正确的是
A.在5种氮的氧化物中,NO(g)最活泼
B.N2O4(l)c2NO2(g),ΔH=-86kJ·mol-1
C.N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g),ΔH=+55kJ·mol-1
D.1molN2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82kJ能量
14.已知反应的能量情况如图所示,曲线和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是
A.该反应的
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.加入催化剂,该反应的变小
D.如果该反应生成液态,则增大
15.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.在、时,完全燃烧生成液态水,放出热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为:
B.的燃烧热是,则
C.在稀溶液中:,若将含的浓硫酸与含的溶液混合,放出的热量大于
D.已知石墨,金刚石,,则金刚石比石墨稳定
二、填空题
16.乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g),ΔH1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)
-1560
-1411
-286
ΔH1=___________kJ·mol-1.
17.为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,则甲醇的燃烧热ΔH=___________。
(2)今有如下两个热化学方程式:则a___________b(填>,=,<)
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=akJ·mol -1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=bkJ·mol -1
(3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=a kJ·mol -1 。试根据表中所列键能数据估算a的值:___________。
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/kJ/mol
436
391
945
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol -1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol -1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H 2O(l) △H3=-2599kJ·mol -1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的反应热△H=___________。
18.一定条件下,1 mol气态 H2与1 mol气态 Br2断键时分别 需要吸收 436 kJ和193 kJ 的热量,而 1 mol 气态HBr 成键时会放出366 kJ 的热量。据此推算反应:H2(g) + Br2(g)=2HBr(g) 是吸热反应还是放热反应_______?
19.下列物质中: A.NaOH溶液 B.Zn C.气态HCl D.液态CH3COOH E.酒精溶液 F.液态NaCl G.氨气 H.CaCO3 I.石墨 J.浓硫酸 K.SO2
(1)①能导电的是______;②属于电解质的是_______;③属于非电解质的是___;④属于强电解质的是__;⑤属于弱电解质的是__。
(2)氢气是一种理想的绿色能源。在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题:
①氢气的燃烧热为_______;
②该反应的热化学方程式为____________;
③氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ·mol-1,Mg2Ni(s)+2H2(g)==Mg2NiH4(s) ΔH2,Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3=+84.6kJ·mol-1,则ΔH2=_____kJ·mol-1。
(3)某实验小组用50 m L 0.50 mol·L-1 氢氧化钠溶液和50 m L 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
①倒入NaOH溶液的正确操作是____ (从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.一次迅速倒入 C.分三次少量倒入
②使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是____(从下列选出)。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃棒搅拌棒轻轻地搅动
③实验中改用60 m L 0.50 mol·L-1盐酸与 50 m L 0.55 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”或“不相等”),所求中和热___(填“相等”或“不相等”),简述理由__。
20.热化学方程式既表示化学反应的_______变化,也表示化学反应的_______变化,如表示在条件下,_______。
21.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如下图:
若E1>E2,反应体系的总能量_______(填“升高”或“降低”),为_______(填“吸热”或“放热”)反应,其原因是_______。
22.已知:甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=__kJ/mol。
23.已知A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大。其中B是周期表中形成物质最多的元素,它与A的单质可形成气态分子X,X常作燃料;D是同周期元素中原子半径最大的元素;C、E同主族;C、F两种元素的原子最外层共有13个电子。根据以上内容回答下列问题:
