内容正文:
第1章 化学反应的热效应
第1节 反应热
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
第1课时 反应热 焓变
课程学习目标
1.了解反应热及其测定,掌握中和反应反应热的测定方法。
2.了解反应热与焓变的含义,能够进行反应热的简单计算。
【新知学习】
知识点01反应热
1.反应热
(1)体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间为例
环境:与体系相互影响的其他部分,如试管、空气等。
体系:包括 盐酸 、 NaOH溶液 、 发生的反应 。
(2)体系与环境的热量交换——反应热
热量:因温度不同而在体系与环境之间 交换或传递 的能量。
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。
【温馨提醒】
反应热概念中的“等温条件”是指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等 。
2.中和反应热的测定
【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得反应热。
【实验装置】
【实验步骤】
①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸,并用温度计测量盐酸的温度,用水把温度计上的酸冲洗干净。
②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液,并用温度计测量其温度。
③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中,盖好盖板,并用 玻璃搅拌器 轻轻搅动溶液,
准确读取混合溶液的 最高温度 记为终止温度。
④重复实验2~3次。
【实验数据处理】
①取三次测量所得数据的 平均值 作为计算依据。
②计算反应热ΔH
50mL 0.5mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量为: 其中(m1+m2)表示溶液质量(单位:g);c为比热容,c=4.18 J·(g·℃)-1;t1、t2分别为反应前、后的温度(单位:℃);n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位:mol)。
【注意事项】
①隔热层(碎泡沫塑料(或纸条))及杯盖的作用是 隔热保温,减少热量散失 。
②为保证酸、碱完全中和,常使 碱 稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值 偏小 。(弱酸、弱碱的电离吸热)
【问题与讨论】
在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
提示:①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差,且测量完一种溶液后 ,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入,且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
④重复实验3次,取3次实验数据的平均值。
【易错提醒】
导致中和反应反应热测定存在误差的原因
①量取溶液的体积不准确。
②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度,就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。
④混合酸、碱溶液时,动作缓慢。
⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中有热量损失。
⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。
⑧没有进行重复实验。
知识点02焓变
1.内能: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。符号为 U 。
2.焓:与物质 内能 有关的物理量,单位为 KJ ,符号为H。
3.焓变(ΔH): 生成物 与 反应物 的焓值差,单位为 KJ/mol 。
恒压条件下反应的热效应等于焓变。
4.焓变与吸热反应、放热反应的关系
当ΔH为“ 负值 ”或ΔH < 0时,为放热反应;当ΔH为“ 正值 ”或ΔH > 0时,为吸热反应。
5.化学反应过程中能量变化的原因
a.微观角度
(1)化学键与能量的关系
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要 吸收 能量,形成生成物中的化学键要 释放 能量。
(2) 键能: 标况下,将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量,单位(KJ·mol-1)
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示:
则:吸收总能量为: 436+243=679KJ 释放总能量为: 431×2=862KJ
反应中放出的热量: 862-679=183KJ
这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。
(3)化学键与化学反应中能量变化的关系
断开化学键要 吸收 能量,形成化学键要 释放 能量; 化学键的变化 是化学反应中能量变化的主要原因。
b.宏观角度
(1)一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量,决定于 反应物总能量 和
生成物总能量 相对大小。
(2)化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下:
放热反应:反应物的总能量 大于 生成物的总能量;吸热反应:反应物的总能量 小于 生成物的总能量
(3)以能量为纵坐标,画出放热反应和吸热反应的简单示意图
放热反应 吸热反应反应物的总能量小于生成物的总能量
反应物的总能量大于生成物的总能量
【拓展培优】
【典例1】(能量变化与物质稳定性)(25-26高二上·安徽·阶段练习)物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
【答案】C
【详解】A.M→N中反应物M能量高于产物N,为放热反应;N→P中反应物N能量低产物P,为吸热反应,A错误;
B.总反应M→P中反应物M能量高于产物P,总反应为放热反应,B错误;
C.物质能量越低越稳定,三种物质中N能量最低,最稳定,C正确;
