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人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第一节 反应热精练
展开一、单选题
1.下列反应属于吸热反应的是
A.甲烷在空气中燃烧B.碳酸钙受热分解
C.镁条溶于盐酸D.过氧化钠与水反应
2.下列反应中,属于吸热反应的是
A.氢氧化钠与稀硫酸反应B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
C.铝与稀盐酸反应D.乙醇的燃烧反应
3.下列属于吸热反应的是
A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.盐酸与氢氧化钠反应D.CH4在O2中的燃烧反应
4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知:正丁烷(g)=异丁烷(g)△H<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)△H=-1478.8k·ml-1,则C2H4的燃烧热△H=-1478.8kJ·ml-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)==H2O(1)△H=-57.3kJ·ml-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1mlH2O(1)时,放出的热量大于57.3kJ
D.已知:S(g)+O2(g)==SO2(g)△H1;S(s)+O2(g)==SO2(g)△H2,则△H1>△H2
5.已知中和热的数值是57.3kJ/ml。下列反应物混合时,产生的热量等于57.3kJ的是( )
A.1ml/L稀HCl(aq)和1ml/L稀NaOH(aq)
B.500mL2.0ml/L的HCl(aq)和500mL2.1ml/L的NaOH(aq)
C.500mL2.0ml/L的CH3COOH(aq)和500mL2.0ml/L的NaOH(aq)
D.1ml/L稀CH3COOH(aq)和1ml/L稀NaOH(aq)
6.下列过程属于化学变化且能量变化符合图所示变化的是
A.B.NaOH(s)溶解于水
C.水煤气燃烧D.玻璃棒搅拌氯化铵与氢氧化钡晶体
7.利用某些有机物之间的相互转化可以储存太阳能,如原降冰片二烯(NBD)经过太阳光照转化成为四环烷(Q),反应原理为ΔH=+88.62kJ·ml-1。下列叙述不正确的是
A.NBD比Q稳定B.NBD转化为Q是吸热反应
C.NBD的能量比Q的能量高D.NBD与Q互为同分异构体
8.我国新型火箭长征5号采用液氢和液氧作为推进剂。有关说法不正确的是( )
A.将氢、氧液化可增加火箭携带燃料总量
B.火箭依靠氢气和氧气燃烧放出的热推进
C.拆开氢、氧分子中的化学键需要吸收能量
D.燃料的总能量小于燃烧产物水的总能量
9.用如图所示实验装置(部分夹持装置略去)进行相应实验,能达到实验目的的是
A.加热装置Ⅰ中的烧杯分离I2和铁粉
B.用装置Ⅱ制备氢氧化亚铁沉淀
C.用装置Ⅲ中和反应反应热的测定
D.用装置Ⅳ检验氯化铵受热分解生成的两种气体
10.下列有关化学反应与能量关系的说法中,错误的是
A.水能、风能、生物质能是可再生能源
B.化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C.放热反应中反应物总能量高于生成物的总能量
D.在常温和点燃条件下的不同
二、填空题
11.如图所示,把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入10mL盐酸于试管中,试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是 。
(2)产生上述现象的原因是 。
(3)写出有关反应的离子方程式: ;反应中转移了0.04ml电子时;标准状况下产生多少 mL的H2;生成的MgCl2物质的量浓度为 。(溶液体积保持不变)
(4)由实验推知,镁片和盐酸的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)MgCl2溶液和H2的总能量;此反应为 (填放热反应或者吸热反应)。
12.反应热测定的方法和装置
测定反应热的仪器——量热计
下图是一种简易量热计示意图。
(1)测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并 混合,搅拌,测量反应前后溶液温度的变化值。
(2)计算公式: 。其中C表示溶液及量热计的 ;T1、T2分别表示 。
13.(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 (填序号)
①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 ⑦灼热的木炭与CO2反应
写出Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应的化学反应方程式: .
