第一章 化学反应的热效应 习题-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2025-08-23
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内容正文:
高二化学选择性必修一化学反应的热效应习题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列反应为放热反应的是
A.将晶体与NH4Cl晶体放入烧杯中,用玻璃棒搅拌
B.过氧化钠与水的反应
C.盐酸与小苏打的反应
D.高温条件下CO还原Fe2O3的反应
2.下列化学反应可用下图表示的是
A.盐酸和氢氧化钠溶液的反应
B.石灰石受热分解
C.常温下,晶体研细后与晶体反应
D.加热石灰石生成生石灰
3.反应CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.由图可知,l mol CH3OH(g)的能量低于2mol H2(g)的能量
B.断开1 molH2(g)中的化学键需要吸收209.5 kJ的能量
C.CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH ( l)ΔH= -91 kJ•mol-1
D.CH3OH (g)= CO(g)+ 2 H2(g)ΔH = 91 kJ•mol-1
4.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH=-a kJ· mol-1。已知:
(a、b、c均大于零),下列说法不正确的是
A.反应物的总焓高于生成物的总焓
B.断开1molH—H和1molI—I所需能量小于断开2molH—I所需能量
C.断开2molH—I所需能量约为(c+b+a)kJ
D.向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反应后放出的热量等于2a kJ
5.下列说法正确的是
A.物质发生化学变化不一定都伴有能量的变化
B.活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D.C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,说明金刚石比石墨稳定
6.在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述不正确的是
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
C.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
7.能量曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应①、②均为放热反应
B.若加入催化剂可降低和
C.热化学方程式为
D.若反应的生成物为,则反应热数值将变小
8.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
9.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示:
①H2(g)+I2(?)2HI(g)ΔH=+9.48kJ·mol-1
②H2(g)+I2(?)2HI(g)ΔH=-26.48kJ·mol-1
下列判断正确的是
A.①中的I2为固态,②中的I2为气态
B.①的反应物总能量比②的反应物总能量高
C.①的产物比反应②的产物热稳定性更好
D.1mol固态碘升华需吸热17kJ
10.在25℃、101kPa下,1gH2燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则下列关于反应热和热化学方程式书写中正确的是
A.1mol氢气燃烧生成气态水所放出的热量是氢气的燃烧热
B.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.电解水的热化学方程式为:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1
11.H2和I2在一定条件下能发生反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=-akJ•mol-1,已知:
下列说法不正确的是
A.反应物的总能量高于生成物的总能量
B.向密闭容器中加入2molH2和2molI2,充分反应后放出的热量小于2akJ
C.断开2molH-I键所需能量约为(c+b+a)kJ
D.断开1molH-H键和1molI-I键所需能量大于断开2molH-I键所需能量
12.已知某中和反应的反应热可表示为,则该反应的其中一种反应物可以为
A.浓硫酸 B.稀硝酸 C.稀氨水 D.冰醋酸
13.某反应的反应过程中能量变化如图所示。正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂不能改变反应的转化率但能改变该反应的焓变
C.催化剂能改变反应路径,降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
14.下列有关反应热说法错误的是
A.C(石墨, s)+CO2(g)=2CO(g) kJ/mol
B.
C.石墨的稳定性比金刚石高
D.1 mol石墨或1 mol CO分别完全燃烧,石墨放出热量多
15.分别向的NaOH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、、、,下列关系正确的是
A. B.
C. D.
二、解答题
16.(1)碳氧化物的转化有重大用途,请回答下列关于和的问题。
已知:①
②
③
则的 (用、、表示)。
(2)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用生产甲醇燃料的方法:
已知:①
②
③
④
则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(3)实现反应对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
已知:
则 。
17.化学是一门以实验为基础的学科,根据下列实验回答问题。
I.用简易量热计测定中和反应的反应热。
中和反应的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,通过计算获得中和热(,c为比热容,为混合溶液质量,为温度变化)。实验药品:盐酸、溶液、氨水。
(1)下图实验装置中缺少的一种仪器是 (填名称);装置中隔热层的作用是 。
(2)将盐酸溶液和碱溶液各混合(混合溶液密度约为),生成的溶液的比热容约为,忽略量热装置的比热容,测得温度数据如下:
反应物
起始温度
最高温度
甲组()
20.0
23.4
乙组()
20.0
23.1
①乙组最高温度比甲组低的原因是 。
②由实验数据计算反应的 。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得温度差偏小,可能的原因是 (填序号)。
A.杯盖未盖严 B.记录温度计最高温度
C.测完盐酸的温度直接测溶液温度 D.把溶液一次性迅速倒入
II.将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中盐酸推入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图2所示。
(3)镁条与盐酸的反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)图2中a、b、c三个点中,产生氢气最快的为 点(填序号);已知c点镁条已完全溶解,cd段容器内压强变化的原因可能是 。
18.在一定温度下的稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐和1molH2O(l),这时的反应热就是中和反应的反应热。50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH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的反应热。回答下列问题:
(1)若实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1温度计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”),所求中和反应的反应热 (填“相等”或“不相等”),简述理由: 。
(2)若将各含1mol溶质的NaOH稀溶液、Ca(OH)2稀溶液、稀氨水,分别与足量的稀盐酸反应,放出的热量分别为、、,则、、由大到小的顺序为 。
(3)若通过测定计算出产生的热量为1.39kJ,则中和反应反应热ΔH= 。该实验结果与理论值-57.3kJ·mol-1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.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度
(4)将V1mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。NaOH溶液的浓度约为 mol·L-1.