D.反应是否需要加热与反应吸放热无必然联系,放热反应也可能需要加热引发,D错误;
故选C。
(变式训练1)(25-26高二上·云南·阶段练习)人类的一切活动都离不开能量。下列说法正确的是
A.浓硫酸溶于水和碳酸钙分解,都属于吸热过程
B.锂离子电池放电时,电能转化为化学能
C.天然气燃烧时,化学能全部转化为热能
D.和的反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】D
【详解】A.浓硫酸溶于水剧烈放热,碳酸钙高温分解吸热,A错误;
B.放电是电池释放储存的化学能转化为电能,充电时才是电能转化学能,B错误;
C.燃烧反应中能量以热、光等形式释放,不可能全部转化为热能,C错误;
D.吸热反应中反应物总能量低于生成物总能量,需吸收热量,该反应为典型吸热反应,D正确;
故选D。
【典例2】(化学键与能量计算) (25-26高二上·湖南·开学考试)利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水蒸气,其主要过程如图所示:
已知:几种物质中化学键的键能如下表,表示阿伏加德罗常数。
化学键
键能
463
496
436
138
若反应过程中分解了2mol水蒸气,下列说法正确的是
A.过程I断裂了个极性键
B.过程Ⅱ释放了574kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应
D.结合过程I、Ⅱ、Ⅲ可知该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高
【答案】B
【详解】A.过程I为2mol H2O分解的第一步,每个H2O分子含2个H-O极性键,但通常分步断裂,第一步断裂1个H-O键,2mol H2O断裂2mol H-O键,即2NA个极性键,并非4NA,A错误;
B.过程Ⅱ若为形成化学键释放能量,形成1mol O-O键和1mol H-H键,释放能量为138kJ+436kJ=574kJ,B正确;
C.过程Ⅲ断裂和,吸收能量为,形成和,释放能量为,故过程III属于吸热反应,C错误;
D.总反应为2H2O=2H2+O2,ΔH=反应物总键能-生成物总键能=4×463kJ/mol-(2×436kJ/mol+496kJ/mol)=+484kJ/mol>0,为吸热反应,反应物总能量低于生成物,D错误;
故选B。
(变式训练2)(25-26高二上·北京·开学考试)我国在单原子催化剂领域成绩斐然。单原子催化剂是指孤立的金属原子均匀分散在载体表面,发生催化的位点落在单个原子上。
下列说法不正确的是
A.催化剂能提高化学反应速
B.单原子催化剂能降低反应的焓变
C.单原子催化剂中原子的利用率高
D.单原子催化剂催化效率高于传统催化剂
【答案】B
【详解】A.催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率,A正确;
B.催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应的焓变,焓变由反应物和生成物的总能量差决定,B错误;
C.单原子催化剂中金属原子孤立分散在载体表面,每个原子都可作为催化位点,原子利用率高,C正确;
D.单原子催化剂活性位点数量多且分散均匀,催化效率通常高于传统催化剂(传统催化剂金属原子可能堆叠,部分内部原子无法参与催化),D正确;
故选B。
【典例3】(焓变与能量曲线) (25-26高二上·黑龙江·开学考试)甲醇是一种常见的燃料,利用和在一定条件下可合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.断裂中的化学键和中的化学键,释放akJ能量
D.和的总键能大于和的总键能
【答案】B
【详解】A.ΔH=生成物总能量-反应物总能量,由图像知,反应物()总能量高于生成物()总能量,故ΔH <0,A错误;
B.由图像知,第一步为吸热反应, >0;第二步反应为放热反应, <0,,B正确;
C.断裂化学键需要吸收能量, C错误;
D.ΔH=反应物总键能-生成物总键能,该反应ΔH<0,故反应物总键能<生成物总键能,D错误;
故答案选B。
(变式训练3)(24-25高二上·云南普洱·期末)已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.反应每生成分子吸收能量
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应的反应热
D.断裂键和键,释放能量
【答案】C
【详解】A.依据图像分析,和反应生成吸收能量,A错误;
B.依据图像分析,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;
C.该反应的反应热=断键吸收的总能量-成键放出的总能量,所以反应热,C正确;
D.断裂键和键,吸收 能量,D错误;
故选。
【典例4】(中和热的测定与误差分析) (24-25高二上·广东广州·期中)回答下列问题:
某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。实验装置如图所示:
(1)
仪器A的名称为 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
起始温度
终止温度
温度差平均值
溶液
溶液
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
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1.则中和反应反应热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·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.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的内筒中
c.用温度计测定NaOH溶液的起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
d.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(3)实验中改用30 mL 0.50 mol·L-1的硫酸溶液跟60 mL 0.50 mol·L-1的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”)。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器
(2) 4.0 -53.5 kJ·mol-1 abc
