高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 化学反应与能量变化第2课时免费当堂检测题

第2课时　热化学方程式　中和热的测定

基础过关练

题组一　热化学方程式的书写与正误判断

1.(2020海南儋州一中高二月考)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。下列热化学方程式正确的是(　　)

A.CH3OH(l)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=+725.76 kJ/mol

B.2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 451.52 kJ/mol

C.2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-725.76 kJ/mol

D.2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=+1 451.52 kJ/mol

2.(2020河南南阳一中高二第一次考试)热化学方程式C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ/mol表示　(　　)

A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量

B.25 ℃、101 kPa时,1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量

C.25 ℃、101 kPa时,1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3 kJ

D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应要吸热131.3 kJ

3.写出下列反应的热化学方程式。

(1)16 g CH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3 kJ热量:　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键,1 mol 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,其热化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 

题组二　中和热的概念及应用

4.(2019江西南昌八一中学、洪都中学高二联考)下列酸、碱溶液混合产生的热量等于57.3 kJ的是(　　)

A.1 mol/L的盐酸与1 mol/L的NaOH溶液

B.1 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的NaOH溶液

C.1 L 1 mol/L的盐酸与2 L 1 mol/L的NaOH溶液

D.1 L 1 mol/L的H2SO4溶液与1 L 1 mol/L的Ba(OH)2溶液

5.含Ba(OH)2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出114.6 kJ的热量,表示该反应中和热的热化学方程式正确的是(　　)

A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq) BaCl2(aq)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ·mol-1

B.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq) BaCl2(aq)+2H2O(l)　ΔH=+114.6 kJ·mol-1

C.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq) BaCl2(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1

D.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq) BaCl2(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.3 kJ·mol-1

6.(2020吉林延边二中第一次阶段检测)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)　ΔH=-57.3 kJ/mol。 向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列叙述正确的是(　　)

A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 

B.ΔH1<ΔH3<ΔH2

C.ΔH1<ΔH2<ΔH3 

D.ΔH1>ΔH3>ΔH2

题组三　中和热的测定实验

7.(2019北京大学附属中学高二检测)在测定中和热的实验中,下列说法正确的是(　　)

A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差

B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触

C.用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同

D.在中和热的测定实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、滴定管、温度计等

8.(2019四川成都石室中学高二检测)某实验小组学生用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的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计算中和热。下列说法正确的是(　　)

A.如图条件下实验过程中没有热量损失

B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒

C.烧杯间填充碎纸条的作用是固定小烧杯

D.若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,从理论上说所求中和热不相等

能力提升练

1.(2019江西南昌八一中学、洪都中学高二联考,★★☆)根据下列热化学方程式,判断氢化物的稳定性顺序正确的是(　　)

N2(g)+H2(g) NH3(g)　ΔH=-46.19 kJ·mol-1

H2(g)+Cl2(g) HCl(g)　ΔH=-92.36 kJ·mol-1

I2(g)+H2(g) HI(g)　ΔH=-25.96 kJ·mol-1

A.HI>HCl>NH3　　 B.HCl>NH3>HI

C.HCl>HI>NH3　　 D.NH3>HI>HCl

2.(2020江西南昌二中高二月考,疑难1,★★☆)标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓,已知H—H键、H—O键和O O键的键焓分别为436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是(　　)

A.H2O(g) H2(g)+O2(g)　ΔH=-485 kJ·mol-1

B.H2O(g) H2(g)+O2(g)　ΔH=+485 kJ·mol-1

C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=+485 kJ·mol-1

D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-485 kJ·mol-1

3.(2019山西忻州一中高二月考,疑难2,★★☆)将V1 mL 1.0 mol/L盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度的实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是　(　　)

A.做该实验时环境温度为22 ℃

B.NaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L

C.该实验表明化学能可转化为热能

D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应

4.(2019山东历城二中高二上期中,★★☆)液氢和液氧是绿色的高能火箭推进剂,已知:

①H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH1=-242 kJ·mol-1;

②H2(g) H2(l)　ΔH2=-0.92 kJ·mol-1;

③H2O(g) H2O(l)　ΔH3=-44 kJ·mol-1。

下列说法错误的是(　　)

A.上述三个变化均会放出热量

B.1 mol液态H2的能量低于1 mol气态H2的能量

C.若①中H2(g)为H2(l),则ΔH1<-242 kJ·mol-1

D.若①中的水为液态,则ΔH1<-242 kJ·mol-1

5.(2020天津静海四校高二联考,疑难1,★★☆)下列热化学方程式或叙述正确的是(　　)

A.1 mol液态肼(N2H4)在足量氧气中反应生成氮气和水蒸气,放出642 kJ热量:N2H4(l)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=+642 kJ·mol-1

B.12 g石墨转化为CO时,放出110.5 kJ热量:2C(s,石墨)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1

C.已知H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1,则2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+572 kJ·mol-1

D.已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和 1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量

6.(2019甘肃会宁一中高二上期中,疑难2,★★☆)已知在稀溶液里,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量叫中和热。现利用下图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:

(1)图中未画出的实验器材是　　　　、　　　　。 

(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用　　　　次。 

(3)实验时,将0.50 mol·L-1的盐酸加入到0.55 mol·L-1的NaOH溶液中,两种溶液的体积均为50 mL,溶液的密度均为1 g·cm-3,生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,实验的起始温度为t1 ℃,终止温度为t2 ℃。测得温度变化数据如下:

①试计算上述实验测出的中和热ΔH1=　　　　。 

②某小组同学为探究强酸与弱碱的稀溶液反应时的能量变化,又多做了一组实验④,用0.55 mol·L-1的氨水代替NaOH溶液,测得温度的变化如表中所列,试计算反应的ΔH2=　　　　　　　　。 

③写出HCl与NH3·H2O反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　甲醇的摩尔质量为32 g/mol,根据题中信息可知,32 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量22.68 kJ/g×32 g=725.76 kJ,由于是放热反应,ΔH为负值,结合选项可知B项正确。

2.C　该热化学方程式表示25 ℃、101 kPa时1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3 kJ热量,C项正确。

3.答案　(1)CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1

(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1

(3)B2H6(g)+3O2(g) B2O3(s)+3H2O(l)　ΔH=-2 165 kJ·mol-1

解析　(1)由化学方程式CH4+2O2 CO2+2H2O可得热化学方程式。

(2)化学方程式为N2+3H2 2NH3,则ΔH=(946+436×3-391×6) kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1。

(3)化学方程式为B2H6+3O2 B2O3+3H2O,则1 mol B2H6(g)在氧气中燃烧生成B2O3(s)和H2O(l),放出2 165 kJ热量。

4.C　A项,由于盐酸和NaOH溶液的体积未知,故1 mol/L的稀盐酸与1 mol/L的稀NaOH溶液混合产生H2O的物质的量不确定,错误;B项,由于1 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的NaOH溶液的体积未知,故生成的水的量不能确定,放出的热量也不能确定,错误;C项,1 L 1 mol/L的盐酸与2 L 1 mol/L的NaOH溶液反应,NaOH过量,生成的H2O的物质的量为1 mol,正确;D项,反应生成的H2O的物质的量为2 mol,同时S与Ba2+结合生成BaSO4会放出热量,即产生的总热量应大于114.6 kJ,错误。

5.C　中和热指稀的碱溶液和稀的酸溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,故排除A、B两项;中和反应为放热反应,ΔH<0,故排除D项。

6.D　向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时放出的热量②>③>①,放出热量越多对应的ΔH越小,即ΔH1>ΔH3>ΔH2,D项正确。