19.按要求完成下列各题。
(1)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:
反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式: 。
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示:
已知相关反应的能量变化如图2所示,过程Ⅰ的热化学方程式为 。
(3)关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是 (填字母)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的ΔH
(4)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下:
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,测得混合液的最高温度。回答下列问题:
Ⅰ.为什么所用NaOH溶液要稍过量? 。
Ⅱ.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 。
Ⅲ.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:
序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.2
2
20.2
20.6
24.4
3
20.5
20.7
23.7
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)。
试卷第1页,共3页
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《高二化学选择性必修一化学反应的热效应习题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
D
D
B
B
D
B
A
B
题号
11
12
13
14
15
答案
D
B
C
A
B
1.B
【详解】A.晶体与晶体的反应是吸热反应,A不符合题意;
B.过氧化钠与水的反应是放热反应,B符合题意;
C.盐酸与小苏打的反应是吸热反应,C不符合题意;
D.高温条件下CO还原Fe2O3的反应是吸热反应,D不符合题意;
故选B。
2.A
【分析】根据图象可知,该反应的反应物的能量比生成物的能量高,因此反应是放热反应。
【详解】A.盐酸和氢氧化钠溶液的反应是放热反应,与图象符合,A正确;
B.石灰石受热分解,是吸热反应,与图象不吻合,B错误;
C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合的反应是吸热反应,与图象不吻合,C错误;
D.加热石灰石生成生石灰的反应是吸热反应,与图象不吻合,D错误;
故答案选A。
3.D
【详解】A.由图可知,l mol CH3OH(g)的能量低于1mol CO(g)和2mol H2(g)的能量,A错误;
B.断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键需要吸收419 kJ的能量,不能计算断开1 molH2(g)中的化学键需要吸收的能量,B错误;
C.因为CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH (g) ΔH= -91 kJ•mol-1,所以CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH ( l) ΔH<-91 kJ•mol-1,C错误;
D. CH3OH (g)= CO(g)+ 2 H2(g) ΔH = 510-419=91 kJ•mol-1,D正确;
答案选D。
4.D
【详解】A.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH=-a kJ· mol-1,该反应是放热反应,反应物总焓高于生成物总焓,故A正确;
B.断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,该反应是放热反应,所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量,断开1 mol H—H和1 mol I—I所需能量小于断开2 mol H—I所需能量,故B正确;
C.ΔH=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=(b+c) kJ· mol-1-2E(H—I)=-a kJ· mol-1,得到断开2 mol H—I所需能量约为(a+b+c) kJ,故C正确;
D.该反应是可逆反应,不能进行彻底,依据焓变意义分析,向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反应后放出的热量小于2a kJ,故D错误;
故选D。
5.B
【详解】A、化学反应一定会伴随能量的变化,但伴随能量变化的不一定是化学变化,选项A错误;
B. 活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高,选项B正确;
C.反应的热效应只与始态、终态有关,与过程无关,所以同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,选项C错误;
D、在热化学中有一条重要规律:能量越低越稳定,由反应C(石墨,s)=C(金刚石,s)的焓变大于0可知,1mol石墨的能量低于1mol金刚石的能量,故石墨比金刚石稳定,选项D错误;
答案选B。
6.B
【详解】A.大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量散失,A正确;
B.测定中和热时,为保证酸碱快速充分反应,应将NaOH溶液一次性快速倒入酸溶液中,并充分搅拌,测量溶液最高温度,以减小热量损失,B错误;
C.两溶液混合后恰好反应时溶液的温度最高,准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,C正确;