(3)不相等
【分析】进行酸、碱反应的中和热测定时,关键性的操作是反应前后溶液的温度测定,尤其是中和反应发生时的最高温度,既要求装置的保温效果好、实验操作规范,又要求观察温度时敏捷。
【详解】(1)仪器为环形玻璃搅拌器;
(2)①第一次测定的温度差为,第二次测定的温度差为,第三次测定的温度差为,第四次测定的温度差为,实验2的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为。
②50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH氢氧化钠溶液与30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,生成水的物质的量和消耗氢氧化钠的物质的量相等,所以生成水的物质的量为,溶液的质量为,温度变化的值,则生成0.025 mol水放出的热量,即1.3376 kJ,所以实验测得的中和热。
③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和反应反应热偏大;
b.分多次把溶液倒入盛有硫酸的内筒中,热量散失较多,测得温度偏低,中和反应反应热偏大;
c.用温度计测定溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,导致温度计上残留的碱液与稀硫酸反应,起始温度偏高,中和反应反应热偏大;
d.量取溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,中和反应反应热偏小。
故答案为:abc;
(3)实验中改用30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液跟60 mL 0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,生成的水的物质的量不同,所放出的热量不相等。
(变式训练4)(24-25高二上·天津北辰·期中)化学反应伴随有能量的变化,测得反应能量变化有多条途径。
(1)实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸进行中和热的测定。
①仪器a的名称 。
②仪器a的操作方式 (填字母)。
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③已知生成1mol 时放出热量57.3kJ。写出该反应表示“中和热”的热化学方程式: 。
(2)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸进行实验,实验数据如下表。
①填写下表空白。
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
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
②上述实验生成的为 mol。
③已知混合溶液密度为1g/mL、比热容为4.18J/(g•℃),由此计算得出该实验所测“中和热”的数值为
kJ/mol(保留一位小数)。
④上述计算结果与理论数值(57.3kJ/mol)相差较大,产生偏差的原因不可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取硫酸的体积时仰视读数
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硫酸的温度
【答案】(1) 玻璃搅拌器 A
(2) 4.0℃ 0.025 53.5 b
【分析】测定中和热,关键是做好保温工作。中和热是强酸与强碱在稀溶液中反应产生1 mol H2O时放出的热量。为使NaOH溶液中的OH-完全反应,使用的H2SO4溶液要适当过量,根据OH-的物质的量计算反应产生的H2O的物质的量,进而计算中和热。在进行实验时,为减少实验的偶然性,使测定值更接近真实值,要进行多次平行实验,分析实验数据,去除无效实验数据,利用有效实验,根据测定的反应前后平均温度差,结合Q=c·m·△t计算反应过程释放的热量,再根据△H=-计算中和热。
【详解】(1)①仪器a的名称玻璃搅拌器。
②仪器a的操作方式上下移动为了避免与容器的碰撞导致热量误差,故选A。
③中和热是指在稀溶液中,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。已知生成1mol 时放出热量57.3kJ,稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的“中和热”的热化学方程式: 。
(2)①2号实验数据异常,故去除,,温度差平均值=4℃。
②根据,50mL NaOH溶液和30mL硫酸进行实验,则根据氢氧化钠的量进行计算,NaOH的物质的量为:0.50mol/L× 50×10-3L=0.025mol,则生成的为0.025mol。
③已知混合溶液密度为1g/mL、比热容为4.18J/(g•℃),50mL0.50mol/LNaOH氢氧化钠与30mL0.50mol/LH2SO4硫酸溶液进行中和反应,生成水的物质的量0.025mol,溶液的质量为80mL×1g/mL=80g,温度变化的值为∆T=4.0℃,则生成0.025mol水放出的热量Q=m×c×∆T=80g×4.18/(g•℃)×4.0℃=1337.6J=1.3376kJ,所以实验测得的中和热ΔH=-。
④a.保温效果不好,测得的热量偏小,中和热数值偏小,a不符合题意;
b.量取硫酸溶液时仰视,虽然硫酸溶液的体积增多,中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量,其数值是一个固定值,中和热数值不会引起很大偏差,b符合题意;
c.分多次加入NaOH溶液也会使热量散失,测得的热量偏小,中和热数值偏小,c不符合题意;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4中测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的温度差平均值偏小,中和热的数值偏小,d不符合题意;
综上所述,本题选b。
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·甘肃张掖·阶段练习)“能源”是人们生活中不可或缺的一部分。下列属于将化学能转化为热能的是
A.太阳能热水器烧水
B.自热火锅发热包
C.风力发电机
D.新能源汽车电池
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.太阳能热水器烧水是将太阳能转化为热能,A不符合题意;
