内容正文:
第一章化学反应的热效应章末总结
【知识框架+七大必考点+十五秒杀招+七大题型+分层测试】
知识框架
知识回顾
知识回顾01反应热及其测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.中和反应反应热的测定
(1)测定原理:环境温度不变时,根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。即利用公式Q=cmΔt进行计算。
(2)实验装置
①将如图实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
②各部分仪器的作用
a.玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触。
b.隔热层的作用是减少热量的散失。
c.温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。
(3)实验步骤
①反应物温度测量(t1):测量混合前50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液的温度,取两温度平均值,记录为起始温度t1。
②反应后体系温度测量(t2):将酸碱溶液迅速混合,用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记录为终止温度t2。
③重复实验操作两次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
某实验小组测定数据如下,请填写表中空白
温度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
盐酸
NaOH
平均值
温差
平均值
1
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
(5)实验结论
大量实验测得,在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液,发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
知识回顾02反应热与焓变
1.内能
内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
2.焓与焓变
(1)
(2)反应热与焓变的关系
在等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变,因此常用ΔH表示反应热。
(3)焓变与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应:反应体系向环境释放能量,反应体系的焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。
②吸热反应:反应体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
3.从微观角度理解反应热的实质
以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明,如图所示:
由图可知:
化学键
反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化
断裂或形成化学键的总能量变化
H—H
吸收436 kJ
共吸收679 kJ
Cl—Cl
吸收243 kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出862 kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=-183 kJ·mol-1
①图示:化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:
其中,E1表示反应物断裂化学键吸收的总热量,E2表示生成物形成化学键放出的总热量,E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
②焓变计算公式:ΔH=E总(断键)-E总(成键)
知识回顾03热化学方程式
1.概念
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
2.意义
不仅表示化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
实例:
已知25 ℃、101 kPa下,热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
3.热化学方程式的书写方法
(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH,若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol-1。
4.ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
知识回顾04燃烧热
1.概念
(1)概念:在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
(2)要求:①1 mol燃料;②完全燃烧;③生成指定产物。
如:C元素→CO2(g) H元素→H2O(l)
S元素→SO2(g) N元素→N2(g)
2.单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3.意义
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
4.表示燃烧热的热化学方程式的书写
书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
5.燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
知识回顾05盖斯定律
1.盖斯定律的内容
大量实验证明,一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2.盖斯定律的意义
应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
3.应用盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:
则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。
【举例说明】根据如下两个反应,选用上述两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
①“虚拟路径”法
反应C(s)+O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下:
则ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
②加合法
分析:找唯一:C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次
同侧加:C是Ⅰ中反应物,为同侧,则“+Ⅰ”
异侧减:CO是Ⅱ中反应物,为异侧,则“-Ⅱ”
调计量数:化学计量数相同,不用调整,则Ⅰ-Ⅱ即为运算式。所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·
mol-1。
知识回顾06反应热的计算
1.根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如,
aA(g) +bB(g) ===cC(g) +dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====
2.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
3.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
知识回顾07反应热(ΔH)的比较
1.ΔH大小比较时注意事项
ΔH是有符号“+”“-”的,比较时要带着符号比较。
(1)吸热反应的ΔH为“+”,放热反应的ΔH为“-”,
所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“-”,所以放热越多,ΔH越小。
2.常见的几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
(3)晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同
如C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
(4)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和
Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)。
必杀大招
大招01提高中和反应反应热的测定准确度的措施
(1)原理方面
①为使测得的数据更准确,酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。测定实验中若用弱酸或弱碱,因其电离吸热使测定数值偏小;若用浓酸或浓碱,因其溶解放热使测定数值偏大。
②为保证盐酸被完全中和,碱的浓度应稍大。
(2)操作方面
①酸碱溶液混合要迅速,防止热量散失。
②在测量反应混合液的温度时,温度计不要贴在容器壁上或插入容器底部,要随时读取温度值,记录下最高温度值。
(3)仪器方面
①不可将温度计当搅拌器使用;玻璃搅拌器应上下移动。
②应使用玻璃搅拌器,不能用金属质搅拌器代替。
大招02反应热的实质
(1)任何化学反应都有反应热。
(2)放热反应和吸热反应是针对化学反应而言,物质三态之间的变化、物质的溶解有能量的变化,但属于物理变化,故不属于放热反应或吸热反应。
(3)放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
(4)物质的能量越高,越不稳定。
大招03判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)记忆法,熟记重要的吸热反应和放热反应。
①常见的吸热反应:大多数的分解反应,碳和二氧化碳、碳和水的反应,Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。
②常见的放热反应:中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。
(2)依据物质的稳定性判断:由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为放热反应。
大招04“五审法”正确判断、书写热化学方程式
大招05燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成物水为1_mol
反应热含义
在101 kPa 时,1_mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成1_mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3_kJ·mol-1
大招06
(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
(2)对于中和热、燃烧热,由于它们反应放热是确定的,所以描述中不带“一”,但其焓变为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O的物质的量必须是1 mol,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。
大招07测定中和热的易错细节
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一。
大招08利用盖斯定律计算反应热的“思维步骤”
大招09运用盖斯定律计算反应热的“注意事项”
(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
大招10理解反应历程与反应热的关系
(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,任何化学反应都具有热效应。
(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热,需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式为固态液态气态。
大招11反应热大小的比较的四个注意点:
