精品解析:安徽芜湖市无为襄安中学2026-2027学年高二上学期9月阶段检测 化学试题
2026-09-25
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内容正文:
安徽省无为襄安中学2026-2027学年上学期单元测试卷
高二《化学化学反应原理》第一章化学反应的热效应
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32
第I卷(选择题,共42分)
一、单项选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. 灼热的C与水蒸气反应
C. 与反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧反应
2. 生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。键能是指破坏(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量。结合表中信息,下列说法正确的是:
化学键
N≡N
F-F
N-F
键能(kJ/mol)
941.7
154.8
283.0
A. 过程N2(g)→2N(g)放出能量
B. 反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应
C. 稳定性:F-F键<N-F键
D. NF3吸收能量后,肯定发生化学反应
3. 已知室温下,将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是
A. ∆H1>0 B. ∆H2>∆H3 C. ∆H3>∆H1 D. ∆H2=∆H1+∆H3
4. 已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s)ΔH1=﹣348.3kJ·
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s)ΔH2=﹣31.0kJ·
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于
A. ﹣317.3kJ· B. ﹣379.3kJ· C. ﹣332.8kJ· D. +317.3kJ·
5. 含NaOH 20.0g的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出28.7 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= +28.7 kJ·mol-1
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= _28.7 kJ·mol-1
C. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H=+57.4 kJ·mol-1
D. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= _57.4 kJ·mol-1
6. 已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量
B. 该反应的反应热
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 断裂1molA―A键和1molB―B键,放出akJ能量
7. 水煤气是的主要来源,研究CaO对体系制影响的主要反应如下:
则反应的为
A. B.
C. D.
8. 已知两个热化学方程式:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,现有炭粉和H2组成的悬浮气共0.2mol,使其在O2中完全燃烧生成CO2和水蒸气,共放出63.53 kJ的热量,则炭粉与H2的质量之比是
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:6 D. 6:1
9. 石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是
A. 石墨的燃烧热为110.5kJ/mol
B. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨) ,则金刚石比石墨稳定
C. 金刚石与石墨为同位素
D. 由图可知:
10. 不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成,这个过程的热效应是相同的。X、Y、Z、W有下图所示的转化关系,已知焓变:ΔH=ΔH1+ΔH2,则X、Y可能是
①C、CO2 ②NaOH 、Na2CO3 ③AlCl3、Al(OH)3 ④Fe、FeCl2
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
11. 甲醇()在催化剂表面分解的反应涉及多个过渡态(TS1~TS5)和中间体,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 在催化剂表面解离的五个路径中,制约反应速率的是路径⑤
B. 不能由图确定甲醇分解为和是吸热还是放热反应
C. 该历程中路径③的能垒(反应活化能)为
D. 该过程包含键和键的断裂,以及键的形成
12. 下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
13. 电喷雾电离等方法得到的(、、等)与反应可得,与反应过程中体系的能量随反应进程的变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 的二氯代物有两种 B. 过渡态1比过渡态2稳定
C. 步骤I、II均涉及极性键形成 D. 与生成、的反应为吸热反应
14. 化学反应的能量变化如下图所示,下列热化学方程式正确的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 填写下列空白
(1)在101 kPa时,4.0 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出27 kJ的热量,硫的燃烧热为___________,硫燃烧的热化学方程式为_____________________________________。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,该反应的热化学方程式为__________________________。若1 g水蒸气转化为液态水放热2.45kJ,则氢气的燃烧热为__________kJ/mol。
(3)肼()常用作火箭推进剂。已知:
①
②
③
写出肼的电子式___________,反应的=___________;下列能量变化示意图可以表示该反应的是___________ (填序号)。
A. B.
16. 某实验小组用50mL0.55mol·L-1NaOH溶液与50mL0.50mol·L-1盐酸溶液进行中和热的测定,装置如图所示。回答下列问题:
(1)若实验共需要480mLNaOH溶液,实验室在配制该溶液时,则需要称量NaOH固体___________g。
(2)图中装置缺少的仪器是__________________。
(3)NaOH溶液稍过量的原因是_______________________________________。
(4)请填写表中的平均温度差:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
平均温度差/℃
HCl
NaOH
平均值
1
21.2
21.0
21.1
24.2
___________
2
22.0
22.4
22.2
26.3
3
20.8
20.6
20.7
23.9
4
21.3
21.1
___________
24.5
(5)近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液与0.50mol·L-1盐酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1℃-1,则上述实验中反应的热化学方程式为_______________________________________________________。
(6)上述实验测得中和热的数值小于57.3kJ·mol-1,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
A. 量取NaOH溶液时仰视读数 B. 为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液
C. 实验装置保温隔热效果差 D. 用铜丝搅拌器搅拌
17. 完成下列问题。
(1)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,回答问题。
①图中所示反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应________(填“需要”或“不需要”)加热,反应________(填“Ⅰ或Ⅱ”)使用了催化剂。
②已知热化学方程式:H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为________。
(2)10年前城市居民主要使用液化气做菜烧饭,液化气的主要成分是丙烷(C3H8),现在天然气(主要成分是甲烷)已走进千家万户,甲烷和丙烷的燃烧热数据如下表
物质
CH4
C3H8
燃烧热(kJ•mol-1)
890
2220
①请分别写出CH4和C3H8燃烧热的热化学方程式____________________________________。
②使用液化气用户改用天然气,应调整灶具进气量阀门,即减少_________(填“空气”或“天然气”)的进入量。据调查,市场天然气价格为3.0元/m3,液化气价格为21.0元/m3,若该用户每年消耗的热能不变,则消耗液化气的消费大约是消耗天然气的__________倍
18. 完成下列问题。
(1)已知:①HF(aq)
②
写出HF电离的热化学方程式:_____________________________________。
(2)常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图如下,已知CH4的燃烧热为ΔH4,请填写下列空白:
①请分别写出ΔH1和ΔH3对应的化学方程式:________________________________。
②则反应的反应热ΔH和ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间的关系为_________________________。
(3)白磷(P4)在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物(P4O6、P4O10)。31 g的白磷在32 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。
①通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_________,其相应的质量(g)分别为______________。
②已知白磷的燃烧热为y kJ·mol-1,表示白磷的燃烧热热化学方程式为_______________________。
③固体P4O6在氧气中反应生成P4O10固体的热化学方程式为______________________。
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安徽省无为襄安中学2026-2027学年上学期单元测试卷
高二《化学化学反应原理》第一章化学反应的热效应
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32
第I卷(选择题,共42分)
一、单项选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. 灼热的C与水蒸气反应
C. 与反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝片与稀盐酸反应的化学方程式为,铝元素的化合价由0价升高到+3价,氢元素的化合价由+1价降低到0价,属于氧化还原反应;但该反应放出热量,属于放热反应,A错误;
B.灼热的碳与水蒸气反应的化学方程式为,碳元素的化合价由0价升高到+2价,氢元素的化合价由+1价降低到0价,属于氧化还原反应;该反应吸收热量,属于吸热反应,B正确;
C.与反应的化学方程式为,该反应吸收热量,属于吸热反应,但反应前后各元素的化合价均不变,不属于氧化还原反应,C错误;
D.甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,碳元素的化合价由−4价升高到+4价,氧元素的化合价由0价降低到−2价,属于氧化还原反应;但燃烧放出热量,属于放热反应,D错误;
故选B。