D.塑料材质不易导热,传热缓慢,测定中和热时可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,D正确;
故选B。
7.D
【详解】A.根据图像可知,反应①和②中反应物总能量都大于生成物总能量,故反应①和②均为放热反应,A项正确;
B.若加入催化剂,能降低反应的活化能,B项正确;
C.反应①、②总的能量变化为218kJ,根据盖斯定律可知,反应①、反应②的焓变之和为,即 ,C项正确;
D. ,所以的总能量高于的总能量,则反应热数值将变大,D项错误;
故选D。
8.B
【分析】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) ∆H=-57.3kJ/mol,表示稀溶液氢离子和氢氧根离子之间反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ。
【详解】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。
9.A
【详解】A.两个反应中,只有碘的状态不同,其它都相同,前者是吸热反应,后者是放热反应,固态碘转化成气态碘是吸热过程,说明②中碘单质的能量比①中的高,即②中碘单质为气态,①中碘单质为固态,A正确;
B.根据选项A的分析,②中反应物总能量大于①的反应物总能量,B错误;
C.产生相同状态下的HI,稳定性相同,C错误;
D.①-②得出I(s)=I2(g) △H=+35.96kJ·mol-1,D错误。
答案选A。
10.B
【详解】A.在25℃、101kPa下,1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量是氢气的燃烧热,故A错误;
B.1g H2完全燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量,则2g即1mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,所以H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8 kJ•mol-1,故B正确;
C.由B项的热化学方程式乘以系数2,可得2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,生成气态水与液态水放出的热量不同,故C错误;
D.由C项解析可得,2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1,故D错误;
故选B。
11.D
【详解】A.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=-akJ•mol-1,反应是放热反应,反应物能量高于生成物,A正确;
B.反应是可逆反应不能进行彻底,依据焓变意义分析,向密闭容器中加入2molH2和2molI2,充分反应后放出的热量小于2akJ,B正确;
C.△H=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=bkJ/mol+ckJ/mol-2x=-akJ/mol,得到断开2molH-I键所需能量约为(a+b+c)kJ,C正确;
D.断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,反应是放热反应,所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量,断开1molH-H键和1molI-I键所需能量小于断开2molH-I键所需能量,D错误;
答案选D。
【点睛】本题考查了化学反应的焓变分析,化学键与焓变关系的计算分析应用,掌握原理和基础是解题关键。注意掌握反应热的计算依据。
12.B
【详解】A.浓硫酸在稀释时要放出热量,导致放热增多,,故A不符合;
B.稀硝酸已经完全电离出了氢离子,与可溶性强碱反应,反应热可表示为,故B符合题意;
C.稀氨水电离吸热,导致放出的热量变少,,故C不符合;
D.冰醋酸电离吸热,导致放出的热量变少,,故D不符合。
答案选B。
13.C
【详解】A.根据图象,反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故A错误;
B.催化剂只改变反应的活化能,提高反应的速率,对转化率以及反应的焓变无影响,故B错误;
C.催化剂能改变反应的途径,降低反应的活化能,提高反应速率,故C正确;
D.E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,E1>E2,即逆反应的活化能小于正反应的活化能,故D错误;
故选C。
14.A
【详解】A.①C(石墨,s)+O2(g)═CO(g)△H5,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)∆H2,根据盖斯定律:①-②得C(石墨,s)+CO2(g)═2CO(g)∆H=∆H5-∆H2,故A错误;
B.根据盖斯定律:∆H5=∆H1+∆H4,∆H5-∆H4=∆H1>0,则∆H5>∆H4,故B正确;
C.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ/mol,则石墨的能量低于金刚石,根据能量越低越稳定,则石墨的稳定性比金刚石高,故C正确;
D.由图可知,1mol石墨和1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时的放热分别 是△H=-393.5kJ/mol和△H=-283kJ/mol,则1mol石墨或1mol CO分别完全燃烧,石墨放出热量多,故D正确;
故选:A。
15.B
【详解】中和反应为放热反应,焓变为负,分别向1L1mol·L-1的NaOH的溶液中加入②稀硫酸、③稀硝酸热效应相同,△H2=△H3=-57.3kJ/mol;①浓硫酸稀释放热,④醋酸电离吸热,则△H4>-57.3kJ/mol,△H1<57.3kJ/mol;则△H1<△H2=△H3<△H4,故选B。
16.