(1)元素B在元素周期表中的位置是______________。
(2)六种元素原子半径由小到大的顺序为____________________(用元素符号表示)。
(3)B、C两种元素能形成两种常温下呈气态的化合物M、N,其中M具有较强的还原性,则N的电子式是_____________。
(4)在上述元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是______(写物质名称)。
(5)常温常压下,10g X在空气中完全燃烧,放出热量Q kJ,请写出该过程的热化学方程式:________。
(6)A、C、D、E、F中的三种或四种元素能形成多种盐,其水溶液呈碱性的有________和_____________(写出两种化合物的化学式)
24.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
____
20
测得实验①和②溶液中的浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为_______________(填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明___________________________________;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=_______________________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:___________________________;
假设三:___________________________;
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中的浓度可用仪器测定]
实验方案(不要求写具体操作过程)
预期实验结果和结论
_____________
________
(6)某化学兴趣小组要完成中和热的测定,实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是________、___________。
(7)在量热计中将100 mL 0.50 mol·L-1的醋酸溶液与100 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液混合,温度从298.0 K升高到300.7 K,已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1 K所需要的热量)是150.5 J·K-1,溶液密度均为1 g·mL-1,充分混合后溶液的比热容c=4.184 J·g-1·K-1。试求醋酸与氢氧化钠发生中和反应的反应热ΔH=________。
(8)若用KOH代替NaOH,对测定结果____(填“有”或“无”)影响;若用盐酸代替醋酸做实验,对测定结果ΔH____(填“偏大”或“偏小”无影响)。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:环境是与体系相互影响的其他部分,如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
故选D。
2.A
解析:A.反应的=(6×198+3×498-12×360)kJ/mol =-1638kJ/mol,则生成时放出1638kJ能量,故A正确;
B.键能越大,越不容易断裂,P-O的键能比P-P键大,故B错误;
C.断开化学键需要吸收能量,故C错误;
D.反应的=(6×198+3×498-12×360)kJ/mol =-1638kJ/mol,该反应为放热反应,则的能量比和的总能量低,故D错误;
故选A。
3.C
解析:根据2H2+O2=2H2O反应,1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,则2mol H2即4g完全燃烧生成水蒸气时放出热量484 kJ,设1mol H—H键断裂时吸收热量为x ,根据化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量可得463kJ×4−496kJ−2x=484 kJ,x =436kJ,故答案选C。
4.B
解析:根据盖斯定律:①+②+③得SiO2(s) (石英砂) +2C(s)+2Cl2(g)+2Mg(s)=2MgCl2(s)+Si(s) (纯硅)+2CO(g) ΔH=+625.63 kJ·mol-1-657.01 kJ·mol-1-625.63 kJ·mol-1=-657.01kJ·mol-1。因1.00 kg纯硅的物质的量为=35.71mol,故用石英砂生产1.00 kg纯硅的总反应热为-35.71mol×657.01kJ·mol-1=-2.35×104 kJ,选B。
5.C
解析:A.氢气的燃烧热是指在101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,故A错误;
B.固态硫的能量小于液态硫,所以固态硫完全燃烧放出的热量少,故B错误;
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则1mol氢氧化钠和盐酸反应放出热量57.4kJ,表示该反应的热化学方程式为,故C正确;
D.燃烧反应焓变为负值,完全燃烧放热更多,焓变小,则,故D错误;
选C。
6.B
解析:A.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,A错误;
B.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,B正确;
C.氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体,反应的ΔH=-91.5kJ/mol,C错误;
D.1mol氢气和1mol氯气反应生成2molHCl,放热183kJ,因此1mol氢气和1mol氯气的总能量比2molHCl的总能量高183kJ,D错误;
故答案选B。
7.A
【分析】由图得:①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1;②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.4kJ·mol-1。
