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【化学】山东省滕州市第一中学2020-2021学年高二9月开学收心考试
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山东省滕州市第一中学2020-2021学年高二9月开学收心考试
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 37 Be 9 Na 11 Fe 56 Cu 64 Zn 65
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
一.选择题(本题共10小题,每小题2分,每小题只一个选项符合题意)
1. 下列说法正确是
A. 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B. 当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C. 在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D. 一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为负值
【答案】D
【解析】
【详解】A、焓变与反应物的状态、反应物的物质的量、反应温度及压强有关,反应物的量越多则焓变值越大,A错误;
B、当反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0,B错误;
C、焓变与反应的条件是否加热没有直接关系,C错误;
D、一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为负值,反之是吸热,ΔH为正值,D正确。
答案选D。
2. 量热计直接测出的是( )
A. 质量的变化 B. 能量的变化
C. 温度的变化 D. 电流的变化
【答案】C
【解析】
【详解】量热计是一种用于测量热量的实验设备,故能直观测出温度的变化,答案选C。
3. 中和反应的反应热测定实验中下列说法错误的是( )
A. 一组完整实验数据需要测温度三次
B. 烧杯间填满碎纸屑是为了减少实验过程中热量散失
C. 可用铜做的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因铜和盐酸不反应
D. 在量取NaOH溶液和HCl溶液体积时均仰视,测得中和热数值将偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A.一组完整实验数据需要测温度三次,第一次测酸(或碱)溶液温度,第二次测碱(或酸)溶液的温度,第三次测混合溶液的温度,故A正确;
B.烧杯间填满碎纸屑,盖纸板都是为了减少实验过程中热量散失,减少实验误差,故B正确;
C.因铜会导热,损失热量,因此不可用铜做的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故C错误;
D.在量取NaOH溶液和HCl溶液体积时均仰视,量取的溶液体积增多,反应放出的热量多,温度差较大,因此测得中和热数值将偏大,故D正确。
综上所述,答案为C。
4. 已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,下列关系式中正确的是( )
A. Q1+Q2>Q3 B. Q1+Q2>2Q3
C. Q1+Q2<Q3 D. Q1+Q2<2Q3
【答案】D
【解析】
【详解】氢气和氯气的化学反应方程式为H2+Cl2=2HCl,该反应为放热反应,因此反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,即Q1+Q2<2Q3,故答案选D。
5. 白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却,可得钢灰色固体——黑磷,其转化过程中能量变化如图所示。
下列叙述中正确的是
A. 黑磷比白磷稳定
B. 黑磷与白磷互为同分异构体
C. 白磷转化为黑磷是氧化还原反应
D. 白磷转化为黑磷是吸热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图所示,白磷的能量高黑磷的能量低,能量越低越稳定,故黑磷稳定,A正确;
B.黑磷和白磷均是由磷元素组成的不同的单质,互为同素异形体,而同分异构体是分子式相同,结构不同的物质一般指的是有机物,B错误;
C.白磷和黑磷均是单质,化合价为零价,不是氧化还原反应,C错误;
D.白磷的能量高转化成能量低的黑磷是放热反应,D错误。
答案选A。
6. 已知2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7kJ·mol-1
C. -259.7kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】由题干信息知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ•mol-1,②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ•mol-1,依据盖斯定律,将①-②得到:2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l) △H=-519.4kJ/mol,则反应:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)△H=-259.7kJ/mol,C选项正确;
答案选C。
7. 将盛有NH4HCO3粉末小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见( )
A. NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B. 该反应中,热能转化为产物内部的能量
C. 反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O ΔH=+Q
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应,错误,
B、吸热反应,热能转化为化学能,正确;
C、吸热反应,反应物总能量小于生成物总能量,错误;
D、热化学方程式要标出物质的状态,反应热需要标答案,错误。
8. 下列各组热化学方程式中,化学反应的反应热ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g) === CO2(g) ΔH1
C(s)+1/2O2(g) === CO(g) ΔH2
②C3H8(g)+5O2(g ) === 3CO2(g)+4H2O(g) ΔH3
2C3H8(g)+10O2(g) === 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH4
③2H2O(g) === 2H2(g)+O2(g) ΔH5
NaOH(aq)+HCl(aq) === NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
A. ① B. ①③ C. ②③ D. ①②③
【答案】C
【解析】
【详解】①C的燃烧反应为放热反应,故ΔH<0,又C的完全燃烧放出的热量较多,因此反应热ΔH前者小于后者,①不符合题意;
②C3H8的燃烧反应为放热反应,故ΔH<0,后者反应系数为前者的两倍,故后者放热多,因此反应热ΔH前者大于后者,②符合题意;
③前者为分解反应,ΔH>0,后者为酸碱中和反应,ΔH<0,前者大于后者,③符合题意;
综上,②③符合题意,答案选C。
9. 航天燃料从液态变为固态,是一项技术突破。铍 (Be) 是高效率的火箭材料,燃烧时放出巨大的能量,每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是( )
A. Be+O2=BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1
B. Be(s)+O2(g)=BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1
C. Be(s)+O2(g)=BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
