第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.已知反应 ,反应中相关的化学键键能数据如表所示,则1mol中的化学键完全断裂时需要的能量为
化学键 C—H H—H C—O
键能/() 414 802 436 326
A.432kJ B.464kJ C.864kJ D.928kJ
2.1868年狄青和洪特发现了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。化学反应与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.若H2O为液态,则生成物总能量将变大
C.4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应时向环境释放能量
D.断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量
3.化学反应伴随着能量变化。下列反应的能量变化,符合如图的是
A.木炭燃烧 B.氧化钙溶于水
C.镁条与盐酸反应 D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
4.已知强酸与强碱的稀溶液进行中和反应,理论上生成1mol 时放热为57.3kJ。下列稀硫酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
5.某化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应为放热反应,无需加热就可以发生
B.三种物质、、中,最稳定的物质一定是
C.根据图示可知生成放出的能量
D.断裂键和键要吸收的能量
6.已知相关共价键的键能数据如下表:
共价键 H-H C-H C-C C=C
键能/kJ mol-1 436 413 344 614
则C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)的ΔH为
A.+120kJ·mol-1 B.+46kJ·mol-1 C.-120kJ·mol-1 D.-46kJ·mol-1
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1;则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0;则金刚石比石墨稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1;则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;则ΔH1>ΔH2
8.2022年北京冬奥会秉承“绿色办奥”的理念,首次使用氢能作为火炬燃料。下列说法正确的是
A.火炬使用氢能燃料,碳排放量为零,符合“碳中和”理念
B.火炬燃料的燃烧包含热能转化为化学能的过程
C.需要加热才能发生的反应就一定是吸热反应
D.燃烧属于放热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量
9.已知:①
② ;
③ ;
则反应的等于
A.+753kJ/mol B.-753kJ/mol C.+3351kJ/mol D.-3351kJ/mol
10.碳酸钠晶体()失水可得到或,两个化学反应的能量变化示意图如下:
下列说法不正确的是
A.
B.碳酸钠晶体()失水是化学变化
C.向中滴加几滴水,温度升高
D.失水生成:
11.已知:(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g) ΔH=akJ/mol
(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) ΔH=bkJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l) ΔH=ckJ/mol
(4)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) ΔH=dkJ/mol
下列关系式中正确的是
A.a
12.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.
13.下列过程既是氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.Na2O2溶于水
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl(s)混合并搅拌
C.灼热的炭与CO2反应
D.铝热反应
14.在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成,这时的叫做中和热,常温下溶于不同量水中的热效度如下表:
2.0 1.0 0.67 0.50 0.33
溶解放热/() 15.8 27.8 35.9 41.6 48.9 95.3
下列说法正确的是
A.硫酸溶于水时破坏范德华力、氢键、离子键和共价键
B.当时,溶解放热
C.向的溶液中加入9g水,放出热量6.9kJ
D.用的溶液测定中和热会使结果偏大
15.将一块擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol L-1CuSO4溶液中,观察到实验现象为:铝表面有红色物质析出,同时有少量气泡,铝片上下翻滚,溶液中出现黑色物质。下列方程式不正确的是
A.Cu2+(aq)+2H2O(l)Cu(OH)2(s)+2H+(aq) △H>0
B.2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s) △H<0
C.Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H>0
D.2Al(s)+6H+(aq)=2Al3+(aq)+3H2(g) △H<0
二、填空题
16.磷元素有多种性质不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。25 ℃,101 kPa下,31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量,根据以上事实回答下列问题:
(1)红磷转化为白磷属于___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧,放出热量较多的是___________(填“白磷”或“红磷”,下同)。
(3)31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是___________,二者更稳定的是___________。
17.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是和反应生成过程中能量的变化示意图,该化学反应属于___________(放热或吸热)反应,正反应的活化能为___________,写出该反应的热化学方程式:___________。
(2)上述反应用到的氢气是一种清洁燃料,已知氢气的燃烧热为,请写出氢气燃烧热的热化学方程式:________。已知转化成吸收的热量,________完全燃烧生成气态水可以放出的热量(不可虑热量损失)。
三、计算题
18.甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①
②
③
(1)回答下列问题:已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H
E/ 436 343 1076 465 413
由此计算_______;已知,则_______。
(2)已知在常温常压下:
①
②
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_______。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,已知:
①(白磷,s)
②4P(红磷,s)
比较反应中的大小:_______(填“>”、“<”或“=”)。
(4)人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示: ;如果某人每天消耗12600kJ热量,则他每天至少要摄入葡萄糖的质量为_______。
19.已知:
①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
请填写下列空白。
(1)上述反应中属于吸热反应的是_______(填序号)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为_______(填序号)。