B.自热火锅发热包通过化学反应释放热量,将化学能转化为热能,B符合题意;
C.风力发电机是将风能转化为电能,C不符合题意;
D.新能源汽车电池是将化学能转化为电能,D不符合题意;
故选B。
2.(24-25高二上·广东·期中)下列关于能量变化的说法错误的是
A.硅太阳能电池和锂离子电池的能量转化形式不同
B.氢氧燃料电池将电能转化为化学能
C.柴油燃烧过程中化学能主要转化成热能和光能
D.化学反应既遵守质量守恒定律,也遵守能量守恒定律
【答案】B
【详解】A.硅太阳能电池工作时光能转化为电能;而锂离子电池为化学能转化为电能,能量转化形式不同,A正确;
B.氢氧燃料电池将化学能转化为电能,B错误;
C.柴油燃烧过程中会发光发热,化学能主要转化为热能和光能,C正确;
D.质量守恒定律和能量守恒定律是自然界基本规律,化学反应也要遵守质量守恒定律和能量守恒定律,D正确;
故选B。
3.(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知断开1mol中H—H键需要吸收436kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式不正确的是
A.断开1mol中的H—Cl键要吸收432kJ能量
B.生成1mol中的Cl—Cl键放出243kJ能量
C.
D.该反应正反应活化能小于逆反应活化能
【答案】C
【详解】A.形成2molHCl(g)放出热量864kJ,所以断开1molHCl(g)中H-Cl键吸收能量=864kJ÷2=432kJ能量,A正确;
B.由图,生成1molCl2中Cl-Cl键吸收能量=(679kJ-436kJ)=243kJ,B正确;
C..由图可知△H=-(864-679)kJ/mol=-185kJ/mol,C错误;
D.该反应为放热反应,则正反应活化能小于逆反应活化能,D正确;
故选C。
4.(25-26高二上·全国·随堂练习)下列关于反应热的说法正确的是
A.反应热就是反应中放出的热量
B.当时,表示反应吸热
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,
D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
【答案】C
【详解】A.反应热是化学反应中吸收或放出的热量,而不仅仅是放出的热量,A错误;
B.当Q<0时,表示系统释放热量,反应为放热,而非吸热,B错误;
C.反应物总能量大于生成物总能量时,多余能量以热量形式释放,ΔH<0,Q<0,C正确;
D.反应的进行需要从反应物经过过渡态到达产物,反应物到过渡态是吸热过程,反应物到过渡态的能量差较大时,加热促进该过程进行,但反应热是反应物和生成物的能量差,可能是吸热反应也可能是放热反应,D错误;
故答案为C。
5.(23-24高二上·浙江温州·期末)下列反应符合如图能量变化的是
化学反应中焓的变化示意图
A.灼热的炭与氧气的反应 B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.铁与稀硫酸的反应 D.氢气与氯气的反应
【答案】B
【分析】由图可知,满足条件的反应为吸热反应,据此答题;
【详解】A.灼热的炭与氧气的反应为放热反应,故A错误;
B.盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,故B正确;
C.铁与稀硫酸的反应为放热反应,故C错误;
D.氢气与氯气的化合反应为放热反应,故D错误;
故选B。
6.(25-26高二上·全国·课后作业)参照反应Br+H2―→HBr+H的能量对反应过程的示意图,下列叙述中正确的是
A.为吸热反应
B.为放热反应
C.反应物的总能量高于反应产物的总能量
D.断裂反应物中化学键吸收能量小于形成反应产物中化学键放出能量
【答案】A
【详解】如图所示,反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,ΔH=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量>0,即断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量,故答案为A。
7.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)CO2与H2催化重整制备CH3OCH3的过程中发生反应:。已知:键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。部分化学键的键能如下表所示。
化学键
C—H
C=O
C—O
键能/(kJ·mol-1)
413
745
326
断开6molH—O键与断开6molH—H键所需的能量差为
A.25kJ B.28kJ C.35kJ D.46kJ
【答案】A
【详解】化学反应的焓变等于反应物键能之和减去生成物键能之和,,则;
故选A。
8.(24-25高二上·广东河源·阶段练习)已知:共价键H—H,Cl—Cl,H—Cl键能分别为436kJ/mol、243 kJ/mol、431 kJ/mol,则反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的ΔH等于
A.+183 kJ/mol B.-183 kJ/mol C.+248 kJ/mol D.-248 kJ/mol
【答案】A
【详解】反应热等于断裂共价键的键能与形成共价键的键能之差,ΔH=431kJ/mol×2-436 kJ/mol -243 kJ/mol =+183 kJ/mol,A项正确,故答案选A。
9.(23-24高一下·河南新乡·阶段练习)已知 ,和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量 B.该反应是吸热反应
C. D.
【答案】D
【详解】A.c是1molH2(g)和0.5molO2(g)反应过程中反应生成1molH2O(g)过程中放出的能量,A错误;
B.该反应反应物的能量大于生成物的总能量,为放热反应,B错误;
C.由图及题干可知,d=c,,C错误;
D.由图可知,d=c,D正确;
故选D。
10.(24-25高二上·吉林白城·期末)煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是_______(填字母)。
A.灼热的碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
436
497.3
462.8