(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
(3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
大招12
①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
②催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
③在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
大招13活化能与焓变的关系
(1)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
大招14利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
(2)注意特殊物质中键数的判断
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
大招15反应热答题规范指导
(1)描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
必考题型
题型01考查化学反应中能量变化图形探析
【例1】已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为___________kJ/mol。
A. B. C. D.
【分析】从图看反应经历了三个历程(过程),则X(g)→Y(g) 过程中的焓变应该由三个历程叠加。
【解析】第一步反应的焓变为E1-E2;第二步反应的焓变为ΔH;第三步反应焓变为E3-E4,所以该反应的焓变为E1−E2+ΔH+E3−E4;故选D。
【答案】D
题型02考查依据键能或能量变化图计算反应热
【例2】工业上高纯硅可通过反应:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制取,该反应的△H为
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
A.+236kJ·mol-1 B.-236kJ·mol-1 C.+412kJ·mol-1 D.-412kJ·mol-1
【解析】由键能计算反应焓变,ΔH=反应物总键能-生成物总键能;注意1mol硅单质中,Si-Si键一共有2mol,所以该反应的焓变为:,故选A。
【答案】A
题型03考查热化学方程式的正误判断
【例3】下列热化学方程式正确的是
A.已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ: kJ⋅mol-1
B.12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量: kJ⋅mol-1
C.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量: kJ⋅mol-1
D.已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量: kJ⋅mol-1
【解析】A.1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则反应的焓变ΔH=—=—890kJ/mol,故A错误;B.没有注明反应物和生成物的聚集状态,所以热化学方程式书写错误,故B错误;C.由题意可知,氢气在氯气中完全燃烧的反应为放热反应,反应的焓变ΔH小于0,故C错误;D.充分燃烧ag乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则反应的焓变ΔH=—4bkJ/mol,反应的热化学方程式为 kJ⋅mol-1,故D正确;故选D。
【答案】D
题型04考查对燃烧热、中和热的理解
【例4】下列说法正确的是
A.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为:
B.HCl和NaOH反应的中和热,则和反应的反应热
C.在101kPa时,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:
D.充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ。完全吸收它生成的生成正盐,需5mol/L的NaOH溶液100ml,则丁烷的燃烧热为
【解析】A.氨气和氢气的反应为可逆反应,故和置于密闭容器中完全反应生成放热大于38.6kJ,选项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;和反应生成水还生成硫酸钡沉淀,故反应放出热量不是,选项B错误;C.在101kPa时,为1mol,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为: ,选项C错误;D.充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ,完全吸收它生成的生成正盐,需5mol/L的NaOH溶液100ml(氢氧化钠为0.5mol),,则生成二氧化碳0.25mol,根据碳元素守恒可知,消耗丁烷0.0625mol;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;则丁烷的燃烧热为,选项D正确;故选D。
【答案】D
题型05考查中和热测定及误差分析和数据处理
【例5】下列关于中和反应反应热测定的说法正确的是
A.用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时,反应热相同
B.为了保证反应充分,将NaOH溶液分多次加入酸中
C.实验时使用金属搅拌棒,则测定的反应热的数值偏小
D.根据反应前后的温差和比热容即可计算反应热
【解析】A.测定中和反应的反应热时,醋酸属于弱电解质,电离过程应该吸收热量,所以所测中和反应的反应热数值偏小,故用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时,反应热不相同,A错误;B.为了保证热量不流失,将NaOH溶液一次快速加入酸中,B错误;C.实验时使用金属搅拌棒,金属导热,会导致热量损失,则测定的反应热的数值偏小,C正确;D.根据比热容公式进行计算:Q=cm△t,再根据化学反应方程式由Q来求反应热,D错误;答案选C。
【答案】C
题型06考查反应热大小比较
【例6】在同温同压下,下列各组热化学方程式中的是
A.; ;
B.; ;
C.; ;
D.; ;
【解析】A.等量的水蒸气比液态水具有更高能量,氢气与氧气反应生成液态水时比生成等量水蒸气时释放的热量更多,因此,A错误;B.等量的硫蒸气具有的能量比固态硫高,完全反应生成二氧化硫时放出的热量更多,因此,B正确;C.等量的碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧时多,因此,C错误;D.氢气与氯气反应生成氯化氢气体时,生成的氯化氢越多,放出的热量越多,因此,D错误;故选B。
【答案】B
题型07考查盖斯定律在反应热计算中的应用
【例7】已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热
则反应的反应热为
A. B.
C. D.
【解析】已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热,则 I、 II、 III,根据盖斯定律III-×II+I得,则反应的反应热为,故D正确;故选D。
【答案】D
分层测试
【基础过关】
1.下列化学反应属于放热反应的是
①浓硫酸的稀释②工业合成氨③溶液中加盐酸④氢氧化钡晶体与氯化铵混合⑤溶于水⑥在高温条件下与的反应⑦酸碱中和反应
A.②⑤⑥⑦ B.②⑥⑦ C.①②③⑤⑦ D.全部
【答案】A
【详解】①浓硫酸稀释放热,但不属于化学变化中的放热反应;
②工业合成氨反应属于化合反应,为放热反应,正确;
③溶液中加盐酸生成二氧化碳气体,反应为吸热反应;
④氢氧化钡晶体与氯化铵混合是典型的吸热反应;
⑤溶于水放出大量的热,为放热反应,正确;
⑥铝热反应生成熔融的混合物为放热反应,正确;
⑦酸碱中和反应为放热反应,正确;
符合题意的为②⑤⑥⑦,故答案选A。
2.已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示:
下列关于三个反应进程的说法错误的是
A.生成Z的速率:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B.平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C.ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ) D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应
【答案】A
【详解】A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,所以生成Z的速率:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,A项错误;
B.催化剂不影响平衡,所以平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ,B项正确;
C.据反应进程图可知,X与Y均为W→Z反应的催化剂,同一个反应的△H与反应历程无关,所以△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ),C项正确;
D.X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应,起催化作用,D项正确;
故选A。
3.下列说法正确的是
A.软脂酸燃烧热的热化学方程式为:
B.和两个反应的相同
C.;则和的总能量低于的能量
D.反应的可通过下式估算:反应中断裂旧共价键的键能之和一反应中形成新共价键的键能之和
【答案】D
【详解】A.燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,H元素变为,不是,A错误;
B.的大小跟计量系数有关,两个反应的计量系数不同,则反应热不同,B错误;
C.该反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,即和的总能量高于的能量,C错误;
D.化学反应过程中旧键断裂吸收能量,形成新键放出能量,则反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和,D正确;
故选D。
4.在载人航天器中,的再生可通过如下过程实现:
① ;
② 。
下列叙述正确的是
A.氢气的燃烧热
B.
C.
D.反应②既有非极性键的断裂又有非极性键的形成
【答案】C
【详解】A.由反应②可知,氢气的燃烧热为,A项错误;
B.由于为放热过程,故反应 ,B项错误;
C.根据盖斯定律(-2×②―①)可得 ,C项正确;
D.分子内无非极性键,故反应②无非极性键的断裂,只有非极性键的形成,D项错误;
故选C。
5.固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下:
①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH1=-9.48kJ/mol
②H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH2
下列判断不正确的是
A.2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化符合上面的示意图
B.若I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ/mol,则ΔH2=+26.48kJ/mol
C.反应①中反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
【答案】D
【详解】A.2HI(g)H2(g)+I2(g)是吸热的,符合上图,A项正确;
B.根据盖斯定律,ΔH2 =ΔH1-ΔH=-9.48-(-35.96)=+26.48kJ/mol,B项正确;
C.反应①为放热,因此反应物的键能之和小于生成物的键能之和,C项正确;
D.反应①和反应②的产物都是气态碘化氢,所以产物热稳定性相同,D项错误。
