内容正文:
第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.下列反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量,但不属于氧化还原反应的是
A.焦炭在高温下与水蒸气反应 B.与的反应
C.NaOH溶液与溶液混合 D.钠在氧气中燃烧反应
2.已知H2的燃烧热△H=-285.8kJ·mol-1,CO的燃烧热△H=-282.8kJ·mol-1。现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,一共放出热量710.0kJ,并生成液态水。下列说法正确的是
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=+282.8kJ·mol-1
B.H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-571.6kJ·mol-1
C.燃烧前的混合气体中,H2的体积分数为40%
D.混合气体燃烧后的产物与足量的过氧化钠反应,电子转移总数为2NA
3.已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20.1 kJ·mol-1,下列判断正确的是
A.若反应②中改用固态硫,则1 mol S(s)完全反应放出的热量大于20.1 kJ
B.①反应的正反应活化能大于逆反应活化能
C.由①②知,稳定性:H2O>H2S
D.氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
4.下列有关反应热的说法正确的是
A.25℃、时,的燃烧热大于的燃烧热
B.在化学反应过程中,吸热反应需不断从外界获得能量,放热反应不需从外界获得能量
C.甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式为
D.已知: , ,则
5.下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A.已知,则白磷比红磷稳定
B.将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是,则的燃烧热为
C.;,则
D.在、催化下,将和置于密闭容器中充分反应放热,其热化学方程式为
6.下列实验设计能达成实验目的的是
A.用装置甲验证Na与水的反应为放热反应
B.用装置乙验证SO2具有漂白性
C.用装置丙做实验室制氨气的尾气吸收装置
D.用装置丁除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3
7.环己烷有多种不同构象,其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是
A.相同条件下扭船式环己烷最稳定
B.(椅式)的燃烧热大于(船式)
C.(半椅式)(船式)
D.环己烷的扭船式结构一定条件下可自发转化成椅式结构
8.下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,测得的偏小
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量
9.时,某些物质的相对能量如图:
请根据相关物质的相对能量计算反应
的焓变(忽略温度的影响)为
A. B. C. D.
10.已知25℃、101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析,下列说法错误的是
A.冰融化为水时,需要吸收热量
B.1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变
C.H2的燃烧热△H=-241.8kJ/mol
D.△H的单位中“mol-1”指每摩尔反应
11.下列说法或表示法正确的是
A.测定HCl和NaOH的中和热时,实验只需测量三个温度各1次,即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应后的终止温度
B.由“C(石墨)→C(金刚石);△H=+1.9kJ/mol”可知金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
D.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=+285.8kJ/mol
12.下列反应属于吸热反应的是
A.镁粉与稀硫酸反应 B.氨水与醋酸反应
C.苯在空气中燃烧 D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
13.已知热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1。若断开1mol H-H键吸收的能量为436kJ,形成1mol H-N键释放的能量为391kJ,则断开1mol N≡N键须
A.吸收946kJ能量 B.放出946kJ能量 C.放出618kJ能量 D.吸收618kJ能量
14.已知自由基与的反应:
①(产物a) ;
②(产物b) 。
反应进程中能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.焓变的大小关系:
B.单位时间内a的生成量小于b
C.产物b比产物a更稳定
D.反应②共分,4步进行,其中第4步对反应②的快慢起决定性作用
15.下列叙述正确的是
A.HCl(aq)和NaOH(aq)反应的中和热为ΔH=–57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)和Ba(OH)2(aq)反应的中和热为ΔH=2×(–57.3)kJ/mol
B.用等体积的0.50mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和热测定的实验,会使测得值偏小
C.CO(g)燃烧热ΔH=–283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
二、填空题
16.某些共价键的键能数据如表(单位:kJ•mol-1):
共价键
H-H
C1-C1
Br-Br
H-C1
H-I
I-I
N≡N
H-O
H-N
键能
436
243
194
432
299
153
946
463
391
(1)把1mol Cl2分解为气态原子时,需要___(填“吸收”或“放出”)243kJ能量。
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是___;形成的化合物分子中最不稳定的是___。
(3)发射火箭时用气态肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知32gN2H4(g)完全发生上述反应放出568kJ的热量,热化学方程式是:____。
17.CO、 SO2、NO均为大气污染物,通过下列反应可以实现可持续发展。已知:
①2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ/mol-1
②2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) ΔH=+90.4kJ·mol -1
③2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ·mol -1
请回答:
(1)反应①属于_______填“吸热”或“放热”反应。
(2)反应②生成0.5mol S(g)时,ΔH=_______kJ·mol -1。
(3)反应③消耗30g NO(g)时,ΔH=_______kJ·mol -1。
(4)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=_______kJ·mol -1。
18.已知:适量N2(气态)与适量H2(气态)反应,生成2molNH3(气态),放出92.2kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:_______。
19.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用___________(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________(填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.纯碱和水 D.食盐和白醋
(3)已知:2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量。
①该反应的能量变化可用图中的___________(填字母)表示。
②写出H2燃烧生成液态水的热化学反应方程式___________。
(4)已知键能:436kJ·mol-1,键能:946kJ·mol-1,键能:391kJ·mol-1.根据以上数据写出工业合成氨的热化学反应方程式___________。
三、计算题
20.一定条件下能氧化制,这对资源综合利用有重要意义。相关的化学反应如下:
I.