(3)10gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为_______kJ。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式:_______。
(5)FeS2焙烧产生的可用于制硫酸。已知、时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H1=-197kJ mol-1
H2O(g)H2O(l) H2=-44kJ mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)= 2H2SO4(l) H3=-545kJ mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_______。
四、元素或物质推断题
20.下表为元素周期表的一部分。
碳 氮 Y
X 硫 Z
回答下列问题:
(1)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为 -69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式___________。
(2)碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,其电子式为______________。
(3)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价的含氧酸盐,消耗1.0L 2.2mol L-1NaOH溶液和1.0molO2,则两种气体中相对分子质量小的气体物质的量为___________。
五、实验题
21.某化学兴趣小组要完成中和热的测定实验。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、盐酸、氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是_______、_______。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒_______(填“能”或“否”),其原因是_______。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 中和热
a 50mL 50mLHCl溶液 20℃ 23.3℃ _______
22.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用另一量筒量取溶液,用温度计测出其温度;
③将NaOH溶液分多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:_______。
(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)现将一定量的稀氢氧化钾溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为_______。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是,又知中和反应后生成溶液的比然热容。为了计算中和热,某学生实验记录数据如表:
起始温度 终止温度
实验序号 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热_______(保留1位小数)。
(5)上述实验结果与中和热数值有偏差,产生偏差的原因不可能为_______(填序号)。
①实验装置保温、隔热效果差
②用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
③分多次把NaOH溶液倒入内筒中
④测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:反应物的总键能与生成物的总键能的差值约等于反应的焓变,设O—H键的键能为,则,解得,故1mol中的化学键完全断裂时需要的能量为928kJ,故选D。
2.C
解析:A.图示可知,4HCl(g)+O2(g)的总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应为放热反应,故A错误;
B.若H2O为液态,气体变为液体,物质能量减小,生成物总能量将变小,故B错误;
C.反应前后遵循能量守恒,4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)和2H2O(g)的总能量,反应时向环境释放能量,故C正确;
D.图示可知,4HCl(g)+O2(g)的总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应为放热反应,断开旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键所释放的总能量,故D错误;
故答案选C。
【点睛】本题考查了化学反应过程中能量变化、化学反应实质的理解应用,注意反应吸热或放热是反应物总能量和生成物总能量共同决定。
3.D
【分析】由图可知,该反应为吸热反应,以此解题。
解析:A.木炭燃烧为放热反应,A错误;
B.氧化钙溶于水为放热反应,B错误;
C.镁条与盐酸反应为放热反应,C错误;
D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应为吸热反应,D正确;
故选D。
4.A
解析:A. ,A正确;
B.l表示液体,aq表示溶液,氢离子和氢氧根的状态应用aq表示,B错误;
C.反应热的单位是kJ/mol,C错误;
D.中和反应放热,,D错误;
故选A。
5.D
解析:A.由图可知反应物总能量高于生成物能量为放热反应,但A-A键和B-B键断裂需要吸收能量,可能需要加热破坏反应物化学键以发生反应,反应放热与反应是否需要加热无关,选项A错误;
B.物质能量越低越稳定,由图知和的总能量高于的能量,但不知和单独物质的能量大小,所以无法确定谁最稳定,选项B错误;
C.根据图示可知生成2mol放出的能量为,选项C错误;
D.断裂1moLA-A键和1molB-B键要吸收xkJ的能量,选项D正确;
答案选D。
6.C
【分析】焓变=反应物的总键能-生成物的总键能。
解析:反应C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=614kJ/mol+4×413kJ/mol+436kJ/mol -344kJ/mol-6×413kJ/mol =-120kJ/mol;
答案选C。
7.C
解析:A.选项中生成的水是气体,应该是液态水,所以不能得出氢气的燃烧热是241.8kJ/mol,A错误;
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0;石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,B错误;
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,则含20.0gNaOH物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,C正确;
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ①,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2②;①-②得到:2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH1-ΔH2,一氧化碳燃烧生成二氧化碳是放热反应,焓变为负值,所以ΔH1<ΔH2,D错误;
故选C。
8.A
解析:A.火炬使用氢能燃料,燃烧生成无污染的水,碳排放量为零,符合“碳中和”理念,A正确;
B.火炬燃料的燃烧包含化学能转化为热能的过程,B错误;
C.需要加热才能发生的反应不一定就是吸热反应,铝热反应是放热反应,但需要加热才能发生,C错误;
D.燃烧属于放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误;
故选A。
9.C
解析:由盖斯定律可知,将得,则该反应的反应热,综上所述,答案为C。
10.D
解析:A.1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)的能量,故,故A正确;
B.碳酸钠晶体()失水生成新物质,是化学变化,故B正确;
C.1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s),向中滴加几滴水,放出能量,温度升高,故C正确;
D.