解析:A.利用盖斯定律将①-②可得:C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1,A正确;
B.石墨和金刚石是不同的两种物质,石墨转化为金刚石属于化学变化,B错误;
C.由C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1可知金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,C错误;
D.ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,所以ΔH1>ΔH2,D错误;
综上所述答案为A。
8.B
解析:A.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,所以化学反应中一定有化学键的断裂与形成,A正确;
B.化学反应中不一定有电子转移,如酸碱中和反应,B错误;
C.有新物质生成的反应为化学反应,所以化学反应中一定有新物质生成,C正确;
D.断裂化学键吸热,形成化学键放热,化学反应中有化学键的断裂和形成,所以化学反应中一定伴随着能量变化,D正确;
故选B。
9.B
解析:根据,,。故选B。
10.B
解析:A.燃烧放热,<0,故A错误;
B.生成2mol二氧化碳和液态水放出热量为2b,故表示乙烯标准燃烧热的热化学方程式为C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = -2b kJ·mol-1,B正确;
C.燃烧热的热化学方程式要求可燃物为1mol,C错误;
D.生成液态水而非气态,D错误;
故选B。
11.B
【分析】本题考查热化学方程式的书写,应注意以下几点:①标明各物质的聚集状态;②标明吸热还是放热,ΔH>0时为吸热,ΔH<0时为放热;③物质变化和能量变化要对应。
解析:A.H2O的状态标错,A错误;
B.1gC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40kJ的热量,1molC8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出5517.6kJ的热量,热方程式准确无误,B正确;
C.本题为放热,ΔH<0,C错误;
D.能量变化与物质变化未对应,D错误;
答案选B。
12.B
解析:A.石墨生成金刚石的反应为吸热反应,说明金刚石的能量高于石墨,则石墨比金刚石更稳定,A错误;
B.当ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,已知该反应为吸热反应,ΔH>0,ΔS<0,T一定大于零,则ΔH-TΔS>0恒成立,该反应在任何温度下都不能自发进行,B正确;
C.醋酸为弱酸,其电离吸热,因此含1mol的溶液与含1mol的溶液混合,放出热量小于57.3kJ,C错误;
D.2gH2为1mol,1mol氢气完全燃烧生成液态水放热285.8kJ,则2mol的氢气完全燃烧生成液态水放热571.6kJ,ΔH应为-571.6kJ/mol,D错误;
故答案选B。
13.B
解析:A.由题给表格中的数据可知,NO(g)的相对能量最高,化学性质最活泼,最不稳定,A正确;
B.反应热等于生成物的总能量与反应物的总能量之差,该反应的ΔH=66kJ·mol-1-(-20kJ·mol-1)=+86kJ·mol-1,B错误;
C.该反应的ΔH=66kJ·mol-1+0-11kJ·mol-1=+55kJ·mol-1,C正确;
D.N2O(g)N2(g)+O2(g)该反应的ΔH=(0+0-82)kJ·mol-1=-82kJ·mol-1,D正确;
故答案选B。
14.B
解析:A.由图示可知,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,反应为放热反应,而ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,焓变为负值,A错误;
B.由图示可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,B正确;
C.加入催化剂,降低了反应的活化能,化学反应速率加快,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,催化剂不影响反应的ΔH,C错误;
D.如果该反应生成液态CH3OH,会放出更多的热量,反应为放热反应,ΔH<0,则ΔH减小,D错误;
答案选B。
15.C
解析:A.氢气燃烧的热化学方程式,A错误;
B.CO(g) 的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)△H=+283.0 kJ/mol,B错误;
C.因为浓硫酸放热,所以0.5molH2SO4 的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,C正确;
D.石墨的能量低于金刚石,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,D错误;
故答案为:C。
二、填空题
16.+137
解析:根据燃烧热书写热化学方程式:
Ⅰ.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1560kJ·mol-1
Ⅱ.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1411kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286kJ·mol-1
由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ可得到反应C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g),则ΔH1=-1560kJ·mol-1-(-1411kJ·mol-1)-(-286kJ·mol-1)=+137kJ·mol-1。
17.(1)-726.4kJ/mol
(2)>
(3)-93
(4)+226.7kJ/mol
解析:(1)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热,实验测得,5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,则甲醇的燃烧热ΔH=-=-726.4kJ/mol,故答案为:-726.4kJ/mol;