D. Be(s)+O2(g)=BeO(g) ΔH=-564.3 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.Be+O2= BeO ΔH=-564.3 kJ∙mol−1,没有标明物质的状态,故A错误;
B.Be(s)+O2(g)= BeO(s) ΔH=+564.3 kJ∙mol−1,Be燃烧是放热反应,故B错误;
C.每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ ,则9gBe即物质的量1mol放出热量为564.3 kJ ,因此Be(s)+O2(g)= BeO(s) ΔH=-564.3 kJ∙mol−1,故C正确;
D.Be(s)+O2(g)=BeO(g) ΔH=-564.3 kJ,单位是kJ∙mol−1,故D错误。
综上所述,答案为C。
10. 将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了
A. 该反应是吸热反应
B. 该反应是放热反应
C. 铁粉和硫粉在常温下可以发生反应
D. 硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应发生后停止加热,反应仍可持续进行说明反应为放热反应,A错误;
B.反应发生后停止加热,反应仍可持续进行说明反应为放热反应,B正确;
C.反应需要加热才能发生,常温下不能进行,C错误;
D.反应是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误;
答案选B。
二.选择题(本题共10小题,每小题3分,部分分1分,共30分,每小题一个到两个选项符合题意)
11. 已知:① CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1, ②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2,③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,经完全燃烧恢复至室温,放出的热量为( )
A. -(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)
B. -(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)
C. -(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)
D. -(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)
【答案】A
【解析】
【详解】常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,则甲烷的物质的量为,氢气的物质的量为,经完全燃烧恢复至室温,水为液体,根据① CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1, 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。①×0.4 +③×可得放出的热量为-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3),故A正确。
综上所述,答案为A。
12. 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. △H1>0,△H3<0
B. △H2>0,△H4>0
C. △H1=△H2+△H3
D. △H3=△H4+△H5
【答案】C
【解析】
【详解】A、碳和CO燃烧均是放热反应,△H1<0,错误;
B、二氧化碳与碳反应是吸热反应,铁在氧气中燃烧是放热反应,△H4<0,错误;
C、②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2,③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3,则根据盖斯定律可知②+③即得到C(s)+O2(g)=CO2(g) ,△H1=△H2+△H3,正确;
D、已知④4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4,⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5,则根据盖斯定律可知(④+⑤×2)÷3得到2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),则△H3=,错误;
答案选C
13. 已知在101 kPa、298 K条件下,2 mol H2(g)完全燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
A. H2O(g)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH(298 K)=+484 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】已知在101KPa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,因此1mol水蒸气分解生成2mol氢气和1mol氧气吸收242kJ热量,则反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1、H2O(g)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1,故答案选A。
14. 最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A. CO和O生成CO2是放热反应
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态I→状态III表示CO与O2反应的过程
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图示可知,CO和O生成CO2是状态I变化至状态III,是放热反应,A正确;
B.根据状态II可知,在该过程中,CO没有断键形成C和O,B错误;
C.CO和O生成CO2,CO2中碳氧是极性共价键,C正确;
D.根据图示可知,状态I→状态III表示CO与O反应的过程,D错误;
答案选AC。
15. 根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q2kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(
A. Q1>Q2>Q3 B. Q1>Q3>Q2
C. Q3>Q2>Q1 D. Q2>Q1>Q3
【答案】A
【解析】
【详解】设题给方程式分别为①、②、③,①、②相比,①为H2S完全燃烧的热化学方程式,故放出热量比②多,即Q1>Q2;②、③相比,H2O的状态不同,因为等量的水,H2O(l)比H2O(g)能量低,故放出热量Q2>Q3,则有Q1>Q2>Q3,故选A。
16. 已知热化学方程式 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ∙mol−1,则关于热化学方程式2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g) ΔH2 的说法中正确的是( )
A. 方程式中物质前的系数表示分子数 B. 该反应ΔH2>0
C. 该反应ΔH2=+571.6 kJ·mol-1 D. 该反应与上述反应属于可逆反应
【答案】BC
【解析】
【详解】A.方程式中物质前的系数表示物质的量,故A错误;
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)是放热反应,则2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)为吸热反应,因此反应ΔH2>0,故B正确;
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ∙mol−1,则2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ∙mol−1,故C正确;
