第1章《化学反应的热效应》检测题
一、单选题
1.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.燃烧属于放热反应
B.中和反应是吸热反应
C.断裂化学键放出能量
D.反应物总能量与生成物总能量可能相等
2.航天飞机用铝粉与高氯酸铵()的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵分解,化学方程式为。下列有关该反应的叙述正确的是
A.分解需要加热,故该反应的
B.分解是化学能转变为热能和动能
C.分解生成液态水时放出的能量比生成气态水时的少
D.热化学方程式为
3.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C.1mol C(金刚石)比1mol C(石墨)的总键能大
D.1mol C(金刚石)比1mol C(石墨)的总能量高
4.某些化学键的键能如下
键 H-H Cl-Cl Br-Br I-I H-Cl H-Br H-I
键能kJ/mol 436 243 193 151 431 356 299
A.1molH2分别与Cl2、Br2、I2反应,则在碘中完全反应放出的热量最多
B.1molH2与足量的Cl2完全反应,放出的热量是248kJ
C.H-F键的键能大于431kJ/mol
D.稳定性最强的是H-Cl键
5.25℃ 101 kPa时,反应S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -297.23kJ/mol。下列说法中正确的是
A.S(g) + O2(g) = SO2(g) 放出的热量大于297.23kJ
B.S的燃烧热为297.23kJ
C.相同条件下,S具有的能量高于SO2具有的能量
D.形成1mol SO2的化学键释放的总能量小于断裂1mol S(g) 和1mol O2(g) 的化学键所吸收的总能量
6.下列热化学方程式书写正确的是
A.2SO2+O22SO3;△H=-196.6kJ mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=+571.6kJ mol-1
C.H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ mol-1
D.C(s)+O2(g) CO2(g);△H=-393.5kJ
7.已知1molCH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O,放出890.3kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=+890.3kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=+890.3kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
8.下列变化过程,属于放热反应的是
①金属钠与水
②晶体与混合搅拌
③碳酸氢钠与盐酸反应
④水蒸气变成液态水
⑤氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应
⑥碳酸钙热分解
A.①② B.①⑤ C.③④ D.④⑥
9.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452kJ/mol
下列说法正确的是
A.28克CO完全燃烧,放出热量为283J
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=+226kJ/mol
C.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为1.204×1024
D.CO的燃烧热为283kJ/mol
10.已知白磷变成红磷放出热量,对于下列反应,与的关系是
(1)
(2)
A. B. C. D.无法确定
11.MnO2催化某反应的一种催化机理如图所示(其中 OH是羟基自由基, CHO是醛基自由基),下列说法正确的是
A.使用MnO2催化时,该反应的△H会发生变化
B.O为中间产物之一,与Na2O2中所含阴离子种类相同
C.该反应的总反应化学方程式为HCHO+O2CO2+H2O
D.催化过程中,所发生的反应均为氧化还原反应
12.烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:
某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
下列说法正确的是:
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-1-溴丙烷含量更高
C.反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代烃反应的关键步骤
13.下列说法中正确的是
A.燃烧的热化学方程式为:
B.已知稀溶液中, ,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出57.3kJ热量
C.在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
D.已知 ,则生成的反应热的大于
14.下列反应的是
A.石墨燃烧 B.铝热反应
C.盐酸与的反应 D.