II.
(1)已知反应的能量变化如图1所示。
①当生成等物质的量的时,反应_______(填“I”或“II”)吸收的热量更多。
②生成的热化学方程式为_______。
21.写出下列反应的热化学方程式。
(1)2.3g某液体有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7g液态水和2.24L(标准状况)CO2,并放出68.35kJ的热量,该反应的热化学方程式为_________________________
(2)已知拆开1 mol H—H键,1 mol N—H键,1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为___。
(3)理论上稀的强酸溶液和稀的强碱溶液反应生成1mol水时放出的热量为57.3 kJ,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式_________________
四、元素或物质推断题
22.A、B、C、D和甲有以下转化关系。已知物质甲是短周期元素组成的盐,且是某种消毒液的有效成分,沉淀D可溶于酸。
请回答下列问题:
(1)组成A的元素在周期表中位于第_______周期第_______族。
(2)鉴定C中阳离子(不考虑H+)的操作和现象是_______。
(3)A转化为B时会放出无色气体E,在298K时1mol A完全反应放出热量QkJ,则该反应的热化学方程式为_______。
(4)若A转化为C时无气体放出,写出该反应的化学方程式:_______。
(5)写出溶液C和溶液甲反应的离子方程式:_______。
五、实验题
23.某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50molL硫酸进行中和反应反应热的测定。
(1)配制0.50mol/LNaOH溶液
①若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体___________g。
②称量NaOH固体所需要的仪器是___________。
(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸进行实验,实验数据如下表。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:①仪器A的名称为___________:
假设稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的密度都是1g/mL,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.19J/(g·℃)。为了计算中和热(稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol液态水放出的热量),某学生实验记录数据如下:
②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
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
③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)。
已知强酸强碱的稀溶液反应生成1mol液态H2O时反应放出的热量为57.3kJ,上述实验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.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.焦炭在高温下与水蒸气的反应是生成物的总能量大于反应物的总能量的吸热反应,反应中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,故A不符合题意;
B.八水氢氧化钡与氯化铵的反应是生成物的总能量大于反应物的总能量的吸热反应,反应中没有元素发生化合价变化,不属于氧化还原反应,故B符合题意;
C.氢氧化钠溶液与稀硫酸溶液的中和反应是反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故C不符合题意;
D.钠在氧气中燃烧的反应是反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故D不符合题意;
故选B。
2.C
解析:A.一氧化碳燃烧热为282.8kJ/mol,依据燃烧热概念,热化学方程式为,CO(g)+O2(g)═CO2(g);△H=-282.8 kJ/mol,故A错误;
B.氢气燃烧热为285.8kJ/mol,热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6 kJ/mol,选项中水蒸气不是氢的稳定氧化物,故B错误;
C.H2和CO组成的混合气体56.0L(标况)物质的量为2.5mol,经充分燃烧后,放出总热量为710kJ,并生成液态水,依据氢气和一氧化碳燃烧热的热化学方程式计算,设氢气物质的量为x,一氧化碳物质的量为y,则x+y=2.5,285.8x+282.8y=710,计算得到x=1,y=1.5,燃烧前混合气体中H2的体积百分数=×100%=40%,故C正确;
D.氢气1mol,CO有1.5mol,则生成水和二氧化碳分别为1mol和1.5mol,据氢气、CO和过氧化钠反应的方程式分析,可知能反应掉过氧化钠的物质的量为2.5mol,Na2O2与水的反应为歧化反应,1mol过氧化钠转移1mol电子,Na2O2与二氧化碳的反应为歧化反应,1mol过氧化钠转移1mol电子,则该过程转移电子的物质的量为2.5mol,电子转移总数为2.5NA,故D错误;
故选:C。
3.C