计算: 。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式: 。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中充入2mol CO和,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为 。
(5)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入 (填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将 (填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的 。
【答案】(1)BD
(2)
(3)
(4)25%
(5) C 不变 偏大
【详解】(1)灼热的碳与的反应为吸热反应;铝热反应为放热反应;受热分解的反应为吸热反应;活泼金属与酸的反应为放热反应;故B、D符合题意。
(2)反应物的键能之和生成物键能之和。
(3)由盖斯定律可知,反应I×2-反应Ⅱ可得 ;
(4)由热化学方程式可知每消耗2molCO放出的热量为51.5kJ可知,反应中一氧化碳的转化率为。
(5)①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,氢氧化钠固体溶解放热、氨水为弱碱电离过程吸热,均会导致实验误差;若取盐酸,应向盐酸中加入稍过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减少实验误差,最符合的为C项。
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好导热性的铁质搅拌器会造成热量散失,放热减小,放热反应的焓变为负值,则导致实验测得的偏大。
【能力提升】
1.(25-26高二上·湖北孝感·阶段练习),时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
【答案】B
【详解】A.依据溴原子半径大于氯原子小于碘原子,半径越大键能越小分析,所以结合图表中数据可知,A正确;
B.键能越大形成的化学键越稳定,表中键能最大的是H-F,最稳定的共价键是H-F键,B错误;
C.F2分解为2F(g)需吸收,因此2F(g)→F2 (g)会释放等量能量,ΔH=,C正确;
D.ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=[(436+157)-2×568]kJ/mol=-543kJ/mol,D正确;
故选B。
2.(25-26高二上·湖北十堰·开学考试)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.温度计水银柱不断上升,说明反应过程中溶液温度升高,该反应是放热反应,A不符合题意;
B.针筒活塞向右移动可能是反应生成气体(如锌与硫酸反应生成氢气)导致气体体积增大,无论反应吸热或放热,只要有气体生成,活塞均会移动,不能确定是温度升高引起的气体膨胀,B符合题意;
C.U型管甲处液面低于乙处,说明瓶内气压增大,说明反应放热,瓶内空气受热膨胀使压强增大,导致液面变化,C不符合题意;
D.反应物总能量大于生成物总能量,反应过程中多余能量释放,为放热反应,D不符合题意;
故选B。
3.(25-26高二上·全国·课堂例题)如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应吸收的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
【答案】B
【分析】由图可知,该反应的ΔH=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=180kJ/mol,该热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=180kJ/mol,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2molNO(g)时才吸收的能量为180 kJ,题干未告知是否完全反应和NO的状态,无法计算其反应热,A错误;
B.由分析可知,该反应为吸热反应,即1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量,B正确;
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO,N2和O2需在高温或者放电条件下才能反应,C错误;
D.NO不能与NaOH溶液反应生成盐和水,不是一种酸性氧化物,而属于不成盐氧化物,D错误;
故答案为:B。
4.(24-25高二上·山西运城·期末)下列有关叙述正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
C.相同条件下,若1molO、1molO2所具有的能量分别为E1、E2,则2E1>E2
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,则1molKOH固体与足量稀盐酸充分混合放出57.3kJ热量
【答案】C
【详解】A.在恒压条件下发生的化学反应的反应热等于反应的焓变,故A错误;
B.同一化学反应的△H与反应物和生成物的总能量有关,与反应条件无关,所以氢气与氯气在光照和点燃条件下反应生成氯化氢的焓变相等,故B错误;
C.氧分子共价键断裂生成氧原子的过程为吸收能量的过程,所以,故C正确;
D.氢氧化钾固体溶于水的过程为放出热量的过程,所以1mol氢氧化钾固体与稀盐酸反应放出的热量大于57.3kJ,故D错误;
故选C。
5.(23-24高二上·浙江宁波·期中)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)热量的测定:取50mL0.5mol/L盐酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和如图所示装置进行中和热的测定实验。
①从实验装置。上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。
②测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为 J(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g/mL)。
(2)向50mL0.50mo/L的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀盐酸,则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3,从大到小的排序是 。