(2)已知下列各种共价键的键能:C—H:a kJ· ml-1、O—H:b kJ· ml-1、O=O:c kJ·ml-1、C=O:d kJ·ml-1。写出甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的热化学方程式:
(3)1L 1ml/L H 2SO 4溶液与 2L 1ml/L NaOH溶液完全反应,放出 114.6kJ的热量,该反应的中和热为 ,表示其中和热的热化学方程式为 。
14.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1回答有关中和反应的问题:
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1回答有关中和反应的问题:
(1)用0.1 ml NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出___________热量。
(2)如图装置中缺少的仪器名称是___________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·ml-1,其原因可能是___________。
(1)用0.1 ml NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出 热量。
(2)如图装置中缺少的仪器名称是 。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·ml-1,其原因可能是 。
15.50mL0.50ml/L盐酸与50mL0.55ml/LNaOH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)从实验装置看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)实验中改用60mL0.50ml/L盐酸与50mL0.55ml/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比较,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),中和热 (填“相等”或“不相等”),理由是 。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值与57.3kJ/ml相比较会 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)完整地做一次这样的实验,需测定 次温度。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”
16.现实生活中我们是如何利用化学反应的? 。
17.回答下列问题:
(1)一定压强下,0℃时 1.0 ml 的水和 0℃时 1.0 ml 的冰, 哪个系统的内能更大 。
(2)一定压强下,25℃时 1.0 ml 的水和 25℃时 10.0 ml 的水,哪个系统的内能更大 。
(3)等物质的量的下列物质中,内能最大的是_______。
A.水蒸气B.液态水C.冰D.冰水混合物
18.溶液和溶液进行中和反应,溶液密度近似,溶液比热容为,反应前后溶液温差最高4℃,中和热 (小数点后取一位)。
19.2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3 (g),是工业制硫酸的主要反应之一。
(1)下图中 A、C 分别表示 、 。
(2)E的大小对该反应的反应热有无影响 ;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低 ,理由是 。
20.(1)在25℃、1.01×105Pa时,16g硫粉在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫气体,放出148.5kJ的热量,则S的燃烧热的热化学方程式为: 。
(2)1L 1ml/L稀盐酸跟1L 1ml/L NaOH溶液起中和反应放出57.3kJ热量,其中和热的热化学方程为: 。
(3)已知如图所示的可逆反应:
①A(g)+B(g)2C(g) +D(g);ΔH = Q kJ/ml则Q 0(填“>”、“<”或“=”)
②反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是: E1 ,ΔH的变化是:ΔH (填“增大”“减小”“不变”)。
(4)发射卫星用作燃料,作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气,已知:N2(g) +2O2(g)= 2NO2(g)△H1=+67.7kJ/ml;N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) △H2=-534kJ/ml,则1ml气体肼和NO2完全反应时的反应热△H= kJ/ml。
(5)反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①.v(A)=0.15ml/(L・s) ②.v(B)=0.6ml/(L・s)③.v(C)=0.4ml/(L・s) ④.v(D)=0.45ml/(L・s)则该反应进行最快的为 (填序号)
三、实验探究题
21.取0.55ml·L−1的NaOH溶液50mL与0.25ml·L−1的硫酸50mL置于下图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置可知,缺少的一种仪器名称是 。
(2)若改用60mL0.25ml·L−1H2SO4和50mL0.55ml·L−1NaOH溶液进行反应,则比上述实验所放出的热量 (填“多”或“少”)。
(3)写出用稀H2SO4和稀氢氧化钠溶液的反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3kJ·ml−1): 。
(4)某学生实验记录数据如下:
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)(已知稀溶液的比热容为4.18J/(g·℃),稀溶液的密度1g/cm3)。
(5)上述实验数值结果与57.3kJ·ml−1有偏差,产生偏差的原因可能是 。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
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.实验装置保温、隔热效果差
22.50 mL 0.50 ml•L-1盐酸与50 mL 0.55 ml•L-1NaOH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。试回答下列问题:
(1)大小烧杯间填满碎纸条的作用 ;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