解析:A.由于物质由固态转化为气态过程中需要吸收热量,若反应②中改用固态硫,则1 mol S(s)完全反应放出的热量小于20.1 kJ,A错误;
B.由题干信息可知,反应①是一个放热反应,则有①反应的正反应活化能小于逆反应活化能,B错误;
C.由题干反应①②知,反应①的焓变远小于反应②,焓变越小说明生成物所具有的能量越低,而物质能量越低越稳定,则气态氢化物的稳定性:H2O>H2S,C正确;
D.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定的化合物(水为液态水)时放出的热量,则由反应①可知氢气的燃烧热不为241.8 kJ·mol-1,D错误;
故答案为:C。
4.D
解析:A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,25℃、时,S的燃烧热是定值,故A错误;
B.有的吸热反应需要从外界获得一定的能量才能发生,故B错误;
C.甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式应该对应生成液态水, ,故C错误;
D.S(s)变成S(g)还需要吸热,故,故D正确;
故答案为D。
5.C
解析:A.,红磷的能量小于白磷,根据能量越低越稳定,白磷稳定性小于红磷,故A错误;
B.1mol燃烧生成气态和液态水,才能表示的燃烧热,故B错误;
C.吸热,等量的和完全燃烧,放热多,由于放热为负,所以,故C正确;
D.由于该反应为可逆反应,题目信息无法确定转化的的量,故其焓变无法确定,故D错误;
选C。
6.A
解析:A.Na与水反应放热导致大试管中温度升高压强增大,左端红墨水下降,A项能达到实验目的;
B.SO2消耗碱而使酚酞褪色,B项不能达到实验目的;
C.NH3极易溶于水而倒吸,但C无法防倒吸,C项不能达到实验目的;
D.该装置为蒸发结晶,Na2CO3中除去少量NaHCO3可直接加热分解,在坩埚中进行,D项不能达到实验目的;
故选A。
7.D
解析:A.能量越低越稳定,由图图像可知椅式最稳定,A错误;
B.四种结构中,椅式能量最低最稳定,故椅式环己烷充分燃烧释放的热量最少,B错误;
C.(半椅式)(船式) ,反应放热,C错误;
D.扭船式结构转化成椅式结构释放能量,焓变小于0,根据△H-T△S<0反应自发进行,一定条件下可自发转化,D正确;
故选D。
8.D
解析:A.铜丝是热的良导体,传热快,中和热为负值,用铜丝代替环形玻璃搅拌棒时,测得的中和热数值偏小,偏大,故A错误;
B.测定中和反应热的实验中,混合溶液的最高温度为终止温度,不是温度不再变化时的温度为终止温度,故B错误;
C.为了使酸碱充分反应,应当一次性快速倒入溶液并搅拌,故C错误;
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量,故D正确;
故选D。
9.A
解析:该反应的,故选A。
10.C
解析:A.1g冰的能量比1g水的能量低,所以冰融化为水时需要吸收热量,故A正确;
B.冰变为水蒸气只是分子间距离改变了,并未改变分子内部的化学键,所以1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变,故B正确;
C.燃烧热是在常温常压下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,氢气燃烧的指定产物为液态水,故C错误;
D.△H的单位中“mol-1”是反应进度的单位,指每摩尔反应,故D正确;
故选C。
11.C
解析:A.测定HCl和NaOH的中和热时,每次实验均应测量三个温度,即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应后最高温度,故A错误;
B.据“C(石墨)→C(金刚石),△H=+119kJ/mol”可知石墨的能量较低,所以石墨比金刚是稳定,故B错误;
C.浓硫酸的稀释过程是放热的过程,含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,故C正确;
D.2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l),△H=−571.6kJ/mol,故D错误;
故答案选C。
12.D
解析:A.金属与酸反应是放热反应,A错误;
B.氨水与醋酸反应是中和反应,是放热反应,B错误;
C.燃烧反应是放热反应,C错误;
D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应是吸热反应,D正确;
故选D。
13.A
解析:焓变=断键吸收能量-成键释放能量,设断开1mol N≡N键吸收x kJ能量,则有x+3×436-2×3×391kJ=-92,解得x=945.6,即断开1mol N≡N键吸收945.6kJ能量;
故答案为A。
14.B
解析:A.反应①和②都是放热反应,有图可知的大小关系:,A正确;
B.生成a的速率大于b的速率,B错误;
C.根据相对能量可知,产物b比产物a更温度,C正确;
D.反应②共分4步进行,活化能高的,决定反应的快慢,则第4步对反应②的快慢起到决定性作用,D正确;
故答案为:B。
15.C
解析:A.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;H2SO4(aq)和Ba(OH)2(aq)反应生成水的同时还会生成硫酸钡沉淀,故ΔH≠2×(–57.3)kJ/mol,A错误;
B.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;与参加反应的酸与碱的物质的量无关,B错误;
C.根据盖斯定律可知,CO(g)燃烧热ΔH=–283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol,C正确;