根据盖斯定律②-①得,故D错误;
选D。
11.D
解析:A.(1)式和(3)式中水的状态不同,(3)中生成的是液态水,放出的热量多,生成液态水的焓变数值小于生成气态水的焓变,所以c<a<0,故A错误;
B.(2)式和(4)式中水的状态不同,(4)中生成的是液态水,放出的热量多,生成液态水的焓变数值小于生成气态水的焓变,所以d<b<0,故B错误;
C.燃烧反应为放热反应,ΔH<0,热化学方程式的焓变与化学计量数成正比,(2)式化学计量数为(1)式化学计量数的两倍,(2)式的焓变也是(1)的两倍,故b=2a<0,故C错误;
D.燃烧反应为放热反应,ΔH<0,热化学方程式的焓变与化学计量数成正比,(4)式化学计量数为(3)式化学计量数的两倍,(4)式焓变也是(3)的两倍,d=2c<0,故D正确;
答案选D。
12.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。
13.C
解析:A.Na2O2溶于水反应产生NaOH、O2,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应;该反应发生放出热量,因此反应属于放热反应,A不符合题意;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl(s)混合并搅拌发生反应产生BaCl2、NH3、H2O,反应过程中元素化合价没有发生变化,因此反应不属于氧化还原反应;该反应发生吸收热量,因此反应属于吸热反应,B不符合题意;
C.灼热的炭与CO2反应产生CO,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应;该反应发生吸收热量,因此反应属于吸热反应,C符合题意;
D.铝热反应是Al与金属氧化物在高温下反应产生Al2O3和金属单质。反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应;该反应发生放出热量,因此反应属于放热反应,D不符合题意;
故合理选项是C。
14.C
解析:A.硫酸没有离子键,故A错误;
B.常温下不断加入水,根据表格分析加入0.5mol水放热15.8kJ,再加0.5mol水放热27.8kJ 15.8kJ=12 kJ,再加0.5mol水放热35.9kJ 27.8kJ=8.1 kJ,根据数据分析得到硫酸浓度越来越稀,硫酸溶于水时放出的热量逐渐越少,当时,则相当于中加入了水,如果不考虑浓度降低放热减少,溶解放热为,而实际溶解放热大于,故B错误;
C.根据题中信息会释放27.8kJ的热,会释放13.9kJ的热,会释放41.6kJ的热,会释放20.8kJ的热,则向的溶液中加入9g水,放出热量20.8kJ 13.9kJ =6.9kJ,故C正确;
D.的溶液不是稀溶液,因此在反应时又会释放热量,因此放出的热量数值偏大,测定中和热焓变结果偏小,故D错误。
综上所述,答案为C。
15.A
解析:A.CuSO4溶液中存在水解平衡:△H>0,由于Cu2+水解程度较小,不能生成氢氧化铜固体,A错误;
B.加入擦去氧化膜的铝片后,由于Cu2+的氧化性比H+的强,所以发生铝与Cu2+的置换反应:2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)△H<0,B正确;
C.由于铝与Cu2+及H+的反应均放热,使生成的极少量氢氧化铜受热易分解产生黑色的CuO:△H>0,C正确
D.铝还能与溶液中的H+发生置换反应生成氢气:2Al(s)+6H+(aq)=2Al3+(aq)+3H2(g)△H<0,D正确;
故选:A。
二、填空题
16. 吸热 白磷 白磷 红磷
解析:(1)已知白磷转化为红磷放出热量,则红磷转化为白磷吸收热量,属于吸热反应;
(2) 白磷转化为红磷放出热量,则等质量的红磷和白磷分别完全燃烧,白磷先转化为红磷放出热量,则放出热量较多的是白磷;
(3) 31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量,则31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是白磷,能量越低物质越稳定,则更稳定的是红磷。
17.(1) 放热 254kJ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ/mol
(2) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol 0.5
解析:(1)根据反应能量图中发现反应物的能量高于生成物,则判断该反应为放热反应;根据图象判断反应的正反应活化能为254 kJ,逆反应活化能为300kJ,能量差是46kJ,是1molNH3,则该反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ/mol;故答案为:放热;254kJ;N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ/mol;
(2)氢气的燃烧热是燃烧1mol纯物质生成稳定的氧化物液态水所放出的热量,书写热化学方程式为:H2(g)+1/2O2=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol,根据已知1molH2O(l)转化成1molH2O(g)吸收44kJ的热量,得H2(g)+1/2O2=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol,根据热化学方程式的含义判断,当放出120.9kJ的能量时,氢气的物质的量为0.5mol,故答案为:H2(g)+1/2O2=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;0.5。
三、计算题
18.(1) -99 +41
(2)
(3)<
(4)810g
解析:(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故1076kJ/mol+2436kJ/mol-(3413+343+465)kJ/mol=-99 kJ/mol;根据盖斯定律可知,由②-①可得反应③,故-58 kJ/mol -(-99 kJ/mol)= +41kJ/mol。
(2)已知反应① ;
反应② ;根据盖斯定律可知,由①+②4可得, ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(3)常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因△H<0,则放出的能量越多反应热越小,<。
(4)已知 ,可知某人每天消耗12600kJ热量,需要葡萄糖的物质的量为,则他每天至少要摄入葡萄糖的质量为。
19.(1)①
(2)③
(3)1209