(3)实验中改用60mL0.50ml•L-1盐酸与50mL0.55 ml•L-1NaOH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”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由 ;
(4)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 ,用50mL0.5ml•L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (均填“偏大””、“偏小””或“无影响”)。
23.盐酸与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生成时放出的热量。回答下列问题:
已知:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成时,放出57.3kJ的热量。
(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,求得生成时放出的热量 57.3kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)近似认为溶液与盐酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容与水的相同为,忽略量热计的比热容。
则生成时放出的热量为 (结果保留至小数点后一位)。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,求得生成时放出的热量 57.3kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
实验
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
序号
硫酸
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
20.4
20.6
23.6
编号
起始温度
终止温度
温度差
HCl溶液
NaOH溶液
1
24.2
24.0
27.5
2
23.9
24.1
27.4
3
24.0
23.9
25.1
参考答案:
1.B
【详解】A.燃烧是指可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应,所以甲烷在空气中燃烧是放热反应,A项不选;
B.碳酸钙受热分解需要吸收热量,B项选;
C.活泼金属与酸的反应是放热反应,则镁条溶于盐酸发生反应且放出大量的热,C项不选;
D.过氧化钠与水反应是放热反应,D项不选,
答案选B。
2.B
【详解】A.氢氧化钠与稀硫酸反应放出热量,属于放热反应,A错误;
B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收热量,属于吸热反应,B正确;
C.铝和稀盐酸反应放出热量,属于放热反应,C错误;
D.乙醇在氧气中燃烧放出热量,属于放热反应,D错误;
故答案选B。
3.B
【详解】A.铝片与稀盐酸反应是放热反应,A项不选;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,B项选;
C.盐酸与氢氧化钠反应是放热反应,C项不选;
D.CH4在O2中的燃烧反应是放热反应,D项不选;
答案选B。
4.C
【分析】A. 能量越低物质越稳定;
B. 1ml纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时释放的热量称为燃烧热;
C.强酸强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1ml水时放出的热量是中和热,数值为57.3kJ/ml;
D. 固态变为气态要吸收热量。
【详解】A. 能量越低物质越稳定,根据热化学方程式可知正丁烷的能量高于异丁烷,因此异丁烷比正丁烷稳定,A项错误;
B. 1ml C2H4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)是释放的热量是燃烧热,B项错误;
C. 强酸强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1ml水时放出的热量是中和热,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成了难溶性盐BaSO4,因此放出的热量大于57.3kJ,C项正确;
D. 固态变为气态要吸收热量,因此S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1;S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2,△H1<△H2,D项错误;
答案选C。
5.B
【详解】A.只知道酸和碱的浓度,但是不知道溶液的体积,无法确定生成水的量的多少,也无法确定放热多少,故A不符合题意;
B.500mL2.0ml/L的HCl(aq)的物质的量为2.0ml/L×0.5L=1ml,500mL2.1ml/L的NaOH(aq)的物质的量为2.1ml/L×0.5L=1.05ml,NaOH(aq)过量,HCl(aq)完全反应,反应生成的水的物质的量是1ml,放出的热量是为57.3kJ,故B符合题意;
C.500mL2.0ml/L的CH3COOH(aq)的物质的量为2.0ml/L×0.5L=1ml,500mL2.0ml/L的NaOH(aq)的物质的量为2.0ml/L×0.5L=1ml,反应生成的水的物质的量是1ml,但是醋酸是弱酸,弱酸电离吸热,放出的热量小于57.3kJ,故C不符合题意;
D.只知道酸和碱的浓度,但是不知道溶液的体积,无法确定生成水的量的多少,也无法确定放热多少,并且醋酸是弱酸,弱酸电离吸热,D不符合题意;
答案选B。
【点睛】在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1ml液态水时所释放的热量叫做中和热,注意是强酸和强碱。
6.C
【分析】根据题中所给图像可知,反应物的焓高于生成物的焓,说明该反应为放热反应,据此分析;
【详解】A.液态水→气态水,该过程为物理变化,不属于化学变化,故A不符合题意;
B.氢氧化钠固体溶于水,虽然该过程为放热,但该过程为物理变化,不属于化学变化,故B不符合题意;
C.水煤气燃烧是放热反应,符合图像,故C符合题意;
D.氯化铵与氢氧化钡反应属于吸热反应,不符合图像,故D不符合题意;
答案为C。
7.C
【详解】A.吸热反应中物质Q具有的总能量比NBD的高,能量越低越稳定,NBD比Q稳定,故A正确;
B.该反应是吸热反应,因此NBD转化为Q是吸热反应,故B正确;
C.吸热反应中物质Q具有的总能量比NBD的高,故C错误;
D.NBD和Q分子式相同,结构不同,二者属于同分异构体,故D正确;
故选C。
8.D
【详解】A..液态分子间的间隔比气态分子间的间隔小,与气态相比,液氢和液氧的分子间隔更小,节约空间,故A正确,不符合题意;
B.氢气燃烧放出大量的热,给予火箭强大的推动力,故B正确,不符合题意;