(3)借鉴(1)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)焓变△H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20mol/LCuSO4溶液100mL
1.20gFe粉
a
b
ⅱ
0.56gFe粉
a
c
①温度:b c(填“>”“<”或“=”)。
②ΔH= (选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 418(T1-T0)
(2)ΔH1>ΔH3>ΔH2
(3) > -20.9(b-a)kJ/mol或-41.8(c-a)kJ/mol
【详解】(1)①从实验装置上看,为了快速混合溶液,因此图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;
②测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,混合溶液的质量为100g,则该过程放出的热量为J;
(2)醋酸电离吸热,浓硫酸溶于水放热,焓变为负,则ΔH1>ΔH3>ΔH2;
(3)①溶液含有溶质的物质的量为粉和粉的物质的量分别为,实验i中有发生反应,实验ii中有发生反应,实验i放出的热量多,则;
②若按实验i进行计算,;若按实验ii进行计算,。
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第1章 化学反应的热效应
第1节 反应热
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
第1课时 反应热 焓变
课程学习目标
1.了解反应热及其测定,掌握中和反应反应热的测定方法。
2.了解反应热与焓变的含义,能够进行反应热的简单计算。
【新知学习】
知识点01反应热
1.反应热
(1)体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间为例
环境:与体系相互影响的其他部分,如试管、空气等。
体系:包括 、 、 。
(2)体系与环境的热量交换——反应热
热量:因温度不同而在体系与环境之间 的能量。
反应热:在 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。
【温馨提醒】
反应热概念中的“等温条件”是指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等 。
2.中和反应热的测定
【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得反应热。
【实验装置】
【实验步骤】
①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸,并用温度计测量盐酸的温度,用水把温度计上的酸冲洗干净。
②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液,并用温度计测量其温度。
③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中,盖好盖板,并用 轻轻搅动溶液,
准确读取混合溶液的 记为终止温度。
④重复实验2~3次。
【实验数据处理】
①取三次测量所得数据的 作为计算依据。
②计算反应热ΔH
50mL 0.5mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量为: 其中(m1+m2)表示溶液质量(单位:g);c为比热容,c=4.18 J·(g·℃)-1;t1、t2分别为反应前、后的温度(单位:℃);n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位:mol)。
【注意事项】
①隔热层(碎泡沫塑料(或纸条))及杯盖的作用是 。
②为保证酸、碱完全中和,常使 稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值 。(弱酸、弱碱的电离吸热)
【问题与讨论】
在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
【易错提醒】
导致中和反应反应热测定存在误差的原因
①量取溶液的体积不准确。
②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度,就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。
④混合酸、碱溶液时,动作缓慢。
⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中有热量损失。
⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。
⑧没有进行重复实验。
知识点02焓变
1.内能:体系内物质的各种能量的 ,受温度、 和物质的聚集状态等影响。符号为 。
2.焓:与物质 有关的物理量,单位为 ,符号为H。
3.焓变(ΔH): 与 的焓值差,单位为 。
恒压条件下反应的热效应等于焓变。
4.焓变与吸热反应、放热反应的关系
当ΔH为“ ”或ΔH 0时,为放热反应;当ΔH为“ ”或ΔH 0时,为吸热反应。
5.化学反应过程中能量变化的原因
a.微观角度
(1)化学键与能量的关系
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要 能量,形成生成物中的化学键要 能量。
(2) 键能: 标况下,
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示:
则:吸收总能量为: 释放总能量为:
反应中放出的热量:
这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。
(3)化学键与化学反应中能量变化的关系
断开化学键要 能量,形成化学键要 能量; 是化学反应中能量变化的主要原因。
b.宏观角度
(1)一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量,决定于 和
相对大小。
(2)化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下:
放热反应:反应物的总能量 生成物的总能量;吸热反应:反应物的总能量 生成物的总能量
(3)以能量为纵坐标,画出放热反应和吸热反应的简单示意图
放热反应 吸热反应反应物的总能量小于生成物的总能量
反应物的总能量大于生成物的总能量