15.已知几种化学键的键能如表所示:
化学键
键能 a 436 463 750
根据热化学方程式: ,计算表中的a为
A.484.5 B.969 C.872 D.1938
二、填空题
16.碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类生活中。已知25℃、100 kPa时:
Ⅰ.1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成和,放出2804 kJ热量。
Ⅱ. kJ mol。
(1)25℃时,与经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和的热化学方程式为_______。
(2)25℃、100 kPa时,已知、(CO中的化学键)的键能分别为495 kJ mol、799 kJ mol,分子中碳氧键的键能为_______kJ mol。
(3)如图是1 mol 和1 mol 反应生成1 mol和1 mol 过程中的能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式_______。
②若在该反应体系中加入催化剂,对反应热_______(填“有”或“没有”)影响。
17.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率,请回答下列问题。
(1)某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化,实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是_______热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是_______热反应。反应过程_______(填“①”或“②”)的能量变化可用图2表示。
(2)已知:断裂1molH-H、1molO=O,1molH-O键吸收的能量依次为436kJ、498kJ、467kJ。在反应中,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为_______。
18.地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。
(1)的电子式为_______,实验室通过加热和的混合物制取氨,该反应的化学方程式为_______。
(2)我国科研团队借助一种固体催化剂,在常温、常压和可见光条件下合成氨,其过程如图所示。该反应的化学方程式为_______,该反应中每转移,生成的体积为_______L(标准状况下)。
(3)实验室为模拟工业生产制备少量硝酸,设计的流程如图。
①实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可超过700℃,由此可知该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,反应的化学方程式为_______。
②控制氨气和空气(体积分数为20%)的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时,废气中含有氮氧化物。欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上(空气)的最佳比例为_______(同温同压条件下)。
(4)农业生产过程中使用的铵态氮肥,是水体中铵态氮元素的来源之一、检验某氮肥样品中是否存在的实验方法是_______。
三、实验题
19.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH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)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是________。
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热的数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用55 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 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”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应的反应热会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
20.50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH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热,回答下列问题:
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式:___________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是___________ (从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)实验需要多次测量盐酸和NaOH溶液及反应后溶液的温度,以求出反应前后的平均温度差,每次测量温度后都必须采取的操作是___________。
(4)大烧杯如不盖硬纸板,求得的中和热数值___________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(5)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”、“不相等”),所求中和热___________(填“相等”、“不相等”),简述理由___________。
(6)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”“无影响”)。
21.如图是某实验小组改进的中和反应反应热测定实验装置。组装仪器后,先在塑料瓶中加入盐酸,然后通过注射器注入溶液,通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题:
(1)塑料瓶外泡沫板的作用是_______,缺少的仪器是_______。
(2)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热容,为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号 起始温度/℃ 终止温度/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.2 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.3 20.5 25.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热_______(结果保留一位小数)。