D.该反应与上述反应不属于可逆反应,可逆反应是相同条件,这两者反应条件不同,前者为点燃,后者是电解,故D错误。
综上所述,答案为BC。
17. 中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量,中和热为57.3 kJ·mol -1。下列热化学方程式中正确的是 ( )
A. HNO3(aq)+KOH(aq)= H2O(l)+KNO3(aq) ΔH>-57.3 kJ·mol-1
B. HNO3(aq)+NH3·H2O(aq)=H2O(l)+NH4NO3(aq) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. CH3COOH(aq)+KOH(aq)=H2O(l)+CH3COOK(aq) ΔH<-57.3 kJ·mol-1
D. CH3COOH(aq)+NH3∙H2O(aq)=H2O(l)+CH3COONH4(aq) ΔH>-57.3kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.HNO3和KOH分别是强酸和强碱,当其反应生成1mol水时,放出的热量即为57.3kJ/mol,故反应热△H应等于−57.3 kJ/mol,故A错误;
B.NH3·H2O是弱碱,电离吸热,故当NH3·H2O与HNO3生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故B错误;
C.CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与KOH生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故C错误;
D.NH3·H2O是弱碱,CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与NH3·H2O生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故D正确;
答案选D。
【点睛】中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量,应注意的是:①稀的酸和碱溶液,如果是浓硫酸,在和碱反应时被稀释放热;②强酸和强碱,如果是弱酸,电离吸热;③衡量标准是生成1mol水。
18. 下列关于反应ΔU的说法中正确的是( )
A. ΔU<0时,反应吸收能量 B. ΔU>0时,反应吸收能量
C. 化学反应体系处于静止状态时,ΔU=Q+W D. ΔU=ΔH
【答案】BC
【解析】
【详解】ΔU =U(反应产物)-U(反应物),ΔU>0时,反应吸收能量,反之,ΔU<0时,反应释放能量,若化学反应体系处于静止状态时,则ΔU=Q+W,ΔU为物体内能的增加,而ΔH表示反应热,两者不一定相等,故答案选BC。
19. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子,
关于此反应说法错误的是( )
A. 一定属于吸热反应 B. 一定属于可逆反应
C. 一定属于氧化还原反应 D. 一定属于分解反应
【答案】A
【解析】
【分析】
根据图示可知该反应的反应物是一种、生成物是两种。
【详解】A.该反应属于分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应,A错误;
B.根据图示可知有一部分反应物未参加反应,该反应是可逆反应,B正确;
C.据图可知,该反应有单质生成,所以反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.反应物是一种,生成物是两种,因此属于分解反应,D正确;
答案选A。
20. 将V1 mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL,下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22℃
B. 该实验表明化学能可能转化为热能
C. NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L-1
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A. 将左边这根线向左下角延长,得到未加HCl时的交叉点,因此得出做该实验时环境温度为21℃左右,故A错误;
B. 盐酸和氢氧化钠反应放出热量,因此得出该实验表明化学能可能转化为热能,故B正确;
C. HCl加入30mL时,温度最高,说明在此点恰好完全反应,即HCl和NaOH的物质的量相等,1 mol·L−1×0.03L = c(NaOH)×0.02L,c(NaOH) = 1.5 mol·L−1,故C错误;
D. 该实验只能说这个反应是放热反应,但其他很多反应生成水的是吸热反应,比如碳酸氢钠分解,故D错误。
综上所述,答案为B。
第Ⅱ卷(非选择题 每空2分 共50分)
三、非选择题(共5个题,50分)
21. 合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。
(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出热量为Q,则Q________184.4 kJ(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知
1 mol N—H键断裂吸收的能量等于________kJ。
(3)请写出该反应的热化学方程式:_____________________________________。
【答案】 (1). < (2). 391 (3). N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)合成氨反应是可逆反应,反应不能完全进行到底,每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量,则向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后理论上应放出热量184.4 kJ,实际上小于184.4 kJ;
(2)根据化学键计算物质的焓变,N2(g)+3H2(g)===2NH3(g),设1 mol N—H键断裂吸收的能量为x kJ,则,x=391 kJ;
(3)该反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。
22. 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)从实验装置看,图中还缺少的一种玻璃仪器是________________,该仪器在实验时的使用方法是____________________。
(2)两烧杯间填满碎纸屑的作用是_______________________________________。
(3)经数据处理,t2-t1=4.3 ℃。则该实验测得的反应热Q=________。[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容按4.18 J·(g·℃)-1计算]
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH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”),理由是__________________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和反应的中和热的数值与57.3 kJ·mol-1相比较会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热数值____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 上下移动搅拌 (3). 保温、隔热,减少热量散失 (4). 1797.4 J (5). 不相等 (6). 参加反应的酸和碱的物质的量增多了 (7). 偏小 (8). 偏小
【解析】
【分析】
(1)根据需要的实验装置得出还缺少的装置。
(2)两烧杯间填满碎纸屑、烧杯上的硬纸板都是保温的作用。
(3)根据Q=cmΔt计算实验测得的反应热。
(4)用60 mL 0.50 mol∙L−1盐酸,则说明反应物物质的量增加。
(5)根据氨水电离时要吸收热量,分析温度差变化,根据分析。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,分析温度差变化,根据公式分析。