2. 生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。键能是指破坏(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量。结合表中信息,下列说法正确的是:
化学键
N≡N
F-F
N-F
键能(kJ/mol)
941.7
154.8
283.0
A. 过程N2(g)→2N(g)放出能量
B. 反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应
C. 稳定性:F-F键<N-F键
D. NF3吸收能量后,肯定发生化学反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 过程N2(g)→2N(g)为断键过程,吸收能量,A错误;
B. 反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)的=941.7kJ/mol+3×154.8kJ/mol-2×3×283.0kJ/mol=-291.9kJ/mol,因此反应放热,B错误;
C.由表格可知F-F键能小于N-F键能,因此稳定性:F-F键<N-F键,C正确;
D.NF3吸收能量后,可能只发生过程NF3(g)→N(g)+3F(g),D错误;
选C。
3. 已知室温下,将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是
A. ∆H1>0 B. ∆H2>∆H3 C. ∆H3>∆H1 D. ∆H2=∆H1+∆H3
【答案】C
【解析】
【分析】根据盖斯定律,反应热与反应物和生成物的状态有关,与反应路径无关,由图象和可知,∆H2=∆H1+∆H3。
【详解】A.CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4和5H2O(l),是吸热反应,故∆H1>0,A正确;
B.根据A选项的分析,∆H1=∆H2-∆H3>0,故∆H2>∆H3,B正确;
C.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,故∆H3<0,而∆H1>0,因此∆H3<∆H1,C错误;
D.根据分析,∆H2=∆H1+∆H3,D正确;
故选C。
4. 已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s)ΔH1=﹣348.3kJ·
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s)ΔH2=﹣31.0kJ·
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于
A. ﹣317.3kJ· B. ﹣379.3kJ· C. ﹣332.8kJ· D. +317.3kJ·
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,将反应(1)减去反应(2)可得,故选A。
5. 含NaOH 20.0g的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出28.7 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= +28.7 kJ·mol-1
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= _28.7 kJ·mol-1
C. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H=+57.4 kJ·mol-1
D. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H= _57.4 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】热化学方程式中化学计量数表示物质的量,所以含NaOH 20.0g(0.5mol)的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出28.7 kJ的热量,根据H++OH-=H2O可知反应生成1mol水时放出的热量为28.7 kJ 57.4 kJ。
故选D。
6. 已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是
A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量
B. 该反应的反应热
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 断裂1molA―A键和1molB―B键,放出akJ能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.依据图像分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b) kJ热量,故A错误;
B.反应热△H=反应物能量总和-生成物能量总和,所以反应热△H=+(a-b) k J•mol-1,故B正确;
C.依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量,故C错误;
D.旧键断裂吸收能量,断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,吸收a kJ能量,故D错误;
故选:B。
7. 水煤气是的主要来源,研究CaO对体系制影响的主要反应如下:
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】已知:
---①
---②
---③
根据盖斯定律,①+②-③可得,反应的=
故选C。
8. 已知两个热化学方程式:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,现有炭粉和H2组成的悬浮气共0.2mol,使其在O2中完全燃烧生成CO2和水蒸气,共放出63.53 kJ的热量,则炭粉与H2的质量之比是
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:6 D. 6:1
【答案】D
【解析】