(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=akJ·mol -1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=bkJ·mol -1由于生成液态水时比生成气态水放出的热量更多,则a>b,故答案为:>;
(3)根据反应热与化学键键能之间的关系可知,△H=反应物的键能总和减去生成物的键能总和,即△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)= 945 kJ/mol +3×436 kJ/mol -6×391 kJ/mol=-93 kJ/mol,故答案为:-93;
(4)已知反应I:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol -1 反应II:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol -1 反应III:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H 2O(l) △H3=-2599kJ·mol -1则目标反应:2C(s)+H2(g)=C2H2(g)可由2I+II-III得到,根据盖斯定律,△H=2△H1+△H2-△H3=2×(-393.5kJ·mol -1)+×(-571.6kJ·mol -1)-×(-2599kJ·mol -1)=+226.7kJ/mol,故答案为:+226.7kJ/mol。
18.是放热反应
解析:反应物化学键断裂吸收的总能量-反应产物化学键形成释放的总能量=(436 +193)kJ/mol-2×366 kJ/mol=-103 kJ/mol<0,所以表现为放热,是放热反应。
19. ABFI CDFH GK CFH D 285.8 kJ·mol-1 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1 -64.4kJ·mol-1 B D 不相等 相等 因中和热是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关
【分析】(1)非金属石墨、金属单质和存在自由移动的离子的物质都能导电;电解质是指在水溶液中或熔融状态下自身可以离解成自由移动的离子而导电的化合物;非电解质是指在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物;单质、混合物既不是电解质也不是非电解质;强电解质是在水溶液能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐;弱电解质是在水溶液中部分电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等。
(2)①氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量;
②1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则2mol氢气燃烧放热571.6kJ;
③根据盖斯定律计算ΔH2。
(3)中和热是稀强酸与稀强碱生成1mol水放出的热量,中和热的测定中要注意减少热量的损失。
解析:(1)A.NaOH溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,溶液中含有自由移动的离子,能导电; B.Zn是金属单质,能导电,但它既不是电解质也不是非电解质;C.气态HCl不含自由移动的离子,不能导电,在水溶液中能完全电离,属于强电解质; D.液态CH3COOH不含自由移动的离子,不能导电,其在水溶液中部分电离,属于弱电解质; E.酒精溶液是混合物既不是电解质又不是非电解质,酒精不能电离,溶液不能导电; F.液态NaCl中存在自由移动的离子,能导电,属于强电解质; G.氨气不含自由移动的离子,不能导电,在水溶液中不能自身电离出离子,属于非电解质; H.CaCO3没有自由移动的离子不导电,在水溶液中溶解的CaCO3能完全电离出自由移动的阴阳离子,所以CaCO3是强电解质; I.石墨是非金属单质,能导电,但它既不是电解质也不是非电解质; J.浓硫酸是混合物,既不是电解质也不是非电解质,不含自由移动的离子,不能导电; K.SO2不含自由移动的离子,不能导电,在水溶液中不能自身电离出离子,属于非电解质;①能导电的是ABFI;②属于电解质的是CDFH;③属于非电解质的是GK;④属于强电解质的是CFH;⑤属于弱电解质的是D。
(2)①氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量,氢气的燃烧热是142.9 kJ·mol-1×2=285.8 kJ·mol-1;
②1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量, 2mol氢气燃烧放热571.6kJ;则氢气燃烧的热化学方程式是2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1;
③ ①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ·mol-1,
②Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3=+84.6kJ·mol-1;
根据盖斯定律,①×2+②得 Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1。
(3)①为减少热量损失,应一次迅速倒入倒入NaOH溶液,选B;
②为减少热量损失,用套在温度计上的环形玻璃棒搅拌棒轻轻地搅动,使硫酸与NaOH溶液混合均匀,选D;
③反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用60 m L 0.50 mol·L-1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L-1 NaOH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,但因中和热是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关,所以用60 m L 0.50 mol·L-1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等。