C.化学键断裂需要吸收热量,故C正确,不符合题意;
D.燃料燃烧是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故D错误,符合题意;
故选:D。
9.D
【详解】A.加热时I2和铁粉发生反应,不能分离,故A错误;
B.装置中两侧溶液装反,右侧试管中进入空气,不能制备氢氧化亚铁沉淀,故B错误;
C.该装置中,硬纸板不能很好的进行密封,导致热量损失,碎纸条需要用隔热效果更好的隔热材料,故C错误;
D.氯化铵受热分解为氨气和氯化氢,湿润的蓝色石蕊试纸遇氯化氢变红色,湿润的酚酞试纸遇氨气变为红色,故D正确;
故选D。
10.D
【详解】A.风能、水能、生物质能等,这些能源在自然界可以循环再生,是可再生能源,A项正确;
B.化学键断裂会吸收能量,形成时放出能量,故化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因,B项正确;
C.当反应物总能量高于生成物的总能量时,反应放热热量,C项正确;
D.对一个确定的化学反应而言,反应条件与反应热无关,则在常温和点燃条件下的相同,D项错误;
答案选D。
11. 镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊 镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体 448 2.0ml/L 大于 放热反应
【详解】(1)、(2)镁是活泼金属,能与稀盐酸发生反应,在镁片上产生大量气泡,即产生氢气,随着反应的进行,镁片逐渐溶解,该反应放出大量的热,而饱和石灰水随着温度的升高,溶解度逐渐减小,逐渐有Ca(OH)2晶析析出,所以烧杯中溶液变浑浊;
(3)该反应的离子的方程式为;反应中转移了0. 04ml电子时,即生成0.02mlH2,标准状况下产生448mL的H2;生成的MgCl2物质的量浓度为;
(4)由实验可知,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以镁片溶液和盐酸的总能量大于MgCl2和H2的总能量。
12.(1)迅速
(2) Q=-C(T2-T1) 热容 反应前和反应后体系的温度
【分析】测量反应放出的温度必须迅速将反应物混合,充分搅拌使其反应,测定反应前后的温度差,结合比热容公式计算单位物质的量反应物生成稳定产物反应的热效应。实验成功的要素包括:迅速且充分反应、保温、读数准确。
(1)
反应物接触迅速反应放热,需要快速搅拌并开始观察温度变化,记录反应前后温度计的示数;
(2)
根据实验操作可得反应前后温度的变化值,根据比热容公式,Q为反应吸收或放出的热量,m为吸热物质的质量,c为该吸热物质的比热容,则溶液及量热计得热容,ΔT为反应前后的温度差,设反应前的温度计的示数为T1,反应结束后温度为T2,则ΔT=T2-T1。反应为放热,则Q<0,。
13. ②③④⑤ ①⑥⑦ Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=(4a+2c-2d—4b)] kJ· ml-1 57.3kJ/ml NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/ml
【分析】(1)化学上把有热量放出的反应叫做放热反应,大多数化合反应、金属单质与水(或酸)的置换反应、燃烧反应、中和反应、铝热反应等都是放热反应;把吸收热量的反应叫做吸热反应,大多数分解反应、C与CO2的化合反应、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应等是吸热反应;
(2)化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量,化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能;
(3)1L 1ml/L H2SO4溶液与2L 1ml/L NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,则生成1ml水放出57.3kJ的热量。
【详解】(1)①煅烧石灰石制生石灰是分解反应,属于吸热反应;
②木炭燃烧是放热反应;
③炸药爆炸是放热反应;
④酸与碱的中和反应是放热反应;
⑤生石灰与水作用制熟石灰是化合反应,属于放热反应;
⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应;
⑦灼热的木炭与CO2反应是吸热反应;
属于放热反应的是②③④⑤,属于吸热反应的是①⑥⑦,故答案为②③④⑤;①⑥⑦;
Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体研磨反应生成氯化钡、氨气和水,反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O,故答案为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2
+2NH3↑+10H2O;
(2)化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量,化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能。甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的化学方程式为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)反应热△H=[4E(C-H)+2E(O=O)]-[2E(C=O)+4E(H-O)]
=[(4a+2c)-(2d+4b)] kJ· ml-1,故答案为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=(4a+2c-2d—4b)] kJ· ml-1;
(3)1L1ml/LH2SO4溶液与2L1ml/LNaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,即生成2ml水放出114.6kJ的热量,反应的反应热△H为-114.6kJ/ml,所以中和热为生成1ml水所放出的热量57.3kJ/ ml,则中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/ml,故答案为57.3kJ/ml;NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/ml。
【点睛】本题考查了化学反应的能量变化,注意常见放热反应和吸热反应的判断,注意理解反应热与键能的关系及中和热的概念是解答关键。
14. 5.73 kJ 环形玻璃搅拌器 实验过程中难免有热量散失
【详解】(1)根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,生成1ml液态水放出57.3 kJ热量,0.1 ml NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应生成0.1ml水,能放出5.73kJ热量。