答案选D。
6.利用盐酸与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反应反应热,下列说法错误的是
A.从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C.若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D.测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
【答案】B
【详解】A.为了使酸碱充分反应,图中尚缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器,A项正确;
B.中和反应反应热是指生成时所放出的热量,稀溶液中强酸与强碱反应的中和反应反应热一般是定值,和酸碱的用量无关,B项错误;
C.烧杯不盖纸板,会使热量散失,实验测得的热量数值减小,但中和反应反应热是负值,则测得中和反应反应热偏大,C项正确;
D.为了防止酸碱发生反应而干扰实验,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒,D项正确;
答案选B。
7.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。下列说法错误的是
A.在通常状况下,石墨比金刚石更稳定
B.石墨的燃烧热ΔH为-393.5kJ·mol-1
C.金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应
D.CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为
【答案】D
【分析】由图可知:1molO2+1molC(金刚石)的能量比1molCO2的能量高395.0kJ,即1molO2和1molC(金刚石)完全反应生成1molCO2放出395.0kJ的能量;1molO2+1molC(石墨)的能量比1molCO+1/2molO2的能量高110.5kJ,即1/2molO2和1molC(石墨)反应生成1molCO放出110.5kJ的能量;1molCO+1/2molO2的能量比1molCO2的能量高283.0kJ,即1molCO和1/2molO2完全反应生成1molCO2放出283.0kJ的能量;
【详解】A.因为金刚石与氧气的总能量大于石墨与氧气的总能量,而氧气等量,所以金刚石的能量大于石墨的能量,能量越低越稳定,所以石墨稳定,A正确;
B.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;由图,石墨燃烧热的热化学方程式为:C(石墨,s)+O2(g)=CO2 (g)ΔH=-393.5kJ·mol-1,B正确;
C.由分析,金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应,C正确;
D.CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为,D错误;
故选D。
8.在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A.由可知,0.5mol稀溶液与稀溶液完全反应,放出热量为57.3kJ
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.完成一次测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
D.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
【答案】A
【详解】A.由该离子方程式可知,强酸、强碱的稀溶液发生酸碱中和生成1mol水放出的热量为57.3kJ,0.5mol稀溶液与1molNaOH溶液完全反应恰好生成,所以放出热量57.3kJ,A正确;
B.温度计不能用于搅拌,B错误;
C.完成一次中和反应反应热测定实验,要测定反应前酸的温度、碱的温度和反应最高温度,所以温度计需要使用3次,C错误;
D.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少热量损失,D错误;
答案选A。
9.二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,①+②得ΔH==-49,反应①吸热,若反应①为慢反应,说明反应①活化能大于反应②的活化能,总反应放热,能体现上述反应能量变化的是A。
答案选A。
10.下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B.已知 ,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D.已知 ; ;则
【答案】D
【详解】A. ,该反应为可逆反应,在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,生成氨气的物质的量小于4mol,放出的热量小于,A错误;
B. ,则石墨的能量小于金刚石,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,B错误;
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,由于反应生成1mol硫酸钡和2molH2O,因生成BaSO4时也放热,所以放出的热量大于,C错误;
D.已知:① ;② ,由①-②式得:,因固态S变成气态S需要吸热,则,即,D正确;
故选D。
11.(多选)在如图所示的量热计中,将1000.50(弱酸,电离过程为吸热过程)溶液与1000.55溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测偏小
B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D.所加溶液过量,目的是保证溶液完全被中和
【答案】AC
【详解】A.量热计的绝热效果不好,则测定温度偏低,但因为焓变为负值,故偏大,A错误;
B.玻璃导热性差,故搅拌器可以使用玻璃搅拌器,B正确;
C.因为醋酸电离吸热,醋酸钠水解也吸热,故若选用同浓度同体积的盐酸,则放热更多,温度能超过27.7℃,C错误;
D.使用过量的碱是为了保证醋酸完全被中和,D正确;
故选AC。
12.(多选)如图为反应的能量变化示意图。下列说法错误的是
A.拆开和中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量
B.由H、O原子形成,共吸收1852kJ能量
C.和反应生成,共放出484kJ能量
D.和反应生成,共放出484kJ能量
【答案】BC
【详解】A.拆化学键吸收能量,则拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量,故A正确;
B.形成化学键放出能量,则由H、O原子形成2 molH2O(g),共放出1852kJ能量,故B错误;
C.氢气和氧气反应放热,依据图象数据分析计算,2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g),共放出484kJ能量,则生成液态水时放热更多,故C错误;
D.氢气和氧气反应放热,依据图象数据分析计算,2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g),共放出484kJ能量,故D正确;
故选:BC。
13.(多选)俄乌冲突爆发以来,许多西方国家宣布制裁俄罗斯,制裁范围涵盖俄罗斯的猫、树以及该国的文艺作品等,但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。 设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=akJ•mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=bkJ•mol-1
其他数据如表所示,下列说法正确的是
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
键能/(kJ•mol-1)
798
x
413
463
A.b<a,且甲烷的摩尔燃烧焓为bkJ•mol-1
B.H2O(g)=H2O(l) ΔH=(a-b)kJ•mol-1
C.上表中x=
D.利用反应①设计的原电池电解精炼铜,当负极输出0.2NA个电子时。理论上电解槽的阴极质量增重6.4g
【答案】CD
【详解】A.反应① ②都是甲烷燃烧,所有的燃烧都是放热反应,反应热ΔH<0,等量的甲烷完全燃烧生成液态水比生成气态水放出的热量多,因ΔH为负值,放出的热量越多,ΔH越小,因此放出的,摩尔燃烧焓为生成液态水的焓变,故甲烷的摩尔燃烧焓为a,故A错误;
B.已知:①
②根据盖斯定律(①-②)可得: ,故B错误;
C.根据反应①,,整理可得:x=,故C正确;
D.电解精炼铜时,当负极输出个电子时转移电子的物质的量为0.2mol,阴极上铜离子得电子生成铜单质,生成铜的物质的量为,质量为,故D正确;
故选CD。
14.某学习小组同学在实验室中利用稀盐酸和稀溶液测定中和反应的反应热。回答下列问题:
(1)教材中该实验的图标有,其名称是 。
(2)中和反应生成液态水放出热量,则表示该中和反应反应热的热化学方程式为 。
(3)量热计结构如图所示:
①仪器A的名称是 。
②搅拌器选用 的材质最好(填标号)。
a.玻璃 b.铜质 c.铁质
③碎泡沫塑料的作用是 。
(4)体积均为的稀盐酸、溶液的浓度分别为,测得三次实验的平均温差为。已知盐酸和溶液的密度按计算,反应后混合溶液的比热容(c)按计算。该实验中测定中和反应的反应热 (保留三位有效数字),该数值与中和反应的反应热有误差,请从实验操作角度分析造成该测定误差的一种可能因素: 。
【答案】(1)护目镜
(2)
(3) 温度计 a 减少热量损失
(4) -55.2 酸碱混合时有液体溅出或温度计测完一种溶液温度后未用蒸馏水洗涤就直接测定另一种溶液温度或溶液分批次倒入稀盐酸中等
【详解】(1)
的名称是护目镜,实验中有些药品容易溅出,需要佩戴护目镜;
(2)中和反应生成液态水放出热量,则表示该中和反应反应热的热化学方程式为;
(3)①实验中A的名称是温度计,用来测量反应过程中温度的变化;
②为了防止热量扩散,搅拌棒最好使用玻璃材质,金属的导热性能好,不宜使用,答案选a;
③碎泡沫塑料的作用是保温,减少热量损失;
(4)反应放出热量Q=cmΔt=4.18J/(g∙℃)×100g×3.3℃=1421.2J=1.3794kJ,反应产生H2O的物质的量n(H2O)=0.50mol/L×0.05L=0.025mol,则中和热△H=-=-55.2kJ/mol;测量的放出的热量比实际偏小,测量过程中热量散失了,可能原因有酸碱混合时有液体溅出或温度计测完一种溶液温度后未用蒸馏水洗涤就直接测定另一种溶液温度或溶液分批次倒入稀盐酸中等。
15.某同学欲测定中和热,实验装置及测得的混合溶液温度时随间的变化关系分别如图所示。
已知溶液密度均为,混合溶液的比热容水的比热容。实验数据记录如下表所示。请回答下列问题:
实验组号
1
2
3
反应前体系温度/℃
20.7
20.8
19.9
反应后体系温度/℃
24.1
24.2
24.3
(1)溶液稍过量的原因是 。
(2)实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是 。
(3)该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸,除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外,还可能的原因是 。
(4)测量反应前体系温度的方法为___________。
A.用温度计测量酸的温度后,再直接测碱的温度,取二者的平均值
B.将酸碱快速混合后,用温度计测量初始温度
C.用温度计测量酸的温度后,用水冲洗干净温度计并擦干净,再测碱的温度,取二者平均值
D.测量室温,室温即为反应前体系温度
(5)实验1中,反应放出的总热量为 。
(6)分析表格中数据,则的 。
(7)若配制该实验中的盐酸,定容时仰视刻度线,且用所配制的盐酸进行该实验,则会导致计算出的___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不影响