【详解】(1)根据盖斯定律,可得。
(2)根据盖斯定律,由,整理可得热化学方程式:
。
(3)将题给热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由可得所求热化学方程式,则。
17.(1) 玻璃搅拌器 减少热量散失
(2) 是弱碱,电离过程吸收热量,导致乙组实验放出的热量少 -57.12 AC
(3)放热
(4) a 反应结束后,反应放出热量逐渐散失,温度降低,导致气压逐渐减小
【详解】(1)结合实验缺少玻璃搅拌器;装置中隔热层可减少热量散失。
(2)①是弱碱,电离断开化学键吸收热量,导致乙组实验放出的热量少;
②的酸溶液和的碱溶液各混合反应生成,,放出的热量,则该反应生成时放出。
③A.杯盖未盖严导致实验过程中有热量散失,导致温度差偏低,符合题意;
B.温度计温度不再变化记录最高温度,操作正确,不符合题意;
C.测完盐酸的温度未清洗温度计,直接测溶液温度,发生中和反应放热导致初始温度偏高,偏小,故符合题意;
D.溶液一次性迅速倒入,可减少实验的热量损失,操作正确,不符合题意;
(3)镁条与盐酸的反应属于活泼金属和酸的反应,为放热反应。
(4)反应产生氢气导致容器内压强增大,曲线的斜率可以表示产生氢气的速率,根据图像可知a点曲线斜率最大,即产生氢气速率最快。镁条与盐酸的反应属于放热反应,容器内压强增大有温度升高的因素影响,点反应结束,反应放出热量逐渐散失,温度降低,导致气压逐渐减小。
18.(1) 不相等 相等 发生反应的酸碱的量不同,反应放出的热量也不同,但中和反应的反应热是指在稀溶液中1molH+和1molOH-发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关(合理即可)
(2)
(3) -55.6kJ·mol-1 ABCD
(4)1.5
【详解】(1)发生反应的酸碱的量不同,反应放出的热量也不同,故若实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1温度计NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,但中和反应的反应热是指在稀溶液中1molH+和1molOH-发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关,故所求中和反应的反应热相等。
(2)若将各含1mol溶质的NaOH稀溶液、Ca(OH)2稀溶液、稀氨水,分别与足量的稀盐酸反应,Ca(OH)2溶液中n(OH-)是NaOH溶液中的两倍,稀氨水是弱碱,电离过程吸热,放出的热量比溶液少,所以。
(3)若通过测定计算出产生的热量为1.39kJ,盐酸不足,生成水的物质的量由盐酸决定,为0.025mol,则中和反应反应热ΔH=。计算出的结果为55.6 kJ·mol-1,比57.3 kJ·mol-1小,说明热量有损失,产生此偏差的原因可能是:
A.实验装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,A项正确;
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致溶液体积增大,盐酸不足,生成水的物质的量由盐酸决定,则反应放出的热量不变,但是溶液总体积偏大,故温度升高降低,故测得的热量偏小,中和反应反应热数值偏小,B项正确;
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,热量散失较多,测得的热量偏小,C项正确;
D.用温度计测定NaOH溶液后,温度计上沾有碱,直接测定HCl溶液,会发生酸碱中和,热量散失较多,测得的热量偏小,D项正确;
故选ABCD。
(4)30℃时恰好反应,参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL,故氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度是。
19.(1)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254kJ·mol-1
(2)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1
(3)cd
(4) 确保盐酸被完全中和 ΔH1=ΔH2<ΔH3 -51.8kJ·mol-1
【详解】(1)已知:反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297kJ·mol-1
依据盖斯定律(-反应Ⅰ-反应Ⅲ)即得到反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254kJ·mol-1;
(2)根据图象可知①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+ 206.2kJ·mol-1
②4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165kJ·mol-1
依据盖斯定律可知①×2+②即得到过程Ⅰ的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1;
(3)过程Ⅱ的反应第一步是CO+CO2+H2+Fe3O4+CaO→H2O+Fe+CaCO3,第二步反应:Fe+CaCO3+稀有气体→稀有气体+Fe+CaCO3+CO:
a.上述分析可知,两步反应实现了含碳物质与含氢物质的分离,故a正确;
b.反应过程中有催化剂和中间产物,总反应可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO,故b正确;
c.CO最后剩余,是一氧化碳参与反应过程最后又生成,故c错误;
d.Fe3O4、CaO为催化剂,改变反应速率不能改变反应的ΔH,故d错误;
故答案为:cd;
(4)Ⅰ.为确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量;
Ⅱ.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1L 1mol·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:
NH3•H2O为弱碱,NH3•H2O的电离过量需要吸热,导致中和反应中放出热量减少,强碱与盐酸反应的中和热相同,ΔH1、ΔH2、ΔH3均为负值,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3大小关系为:ΔH1=ΔH2<ΔH3;
Ⅲ.第1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3.1℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.4℃,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20.6℃,反应前后温度差为3.1℃;第二组数据舍去,平均温度差为3.1℃,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/mL=100g,c=4.18J/(g•℃),生成0.025mol的水放出热量Q=cmΔT=4.18J/(g•℃)×100g×3.1℃=1295.8J=1.2958kJ,则该实验测得的中和热ΔH=-(1.2958kJ÷0.025mol)=-51.8kJ/mol。
答案第1页,共2页
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