【详解】(1)需要的实验装置主要是温度计、大小不同的烧杯、量筒、环形玻璃搅拌棒,因此图中还缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒,该仪器在实验时的使用方法是上下移动搅拌;故答案为:环形玻璃搅拌棒;上下移动搅拌。
(2)两烧杯间填满碎纸屑的作用是保温、隔热,减少热量散失;故答案为:保温、隔热,减少热量散失。
(3)经数据处理,t2-t1=4.3 ℃。则该实验测得的反应热Q=cmΔt=4.18 J·(g·℃) −1×100mL×1 g·cm−3×4.3 ℃=1797.4 J;故答案为:1797.4 J。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol∙L−1盐酸与50 mL 0.55 mol∙L−1 NaOH溶液进行反应,参加反应的酸和碱的物质的量增多了,温度差变化增大,因此与上述实验相比较,所放出的热量不相等,理由是参加反应的酸和碱的物质的量增多了;故答案为:不相等;参加反应的酸和碱的物质的量增多了。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,由于氨水电离时要吸收热量,因此温度差变化比开始较小,根据,测得中和反应的中和热的数值与57.3 kJ·mol−1相比较会偏小;故答案为:偏小。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,温度计测出的温度差变小,根据公式得到中和反应的反应热数值偏小;故答案为:偏小。
【点睛】中和热的测定是常考题型,主要考查实验仪器、填充纸屑等措施的作用、根据实验数据进行计算、实验误差等。
23. 写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量:____________。(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出834.9 kJ的热量:______________ 。
(3)23 g C2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27 g液态水和22.4 L CO2(标准状况)并放出683.5 kJ的热量:____ _________________________ 。
【答案】 (1). C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1 (2). Al(s)+O2(g)= Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1 (3). C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1
【解析】
【详解】(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量:C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1;故答案为:C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1。
(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出834.9 kJ的热量,其热反应方程式为:Al(s)+O2(g)= Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1,故答案为:Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1。
(3)23 g C2H6O(l)即物质的量为,0.5mol C2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27 g液态水和22.4 L CO2(标准状况)并放出683.5 kJ的热量,其热反应方程式为:C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1;故答案为:C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1。
24. 硫酸是无机工业的“血液”,SO2的催化氧化是工业制备硫酸的重要环节。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH 反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的 ΔH1=-99 kJ· mol-1。
请回答下列问题:
(1)该反应属于____反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)从能量角度分析图中C表示_____________________。
(3)从化学键的角度分析,F代表什么意义?____________。
(4)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作为催化剂,可使E值减小。E的大小对该反应的反应热______(填“无影响”“有影响”或“不确定”)。
(5)图中ΔH=_____ kJ· mol-1。
(6)若已知1 mol SO2(g) 氧化为1 mol SO3(l) 的 ΔH2=-Q kJ· mol-1,则ΔH1_____ΔH2 (填“>”“<”或“=”)。
【答案】 (1). 放热 (2). 反应产物的总能量 (3). 形成新键释放的能量 (4). 无影响 (5). -198 (6). >
【解析】
【详解】(1)根据图示可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应;
(2)根据图示可知,图中C表示反应产物的总能量;
(3)根据图示可知,F表示形成新键释放的能量;
(4)反应的反应热仅与反应物与产物的能量有关,与E无关,故E的大小对该反应的反应热无影响;
(5)已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ· mol-1;故2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198 kJ· mol-1;
(6)已知1 mol SO2(g) 氧化为1 mol SO3(l) 的 ΔH2=-Q kJ· mol-1,物质的能量越低越稳定,则SO3(l)的能量低于SO3(g);故生成SO3(l)放出的能量更多,则焓变越小,ΔH1>ΔH2。
25. (1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_____________________________________。
(2)观察图a和图b,根据盖斯定律,写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5和ΔH6的关系。
图a 图b
图a:__________________________________________________________;
图b:__________________________________________________________。
【答案】 (1). NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 (2). ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0 (3). ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
【解析】
【详解】(1)根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知,反应为放热反应,则反应的ΔH=-(368-134)=-234 kJ·mol-1,因此热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1;
(2)图a:以A为起点,最终回到A,整个过程没有能量变化,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0;