【拓展培优】
【典例1】(能量变化与物质稳定性)(25-26高二上·安徽·阶段练习)物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
(变式训练1)(25-26高二上·云南·阶段练习)人类的一切活动都离不开能量。下列说法正确的是
A.浓硫酸溶于水和碳酸钙分解,都属于吸热过程
B.锂离子电池放电时,电能转化为化学能
C.天然气燃烧时,化学能全部转化为热能
D.和的反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量
【典例2】(化学键与能量计算) (25-26高二上·湖南·开学考试)利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水蒸气,其主要过程如图所示:
已知:几种物质中化学键的键能如下表,表示阿伏加德罗常数。
化学键
键能
463
496
436
138
若反应过程中分解了2mol水蒸气,下列说法正确的是
A.过程I断裂了个极性键
B.过程Ⅱ释放了574kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应
D.结合过程I、Ⅱ、Ⅲ可知该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高
(变式训练2)(25-26高二上·北京·开学考试)我国在单原子催化剂领域成绩斐然。单原子催化剂是指孤立的金属原子均匀分散在载体表面,发生催化的位点落在单个原子上。
下列说法不正确的是
A.催化剂能提高化学反应速
B.单原子催化剂能降低反应的焓变
C.单原子催化剂中原子的利用率高
D.单原子催化剂催化效率高于传统催化剂
【典例3】(焓变与能量曲线) (25-26高二上·黑龙江·开学考试)甲醇是一种常见的燃料,利用和在一定条件下可合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.断裂中的化学键和中的化学键,释放akJ能量
D.和的总键能大于和的总键能
(变式训练3)(24-25高二上·云南普洱·期末)已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.反应每生成分子吸收能量
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应的反应热
D.断裂键和键,释放能量
【典例4】(中和热的测定与误差分析) (24-25高二上·广东广州·期中)回答下列问题:
某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。实验装置如图所示:
(1)
仪器A的名称为 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
起始温度
终止温度
温度差平均值
溶液
溶液
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
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1.则中和反应反应热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·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.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的内筒中
c.用温度计测定NaOH溶液的起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
d.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(3)实验中改用30 mL 0.50 mol·L-1的硫酸溶液跟60 mL 0.50 mol·L-1的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”)。
(变式训练4)(24-25高二上·天津北辰·期中)化学反应伴随有能量的变化,测得反应能量变化有多条途径。
(1)实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸进行中和热的测定。
①仪器a的名称 。
②仪器a的操作方式 (填字母)。
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③已知生成1mol 时放出热量57.3kJ。写出该反应表示“中和热”的热化学方程式: 。
(2)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸进行实验,实验数据如下表。
①填写下表空白。
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差平均值/℃
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
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
②上述实验生成的为 mol。
③已知混合溶液密度为1g/mL、比热容为4.18J/(g•℃),由此计算得出该实验所测“中和热”的数值为
kJ/mol(保留一位小数)。
④上述计算结果与理论数值(57.3kJ/mol)相差较大,产生偏差的原因不可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取硫酸的体积时仰视读数
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硫酸的温度
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·甘肃张掖·阶段练习)“能源”是人们生活中不可或缺的一部分。下列属于将化学能转化为热能的是
A.太阳能热水器烧水
B.自热火锅发热包
C.风力发电机
D.新能源汽车电池
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高二上·广东·期中)下列关于能量变化的说法错误的是
A.硅太阳能电池和锂离子电池的能量转化形式不同
B.氢氧燃料电池将电能转化为化学能
C.柴油燃烧过程中化学能主要转化成热能和光能
D.化学反应既遵守质量守恒定律,也遵守能量守恒定律
3.(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知断开1mol中H—H键需要吸收436kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式不正确的是