(3)有同学考虑注射器针筒中会有NaOH溶液残留(不超过0.5mL),认为上述实验会导致所测得反应热偏小,请判断该观点是否正确并说明理由:_______。
(4)如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”,下同)、所求中和热_______。
(5)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为_______。
四、计算题
22.已知:
2H2(g) + O2(g) =2H2O( l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1
CO(g) + O2(g) = CO2(g) △H= -283 kJ·mol-1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,求原混合气体中
H2和CO的物质的量_______。
23.回答下列问题
(1)在25℃,101kpa下,1g甲醇()燃烧生成和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示:
化学键 N—H Br—Br H—Br
键能/ 391 946 194 366
请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式:___________。
(3)已知:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式___________。
(4)根据图示信息写出热化学方程式:___________。
(5)已知:C(s)、CO(g)和完全燃烧的热化学方程式分别为
请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和的热化学方程式:___________。
24.利用盖斯定律书写热化学方程式。
(1)根据已知信息,按要求写出指定反应的热化学方程式:
(1)LiH可作飞船的燃料,已知下列反应:
①2Li(s)+H2(g)=2LiH(s) ΔH=-182kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1
③4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) ΔH=-1196kJ·mol-1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式_______。
(2)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-111kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH=_______kJ·mol-1。
(3)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为_______、_______,制得等量H2所需能量较少的是_______。
(4)已知下列反应:
SO2(g)+2OH—(aq)=(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO—(aq)+(aq)=(aq)+Cl—(aq) ΔH2
CaSO4(s)=Ca2+(aq)+(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH—(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl—(aq)的ΔH=_______。
试卷第2页,共11页
参考答案:
1.A
【详解】A.物质燃烧时向外界释放能量,属于放热反应,A项正确;
B.中和反应都是放热反应,B项错误;
C.化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量,C项错误;
D. 化学反应中的物质变化一定伴随着能量变化,反应物总能量与生成物总能量一定不相等,D项错误。
故选A。
2.B
【详解】A. 为固体燃料,故该反应为放热反应,故A错误;
B. 分解是放热反应,化学能转化为热能,产生大量的高温气体,推动航天飞机飞行,热能转化为动能,故分解是化学能转变为热能和动能,故B正确;
C. 气态水转化为液态水放出热量,故分解生成液态水时放出的能量比生成气态水时的多,故C错误;
D. 热化学方程式中物质要标明状态,故D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,A错误;
B.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的能量金刚石比石墨多,B错误;
C.石墨转化为金刚石要吸收能量,ΔH=反应物总键能-生成物总键能>0,则1molC(石墨)比1molC(金刚石)的总键能大,C错误;
D.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高,D正确;
故答案选D。
4.C
【详解】A.1molH2分别与Cl2、Br2、I2反应,生成2molHCl、HBr和HI,根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和可知,生成2molHCl放热183kJ,生成2molHBr放热83kJ,生成2molHI放热11kJ,则在Cl2中完全反应放出的热量最多,A错误;
B.1molH2与足量的Cl2完全反应,放出热量183kJ,B错误;
C.原子半径Cl>F,则键长H-F
故答案选C。
5.A
【详解】A.对于反应①,反应②,根据盖斯定律,反应①+反应②可得,,所以放出的热量大于297.23kJ,故A正确;
B.燃烧热是指在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叫做燃烧热,根据反应,可知,固体S的燃烧热为,故B错误;
C.从反应,可知,1mol固体S与1mol氧气的总能量高于1mol二氧化硫,但是无法比较固体S和二氧化硫的能量大小,故C错误;
D.反应物反应时断键吸收能量,生成物形成时释放能量,对于反应,反应物键能之和—生成物键能之和=<0,说明形成1mol SO2的化学键释放的总能量大于断裂1mol S(g) 和1mol O2(g) 的化学键所吸收的总能量,故D错误;
故选A。
6.C
【详解】A.没有标出物质的聚集状态,正确的写法为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol,故A错误;
B.氢气和氧气反应是放热反应,△H为负值,正确的为2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ mol-1,故B错误;
C.H2与O2的化合反应为放热反应,热化学方程式为H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ mol-1,故C正确;
D.△H单位为kJ/mol,正确的写法为C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ/mol,故D错误;
故选:C。
7.B
【详解】1mol CH4完全燃烧放出的热量为890.3kJ,热化学方程式中的系数表示的是该物质的物质的量,方程式中要注明物质的状态,反应放热,焓变符号是“-”,综上所述故选B。