图b:变化有两个途径,①A→F,②A→B→C→D→E→F,两个途径热效应相同,因此ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 37 Be 9 Na 11 Fe 56 Cu 64 Zn 65
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
一.选择题(本题共10小题,每小题2分,每小题只一个选项符合题意)
1. 下列说法正确是
A. 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B. 当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C. 在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D. 一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为负值
【答案】D
【解析】
【详解】A、焓变与反应物的状态、反应物的物质的量、反应温度及压强有关,反应物的量越多则焓变值越大,A错误;
B、当反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0,B错误;
C、焓变与反应的条件是否加热没有直接关系,C错误;
D、一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为负值,反之是吸热,ΔH为正值,D正确。
答案选D。
2. 量热计直接测出的是( )
A. 质量的变化 B. 能量的变化
C. 温度的变化 D. 电流的变化
【答案】C
【解析】
【详解】量热计是一种用于测量热量的实验设备,故能直观测出温度的变化,答案选C。
3. 中和反应的反应热测定实验中下列说法错误的是( )
A. 一组完整实验数据需要测温度三次
B. 烧杯间填满碎纸屑是为了减少实验过程中热量散失
C. 可用铜做的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因铜和盐酸不反应
D. 在量取NaOH溶液和HCl溶液体积时均仰视,测得中和热数值将偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A.一组完整实验数据需要测温度三次,第一次测酸(或碱)溶液温度,第二次测碱(或酸)溶液的温度,第三次测混合溶液的温度,故A正确;
B.烧杯间填满碎纸屑,盖纸板都是为了减少实验过程中热量散失,减少实验误差,故B正确;
C.因铜会导热,损失热量,因此不可用铜做的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故C错误;
D.在量取NaOH溶液和HCl溶液体积时均仰视,量取的溶液体积增多,反应放出的热量多,温度差较大,因此测得中和热数值将偏大,故D正确。
综上所述,答案为C。
4. 已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,下列关系式中正确的是( )
A. Q1+Q2>Q3 B. Q1+Q2>2Q3
C. Q1+Q2<Q3 D. Q1+Q2<2Q3
【答案】D
【解析】
【详解】氢气和氯气的化学反应方程式为H2+Cl2=2HCl,该反应为放热反应,因此反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,即Q1+Q2<2Q3,故答案选D。
5. 白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却,可得钢灰色固体——黑磷,其转化过程中能量变化如图所示。
下列叙述中正确的是
A. 黑磷比白磷稳定
B. 黑磷与白磷互为同分异构体
C. 白磷转化为黑磷是氧化还原反应
D. 白磷转化为黑磷是吸热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图所示,白磷的能量高黑磷的能量低,能量越低越稳定,故黑磷稳定,A正确;
B.黑磷和白磷均是由磷元素组成的不同的单质,互为同素异形体,而同分异构体是分子式相同,结构不同的物质一般指的是有机物,B错误;
C.白磷和黑磷均是单质,化合价为零价,不是氧化还原反应,C错误;
D.白磷的能量高转化成能量低的黑磷是放热反应,D错误。
答案选A。
6. 已知2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7kJ·mol-1
C. -259.7kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】由题干信息知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ•mol-1,②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ•mol-1,依据盖斯定律,将①-②得到:2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l) △H=-519.4kJ/mol,则反应:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)△H=-259.7kJ/mol,C选项正确;
答案选C。
7. 将盛有NH4HCO3粉末小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见( )
A. NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B. 该反应中,热能转化为产物内部的能量
C. 反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O ΔH=+Q
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应,错误,
B、吸热反应,热能转化为化学能,正确;
C、吸热反应,反应物总能量小于生成物总能量,错误;
D、热化学方程式要标出物质的状态,反应热需要标答案,错误。
8. 下列各组热化学方程式中,化学反应的反应热ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g) === CO2(g) ΔH1
C(s)+1/2O2(g) === CO(g) ΔH2
②C3H8(g)+5O2(g ) === 3CO2(g)+4H2O(g) ΔH3
2C3H8(g)+10O2(g) === 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH4
③2H2O(g) === 2H2(g)+O2(g) ΔH5
NaOH(aq)+HCl(aq) === NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
A. ① B. ①③ C. ②③ D. ①②③
【答案】C
【解析】
【详解】①C的燃烧反应为放热反应,故ΔH<0,又C的完全燃烧放出的热量较多,因此反应热ΔH前者小于后者,①不符合题意;
②C3H8的燃烧反应为放热反应,故ΔH<0,后者反应系数为前者的两倍,故后者放热多,因此反应热ΔH前者大于后者,②符合题意;
③前者为分解反应,ΔH>0,后者为酸碱中和反应,ΔH<0,前者大于后者,③符合题意;
综上,②③符合题意,答案选C。
9. 航天燃料从液态变为固态,是一项技术突破。铍 (Be) 是高效率的火箭材料,燃烧时放出巨大的能量,每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是( )
A. Be+O2=BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1
B. Be(s)+O2(g)=BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1
C. Be(s)+O2(g)=BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
D. Be(s)+O2(g)=BeO(g) ΔH=-564.3 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.Be+O2= BeO ΔH=-564.3 kJ∙mol−1,没有标明物质的状态,故A错误;
B.Be(s)+O2(g)= BeO(s) ΔH=+564.3 kJ∙mol−1,Be燃烧是放热反应,故B错误;