A.断开1mol中的H—Cl键要吸收432kJ能量
B.生成1mol中的Cl—Cl键放出243kJ能量
C.
D.该反应正反应活化能小于逆反应活化能
4.(25-26高二上·全国·随堂练习)下列关于反应热的说法正确的是
A.反应热就是反应中放出的热量
B.当时,表示反应吸热
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,
D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
5.(23-24高二上·浙江温州·期末)下列反应符合如图能量变化的是
化学反应中焓的变化示意图
A.灼热的炭与氧气的反应 B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.铁与稀硫酸的反应 D.氢气与氯气的反应
6.(25-26高二上·全国·课后作业)参照反应Br+H2―→HBr+H的能量对反应过程的示意图,下列叙述中正确的是
A.为吸热反应
B.为放热反应
C.反应物的总能量高于反应产物的总能量
D.断裂反应物中化学键吸收能量小于形成反应产物中化学键放出能量
7.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)CO2与H2催化重整制备CH3OCH3的过程中发生反应:。已知:键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。部分化学键的键能如下表所示。
化学键
C—H
C=O
C—O
键能/(kJ·mol-1)
413
745
326
断开6molH—O键与断开6molH—H键所需的能量差为
A.25kJ B.28kJ C.35kJ D.46kJ
8.(24-25高二上·广东河源·阶段练习)已知:共价键H—H,Cl—Cl,H—Cl键能分别为436kJ/mol、243 kJ/mol、431 kJ/mol,则反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的ΔH等于
A.+183 kJ/mol B.-183 kJ/mol C.+248 kJ/mol D.-248 kJ/mol
9.(23-24高一下·河南新乡·阶段练习)已知 ,和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量 B.该反应是吸热反应
C. D.
10.(24-25高二上·吉林白城·期末)煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是_______(填字母)。
A.灼热的碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
436
497.3
462.8
计算: 。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式: 。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中充入2mol CO和,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为 。
(5)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入 (填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将 (填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的 。
【能力提升】
1.(25-26高二上·湖北孝感·阶段练习),时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
2.(25-26高二上·湖北十堰·开学考试)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
3.(25-26高二上·全国·课堂例题)如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应吸收的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
4.(24-25高二上·山西运城·期末)下列有关叙述正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
C.相同条件下,若1molO、1molO2所具有的能量分别为E1、E2,则2E1>E2
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,则1molKOH固体与足量稀盐酸充分混合放出57.3kJ热量
5.(23-24高二上·浙江宁波·期中)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)热量的测定:取50mL0.5mol/L盐酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和如图所示装置进行中和热的测定实验。
①从实验装置。上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。
②测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为 J(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g/mL)。
(2)向50mL0.50mo/L的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀盐酸,则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3,从大到小的排序是 。
(3)借鉴(1)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)焓变△H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20mol/LCuSO4溶液100mL
1.20gFe粉
a
b
ⅱ
0.56gFe粉
a
c
①温度:b c(填“>”“<”或“=”)。
②ΔH= (选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
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