8.B
【分析】常见的放热反应有:酸碱中和反应、燃烧反应、大多数的化合反应、活泼金属和水或酸的置换反应、铝热反应;常见的吸热反应有:大多数的分解反应、NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的复分解反应、碳和水蒸气生成水煤气的反应、碳和二氧化碳生成一氧化碳的反应。
【详解】①金属钠与水反应生成NaOH和氢气,是放热反应;
②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O的反应是典型的吸热反应;
③碳酸氢钠与盐酸反应生成NaCl、水和二氧化碳,该反应是吸热反应;
④水蒸气变成液态水不是化学反应,是放热的过程;
⑤酸碱中和都是放热反应;
⑥碳酸钙热分解是吸热反应;
综上所述放热反应有①⑤;
故答案为B。
9.D
【详解】A.28克CO完全燃烧,相当于1molCO完全燃烧。第一个热化学方程式中ΔH是2molCO完全燃烧所产生的的热量,所以由此可知1molCO完全燃烧,放出的热量为KJ,故A错误;
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)与第二个热化学方程式有关,相当于第二个热化学方程式除以2,所以Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226kJ/mol ,故B错误;
C.①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol、②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ/mol,则根据盖斯定律可知①×+②即得到Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s),所以该反应的反应热△H=-566 kJ/mol×-226 kJ/mol=-509kJ/mol。在反应中碳元素化合价从+2价升高到+4价,失去2个电子。因此CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为2×6.02×1023 ,但CO(g)与Na2O2(s)反应未指明生成物状态,故C错误;
D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol,所以CO的燃烧热为△H=-566 kJ/mol×=-283 kJ/mol ,故D正确;
故选D。
10.C
【详解】白磷变成红磷需要放出18.38kJ热量,说明红磷的能量比白磷低,红磷比白磷稳定,那么燃烧时,生成产物相同的情况下,白磷产生的能量要比红磷多,所以Q1>Q2,故答案选C。
11.C
【分析】根据催化机理可以发现反应物为甲醛和氧气,产物为二氧化碳和水,以此解题。
【详解】A.催化剂不能改变反应热,△H不会发生变化,故A错误;
B.反应过程没有加入O,O为中间产物,Na2O2中所含阴离子O,种类不相同,故B错误;
C.根据如图的催化机理可知总反应为:HCHO+O2CO2+H2O,故C正确;
D. 催化机理存在HCO与H+反应生成CO2的过程,这一步不是氧化还原反应,故D错误;
故答案为C。
12.D
【详解】A.异丁烷的二溴代物有、、三种结构,A错误;
B.根据烷烃卤代反应的机理,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-溴丙烷含量更高,B错误;
C. 根据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,得到的自由基越多,形成相应卤代烃的量就越多,异丁烷形成的自由基 比稳定,C错误;
D.根据烷烃卤代反应的机理,卤素单质分子在光照条件下卤素单质分子中化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤,D正确;
故选D。
13.C
【详解】A.燃烧热指的是在25℃、101kpa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,乙醇完全燃烧的稳定产物为二氧化碳气体和液态水,故A错误;
B.醋酸是弱电解质,电离需吸收热量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3 kJ,故B错误;
C.由燃烧热定义可知,燃烧热指的是在25℃、101kpa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,故C正确;
D.的能量高于,气态三氧化硫转化为液态放出热量,反应热的为负值,放热越多值越小,则生成的反应热的大于,故D错误;
故选:C。
14.C
【分析】ΔH>0的反应为生成物的总能量大于反应物的总能量的吸热反应。
【详解】A.石墨燃烧的反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故A不符合题意;
B.铝热反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故B不符合题意;
C.盐酸与碳酸氢钠的反应是生成物的总能量大于反应物的总能量的吸热反应,故C符合题意;
D.二氧化氮聚合生成四氧化二氮的反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故D不符合题意;
故选C。
15.B
【详解】反应物总键能-生成物总键能,可求得,B项正确。
16.(1) kJ mol
(2)664.75
(3) kJ mol 没有
【分析】(1)由题意可知,反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量,反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH= 2804kJ/mol,二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应;
(2)由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得:反应②的焓变△H=E(C≡O)+ 2E(C=O)= 283kJ/mol;
(3)催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,即不能改变反应热;焓变ΔH=正反应的活化能 逆反应的活化能,结合物质的凝聚状态书写热化学方程式。
【详解】(1)由题意可知,反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量,反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH= 2804kJ/mol,二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应,则生成1mol葡萄糖会吸收2804kJ的热量,反应的热化学方程式为ΔH=+2804kJ/mol;故答案为:ΔH=+2804kJ/mol;
(2)由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得:反应②的焓变△H=E(C≡O)+ 2E(C=O)= 283kJ/mol;解得;所以,故答案为664.75;