C.每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ ,则9gBe即物质的量1mol放出热量为564.3 kJ ,因此Be(s)+O2(g)= BeO(s) ΔH=-564.3 kJ∙mol−1,故C正确;
D.Be(s)+O2(g)=BeO(g) ΔH=-564.3 kJ,单位是kJ∙mol−1,故D错误。
综上所述,答案为C。
10. 将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了
A. 该反应是吸热反应
B. 该反应是放热反应
C. 铁粉和硫粉在常温下可以发生反应
D. 硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应发生后停止加热,反应仍可持续进行说明反应为放热反应,A错误;
B.反应发生后停止加热,反应仍可持续进行说明反应为放热反应,B正确;
C.反应需要加热才能发生,常温下不能进行,C错误;
D.反应是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误;
答案选B。
二.选择题(本题共10小题,每小题3分,部分分1分,共30分,每小题一个到两个选项符合题意)
11. 已知:① CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1, ②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2,③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,经完全燃烧恢复至室温,放出的热量为( )
A. -(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)
B. -(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)
C. -(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)
D. -(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)
【答案】A
【解析】
【详解】常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,则甲烷的物质的量为,氢气的物质的量为,经完全燃烧恢复至室温,水为液体,根据① CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1, 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。①×0.4 +③×可得放出的热量为-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3),故A正确。
综上所述,答案为A。
12. 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. △H1>0,△H3<0
B. △H2>0,△H4>0
C. △H1=△H2+△H3
D. △H3=△H4+△H5
【答案】C
【解析】
【详解】A、碳和CO燃烧均是放热反应,△H1<0,错误;
B、二氧化碳与碳反应是吸热反应,铁在氧气中燃烧是放热反应,△H4<0,错误;
C、②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2,③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3,则根据盖斯定律可知②+③即得到C(s)+O2(g)=CO2(g) ,△H1=△H2+△H3,正确;
D、已知④4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4,⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5,则根据盖斯定律可知(④+⑤×2)÷3得到2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),则△H3=,错误;
答案选C
13. 已知在101 kPa、298 K条件下,2 mol H2(g)完全燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
A. H2O(g)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH(298 K)=+484 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】已知在101KPa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,因此1mol水蒸气分解生成2mol氢气和1mol氧气吸收242kJ热量,则反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1、H2O(g)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH(298 K)=+242 kJ·mol-1,故答案选A。
14. 最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A. CO和O生成CO2是放热反应
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态I→状态III表示CO与O2反应的过程
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图示可知,CO和O生成CO2是状态I变化至状态III,是放热反应,A正确;
B.根据状态II可知,在该过程中,CO没有断键形成C和O,B错误;
C.CO和O生成CO2,CO2中碳氧是极性共价键,C正确;
D.根据图示可知,状态I→状态III表示CO与O反应的过程,D错误;
答案选AC。
15. 根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q2kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(
A. Q1>Q2>Q3 B. Q1>Q3>Q2
C. Q3>Q2>Q1 D. Q2>Q1>Q3
【答案】A
【解析】
【详解】设题给方程式分别为①、②、③,①、②相比,①为H2S完全燃烧的热化学方程式,故放出热量比②多,即Q1>Q2;②、③相比,H2O的状态不同,因为等量的水,H2O(l)比H2O(g)能量低,故放出热量Q2>Q3,则有Q1>Q2>Q3,故选A。
16. 已知热化学方程式 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ∙mol−1,则关于热化学方程式2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g) ΔH2 的说法中正确的是( )
A. 方程式中物质前的系数表示分子数 B. 该反应ΔH2>0
C. 该反应ΔH2=+571.6 kJ·mol-1 D. 该反应与上述反应属于可逆反应
【答案】BC
【解析】
【详解】A.方程式中物质前的系数表示物质的量,故A错误;
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)是放热反应,则2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)为吸热反应,因此反应ΔH2>0,故B正确;
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ∙mol−1,则2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ∙mol−1,故C正确;
D.该反应与上述反应不属于可逆反应,可逆反应是相同条件,这两者反应条件不同,前者为点燃,后者是电解,故D错误。
综上所述,答案为BC。
17. 中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量,中和热为57.3 kJ·mol -1。下列热化学方程式中正确的是 ( )