(8)若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸,则会导致计算出的___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不影响
【答案】(1)确保盐酸充分反应,减小实验误差
(2)不锈钢材质搅拌棒易导热,会造成实验过程中更多的热量损失,产生实验误差
(3)浓硫酸稀释会放出大量的热
(4)C
(5)1.4212
(6)
(7)A
(8)A
【详解】(1)测定中和热,NaOH溶液稍过量的原因是确保盐酸充分反应,减小实验误差;
(2)实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是不锈钢材质搅拌棒易导热,会造成实验过程中更多的热量损失,产生实验误差;
(3)因为浓硫酸稀释时会放出大量的热,则该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸,除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外,还可能的原因是浓硫酸稀释时会放出大量的热;
(4)测定中和热时,取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度T1,则测量反应前体系温度的方法为用温度计测量酸的温度后,用水冲洗干净温度计并擦干净,然后测碱的温度,取二者的平均值,故选C;
(5)实验1中,溶液总质量为100g,升高的温度为(24.1℃-20.7℃)=3.4℃,则反应放出的总热量为4.18×100×3.4J=1.4212kJ;
(6)实验1、2、3中的温度差(T2-T1)分别为3.4℃、3.4℃、4.4℃,则实验3的温度误差较大,舍去,取实验1、2的温度差进行计算,因温度差均为3.4℃,反应放出的总热量均为1.4212kJ,均生成0.025moH2O(l),则的;
(7)若配制该实验中的盐酸,定容时仰视刻度线,所加蒸馏水偏多,会导致所配盐酸浓度偏低,用所配的盐酸进行该实验,放出的热量偏小,而中和热是负值,计算出的偏大,故选A;
(8)醋酸为弱酸,电离过程吸热,若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸,放出的热量偏小,则会导致计算出的偏大,故选A。
【能力提升】
1.下列说法中正确的是
A.H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)ΔH=−57.3kJ·mol−1,则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含1mol CH3COOH的醋酸溶液混合后放出57.3kJ的热量
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol−1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0 kJ·mol−1
C.已知:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
【答案】B
【详解】A.CH3COOH是弱电解质,而弱电解质的电离吸热,故1molCH3COOH的醋酸溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故A错误;
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,即CO(g)+O2(g) =CO2(g)ΔH=-283.0 kJ·mol−1,反应热与化学计量数成正比,化学方程式反写时,反应热的符号相反,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0)kJ/mol,故B正确;
C.硫蒸气的能量比固态硫的能量高,硫蒸气充分燃烧释放的能量比固态硫成分燃烧释放的能量多,已知:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2,故C错误;
D.能量越低越稳定,已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,金刚石能量高,则石墨比金刚石稳定,故D错误;
故选:B。
2.借助盐酸与溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法不正确的是
A.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器量筒
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应后体系的温度
【答案】D
【详解】A.中和反应的反应热测定所需玻璃仪器有烧杯用作反应容器,环形玻璃搅拌器用于搅拌混合液体,温度计测量温度,A正确;
B.为了测定数据更准确,采用稍过量的溶液,使HCl完全反应,B正确;
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热偏大,故C正确;
D.需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,故D错误
答案选D。
3.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,,则
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,
【答案】A
【详解】A.根据图1知,石墨能量低,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;
B.根据图2知,1mol S(g)具有的能量比1mol S(s)具有的能量高,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ,1mol S(g)燃烧放出的热量多,由于放热焓变为负,放出热量越多,焓变反而越小,因此则ΔH1<ΔH2,B错误;
C.根据图3知,根据能量越低越稳定,得出红磷比白磷稳定,C错误;
D.根据图4知,CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH>0,D错误;
故选A。
4.CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A.总反应的催化剂为
B.稳定性:
C.反应①和反应②均为放热反应
D.总反应的
【答案】D
【详解】A.根据图1和图2结合,可以看出反应的催化剂为Zn+,ZnO+为中间产物,A错误;
B.能量越低越稳定,所以稳定性:,B错误;
C.反应①是Zn+和N2O反应生成N2和ZnO+,生成物总能量高于反应物总能量,是吸热反应,反应②反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应,C错误;
D.据流程图可以看出反应过程中CO转化为CO2,N2O转化成N2,总反应为CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g),生成物的总能量小于反应物的总能量,差值为361.22kJ/mol,因此该反应的 ΔH=−361.22kJ⋅mol−1,D正确;
故选D。
5.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将塑料杯盖改为铁皮盖对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则所测得的反应热△H结果偏小
【答案】D
【详解】A.金属与酸的反应、中和反应是放热反应,但氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应,故A错误;
B.实验a中的铝片更换为等质量的铝粉后反应速率会加快,但不会改变反应的本质,释放出的热量不变,故B错误;
C.金属是热的良导体,传热快,则将塑料杯盖改为铁皮盖会导致热量有损失,所测得中和热数值偏小,焓变为负,△H偏大,故C错误;
D.NaOH固体溶于水放热,则用NaOH固体测定中和热,则测定数值结果偏高,焓变为负,△H偏小,故D正确;
故选D。
6.如图,分别表示和分解时的能量变化情况(其中a、b、c、e、f、g均为大于零的数,单位为)。下列说法正确的是
A.的燃烧热
B.向密闭容器充入硫蒸气与足量,发生反应可放出热量
C.可以求得的反应热
D.中氧氧键的键能为
【答案】D
【详解】A.N2的燃烧热是指1molN2完全燃烧生成稳定氧化物NO2放出的热量,根据图像可知,N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ,A错误;
B.根据图像可知,,32g硫蒸气的物质的量为1mol,该反应是可逆反应,1mol硫蒸气不能完全转化为H2S(g),放出的热量小于 (b+c)kJ,B错误;
C.根据图像可知,没有H(g)和O(g)生成H2O(g)的能量变化,无法计算的反应热,C错误;
D.由图可知,O2(g)转化为O(g)吸收ekJ能量,O2中氧氧键的键能为,D正确;
故选D。
7.下列说法正确的是
A.在一定温度和压强下,1 mol N2和3 mol H2充分反应后,放出热量a kJ,则对应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-a kJ·mol-1
B.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1
C.在催化剂存在下,有机物X与HCl的加成反应可得到很好控制,生成有机物Y和Z(如上图),反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,则反应Ⅲ的ΔH<0
D.中和反应反应热测定实验中做两组实验:①50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL 0.55mol·L-1NaOH溶液,②60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,则两组实验测得的中和热ΔH不同
【答案】C
【详解】A.合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则1 mol氮气和3mol氢气不可能完全反应,反应的焓变小于-a kJ·mol-1,故A错误;
B.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则电解水的热化学方程式为H2O(l)=H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1,故B错误;
C.反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,说明反应更容易生成Z,Z的能量低于Y,则Y转化为Z的反应Ⅲ是焓变小于0的放热反应,故C正确;
D. 由题意可知,实验②生成水的物质的量大于实验①,放出的热量大于实验①,但中和热是稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成1mol水放出的热量,所以两组实验测得的中和热ΔH相同,故D错误;
故选C。
8.下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A.已知: ,稀溶液与稀硫酸中和:
B.在和下,燃烧生成液态水放出的热量:
C.查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应。放出的热量等于
【答案】B
【详解】A.稀溶液与稀硫酸中和反应生成了水和沉淀,产生沉淀也会放热,故,故A错误;
B.在、下,燃烧生成液态水放出的热量,则即燃烧放出的热量为,故有 l,故B正确;
C.查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为,则葡萄糖完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出热量,则葡萄糖固体燃烧可表示为:,方程式中水的状态不符,故C错误;
D.已知,表示和完全反应放出热量,由于该反应为可逆反应,在一定条件下将和置于一密闭容器中不能完全反应,故放出的热量小于,D错误;
答案选B。
9.下列说法中正确的是
A.反应,储氢、释氢过程均无能量变化
B.由可知,N较M活泼
C.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是,则的燃烧热为