(4)CO(g)+O2(g)=CO2(g) H1=-283kJ mol-1
(5)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) H=-130 kJ mol-1
解析:(1)吸热反应的热化学方程式中, H>0,则上述反应中属于吸热反应的是①。答案为:①;
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式中,C(s)的物质的量为1mol,产物为CO2(g),则符合要求的为③。答案为:③;
(3)由H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol可得,H2(g)——241.8kJ,则10gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为=1209kJ。答案为:1209;
(4)利用盖斯定律,将反应③-②,即得CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5 kJ mol-1–(-110.5 kJ mol-1)=-283kJ mol-1。答案为:CO(g)+O2(g)=CO2(g) H1=-283kJ mol-1;
(5)①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H1=-197kJ mol-1
②H2O(g)H2O(l) H2=-44kJ mol-1
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)= 2H2SO4(l) H3=-545kJ mol-1
利用盖斯定律,将反应③×-①×-②得:SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) H=(-545kJ mol-1)×-(-197kJ mol-1)×-(-44kJ mol-1)=-130 kJ mol-1。答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) H=-130 kJ mol-1。
四、元素或物质推断题
20. Si(s) + 2Cl2(g) === SiCl4(l) ΔH= 687kJ mol 1 0.90mol
【分析】根据题给信息及热化学方程式的书写规则书写热化学方程式;根据烃分子的最简式及烯烃的性质分析烃的种类,书写电子式;根据原子守恒,电子守恒进行氧化还原反应的相关计算。
解析:根据元素在周期表中的位置,可知X为Si,Y为O,Z为Cl,
(1)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为 69℃和58℃,说明常温下为液体,生成SiCl4,反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H= 687kJ/mol,故答案为:Si(s) + 2Cl2(g) = SiCl4(l) ΔH= 687kJ mol 1;
(2)该烃分子中碳氢质量比为9:1,则N(C):N(H)=:=3:4,最简式应为C3H4,有2个不饱和度,依据碳化钙与水反应推测,其为炔烃,4个H由2个Mg代替(通过带电量来替换),故其电子式为,Q为Mg2C3,与水反应的方程式为 Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑,故答案为:;
(3)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成两种气体为NO、NO2,最终转化为NaNO3,1mol氧气参与反应转移电子的物质的量为4mol,设出NO、NO2的物质的量分别为xmol、ymol,根据N原子从Cu中得到的电子,之后又都转移给O2,以保持电子数守恒关系;同时气体被氢氧化钠吸收时,N原子一直保持守恒、个根据N与Na原子守恒关系可得:x+y=1.0L×2.2mol L-1=2.2mol,根据N元素与氧元素电子转移守恒得:3x+y=2×2×1=4mol,即:,解得:x=0.9,y=1.3,相对分子质量较小的NO为0.9mol,故答案为:0.90mol。
五、实验题
21.(1) 量筒 温度计
(2) 否 金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3)-55.2kJ/mol
【分析】根据Q=m c △T计算反应放出的热量,结合△H=-计算出反应热;
解析:(1)测定稀盐酸和稀氢氧化钠的中和热,所需要的玻璃仪器有:大、小两个烧杯、胶头滴管、量筒、温度计以及环形玻璃搅拌器,需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积,需要使用温度计测量温度,则还缺少温度计和量筒,故答案为:量筒;温度计;
(2)不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,故答案为:否;金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)温度差为3.3℃,溶液的质量为100mL×1g cm-3=100g=0.1kg,生成水的物质的量为0.5mol L-1×0.05L=0.025mol,反应放热Q=m c △T=0.1kg×4.18 kJ kg-1 ℃-1×3.3℃=1.3794kJ,反应热,故答案为:-55.2kJ/mol。
22.(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,影响测量结果
(3)
(4)
(5)②
解析:(1)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)氢氧化钾与氢氧化钙均是强碱,完全电离,一水合氨为弱碱,反应过程中还会继续电离,电离过程吸热,因此稀氨水与稀盐酸反应放出的热量少,因为放热反应的反应热为负值,放热越少,反应热越大,故可得出△H1=△H2<△H3;
(4)实验1的温度差为,实验2的温度差为,故平均温度差值为3.125℃,该实验测得的中和热
(5)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,
①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,故不符合;
②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,故符合;
③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,故不符合;
④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,故不符合;故选②。