A. HNO3(aq)+KOH(aq)= H2O(l)+KNO3(aq) ΔH>-57.3 kJ·mol-1
B. HNO3(aq)+NH3·H2O(aq)=H2O(l)+NH4NO3(aq) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. CH3COOH(aq)+KOH(aq)=H2O(l)+CH3COOK(aq) ΔH<-57.3 kJ·mol-1
D. CH3COOH(aq)+NH3∙H2O(aq)=H2O(l)+CH3COONH4(aq) ΔH>-57.3kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.HNO3和KOH分别是强酸和强碱,当其反应生成1mol水时,放出的热量即为57.3kJ/mol,故反应热△H应等于−57.3 kJ/mol,故A错误;
B.NH3·H2O是弱碱,电离吸热,故当NH3·H2O与HNO3生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故B错误;
C.CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与KOH生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故C错误;
D.NH3·H2O是弱碱,CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与NH3·H2O生成1mol水时,放出的热量小于57.3 kJ,则反应热△H应大于−57.3 kJ/mol,故D正确;
答案选D。
【点睛】中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量,应注意的是:①稀的酸和碱溶液,如果是浓硫酸,在和碱反应时被稀释放热;②强酸和强碱,如果是弱酸,电离吸热;③衡量标准是生成1mol水。
18. 下列关于反应ΔU的说法中正确的是( )
A. ΔU<0时,反应吸收能量 B. ΔU>0时,反应吸收能量
C. 化学反应体系处于静止状态时,ΔU=Q+W D. ΔU=ΔH
【答案】BC
【解析】
【详解】ΔU =U(反应产物)-U(反应物),ΔU>0时,反应吸收能量,反之,ΔU<0时,反应释放能量,若化学反应体系处于静止状态时,则ΔU=Q+W,ΔU为物体内能的增加,而ΔH表示反应热,两者不一定相等,故答案选BC。
19. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子,
关于此反应说法错误的是( )
A. 一定属于吸热反应 B. 一定属于可逆反应
C. 一定属于氧化还原反应 D. 一定属于分解反应
【答案】A
【解析】
【分析】
根据图示可知该反应的反应物是一种、生成物是两种。
【详解】A.该反应属于分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应,A错误;
B.根据图示可知有一部分反应物未参加反应,该反应是可逆反应,B正确;
C.据图可知,该反应有单质生成,所以反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.反应物是一种,生成物是两种,因此属于分解反应,D正确;
答案选A。
20. 将V1 mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL,下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22℃
B. 该实验表明化学能可能转化为热能
C. NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L-1
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A. 将左边这根线向左下角延长,得到未加HCl时的交叉点,因此得出做该实验时环境温度为21℃左右,故A错误;
B. 盐酸和氢氧化钠反应放出热量,因此得出该实验表明化学能可能转化为热能,故B正确;
C. HCl加入30mL时,温度最高,说明在此点恰好完全反应,即HCl和NaOH的物质的量相等,1 mol·L−1×0.03L = c(NaOH)×0.02L,c(NaOH) = 1.5 mol·L−1,故C错误;
D. 该实验只能说这个反应是放热反应,但其他很多反应生成水的是吸热反应,比如碳酸氢钠分解,故D错误。
综上所述,答案为B。
第Ⅱ卷(非选择题 每空2分 共50分)
三、非选择题(共5个题,50分)
21. 合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。
(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出热量为Q,则Q________184.4 kJ(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知
1 mol N—H键断裂吸收的能量等于________kJ。
(3)请写出该反应的热化学方程式:_____________________________________。
【答案】 (1). < (2). 391 (3). N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)合成氨反应是可逆反应,反应不能完全进行到底,每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量,则向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后理论上应放出热量184.4 kJ,实际上小于184.4 kJ;
(2)根据化学键计算物质的焓变,N2(g)+3H2(g)===2NH3(g),设1 mol N—H键断裂吸收的能量为x kJ,则,x=391 kJ;
(3)该反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。
22. 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)从实验装置看,图中还缺少的一种玻璃仪器是________________,该仪器在实验时的使用方法是____________________。
(2)两烧杯间填满碎纸屑的作用是_______________________________________。
(3)经数据处理,t2-t1=4.3 ℃。则该实验测得的反应热Q=________。[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容按4.18 J·(g·℃)-1计算]
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH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”),理由是__________________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和反应的中和热的数值与57.3 kJ·mol-1相比较会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热数值____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 上下移动搅拌 (3). 保温、隔热,减少热量散失 (4). 1797.4 J (5). 不相等 (6). 参加反应的酸和碱的物质的量增多了 (7). 偏小 (8). 偏小
【解析】
【分析】
(1)根据需要的实验装置得出还缺少的装置。
(2)两烧杯间填满碎纸屑、烧杯上的硬纸板都是保温的作用。
(3)根据Q=cmΔt计算实验测得的反应热。
(4)用60 mL 0.50 mol∙L−1盐酸,则说明反应物物质的量增加。
(5)根据氨水电离时要吸收热量,分析温度差变化,根据分析。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,分析温度差变化,根据公式分析。
【详解】(1)需要的实验装置主要是温度计、大小不同的烧杯、量筒、环形玻璃搅拌棒,因此图中还缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒,该仪器在实验时的使用方法是上下移动搅拌;故答案为:环形玻璃搅拌棒;上下移动搅拌。