D.和的相等
【答案】B
【详解】A.储氢、释氢均属于化学变化,化学变化的过程总是伴随着能量变化,A项错误;
B.M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定,N较M活泼,B项正确;
C.燃烧热的判断标准:一看是否以可燃物为标准,二看是否生成稳定的氧化物,生成的不是稳定的氧化物,C项错误;
D.反应热与化学计量数成正比,化学计量数加倍,也应加倍,D项错误;
答案选B。
10.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子,脱附后催化剂复原)催化水煤气变换反应,低温获得高转化率与高反应速率。反应过程示意如图:
下列说法正确的是
A.图示显示,状态I的2个分子在整个变换过程中均参与了反应
B.若未使用催化剂时水煤气变换反应的焓变为,则
C.状态I到状态III,均为放热过程
D.从状态I到状态IV,存在非极性共价键的断裂和生成
【答案】A
【详解】A.根据图知,状态Ⅰ和状态Ⅱ存在水分子中的化学键断裂,状态Ⅲ中有水分子生成,状态Ⅰ的H2O分子在变换过程中均参与了反应,A正确;
B.催化剂虽然能降低正逆反应的活化能,但不能改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变,即∆H′=∆H,B错误;
C.状态I到状态III为断键过程,均为吸热过程,C错误;
D.从状态I到状态V,存在O-H极性键断裂,C=O、H-H键的形成,则不存在非极性共价键的断裂,D错误;
故选A。
11.(多选)化学用语是学习化学的重要工具。下列用来表示物质变化的化学用语正确的是
A.相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,反应的热效应
B.已知,说明正反应活化能小于逆反应活化能
C.热化学方程式为:,一定条件下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中反应生成,则放热46.2kJ
D.两个反应, ,则
【答案】AD
【详解】A.等质量的硫蒸气和硫固体,硫蒸气所具有的能量更高,放出的能量更多,反应的热效应,A正确;
B.,该反应吸热,说明正反应活化能大于逆反应活化能,B错误;
C.该反应为可逆反应,0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中反应生成的物质的量小于1mol,则放热小于46.2kJ,C错误;
D.由热化学方程式可知,无论该反应是放热反应还是吸热反应,ΔH1<ΔH2,D正确;
故选AD。
12.(多选)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的ΔH如图所示,下列有关判断不正确的是
A.的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1
B.相同状况下,NH3比N2H4稳定
C.依据上表所给数据,可求得的摩尔燃烧焓
D.0.5mol与1.5mol充分反应,放出45.9kJ的热量
【答案】CD
【详解】A.气态水变为液态水放出热量,所以由最稳定的单质合成1mol时放出的热量更多,摩尔生成焓ΔH为负值,则的摩尔生成焓,A正确;
B.由图可知,的摩尔生成焓为正值,说明由最稳定的单质合成1mol的反应为吸热反应,的摩尔生成焓为负值,说明由最稳定的单质合成1mol的反应为放热反应,能量越低越稳定,则相同状况下,比稳定,B正确;
C.燃烧热是指时,纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,题中缺少液态水的摩尔生成焓数据,不能求得的摩尔燃烧焓,C错误;
D.氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应,不能完全转化,则0.5mol与1.5mol充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol,放出的热量小于,D错误;
故选CD。
13.(多选)用于处理大气污染物的反应为。在作用下反应历程中的能量变化如图所示:下列叙述正确的是
A. B.最稳定的中间体是中间体4
C.总反应的决速步骤是反应② D.与起催化作用,能降低反应的焓变
【答案】BC
【详解】A.=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图可以看出反应的能量为=-361.22kJ/mol-0kJ/mol=-361.22kJ/mol,但热化学方程式需要标出物质的状态,A错误;
B.能量越低越稳定,由图可知中间体4的能量最低,最稳定,B正确;
C.反应②的活化能是149.6kJ/mol,为所有反应中活化能最大的反应,因此反应②是总反应的决速步,C正确;
D.根据图可以看出先进后出为反应的催化剂,ZnO+先出后进为中间产物,且催化剂只能改变反应速率,不能降低焓变,焓变只有反应物和生成物有关,D错误;
答案选BC。
14.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入量热计的内筒,测出盐酸温度,用水将温度计上的酸冲洗干净,擦干备用;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测出其温度;
③将NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中,搅拌使之混合均匀,测得混合液的最高温度;
④重复测量2~3次,准确记录数据。
回答下列问题:
(1)上述步骤中有一处错误,是 。
(2) (填“能”或“不能”)用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器,理由是 。
(3)假设盐酸、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表:
起始温度T1/℃
最高温度T2/℃
实验序号
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.0
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.1
20.1
24.3
4
20.6
20.6
23.6
①该实验中,计算反应放出热量的公式为Q= 。
②依据该学生的实验数据计算,应先舍去第 组数据(填实验序号)。
③该实验测得的中和热∆H = (结果保留3位有效数字)。
(4)上述实验结果与中和热数值57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因不可能为_______。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入内筒中
D.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度
【答案】(1)NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中
(2) 不能 铁与盐酸反应且铁丝导热性好,影响测量结果
(3) 3 -51.8 kJ·mol-1
(4)B
【详解】(1)上述步骤中的错误是NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中,为防止反应过程中的热量损失应快速将NaOH溶液一次性倒入量热计的内筒中,与盐酸混合;
(2)因为铁与盐酸反应且铁丝导热,影响测量结果,因此不能用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器;
(3)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.0℃,反应前后温度差为3.2℃,第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,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20.1℃,反应前后温度差为4.2℃,第4次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.6℃,反应前后温度差为3.0℃,第3组数据误差太大,舍弃第3组数据,故平均温度差值为3.1°C,50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的总质量m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J/(g•℃),生成0.025mol的水放出热量Q=cm△T=4.18J/(g•℃)×100g×3.1℃=1295.8J=1.2958kJ,则该实验测得的中和热H=-≈-51.8kJ/mol;
(4)上述实验中测定的中和热数值为51.8kJ·mol-1,比理论中和热数值57.3kJ·mol-1偏小,
A.实验装置保温、隔热效果差,造成热量损失,测定的中和热数值偏小,不符合题意;
B.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数,造成量取的盐酸体积偏大,反应生成的水偏多,放出的热量偏多,故测定的中和热数值偏大,符合题意;
C.分多次把NaOH溶液倒入内筒中,造成热量损失,测定的中和热数值偏小,不符合题意;
D.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度,造成初始平均温度偏大,温度差偏小,故测定的中和热数值偏小,不符合题意;
故选B。
15.燃料燃烧过程中释放出的热能是人类生产和生活所需要能量的重要来源
(1)燃烧热与反应热的关系是 。
a.燃烧热是反应热的一种类型
b.当一个反应是燃烧反应时,该燃烧反应的反应热就是燃烧热
c.反应热有正负之分,燃烧热数值也有正有负
(2)下列关于燃料充分燃烧的做法正确的是 (选填编号)。
a.通入空气的量越多越好 b.固体燃料燃烧前最好粉粹
c.与通入空气的量无关 d.液体燃料燃烧时采用雾状喷出
(3)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示
①在通常状况下, (选填“金刚石、石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为 。
②24g石墨完全燃烧生成,该过程放出的热量为 kJ。
(4)卫星发射时可用联氨为燃料。32g气态联氨在氧气中燃烧,生成氮气和水蒸气,放出534kJ的热量,该反应的热化学方程式为: 。
【答案】(1)a
(2)bd
(3) 石墨 787
(4)
【详解】(1)a.燃烧热是反应热的一种类型,a正确;
b.燃烧热指在101 kPa时1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,与反应物的化学计量数和生成物聚集状态有关,故燃烧反应的反应热并不一定是燃烧热,b错误;
c.反应热有正负之分,而燃烧均为放热反应,故燃烧热为负值,c错误;
本题选a;
(2)a.空气中的氧气是助燃剂,但通入空气的量过多,会带走一部分热量,故一般是通入适当过量的空气,a错误;
b.固体燃料燃烧前粉粹,可增大与氧气的接触面积,燃料燃烧更充分,b正确;
c.如a所述,空气中的氧气是助燃剂,当氧气充足时有助于燃料燃烧更充分,故通入空气需适当过量,c错误;
d.液体燃料燃烧时采用雾状喷出,可能增大与氧气的接触面积,燃料燃烧更充分,d正确;
本题选bd;
(3)由图可知,金刚石总能量高于石墨总能量,而通常状况下物质能量越低越稳定,故石墨更稳定,石墨完全燃烧生成CO2,故石墨燃烧热,24g石墨其物质的量为2mol,完全燃烧放出热量,故该空分别填石墨,= -393.5kJ/mol,787;
(4)32g联氨其物质的量为1mol,故1mol联氨充分燃烧生成N2和水蒸气,放出534kJ的热量,热化学方程式为,该空填。
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第一章化学反应的热效应章末总结
【知识框架+七大必考点+十五秒杀招+七大题型+分层测试】
知识框架
知识回顾
知识回顾01反应热及其测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.中和反应反应热的测定
(1)测定原理:环境温度不变时,根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。即利用公式Q=cmΔt进行计算。