【详解】设炭粉的物质的量为,的物质的量为,根据题意可列方程:
1. 总物质的量:
2. 总放热量:1mol 完全燃烧放热,1mol 完全燃烧放热,故
联立解得,,则:
,,质量比为。
故选D。
9. 石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是
A. 石墨的燃烧热为110.5kJ/mol
B. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨) ,则金刚石比石墨稳定
C. 金刚石与石墨为同位素
D. 由图可知:
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物(C的稳定氧化物为)的反应热,石墨的燃烧热应为,A错误;
B.反应说明金刚石能量高于石墨,物质能量越低越稳定,因此石墨比金刚石稳定,B错误;
C.金刚石与石墨是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,同位素的研究对象为原子,C错误;
D.根据盖斯定律,的,则的,D正确;
故选D。
10. 不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成,这个过程的热效应是相同的。X、Y、Z、W有下图所示的转化关系,已知焓变:ΔH=ΔH1+ΔH2,则X、Y可能是
①C、CO2 ②NaOH 、Na2CO3 ③AlCl3、Al(OH)3 ④Fe、FeCl2
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①中为、为时,与反应生成后,无法与相同的继续反应生成,不符合转化关系;
②中为、为,为时,与少量生成,与过量生成,与过量直接生成,符合,符合转化关系;
③中为、为,为时,与少量生成,与过量生成,与过量直接生成,符合转化关系;
④中若与反应生成,无法与该继续反应生成,且与反应只能生成,无法得到,④不符合转化关系;
②③正确,①④错误;
故答案为B。
11. 甲醇()在催化剂表面分解的反应涉及多个过渡态(TS1~TS5)和中间体,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 在催化剂表面解离的五个路径中,制约反应速率的是路径⑤
B. 不能由图确定甲醇分解为和是吸热还是放热反应
C. 该历程中路径③的能垒(反应活化能)为
D. 该过程包含键和键的断裂,以及键的形成
【答案】C
【解析】
【详解】A.决速步骤为能垒最高的路径⑤,A正确;
B.由图只能得出 ,为吸热反应,B正确;
C.路径③的能垒为,C错误;
D.由反应历程可知,反应涉及、键断裂和键形成,D正确;
故选C。
12. 下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳燃烧放热,前者为1molC(s)完全燃烧,后者为1molC(s)不完全燃烧,等物质的量的C(s)完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,则ΔH1<ΔH2<0,A符合题意;
B.硫燃烧放热,S(g)=S(s) ∆H<0,则1molS(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量大于1molS(s) 完全燃烧生成SO2(g)放出的热量,即ΔH4<ΔH3<0,B不符合题意;
C.氢气燃烧放热,热化学方程式中化学计量数表示物质的量,根据方程式的系数关系,则2ΔH5=ΔH6<0,即ΔH6<ΔH5<0,C不符合题意;
D.CaCO3(s)分解成CaO(s)和CO2(g)为吸热反应,∆H7>0,CaO(s)与H2O(l)化合成Ca(OH)2(s)为放热反应,∆H8<0,则∆H7>∆H8,D不符合题意;
故选A。
13. 电喷雾电离等方法得到的(、、等)与反应可得,与反应过程中体系的能量随反应进程的变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 的二氯代物有两种 B. 过渡态1比过渡态2稳定
C. 步骤I、II均涉及极性键形成 D. 与生成、的反应为吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷是空间正四面体结构,四个氢原子完全等效,其二氯代物只有一种,故A错误;
B.能量越低,物质状态越稳定,过渡态1比过渡态2能量高,则过渡态2更稳定,故B错误;
C.步骤I涉及形成O-H极性键,步骤II涉及C-O极性键的形成,故C正确;
D.根据反应历程能量变化图所示,与生成、的反应为放热反应,故D错误;
答案选C。
14. 化学反应的能量变化如下图所示,下列热化学方程式正确的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】A
【解析】
【详解】由图可以看出,mol N2(g)和mol H2(g)断键吸收的能量为akJ,形成1molNH3(g)的放出的能量为bkJ,所以N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ/mol,而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为ckJ,根据盖斯定律可知:N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ/mol,N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol;
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 填写下列空白
(1)在101 kPa时,4.0 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出27 kJ的热量,硫的燃烧热为___________,硫燃烧的热化学方程式为_____________________________________。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,该反应的热化学方程式为__________________________。若1 g水蒸气转化为液态水放热2.45kJ,则氢气的燃烧热为__________kJ/mol。
(3)肼()常用作火箭推进剂。已知:
①
②
③
写出肼的电子式___________,反应的=___________;下列能量变化示意图可以表示该反应的是___________ (填序号)。
A. B.
【答案】(1) ①. 216 kJ/mol ②. S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -216 kJ/mol
(2) ①. H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol ②. 285.9
(3) ①. ②. -195.6 ③. A
【解析】
【小问1详解】
硫的摩尔质量为 , 硫粉的物质的量为 。 硫完全燃烧放出 热量,则 硫完全燃烧放出的热量为 。燃烧热是指 纯物质完全燃烧生成指定稳定产物时放出的热量,故硫的燃烧热为 。其热化学方程式需注明物质状态和焓变,即 。
【小问2详解】
由氢气和氧气反应生成 水蒸气放热 ,该反应的热化学方程式为 。 水蒸气转化为液态水放热 ,则 () 水蒸气转化为液态水放热 。氢气的燃烧热是指 氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,即 ,故氢气的燃烧热为 (题目已给单位,填 即可)。
【小问3详解】
肼()分子中两个 原子之间共用一对电子,每个 原子与两个 原子分别共用一对电子,且每个 原子最外层还有一对孤对电子,其电子式为。根据盖斯定律,将已知反应依次命名为:① 、②、③目标反应 可由① - ② - ③得到。因此 。该反应的,为放热反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,图A符合该能量变化过程。
16. 某实验小组用50mL0.55mol·L-1NaOH溶液与50mL0.50mol·L-1盐酸溶液进行中和热的测定,装置如图所示。回答下列问题:
(1)若实验共需要480mLNaOH溶液,实验室在配制该溶液时,则需要称量NaOH固体___________g。
(2)图中装置缺少的仪器是__________________。
(3)NaOH溶液稍过量的原因是_______________________________________。
(4)请填写表中的平均温度差:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
平均温度差/℃
HCl
NaOH
平均值
1
21.2
21.0
21.1
24.2
___________
2
22.0
22.4
22.2
26.3
3
20.8
20.6
20.7
23.9
4
21.3
21.1
___________
24.5
(5)近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液与0.50mol·L-1盐酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1℃-1,则上述实验中反应的热化学方程式为_______________________________________________________。
(6)上述实验测得中和热的数值小于57.3kJ·mol-1,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
A. 量取NaOH溶液时仰视读数 B. 为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液
C. 实验装置保温隔热效果差 D. 用铜丝搅拌器搅拌
【答案】(1)11.0
(2)环形玻璃搅拌器(棒)
(3)保证盐酸完全反应,减少误差
(4) ①. 21.2 ②. 3.2
(5)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-53.5 kJ/mol (6)BCD
【解析】
【小问1详解】
因为没有480 mL容量瓶,实际配制的是500 mL(0.5L)溶液,即m(NaOH)= 0.55mol·L-10.5L40g/mol=11.0g;
【小问2详解】
为减少热量损失,需缩短反应时间,需要搅拌,用环形玻璃搅拌器(棒)进行搅拌,故答案为:环形玻璃搅拌器(棒);
【小问3详解】
为确保盐酸完全反应,减少误差,需要NaOH溶液过量,故答案为:保证盐酸完全反应,减小实验误差
【小问4详解】
根据表中数据可知,第四组的初始平均温度为21.2 ℃,四组数据计算的温差分别为3.1 ℃、4.1 ℃(误差较大舍弃)、3.2 ℃、3.3 ℃,所以平均温度差为3.2 ℃;
【小问5详解】
在该中和实验中,生成水的物质的量为0.025mol,放出的热量=cmt=4.18 J·g-1·℃-1(50+50)g3.2℃=1337.6 J=1.3376 kJ,则生成1mol水放出的热量为=53.5 kJ·mol-1,则ΔH=-53.5 kJ·mol-1,反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-53.5 kJ/mol;
【小问6详解】
A.量取NaOH溶液时仰视读数,量取的氢氧化钠溶液体积偏大,反应放出的热量多,测得的中和热数值偏大,A错误;
B.向酸溶液中分次加入碱溶液,会造成热量散失较多,测得中和热数值偏小,B正确;
C.装置保温隔热效果差,会造成热量散失较多,测得中和热数值偏小,C正确;
D.使用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌,会造成热量散失较多,测得中和热数值偏小,D正确;
答案选BCD。
17. 完成下列问题。
(1)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,回答问题。
①图中所示反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应________(填“需要”或“不需要”)加热,反应________(填“Ⅰ或Ⅱ”)使用了催化剂。
②已知热化学方程式:H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为________。