(2)两烧杯间填满碎纸屑的作用是保温、隔热,减少热量散失;故答案为:保温、隔热,减少热量散失。
(3)经数据处理,t2-t1=4.3 ℃。则该实验测得的反应热Q=cmΔt=4.18 J·(g·℃) −1×100mL×1 g·cm−3×4.3 ℃=1797.4 J;故答案为:1797.4 J。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol∙L−1盐酸与50 mL 0.55 mol∙L−1 NaOH溶液进行反应,参加反应的酸和碱的物质的量增多了,温度差变化增大,因此与上述实验相比较,所放出的热量不相等,理由是参加反应的酸和碱的物质的量增多了;故答案为:不相等;参加反应的酸和碱的物质的量增多了。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,由于氨水电离时要吸收热量,因此温度差变化比开始较小,根据,测得中和反应的中和热的数值与57.3 kJ·mol−1相比较会偏小;故答案为:偏小。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,温度计测出的温度差变小,根据公式得到中和反应的反应热数值偏小;故答案为:偏小。
【点睛】中和热的测定是常考题型,主要考查实验仪器、填充纸屑等措施的作用、根据实验数据进行计算、实验误差等。
23. 写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量:____________。(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出834.9 kJ的热量:______________ 。
(3)23 g C2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27 g液态水和22.4 L CO2(标准状况)并放出683.5 kJ的热量:____ _________________________ 。
【答案】 (1). C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1 (2). Al(s)+O2(g)= Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1 (3). C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1
【解析】
【详解】(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量:C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1;故答案为:C2H4(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol−1。
(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出834.9 kJ的热量,其热反应方程式为:Al(s)+O2(g)= Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1,故答案为:Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-834.9 kJ·mol−1。
(3)23 g C2H6O(l)即物质的量为,0.5mol C2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27 g液态水和22.4 L CO2(标准状况)并放出683.5 kJ的热量,其热反应方程式为:C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1;故答案为:C2H6O(l)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-683.5 kJ·mol−1。
24. 硫酸是无机工业的“血液”,SO2的催化氧化是工业制备硫酸的重要环节。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH 反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的 ΔH1=-99 kJ· mol-1。
请回答下列问题:
(1)该反应属于____反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)从能量角度分析图中C表示_____________________。
(3)从化学键的角度分析,F代表什么意义?____________。
(4)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作为催化剂,可使E值减小。E的大小对该反应的反应热______(填“无影响”“有影响”或“不确定”)。
(5)图中ΔH=_____ kJ· mol-1。
(6)若已知1 mol SO2(g) 氧化为1 mol SO3(l) 的 ΔH2=-Q kJ· mol-1,则ΔH1_____ΔH2 (填“>”“<”或“=”)。
【答案】 (1). 放热 (2). 反应产物的总能量 (3). 形成新键释放的能量 (4). 无影响 (5). -198 (6). >
【解析】
【详解】(1)根据图示可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应;
(2)根据图示可知,图中C表示反应产物的总能量;
(3)根据图示可知,F表示形成新键释放的能量;
(4)反应的反应热仅与反应物与产物的能量有关,与E无关,故E的大小对该反应的反应热无影响;
(5)已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ· mol-1;故2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198 kJ· mol-1;
(6)已知1 mol SO2(g) 氧化为1 mol SO3(l) 的 ΔH2=-Q kJ· mol-1,物质的能量越低越稳定,则SO3(l)的能量低于SO3(g);故生成SO3(l)放出的能量更多,则焓变越小,ΔH1>ΔH2。
25. (1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_____________________________________。
(2)观察图a和图b,根据盖斯定律,写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5和ΔH6的关系。
图a 图b
图a:__________________________________________________________;
图b:__________________________________________________________。
【答案】 (1). NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 (2). ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0 (3). ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
【解析】
【详解】(1)根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知,反应为放热反应,则反应的ΔH=-(368-134)=-234 kJ·mol-1,因此热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1;
(2)图a:以A为起点,最终回到A,整个过程没有能量变化,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0;
图b:变化有两个途径,①A→F,②A→B→C→D→E→F,两个途径热效应相同,因此ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5。
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