(2)实验装置
①将如图实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
②各部分仪器的作用
a.玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触。
b.隔热层的作用是减少热量的散失。
c.温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。
(3)实验步骤
①反应物温度测量(t1):测量混合前50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液的温度,取两温度平均值,记录为起始温度t1。
②反应后体系温度测量(t2):将酸碱溶液迅速混合,用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记录为终止温度t2。
③重复实验操作两次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
某实验小组测定数据如下,请填写表中空白
温度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
盐酸
NaOH
平均值
温差
平均值
1
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
(5)实验结论
大量实验测得,在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液,发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
知识回顾02反应热与焓变
1.内能
内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
2.焓与焓变
(1)
(2)反应热与焓变的关系
在等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变,因此常用ΔH表示反应热。
(3)焓变与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应:反应体系向环境释放能量,反应体系的焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。
②吸热反应:反应体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
3.从微观角度理解反应热的实质
以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明,如图所示:
由图可知:
化学键
反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化
断裂或形成化学键的总能量变化
H—H
吸收436 kJ
共吸收679 kJ
Cl—Cl
吸收243 kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出862 kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=-183 kJ·mol-1
①图示:化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:
其中,E1表示反应物断裂化学键吸收的总热量,E2表示生成物形成化学键放出的总热量,E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
②焓变计算公式:ΔH=E总(断键)-E总(成键)
知识回顾03热化学方程式
1.概念
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
2.意义
不仅表示化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
实例:
已知25 ℃、101 kPa下,热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa,2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
3.热化学方程式的书写方法
(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH,若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol-1。
4.ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
知识回顾04燃烧热
1.概念
(1)概念:在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
(2)要求:①1 mol燃料;②完全燃烧;③生成指定产物。
如:C元素→CO2(g) H元素→H2O(l)
S元素→SO2(g) N元素→N2(g)
2.单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3.意义
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
4.表示燃烧热的热化学方程式的书写
书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
5.燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
知识回顾05盖斯定律
1.盖斯定律的内容
大量实验证明,一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2.盖斯定律的意义
应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
3.应用盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:
则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。
【举例说明】根据如下两个反应,选用上述两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
①“虚拟路径”法
反应C(s)+O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下:
则ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
②加合法
分析:找唯一:C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次
同侧加:C是Ⅰ中反应物,为同侧,则“+Ⅰ”
异侧减:CO是Ⅱ中反应物,为异侧,则“-Ⅱ”
调计量数:化学计量数相同,不用调整,则Ⅰ-Ⅱ即为运算式。所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·
mol-1。
知识回顾06反应热的计算
1.根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如,
aA(g) +bB(g) ===cC(g) +dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====
2.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
3.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
知识回顾07反应热(ΔH)的比较
1.ΔH大小比较时注意事项
ΔH是有符号“+”“-”的,比较时要带着符号比较。
(1)吸热反应的ΔH为“+”,放热反应的ΔH为“-”,
所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“-”,所以放热越多,ΔH越小。
2.常见的几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
(3)晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同
如C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
(4)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和
Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)。
必杀大招
大招01提高中和反应反应热的测定准确度的措施
(1)原理方面
①为使测得的数据更准确,酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。测定实验中若用弱酸或弱碱,因其电离吸热使测定数值偏小;若用浓酸或浓碱,因其溶解放热使测定数值偏大。
②为保证盐酸被完全中和,碱的浓度应稍大。
(2)操作方面
①酸碱溶液混合要迅速,防止热量散失。
②在测量反应混合液的温度时,温度计不要贴在容器壁上或插入容器底部,要随时读取温度值,记录下最高温度值。
(3)仪器方面
①不可将温度计当搅拌器使用;玻璃搅拌器应上下移动。
②应使用玻璃搅拌器,不能用金属质搅拌器代替。
大招02反应热的实质
(1)任何化学反应都有反应热。
(2)放热反应和吸热反应是针对化学反应而言,物质三态之间的变化、物质的溶解有能量的变化,但属于物理变化,故不属于放热反应或吸热反应。
(3)放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小,与反应条件并无必然的关系。
(4)物质的能量越高,越不稳定。
大招03判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)记忆法,熟记重要的吸热反应和放热反应。
①常见的吸热反应:大多数的分解反应,碳和二氧化碳、碳和水的反应,Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。
②常见的放热反应:中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。
(2)依据物质的稳定性判断:由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为放热反应。
大招04“五审法”正确判断、书写热化学方程式
大招05燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成物水为1_mol
反应热含义
在101 kPa 时,1_mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成1_mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3_kJ·mol-1
大招06
(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
(2)对于中和热、燃烧热,由于它们反应放热是确定的,所以描述中不带“一”,但其焓变为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O的物质的量必须是1 mol,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。
大招07测定中和热的易错细节
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一。
大招08利用盖斯定律计算反应热的“思维步骤”
大招09运用盖斯定律计算反应热的“注意事项”
(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
大招10理解反应历程与反应热的关系
(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,任何化学反应都具有热效应。
(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热,需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式为固态液态气态。
大招11反应热大小的比较的四个注意点:
(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
(3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
大招12
①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
②催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
③在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
大招13活化能与焓变的关系
(1)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
大招14利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
(2)注意特殊物质中键数的判断
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
大招15反应热答题规范指导
(1)描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
必考题型
题型01考查化学反应中能量变化图形探析
【例1】已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为___________kJ/mol。
A. B. C. D.
【分析】从图看反应经历了三个历程(过程),则X(g)→Y(g) 过程中的焓变应该由三个历程叠加。
【解析】第一步反应的焓变为E1-E2;第二步反应的焓变为ΔH;第三步反应焓变为E3-E4,所以该反应的焓变为E1−E2+ΔH+E3−E4;故选D。
【答案】D
题型02考查依据键能或能量变化图计算反应热
【例2】工业上高纯硅可通过反应:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制取,该反应的△H为
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
A.+236kJ·mol-1 B.-236kJ·mol-1 C.+412kJ·mol-1 D.-412kJ·mol-1
【解析】由键能计算反应焓变,ΔH=反应物总键能-生成物总键能;注意1mol硅单质中,Si-Si键一共有2mol,所以该反应的焓变为:,故选A。
【答案】A
题型03考查热化学方程式的正误判断
【例3】下列热化学方程式正确的是
A.已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ: kJ⋅mol-1
B.12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量: kJ⋅mol-1
C.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量: kJ⋅mol-1
D.已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量: kJ⋅mol-1
【解析】A.1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则反应的焓变ΔH=—=—890kJ/mol,故A错误;B.没有注明反应物和生成物的聚集状态,所以热化学方程式书写错误,故B错误;C.由题意可知,氢气在氯气中完全燃烧的反应为放热反应,反应的焓变ΔH小于0,故C错误;D.充分燃烧ag乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则反应的焓变ΔH=—4bkJ/mol,反应的热化学方程式为 kJ⋅mol-1,故D正确;故选D。
【答案】D
题型04考查对燃烧热、中和热的理解
【例4】下列说法正确的是
A.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为:
B.HCl和NaOH反应的中和热,则和反应的反应热
C.在101kPa时,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:
D.充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ。完全吸收它生成的生成正盐,需5mol/L的NaOH溶液100ml,则丁烷的燃烧热为
【解析】A.氨气和氢气的反应为可逆反应,故和置于密闭容器中完全反应生成放热大于38.6kJ,选项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;和反应生成水还生成硫酸钡沉淀,故反应放出热量不是,选项B错误;C.在101kPa时,为1mol,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为: ,选项C错误;D.充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ,完全吸收它生成的生成正盐,需5mol/L的NaOH溶液100ml(氢氧化钠为0.5mol),,则生成二氧化碳0.25mol,根据碳元素守恒可知,消耗丁烷0.0625mol;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;则丁烷的燃烧热为,选项D正确;故选D。
【答案】D
题型05考查中和热测定及误差分析和数据处理
【例5】下列关于中和反应反应热测定的说法正确的是
A.用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时,反应热相同
B.为了保证反应充分,将NaOH溶液分多次加入酸中
C.实验时使用金属搅拌棒,则测定的反应热的数值偏小
D.根据反应前后的温差和比热容即可计算反应热
【解析】A.测定中和反应的反应热时,醋酸属于弱电解质,电离过程应该吸收热量,所以所测中和反应的反应热数值偏小,故用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时,反应热不相同,A错误;B.为了保证热量不流失,将NaOH溶液一次快速加入酸中,B错误;C.实验时使用金属搅拌棒,金属导热,会导致热量损失,则测定的反应热的数值偏小,C正确;D.根据比热容公式进行计算:Q=cm△t,再根据化学反应方程式由Q来求反应热,D错误;答案选C。
【答案】C
题型06考查反应热大小比较
【例6】在同温同压下,下列各组热化学方程式中的是
A.; ;
B.; ;
C.; ;
D.; ;
【解析】A.等量的水蒸气比液态水具有更高能量,氢气与氧气反应生成液态水时比生成等量水蒸气时释放的热量更多,因此,A错误;B.等量的硫蒸气具有的能量比固态硫高,完全反应生成二氧化硫时放出的热量更多,因此,B正确;C.等量的碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧时多,因此,C错误;D.氢气与氯气反应生成氯化氢气体时,生成的氯化氢越多,放出的热量越多,因此,D错误;故选B。
【答案】B
题型07考查盖斯定律在反应热计算中的应用
【例7】已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热
则反应的反应热为
A. B.
C. D.
【解析】已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热,则 I、 II、 III,根据盖斯定律III-×II+I得,则反应的反应热为,故D正确;故选D。
【答案】D
分层测试
【基础过关】
1.下列化学反应属于放热反应的是
①浓硫酸的稀释②工业合成氨③溶液中加盐酸④氢氧化钡晶体与氯化铵混合⑤溶于水⑥在高温条件下与的反应⑦酸碱中和反应
A.②⑤⑥⑦ B.②⑥⑦ C.①②③⑤⑦ D.全部
2.已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示:
下列关于三个反应进程的说法错误的是
A.生成Z的速率:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B.平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C.ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ) D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应
3.下列说法正确的是
A.软脂酸燃烧热的热化学方程式为:
B.和两个反应的相同
C.;则和的总能量低于的能量
D.反应的可通过下式估算:反应中断裂旧共价键的键能之和一反应中形成新共价键的键能之和
4.在载人航天器中,的再生可通过如下过程实现:
① ;
② 。
下列叙述正确的是
A.氢气的燃烧热
B.
C.