20. 物质 能量 与反应生成液态水时放出的热量为
解析:热化学方程式既表示化学反应的物质变化,也表示化学反应的能量变化,如热化学方程式表示在25℃、101kPa条件下2mol氢气与1mol氧气反应生成2mol液态水时放出的热量为571.6kJ,故答案为:物质;能量;与反应生成液态水时放出的热量为。
21. 降低 放热 反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放到环境中
解析:根据题干中可知,若E1>E2,即反应物总能量高于生成物总能量,该反应向环境放出热量,故反应体系总能量降低,为放热反应,故答案为①降低②放热③反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放到环境中。
22.-45.5
解析:①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ/mol
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ/mol
③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
依据盖斯定律,将反应①-②-③,即得C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol=-45.5kJ/mol。答案为:-45.5。
23. 第二周期IVA族 H<O<C<Cl<S<Na 高氯酸 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-8/5Q kJ·mol-1 Na2SO3 NaHS、NaClO、NaClO2
【分析】由题干信息可知, A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中B是周期表中形成物质最多的元素,故B为C元素,它与A的单质可形成气态分子X,X常作燃料,故A为H元素,X为CH4;D是同周期元素中原子半径最大的元素,故D为Na元素;C、F两种元素的原子最外层共有13个电子,故只能是一个最外层6个电子,另一个7个电子,故C为O元素,C、E同主族,则E为S元素,F为Cl元素,据此分析解题。
解析:(1)由分析可知,元素B是C元素,故其在元素周期表中的位置是第二周期IVA族,故答案为:第二周期IVA族;
(2) 由分析可知,A、B、C、D、E、F六种元素分别为:H、C、O、Na、S、Cl,根据同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大,故它们的原子半径由小到大的顺序为H<O<C<Cl<S<Na,故答案为:H<O<C<Cl<S<Na;
(3)B、C两种元素即C、O能形成两种常温下呈气态的化合物M、N即CO或CO2,其中M具有较强的还原性即CO,则N为CO2,故CO2的电子式是,故答案为:;
(4)根据非金属性与元素最高价氧化物对应水化物的酸性一致,同一周期从左往右非金属性依次增强,同一主族从上往下非金属性依次减弱,故在上述元素中非金属性最强的为Cl元素,故其最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是高氯酸,故答案为:高氯酸;
(5)由分析可知,X为CH4,根据热化学方程式的书写原则进行书写可得:常温常压下,10g X在空气中完全燃烧,放出热量Q kJ,该反应的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-8/5Q kJ·mol-1;
(6)由分析可知,A、C、D、E、F分别是H、O、Na、S、Cl中的三种或四种元素能形成多种盐,其水溶液呈碱性的有Na2SO3、NaHS、NaClO、NaClO2 (任意写两种),故答案为:Na2SO3、NaHS、NaClO、NaClO2(任意两种)。
24.(1)20
(2)CO2
(3) 溶液pH对该反应的速率有影响
(4) Al3+起催化作用 起催化作用
(5) 用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其它反应条件与实验①相同,进行对比实验 反应进行相同时间后,若溶液中c()大于实验①中的c(),则假设一成立;若两溶液中的c()相同,则假设一不成立
(6) 环形玻璃搅拌棒 温度计
(7)-53.3 kJ·mol-1
(8) 无 偏小
解析:(1)①②两组实验溶液的总体积为100mL,根据控制变量法可知,第③组实验中草酸溶液的体积V=100mL-20mL-60mL=20mL,故答案为:20;
(2)光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的转化为Cr3+,本身被氧化为二氧化碳,故答案为:CO2;
(3)由表可知实验①②只有pH值不同,由实验①和②溶液中的浓度随时间变化关系图所示可知,实验①草酸褪色的时间较短,所以溶液pH对该反应的速率有影响,,故答案为:溶液pH对该反应的速率有影响;;
(4)铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]溶液中,除铝离子外含有呀铁离子和硫酸根离子,所以铝离子或硫酸根离子以及亚铁离子均可能由催化性,故答案为:Al3+起催化作用;起催化作用;
(5)为排除亚铁离子的干扰,所以应用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其它反应条件与实验①相同,进行对比实验;反应进行相同时间后,若溶液中c()大于实验①中的c(),则假设一成立;若两溶液中的c()相同,则假设一不成立,故答案为:用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其它反应条件与实验①相同,进行对比实验;反应进行相同时间后,若溶液中c()大于实验①中的c(),则假设一成立;若两溶液中的c()相同,则假设一不成立;
(6)中和热的测定实验所需的仪器有有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、环形玻璃胶棒以及温度计,故答案为:环形玻璃搅拌棒;温度计;
(7),故答案为:
(8)由于KOH、NaOH均为强碱,所以用KOH代替NaOH对实验结果无影响;由于盐酸为强酸,完全电离不消耗能量,所以用盐酸代替醋酸结果偏小,故答案为:无;偏小。
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