(3)①图中E1、E2分别表示正反应的活化能、逆反应的活化能,反应生成CO2(g)和NO(g)的反应为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g),其焓变ΔH=正反应的活化能 逆反应的活化能=(+134kJ/mol) (+368kJ/mol)= 234kJ/mol,即热化学方程式为 kJ mol;故答案为 kJ mol;
②催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,即不能改变反应热;故答案为没有。
17.(1) 放 吸 ①
(2)498kJ
【详解】(1)反应后①中的温度升高,说明铝条与盐酸反应时向外放出能量,所以铝条与盐酸的反应是放热反应;反应后②中的温度降低,说明Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应时吸收了能量,所以Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应;图2中反应物的总能量高于生成物的总能量,该过程是放热反应,所以反应过程①的能量变化可用图2表示;
(2)根据已知信息可计算该反应的焓变,=E反-E生=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)=(2×436+498-4×467)=-498,44.8L(标准状况)的物质的量为,故,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为498kJ;
18.(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 6H2O+2N24NH3+3O2 44.8L
(3) 放热 4NH3+5O24NO+6H2O 1∶10
(4)加入浓NaOH溶液并加热,若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则含有NH
【详解】(1)氨气的电子式为 ,实验室常用氯化铵和Ca(OH)2加热得到氨气,其反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;故答案为 ;2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)根据过程图可知,H2O、N2在催化剂作用下生成氨气和氧气,其反应方程式为6H2O+2N24NH3↑+3O2↑;生成4mol氨气,转移电子物质的量为12mole-,因此转移6mole-,生成2mol氨气,即标准状况下生成氨气的体积为44.8L;故答案为6H2O+2N24NH3+3O2;44.8L;
(3)①停止加热后,催化剂始终保持红热,说明该反应为放热反应,化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;故答案为放热;4NH3+5O24NO+6H2O;
②该流程中发生4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,从该过程中N的化合价由-3价升高+5价,作还原剂,氧气作氧化剂,根据得失电子数目守恒有:n(NH3)×8=n(O2)×4,因此有n(NH3)∶n(O2)=1∶2,相同条件下,气体物质的量之比等于气体体积之比,有V(NH3)∶V(O2)=1∶2,按照空气中氧气的体积分数为20%,则V(NH3)∶V(空气)=1∶10;故答案为1∶10;
(4)利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,检验NH的操作方法是:加入浓NaOH溶液并加热,若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则含有NH;故答案为加入浓NaOH溶液并加热,若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则含有NH。
19.(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失
(3)偏小
(4)不相等
(5)偏小
【解析】(1)
由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒。
故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)
中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)
大烧杯上如不盖硬纸板,会有热量的散失,则求得的中和热的值偏小。
故答案为:偏小;
(4)
中和反应放出的热量与参加反应的酸和碱的物质的量有关,物质的量不同,放出的热量不同;则实验中改用55 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等。
故答案为:不相等;
(5)
氨水是弱碱,在水溶液中电离时吸收热量,测得的中和反应的反应热会偏小。
故答案为:偏小。
20.(1)
(2)C
(3)用水将温度计冲洗干净并用滤纸擦干
(4)偏小
(5) 不相等 相等 因为中和热是指稀强酸、稀强碱反应生成1 mol水时放出的热量,是个定值
(6)偏小
【详解】(1)中和热的条件之一是生成1mol液态水,即二元酸稀硫酸的化学计量数是 ,稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式;
(2)为了减少热量散失,倒入NaOH溶液的正确操作是一次性迅速倒入,故选C;
(3)每次测量温度后都必须用水将温度计清洗干净,并用滤纸擦干,减少温度计上残留的酸或碱发生反应,导致热量散失;
(4)大烧杯如不盖硬纸板,将会导致热量散失,使求得的温度变化量减小,计算得到的中和热数值偏小;
(5)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸进行反应,则酸过量,NaOH完全反应,与上述实验相比,参与反应的NaOH的量增大,所放出的热量变大,所以不相等;所求中和热相等,因为中和热是指稀强酸、稀强碱反应生成1 mol水时放出的热量,是个定值,不会因为加入的酸或碱的量增加而改变。
(6)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,由于一水合氨是弱碱,边反应边电离,由于电离过程是吸热的过程,导致最终放出的热量会减小,所以测得的中和热的数值会偏小。
21.(1) 保温,减少实验过程中的热量损失 环形玻璃搅拌棒
(2)
(3)不正确,实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应
(4) 不相等 相等
(5)
【详解】(1)中和热的测定需要准确的测定温度,减少实验过程中的热量损失,所以泡沫板起到减少实验过程中的热量损失;需要让两种溶液迅速混合均匀,缺少不能进行热传递的环形玻璃搅拌棒,故答案为:保温,减少实验过程中的热量损失;环形玻璃搅拌棒;
(2)第一次起始平均温度为20.1℃、测定温度差为:,第二次起始平均温度为20.3℃、测定的温度差为:,第三次起始平均温度为20.4℃、测定的温度差为:,其中第三次的温度差误差较大,应该舍弃,其它二次温度差的平均值为,已知盐酸与溶液发生中和反应,生成水的物质的量为,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热容,溶液的质量为:,则生成0.025mol水放出的热量为:,即1.2958kJ,所以依据该学生的实验数据计算,实验测得的中和热为:
,故答案为:;
(3)实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应,所以注射器针筒中会有NaOH溶液残留不会导致测量结果偏小,故答案为:不正确,实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应;
(4)如果用盐酸与溶液进行反应,因为生成的水的物质的量增多,放出的热量也会增多,但是单位物质的量的热量不会变,所以中和热不会变,故答案为:不相等;相等;
(5)稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液分别和的稀盐酸反应,均为强酸和强碱生成可溶性盐和水;稀氨水和的稀盐酸反应,氨水需电离产生氢氧根再和氢离子发生反应、电离吸热,放出热量较小,而中和反应焓变小于0,则生成等量水时弱碱参与的中和反应焓变大;现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为,故答案为:。
22.n(H2) =0.2mol ,n(CO) =0.20mol
【详解】3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol=0.2mol,所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知,氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol-1×0.2mol÷2=57.16kJ,因此CO燃烧放出的热量是113.76kJ-57.16kJ=56.6kJ,所以消耗CO的物质的量是56.6kJ÷283 kJ· mol-1=0.2mol。
23.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)已知甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的热量,1g甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2气体和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧放出热量为22.68kJ×32=725.76kJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 ;
(2)氨气与溴蒸气反应生成氮气和溴化氢,反应的化学方程式为:2NH3+3Br2=N2+6HBr,反应的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能=2×3×391kJ/mol+3×194kJ/mol-946kJ/mol-6×366kJ/mol=-214kJ/mol,则反应的热化学方程式为: ;
(3)各反应编号为:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1
③2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1
由反应的平衡常数表达式,可确定发生的反应为2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),利用盖斯定律,将反应②×2-①-③得:此反应的热化学方程式:。
(4)根据molO2(g)和1molH2(g)吸收685kJ能量转化为1mol(g)和2molH(g),1mol(g)和2molH(g)放出427kJ能量生成1molOH(g)和1molH(g),1molOH(g)和1molH(g)放出502kJ能量生成H2O(g),可得反应焓变=(685-427-502)kJ/mol=-244.5kJ/mol,则热化学方程式为 ;
(5)各反应编号为①
②
③
由盖斯定律可知,①-②-③得反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),则C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=△H1-△H2-△H3=(-393.5kJ mol-1)-(-242.0kJ mol-1)-(-283.0kJ mol-1)=+131.5kJ mol-1。
24.(1)2LiH(s)+O2(g)= Li2O(s)+H2O(l)ΔH=—702kJ/mol
(2)+247
(3) H2O(l)= H2(g)+ O2(g) ΔH=+286kJ/mol H2S(g) = H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ/mol 系统(II)
(4)ΔH1+ΔH2+ΔH3
【解析】(1)
由盖斯定律可知,反应②+③—①得到氢化锂与氧气反应的方程式2LiH(s)+O2(g)= Li2O(s)+H2O(l),则反应ΔH=(—572kJ/mol)+(—1196kJ/mol)—(—182kJ/mol)=—702kJ/mol,反应的热化学方程式为2LiH(s)+O2(g)= Li2O(s)+H2O(l)ΔH=—702kJ/mol,故答案为:2LiH(s)+O2(g)= Li2O(s)+H2O(l)ΔH=—702kJ/mol;
(2)
由盖斯定律可知,反应③×2—①—②得到催化重整反应,则反应的ΔH=(—111kJ/mol)×2—(—75kJ/mol)—(—394kJ/mol)=+247kJ/mol,故答案为:+247;
(3)
将题给热化学方程式依次编号为①②③④,由盖斯定律可知,反应①+②+③可得系统(I)反应H2O(l)= H2(g)+ O2(g),则ΔH=(+327kJ/mol)+(—151kJ/mol)+(+110kJ/mol)=+286kJ/mol,反应的热化学方程式为H2O(l)= H2(g)+ O2(g) ΔH=+286kJ/mol;②+③+④可得系统(II)反应H2S(g) = H2(g)+S(s),则ΔH= (—151kJ/mol)+(+110kJ/mol) + (+61kJ/mol) =+20kJ/mol,反应的热化学方程式为H2S(g) = H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ/mol,由热化学方程式可知,制得等量氢气所需能量较少的是系统(II)反应,故答案为:H2O(l)= H2(g)+ O2(g) ΔH=+286kJ/mol;H2S(g) = H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ/mol;系统(II);
(4)
将题给热化学方程式依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①+②—③可得反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH—(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl—(aq),则反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,故答案为:ΔH1+ΔH2+ΔH3