(2)根据简易量热计,图示装置缺少的仪器名称是环形玻璃搅拌器;
(3)若保温效果不好,有热量散失,求得的中和热数值将会减小,△H大于-57.3kJ·ml-1。
15. 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中热量损失 不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mlH2O所放出的能量,与酸碱用量无关 偏小 3 偏小
【详解】(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器,故答案为环形玻璃搅拌器;
(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纸条的作用是: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)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL0.25ml•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55ml•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1ml水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用50mL0.50ml•L-1盐酸代替H2SO4溶液进行上述实验,测得中和热数值相等,故答案为不相等;相等;因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mlH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关;
(4)NH3•H2O是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,故答案为偏小
(5)实验要测定酸、碱的初始温度以及反应后的最高温度,至少需要测量3次,故答案为3;
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为偏小。
【点晴】中和热的测定实验中需要注意:①大小烧杯杯口相平,可使盖板把杯口尽量盖严,从而减少热量损失;填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的,若换用隔热、密封性能更好的装置(如保温杯)会使实验结果更准确;②温度计上的酸要用水冲洗干净,因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使总溶液的质量增加,而导致实验结果误差;③酸、碱混合时,要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入,因为本实验的关键是测反应的反应热,若动作迟缓,将会使热量损失而使误差增大;④实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1:1而是NaOH过量,是为了保证0.50 ml/L的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55 ml/L NaOH溶液,使碱稍稍过量.若使盐酸过量,也是可以的。
16.制备新物质、提供热能、光能等
【解析】略
17.(1)1.0 ml 的水
(2)10.0 ml 的水
(3)A
【分析】等物质的量的同一物质内能的大小为:气态>液态>固态;状态条件相同的同一物质,物质的量越多,内能越大。
【详解】(1)相同量的同一物质,内能的大小为:气态>液态>固态,故1.0 ml 的水内能更大;
(2)条件相同的同一物质,物质的量越多,内能越大,故10.0 ml 的水内能更大;
(3)四个选项均为等物质的量的H2O,内能的大小为:气态>液态>固态,故内能最大的为A。
18.
【详解】溶液和溶液进行中和反应,则氢氧化钠物质的量为0.025ml,硫酸物质的量为0.015ml,生成水物质的量为0.025ml,溶液密度近似,溶液的质量为80g,溶液比热容为,反应前后溶液温差最高4℃,中和热;故答案为:。
19. 反应物的总能量 生成物的总能量 没有影响 降低 因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低
【详解】(1)图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量;故答案为:反应物的总能量;生成物的总能量;
(2)E为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关;加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以E的变化是减小;故答案为:无影响;降低;因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低。
20. S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=−297kJ/ml; HCl+NaOH=NaOH+H2O ΔH= -57.3kJ/ml; < 减小 不变 −1135.7 D
【分析】(1)n(S)= =0.5ml,则1mlS完全燃烧放出的热量为148.5kJ×2=297kJ,则热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=−297kJ/ml;
(2)在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时所释放的热量叫做中和热;
(3)①A(g)+B(g 2C(g)+D(g);△H=Q kJ/ml,图中反应物能量高于生成物能量,能量守恒可知反应为放热反应,反应焓变小于0,故答案为<;②反应体系中加入催化剂,降低反应的活化能,E1减小,反应速率增大,但催化剂不改变平衡,不改变反应的焓变,△H不变;
(4)①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+67.7kJ/ml,②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=−534kJ/ml,盖斯定律计算得到②×2−①得到2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=−1135.7kJ/ml;
(5)将不同物质表示的速率换算为同一物质表示的速率,再比较数值大小。以A物质为标准,则①v(A)=0.15 ml·L -1 ·s -1;②v(A)=1/3v(B)= 1/3×0.6ml·L -1 ·s -1 =0.2ml·L -1 ·s -1;③v(A)=1/2v(C)=1/2×0.5ml·L -1 ·s -1 =0.25ml·L -1 ·s -1;④v(A)=v(D)=0.45ml·L -1 ·s -;即④的反应速率最快,以此解答。