D.反应②既有非极性键的断裂又有非极性键的形成
5.固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下:
①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH1=-9.48kJ/mol
②H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH2
下列判断不正确的是
A.2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化符合上面的示意图
B.若I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ/mol,则ΔH2=+26.48kJ/mol
C.反应①中反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
6.利用盐酸与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反应反应热,下列说法错误的是
A.从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C.若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D.测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
7.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。下列说法错误的是
A.在通常状况下,石墨比金刚石更稳定
B.石墨的燃烧热ΔH为-393.5kJ·mol-1
C.金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应
D.CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为
8.在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A.由可知,0.5mol稀溶液与稀溶液完全反应,放出热量为57.3kJ
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.完成一次测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
D.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
9.二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
10.下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B.已知 ,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D.已知 ; ;则
11.(多选)在如图所示的量热计中,将1000.50(弱酸,电离过程为吸热过程)溶液与1000.55溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测偏小
B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D.所加溶液过量,目的是保证溶液完全被中和
12.(多选)如图为反应的能量变化示意图。下列说法错误的是
A.拆开和中的化学键成为H、O原子,共吸收1368kJ能量
B.由H、O原子形成,共吸收1852kJ能量
C.和反应生成,共放出484kJ能量
D.和反应生成,共放出484kJ能量
13.(多选)俄乌冲突爆发以来,许多西方国家宣布制裁俄罗斯,制裁范围涵盖俄罗斯的猫、树以及该国的文艺作品等,但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。 设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=akJ•mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=bkJ•mol-1
其他数据如表所示,下列说法正确的是
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
键能/(kJ•mol-1)
798
x
413
463
A.b<a,且甲烷的摩尔燃烧焓为bkJ•mol-1
B.H2O(g)=H2O(l) ΔH=(a-b)kJ•mol-1
C.上表中x=
D.利用反应①设计的原电池电解精炼铜,当负极输出0.2NA个电子时。理论上电解槽的阴极质量增重6.4g
14.某学习小组同学在实验室中利用稀盐酸和稀溶液测定中和反应的反应热。回答下列问题:
(1)教材中该实验的图标有,其名称是 。
(2)中和反应生成液态水放出热量,则表示该中和反应反应热的热化学方程式为 。
(3)量热计结构如图所示:
①仪器A的名称是 。
②搅拌器选用 的材质最好(填标号)。
a.玻璃 b.铜质 c.铁质
③碎泡沫塑料的作用是 。
(4)体积均为的稀盐酸、溶液的浓度分别为,测得三次实验的平均温差为。已知盐酸和溶液的密度按计算,反应后混合溶液的比热容(c)按计算。该实验中测定中和反应的反应热 (保留三位有效数字),该数值与中和反应的反应热有误差,请从实验操作角度分析造成该测定误差的一种可能因素: 。
15.某同学欲测定中和热,实验装置及测得的混合溶液温度时随间的变化关系分别如图所示。
已知溶液密度均为,混合溶液的比热容水的比热容。实验数据记录如下表所示。请回答下列问题:
实验组号
1
2
3
反应前体系温度/℃
20.7
20.8
19.9
反应后体系温度/℃
24.1
24.2
24.3
(1)溶液稍过量的原因是 。
(2)实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是 。
(3)该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸,除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外,还可能的原因是 。
(4)测量反应前体系温度的方法为___________。
A.用温度计测量酸的温度后,再直接测碱的温度,取二者的平均值
B.将酸碱快速混合后,用温度计测量初始温度
C.用温度计测量酸的温度后,用水冲洗干净温度计并擦干净,再测碱的温度,取二者平均值
D.测量室温,室温即为反应前体系温度
(5)实验1中,反应放出的总热量为 。
(6)分析表格中数据,则的 。
(7)若配制该实验中的盐酸,定容时仰视刻度线,且用所配制的盐酸进行该实验,则会导致计算出的___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不影响
(8)若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸,则会导致计算出的___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不影响
【能力提升】
1.下列说法中正确的是
A.H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)ΔH=−57.3kJ·mol−1,则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含1mol CH3COOH的醋酸溶液混合后放出57.3kJ的热量
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol−1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0 kJ·mol−1
C.已知:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
2.借助盐酸与溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法不正确的是
A.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器量筒
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应后体系的温度
3.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,,则
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,
4.CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A.总反应的催化剂为
B.稳定性:
C.反应①和反应②均为放热反应
D.总反应的
5.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将塑料杯盖改为铁皮盖对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则所测得的反应热△H结果偏小
6.如图,分别表示和分解时的能量变化情况(其中a、b、c、e、f、g均为大于零的数,单位为)。下列说法正确的是
A.的燃烧热
B.向密闭容器充入硫蒸气与足量,发生反应可放出热量
C.可以求得的反应热
D.中氧氧键的键能为
7.下列说法正确的是
A.在一定温度和压强下,1 mol N2和3 mol H2充分反应后,放出热量a kJ,则对应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-a kJ·mol-1
B.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8 kJ·mol-1
C.在催化剂存在下,有机物X与HCl的加成反应可得到很好控制,生成有机物Y和Z(如上图),反应达平衡时,体系中Y和Z的含量之比为1:35,则反应Ⅲ的ΔH<0
D.中和反应反应热测定实验中做两组实验:①50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL 0.55mol·L-1NaOH溶液,②60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,则两组实验测得的中和热ΔH不同
8.下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A.已知: ,稀溶液与稀硫酸中和:
B.在和下,燃烧生成液态水放出的热量:
C.查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D.已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应。放出的热量等于
9.下列说法中正确的是
A.反应,储氢、释氢过程均无能量变化
B.由可知,N较M活泼
C.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是,则的燃烧热为
D.和的相等
10.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子,脱附后催化剂复原)催化水煤气变换反应,低温获得高转化率与高反应速率。反应过程示意如图:
下列说法正确的是
A.图示显示,状态I的2个分子在整个变换过程中均参与了反应
B.若未使用催化剂时水煤气变换反应的焓变为,则
C.状态I到状态III,均为放热过程
D.从状态I到状态IV,存在非极性共价键的断裂和生成
11.(多选)化学用语是学习化学的重要工具。下列用来表示物质变化的化学用语正确的是
A.相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,反应的热效应
B.已知,说明正反应活化能小于逆反应活化能
C.热化学方程式为:,一定条件下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中反应生成,则放热46.2kJ
D.两个反应, ,则
12.(多选)已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的ΔH如图所示,下列有关判断不正确的是
A.的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1
B.相同状况下,NH3比N2H4稳定
C.依据上表所给数据,可求得的摩尔燃烧焓
D.0.5mol与1.5mol充分反应,放出45.9kJ的热量
13.(多选)用于处理大气污染物的反应为。在作用下反应历程中的能量变化如图所示:下列叙述正确的是
A. B.最稳定的中间体是中间体4
C.总反应的决速步骤是反应② D.与起催化作用,能降低反应的焓变
14.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入量热计的内筒,测出盐酸温度,用水将温度计上的酸冲洗干净,擦干备用;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测出其温度;
③将NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中,搅拌使之混合均匀,测得混合液的最高温度;
④重复测量2~3次,准确记录数据。
回答下列问题:
(1)上述步骤中有一处错误,是 。
(2) (填“能”或“不能”)用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器,理由是 。
(3)假设盐酸、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表:
起始温度T1/℃
最高温度T2/℃
实验序号
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.0
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.1
20.1
24.3
4
20.6
20.6
23.6
①该实验中,计算反应放出热量的公式为Q= 。
②依据该学生的实验数据计算,应先舍去第 组数据(填实验序号)。
③该实验测得的中和热∆H = (结果保留3位有效数字)。
(4)上述实验结果与中和热数值57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因不可能为_______。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入内筒中
D.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度
15.燃料燃烧过程中释放出的热能是人类生产和生活所需要能量的重要来源
(1)燃烧热与反应热的关系是 。
a.燃烧热是反应热的一种类型
b.当一个反应是燃烧反应时,该燃烧反应的反应热就是燃烧热
c.反应热有正负之分,燃烧热数值也有正有负
(2)下列关于燃料充分燃烧的做法正确的是 (选填编号)。
a.通入空气的量越多越好 b.固体燃料燃烧前最好粉粹
c.与通入空气的量无关 d.液体燃料燃烧时采用雾状喷出
(3)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示
①在通常状况下, (选填“金刚石、石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为 。
②24g石墨完全燃烧生成,该过程放出的热量为 kJ。
(4)卫星发射时可用联氨为燃料。32g气态联氨在氧气中燃烧,生成氮气和水蒸气,放出534kJ的热量,该反应的热化学方程式为: 。
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