(2)10年前城市居民主要使用液化气做菜烧饭,液化气的主要成分是丙烷(C3H8),现在天然气(主要成分是甲烷)已走进千家万户,甲烷和丙烷的燃烧热数据如下表
物质
CH4
C3H8
燃烧热(kJ•mol-1)
890
2220
①请分别写出CH4和C3H8燃烧热的热化学方程式____________________________________。
②使用液化气用户改用天然气,应调整灶具进气量阀门,即减少_________(填“空气”或“天然气”)的进入量。据调查,市场天然气价格为3.0元/m3,液化气价格为21.0元/m3,若该用户每年消耗的热能不变,则消耗液化气的消费大约是消耗天然气的__________倍
【答案】(1) ①. 放热 ②. 需要 ③. Ⅱ ④. 409 kJ/mol
(2) ①. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1,C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1 ②. 空气 ③. 2.8
【解析】
【小问1详解】
①反应物总能量高于生成物总能量时,该反应为放热反应;由于反应物分子需要吸收能量转变为活化分子才能发生反应(即克服活化能),因此通常需要加热;加入催化剂可以改变反应途径,降低反应所需的活化能,图中曲线Ⅱ的活化能较低,说明使用了催化剂。
②反应的焓变等于正反应活化能与逆反应活化能之差。因此,逆反应的活化能 = 正反应的活化能 - 。
【小问2详解】
①燃烧热是指纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(如气体和液态水)时所放出的热量。根据表格中甲烷和丙烷的燃烧热数据,甲烷的燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。丙烷的燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1。
②根据燃烧的化学方程式可知,燃烧1体积的丙烷需要5体积的氧气,而燃烧1体积的甲烷仅需要2体积的氧气。由液化气(丙烷)改用天然气(甲烷)时,同体积燃气耗氧量减少,因此应调小风门,即减少空气的进入量。设该用户每年消耗的总热能为,则需要天然气的体积与成正比,需要液化气的体积与成正比。消耗液化气的费用与消耗天然气的费用之比为:,即消耗液化气的消费大约是消耗天然气的 2.8倍。
18. 完成下列问题。
(1)已知:①HF(aq)
②
写出HF电离的热化学方程式:_____________________________________。
(2)常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图如下,已知CH4的燃烧热为ΔH4,请填写下列空白:
①请分别写出ΔH1和ΔH3对应的化学方程式:________________________________。
②则反应的反应热ΔH和ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间的关系为_________________________。
(3)白磷(P4)在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物(P4O6、P4O10)。31 g的白磷在32 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。
①通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_________,其相应的质量(g)分别为______________。
②已知白磷的燃烧热为y kJ·mol-1,表示白磷的燃烧热热化学方程式为_______________________。
③固体P4O6在氧气中反应生成P4O10固体的热化学方程式为______________________。
【答案】(1)HF(aq) = H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4 kJ·mol-1
(2) ①. CO+3H2=CH4+H2O,2CO2+6H2=CH3CH2OH+3H2O ②. 3(ΔH1+ ΔH2 +ΔH4)-ΔH3
(3) ①. P4O6 和P4O10 ②. 27.5g、35.5g ③. P4(s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-ykJ·mol-1 ④. P4O6 (s)+2O2(g)=P4O10(s) ΔH=(8x-2y)kJ·mol-1
【解析】
【分析】本题以HF的电离、含碳物质间的转化和白磷的燃烧为情境,考查热化学方程式的书写、盖斯定律的应用以及反应热的计算。分析时先根据已知热化学方程式,用盖斯定律求出HF电离的热效应;再由物质转化关系图与燃烧热的定义写出各步的热化学方程式,并按盖斯定律叠加得到目标反应的反应热;最后结合白磷与氧气的用量,用元素守恒确定燃烧产物的组成与质量,并利用盖斯定律写出两氧化物相互转化的热化学方程式。
【小问1详解】
已知热化学方程式:
①
②
根据盖斯定律,将 ① - ② 即可得到 的电离方程式:。
其反应热 。
【小问2详解】
① 根据物质转化关系图,箭头指向生成物,可直接写出对应的化学方程式:
对应:
对应:
② 由题意可写出以下四个热化学方程式:
(1)
(2)
(3)
(4)
根据盖斯定律,目标反应 可以由 组合得到,因此其反应热 。
【小问3详解】
① 参加反应的 ,。
设生成的 和 的物质的量分别为 和 。
根据 原子和 原子守恒列方程组:
解得 ,。
故产物组成为 和 ,其质量分别为:
。
② 燃烧热是指 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。白磷完全燃烧生成固态 ,故其热化学方程式为:。
③ 由①的计算可知, 燃烧生成 和 放出 热量,将其扩大 倍可得:
(I)
由②可得:
(II)
根据盖斯定律,将 (II) - (I) 即可得到 转化为 的热化学方程式:
。
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