【详解】(1)n(S)= =0.5ml,则1mlS完全燃烧放出的热量为148.5kJ×2=297kJ,则热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=−297kJ/ml,故答案为 S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=−297kJ/ml;
(2)在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时所释放的热量叫做中和热。1L 1ml/L稀盐酸跟1L 1ml/L NaOH溶液起中和反应生成1 ml液态水,放出57.3kJ热量,故化学方程式为:HCl+NaOH=NaOH+H2O, ΔH= -57.3 kJ/ml;
(3)①A(g)+B(g 2C(g)+D(g);△H=Q kJ/ml,图中反应物能量高于生成物能量,能量守恒可知反应为放热反应,反应焓变小于0,故答案为<;
②反应体系中加入催化剂,降低反应的活化能,E1减小,反应速率增大,但催化剂不改变平衡,不改变反应的焓变,△H不变,故答案为减小;不变;
(4)①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+67.7kJ/ml,②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=−534kJ/ml,盖斯定律计算得到②×2−①得到2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=−1135.7kJ/ml,故答案为 −1135.7;
(5)将不同物质表示的速率换算为同一物质表示的速率,再比较数值大小。以A物质为标准,则①v(A)=0.15 ml·L -1 ·s -1;
②v(A)=1/3v(B)= 1/3×0.6ml·L -1 ·s -1 =0.2ml·L -1 ·s -1;
③v(A)=1/2v(C)=1/2×0.5ml·L -1 ·s -1 =0.25ml·L -1 ·s -1;
④v(A)=v(D)=0.45ml·L -1 ·s -;
即④的反应速率最快,故选D项。
21. 环形玻璃搅拌棒 多 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·ml-1或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·ml-1 -51.8kJ·ml−1 acd
【分析】根据中和热测定的装置分析;反应热与生成水的量成正比;中和热是稀强酸、稀强碱反应生成1ml水放出的热量;根据中和热定义计算;上述实验结果51.8kJ·ml−1,与57.3kJ·ml−1相比偏低;
【详解】(1)根据中和热测定的装置,如图实验装置缺少的一种仪器名称是环形玻璃搅拌棒;
(2)若改用60mL0.25ml·L−1H2SO4和50mL0.55ml·L−1NaOH溶液进行反应,生成水的量比上述实验多,所以放出的热量也多;
(3)中和热是稀强酸、稀强碱反应生成1ml水放出的热量;用稀H2SO4和稀氢氧化钠溶液的反应表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·ml-1或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·ml-1;
(4) 0.55ml·L−1的NaOH溶液50mL与0.25ml·L−1的硫酸50mL反应生成水的物质的量是0.5ml/L×0.05L=0.025ml,反应前后平均温差为3.1℃,放出的热量Q=cm△t=4.18J/g·℃×100g×3.1℃=1295.8 J=1.295kJ,则生成1ml水放出的热量是1.295 J÷0.025=51.8 kJ,所以中和热是 -51.8kJ·ml−1;
(5) a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度,造成初始温度偏高,验数值结果低,故选a;
b.量取硫酸的体积时仰视读数,硫酸体积偏大,生成水的物质的量偏多,放出热量偏多,验数值结果高,故不选b;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失多,验数值结果低,故选c;
d.实验装置保温、隔热效果差,热量散失多,验数值结果低,故选d;
选acd。
22. 减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 中和热均是稀的强酸和强碱反应生成1ml水时放出的热,与酸碱的用量无关 偏小 相等
【详解】(1) 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;
(2) 大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为:偏小;
(3) 反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,用60mL 0.50 ml•L-1的盐酸跟60mL 0.55 ml•L-1NaOH溶液进行上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1ml水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用60mL 0.50 ml•L-1的盐酸跟60mL 0.55 ml•L-1NaOH溶液进行上述实验相比,测得中和热数值相等;故答案为:不相等;相等;中和热均是稀的强酸和强碱反应生成1ml水时放出的热,与酸碱的用量无关;
(4) NH3•H2O是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,用50mL 0.50ml•L-1NaOH溶液进行上述实验,生成水的量偏少,所放出的热量偏低,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1ml水时放出的热,中和热相等;故答案为:偏小;相等。
【点睛】把握仪器的使用、测定原理、中和热的判断为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意中和热测定实验的关键。
23.(1)环形玻璃搅拌棒或玻璃搅拌器
(2)减少实验过程中的热量损失
(3)小于
(4)56.8kJ
(5)小于
【详解】(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或玻璃搅拌器;
(2)中和热的测定关键是保温工作,满碎泡沫塑料的作用是减少热量的损失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板会使一部分热量散失,求得中和热的数值偏小;
(4)第1组和第2组的温度差都为3.4,第三组舍去,根据,,故时放出的热量为56.8kJ;
(5)氨水电离要吸热,会导致放出的热量减少。
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