D.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;反应中不是生成气态水,D错误;
故选C。
二、填空题
16. 吸收 N2 HI 2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g) △H=﹣1136kJ•mol﹣1
【分析】(1)化学键断裂要吸收能量;
(2)键能越大越稳定,否则越不稳定,结合表中数据分析;
(3)根据n=计算32g N2H4的物质的量,再根据热化学方程式书写原则书写热化学方程式。
解析:(1)化学键断裂要吸收能量,由表中数据可知把1mol Cl2分解为气态原子时,需要吸收243kJ的能量;
(2)因键能越大越稳定,单质中最稳定的是H2,最不稳定的是I2,形成的化合物分子中,最稳定的是HCl,最不稳定的是HI;
(3)32g N2H4(g)的物质的量为=1mol,与二氧化氮反应生成氮气与气态水放出568kJ的热量,热化学方程式是:2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ•mol-1。
17.(1)吸热
(2)45.2
(3)-373.25
(4)-41.2
解析:(1)该反应焓变大于0,为吸热反应;
(2)根据反应②可知生成1mol S(g)时,ΔH=+90.4kJ·mol -1,则生成0.5mol S(g)时,ΔH=kJ·mol -1=45.2 kJ·mol -1;
(3)30g NO(g)的物质的量为=1mol,根据反应③可知消耗2molNO(g)时ΔH=-746.5kJ·mol -1,所以消耗1mol NO(g)时,ΔH=kJ·mol -1=-373.25kJ·mol -1;
(4)根据盖斯定律×(①-②)可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的ΔH=×[+8.0 kJ·mol -1-(+90.4 kJ·mol -1)]=-41.2 kJ·mol -1。
18.N2(g)+3H2 (g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
解析:1molN2(气态)与适量H2(气态)完全反应后生成 NH3(气态),放出92.2 kJ的热量,该反应的热化学方程式:N2(g)+3H2 (g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1;
综上所述,本题为N2(g)+3H2 (g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1。
19.(1)吸热
(2)A
(3) a 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH =-572kJ·mol-1
(4)N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
解析:(1)制作冷敷袋可以利用化学变化或物理变化的吸热降低温度,达到降温、保鲜和镇痛的目的,故答案为:吸热;
(2)即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的,生石灰和水的反应是放热反应,浓硫酸溶干水也是放热过程,但浓硫酸具有强腐蚀性,不适宜加热食物,故答案为:A;
(3)①燃烧生成液态水的反应是放热反应,该反应的能量变化可用图a表示,故答案为:a;②2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量,则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1,故答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH =-572kJ·mol-1;
(4)工业合成氮的方程式为N2(g) +3H2(g) 2NHз(g),则反应的焓变ΔH=436kJ·mol-1 ×3+946kJ·mol-1-391kJ·mol-1×6=-92kJ·mol-1,则热化学方程式为N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,故答案为:N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
三、计算题
20. I
解析:(1) ①根据图1,反应Ⅰ生成1molCO吸收177kJ能量,反应Ⅱ生成4molCO吸收430kJ能量,所以当生成等物质的量的CO(g)时,反应Ⅰ吸收的能量多;
②从图1可知,反应I. ΔH=+177kJ ▪mol-1;
II. ΔH=+430kJ ▪mol-1;
根据盖斯定律,得。
21. C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=−1367 kJ·mol−1 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=−92 kJ·mol−1 NaOH(aq)+ 1/2 H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH=−57.3 kJ·mol−1
【分析】(1)根据物质量的关系推断有机物的分子式,再根据方程式计算焓变;
(2)旧键断裂吸热,新键形成放热,计算焓变,书写热化学方程式;
(3)中和热为稀的强酸溶液和稀的强碱溶液反应生成1mol水时放出的热量。