7.A　使用环形玻璃搅拌棒搅拌能加快反应速率,减小实验误差,A正确;在中和热的测定实验中,温度计水银球不能接触烧杯底部,B错误;醋酸是弱酸,电离吸热,测出的中和热数值偏小,C错误;在中和热的测定实验中用不到滴定管,D错误。

8.B　该装置的保温效果并不好,大小烧杯之间要填满碎纸条,装置存在热量的散失,A错误;根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒,B正确;大小烧杯之间要填满碎纸条,其作用是减少实验过程中的热量损失,C错误;中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,D错误。

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1.B　生成相同物质的量的氢化物时反应放出的热量越多,则该氢化物分解时吸收的热量就越多,说明该氢化物越稳定,则根据热化学方程式可知,稳定性:HCl>NH3>HI。

2.D　根据题述信息可知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH=(436×2+495-463×4)kJ·mol-1=-485 kJ·mol-1,即D项正确,而H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=+242.5 kJ·mol-1。

3.C　由题图可知,22 ℃是5 mL 1.0 mol/L盐酸与(50-5)mL未知浓度NaOH溶液混合均匀后测量得到的温度,而不是实验时的环境温度,A项错误;从题图中可看出盐酸和NaOH溶液恰好完全中和时消耗盐酸的体积是30 mL,则NaOH溶液的体积为20 mL,30×10-3 L×1 mol/L=20×10-3 L×c(NaOH),解得c(NaOH)=1.5 mol/L,B项错误;从题图可看出该反应过程放出热量,表明化学能可转化为热能,C项正确;该反应中有水生成,且为放热反应,但其他有水生成的反应不一定是放热反应,D项错误。

4.C　三个变化的ΔH都小于0,都放出热量,A项正确;由②知1 mol液态H2的能量低于1 mol气态H2的能量,B项正确;等量的气态H2、液态H2完全燃烧时,前者放出的热量多,C项错误;液态水的能量低于等量的气态水的能量,D项正确。

5.C　A项ΔH应为-642 kJ·mol-1,错误;B项热化学方程式应为C(s,石墨)+O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1或2C(s,石墨)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-221 kJ·mol-1,错误;C项将已知反应写成逆反应,且化学计量数扩大为已知反应的2倍,即得2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+572 kJ·mol-1,正确;D项,该反应为可逆反应,0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出的热量小于46.2 kJ,错误。

6.答案　(1)硬纸板(或泡沫塑料板)　环形玻璃搅拌棒　(2)3

(3)①-56.8 kJ·mol-1　②-51.8 kJ·mol-1　③HCl(aq)+NH3·H2O(aq) NH4Cl(aq)+H2O(l)　ΔH=-51.8 kJ·mol-1

解析　(1)由量热计的构造可知该装置未画出的实验器材是环形玻璃搅拌棒和烧杯上方的硬纸板(或泡沫塑料板)。

(2)一次完整的中和热的测定实验中,需要用温度计测出反应前酸溶液的温度、碱溶液的温度、混合反应后的最高温度,所以总共需要测量3次。

(3)①浓度为0.5 mol·L-1的酸溶液和0.55 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合,反应生成了0.025 mol水,混合后溶液的质量为100 g,则生成0.025 mol的水放出的热量Q=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1×100 g×3.4 ℃=1.421 2 kJ,即生成0.025 mol的水放出的热量为1.421 2 kJ,所以生成1 mol的水放出的热量为1.421 2 kJ×≈56.8 kJ,则ΔH1=-56.8 kJ·mol-1。

②ΔH2=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1×100 g×3.1 ℃=1.295 8 kJ,即生成0.025 mol的水放出的热量为1.295 8 kJ,所以生成1 mol的水放出的热量为1.295 8 kJ×≈51.8 kJ,则ΔH2=-51.8 kJ·mol-1。

③盐酸与一水合氨反应生成氯化铵和水,热化学方程式为HCl(aq)+NH3·H2O(aq) NH4Cl(aq)+H2O(l)　ΔH=-51.8 kJ·mol-1。