解析:(1)2.7g液态水的物质的量为0.15mol,含有的氢原子的质量为0.3g,2.24L(标准状况)CO2的物质的量为0.1mol,含有的碳原子的质量为1.2g,则有机物含有O原子,质量为0.8g,可确定有机物的化学式为C2H6O,2.3g面机物的物质的量为0.05mol,放出68.35kJ的热量,则1mol有机物完全燃烧释放1367 kJ的热量,故热方程式为C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=−1367 kJ·mol−1;
(2)N2+3H2⇌2NH3,旧键断裂吸热,新键形成放热,则ΔH=946 kJ+3×436 kJ-6×391kJ=−92 kJ,则热方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=−92 kJ·mol−1;
(3)中和热为稀的强酸溶液和稀的强碱溶液反应生成1mol水时放出的热量,表示中和热的热化学方程式中生成的水为1mol,热化学方程式为NaOH(aq)+ 1/2 H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH=−57.3 kJ·mol−1。
四、元素或物质推断题
22.(1) 四 VIII
(2)向少量C溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,说明C中有Fe3+离子(其它合理答案均可)
(3)Fe(s) + 2H+(aq)= Fe2+(aq)+ H2(g);△H= -QkJ/mol
(4)2Fe +3H2O2 + 3H2SO4= Fe2(SO4)3 + 6H2O
(5)Fe3+ + 3ClO-+ 3H2O = Fe(OH)3↓+ 3HClO
【分析】物质甲是短周期元素组成的盐,且是某种消毒液的有效成分,甲为NaClO,单质A与稀硫酸反应生成B,A为金属,B为硫酸盐,单质A与稀硫酸、过氧化氢反应生成C,可以知道金属A为变价金属,故A为Fe,B为FeSO4,C为Fe2(SO4)3,FeSO4溶液与次氯酸钠溶液,发生氧化反应与水解反应,生成Fe(OH)3, Fe2(SO4)3溶液与次氯酸钠溶液发生水解反应,生成Fe(OH)3,D为Fe(OH)3,符合转化关系。
解析:(1)由上述分析可以知道,A为Fe,为26号元素,在周期表中位于第四周期第Ⅷ族;因此,本题正确答案是:四、Ⅷ;
(2)C为Fe2(SO4)3,检验Fe3+方法是:取少量C溶液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液显红色,说明C中有Fe3+离子;因此,本题正确答案是: 向少量C溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,说明C中有Fe3+离子;
(3)在298K时1molFe与硫酸完全反应生成硫酸亚铁与氢气,放出热量QkJ,则该反应的热化学方程式为: Fe(s) + 2H+(aq)= Fe2+(aq)+ H2(g);△H=-QkJ/mol;因此,本题正确答案是: Fe(s) + 2H+(aq)= Fe2+(aq)+ H2(g);△H=-QkJ/mol;
(4)铁与稀硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁与水,该反应的化学方程式:2Fe+3H2O2 +3H2SO4=Fe2(SO4)3 + 6H2O;因此,本题正确答案是:2Fe+3H2O2+3H2SO4=Fe2(SO4)3 +6H2O;
(5)Fe2(SO4)3溶液与次氯酸钠溶液发生水解反应生成Fe(OH)3,反应的离子方程式为: Fe3++ 3ClO-+3H2O =Fe(OH)3↓+3HClO;因此,本题正确答案是: Fe3++3ClO-+3H2O = Fe(OH)3↓+ 3HClO。
五、实验题
23.(1) 5.0 托盘天平,烧杯,药匙
(2) 环形玻璃搅拌器 4.0 -53.6kJ/mol ACD
解析:(1)①实验中大约要使用245mLNaOH溶液,根据近且大的原则,配制时,选用250mL的容量瓶进行配制,至少需要称量NaOH固体质量为,故填5.0;
②因NaOH固体易吸潮,不能直接放在称量纸上,应该放在烧杯中进行称量,所以用到的仪器有烧杯、托盘天平、药匙,故填烧杯、托盘天平、药匙;
(2)①如图,测定中和热的装置中,仪器A为环形玻璃搅拌棒,故填环形玻璃搅拌棒;
②四组实验数据中,第二组数据与其它三组相差太大,舍去;
第1次实验盐酸和 NaOH 溶液起始平均温度为26.1℃,反应后温度为30.1℃,反应前后温度差为4.0℃;
第3次实验盐酸和 NaOH 溶液起始平均温度为25.9℃,反应后温度为29.8℃,反应前后温度差为:3.9℃;
第4次实验盐酸和 NaOH 溶液起始平均温度为26.3℃,反应后温度为30.4℃,反应前后温度差为4.1℃;
反应前后平均温度差为;
30mL的0.50mol/L硫酸与50mL0.5mol/ L 氢氧化钠的质量和为, ,代入公式得,生成0.025mol的水放出热量,所以生成1mol的水放出热量为:,即该实验测得的中和热为,故填4.0;;
③通过上述实验,结果偏低;
A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量散失,测量结果偏低,故A选;
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,则NaOH溶液的体积偏大,测得温度差变大,结果偏大,故B不选;
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失,测得温度变化减小,结果偏低,应一次迅速倒入,故C选;
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,因发生反应反应,温度升高,使得前后温度差变小,测量结果偏低,故D选;
故选ACD。
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