人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算第2课时习题

第2课时　热化学方程式　中和反应反应热的测定

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.(2021广西南宁高二月考)关于热化学方程式:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,下列叙述正确的是              (　　)

A.2 mol气态H2与1 mol气态O2完全燃烧生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量

B.1 mol气态H2与0.5 mol气态O2完全燃烧生成1 mol液态水时吸收285.8 kJ的热量

C.2个氢分子完全燃烧生成液态水时放出571.6 kJ的热量

4. 上述热化学方程式可表示为H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=

-285.8 kJ·mol-1

3.(2021福建三明一中高二月考)下列热化学方程式书写正确的是 (　　)

A.2SO2+O2 2SO3　ΔH=-196.6 kJ·mol-1

B.4H2(g)+2O2(g) 4H2O(l)　ΔH=-1 143.2 kJ·mol-1

C.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=+393.5 kJ

D.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=+393.5 kJ·mol-1

4.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　中和反应反应热的应用

5.(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

6.(2020上海黄浦高三一模)常温常压下,稀溶液中H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,相同条件的下列反应,热量变化正确的是(　　)

A.将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol KOH的稀溶液混合时放出的热量等于57.3 kJ

B.将含1 mol醋酸的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合时放出的热量大于57.3 kJ

C.将含1 mol HCl的稀盐酸与1 mol NaOH固体混合时放出的热量小于57.3 kJ

D.将含1 mol硝酸的稀溶液与含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液混合时放出的热量等于57.3 kJ

题组三　中和反应反应热的测定实验

7.在测定中和反应反应热的实验中,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,则测得的中和反应反应热相同

D.在中和反应反应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.(2021北京丰台高二期中)测定中和反应反应热的装置如图所示,下列有关该实验的说法中不正确的是(　　)

A.测定中和反应反应热时,不能选用NaOH溶液和浓硫酸

B.相同条件下,用稀NaOH溶液与盐酸、硝酸反应测得的中和反应反应热不相同

C.实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度

D.环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分,泡沫塑料起保温作用

能力提升练

1.(2021山东滕州第一中学高二月考,疑难1,)已知:①2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1。下列说法中错误的是              (　　)

A.①式表示25 ℃、101 kPa时,2 mol H2和1 mol O2完全反应生成

2 mol H2O(l)放热571.6 kJ

2. ①式表示25 ℃、101 kPa时,1 mol H2和1 mol O2完全反应生成

2 mol H2O(l)放热571.6 kJ

C.含1 mol NaOH的稀溶液与50 g 98%的硫酸混合后放出的热量大于57.3 kJ

D.含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol HCl的稀盐酸混合后放出的热量等于57.3 kJ

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OO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.(疑难2,)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。则下列描述正确的是              (　　)

A.L1表示稀硝酸与NaOH溶液的反应

B.L2表示稀醋酸与NaOH溶液的反应

C.b=5.73

D.L3表示浓硫酸与NaOH溶液的反应

4.(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

5.(2021江苏如皋高二教学质量调研,疑难1、2,)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化,该反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是              (　　)

1. 该反应的热化学方程式为SO2(g)+O2(g) SO3(g)　ΔH=

+98 kJ·mol-1

B.该反应断裂反应物中化学键吸收的能量比形成生成物中化学键放出的能量少

C.使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大

D.SO2(g)+O2(g) SO3(s)　ΔH>-98 kJ·mol-1

6.(2021河北邢台高二月考,疑难2,)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下:

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;

②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;

③将NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。

回答下列问题:

(1)仪器a的名称是　　　　　　　　。 

(2)反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55 mol·L-1,不使用0.50 mol·L-1 NaOH溶液的原因是　　　　　　　　　　。 

(3)倒入NaOH溶液时的正确操作是　　　(填字母)。 

A.沿玻璃棒缓慢倒入

B.分三次倒入

C.一次迅速倒入

(4)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1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为　　　　。 

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.A　该热化学方程式表示2 mol气态H2与1 mol气态O2完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,A项正确;ΔH<0表示放热反应,而不是吸热反应,B项错误;热化学方程式中化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,C项错误;化学计量数未配平,不遵循质量守恒定律,D项错误。

3.B　A项,未注明各物质的聚集状态,且反应中不需要标注反应条件,错误;B项,物质的聚集状态均正确,且为放热反应,正确;C项,ΔH的单位应为 kJ·mol-1,且反应为放热反应,ΔH<0,错误;D项,反应为放热反应,ΔH应为-393.5 kJ·mol-1,错误。

4.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。

5.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。

6.D　A项,浓硫酸稀释时会放出热量,即该混合过程放出的热量大于57.3 kJ,错误;B项,醋酸是弱电解质,电离出H+需吸收热量,即该混合过程放出的热量小于57.3 kJ,错误;C项,NaOH固体溶解会放出热量,即该混合过程放出的热量大于57.3 kJ,错误;D项,生成硝酸钡和1 mol水,放出的热量等于57.3 kJ,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;在中和反应反应热的测定实验中,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,测出的中和反应反应热数值偏小,C错误;在中和反应反应热的测定实验中用不到滴定管,D错误。

8.B　浓硫酸在稀释过程中要释放能量,即测定中和反应反应热时,不能选用NaOH溶液和浓硫酸,A项正确;相同条件下,用稀NaOH溶液与盐酸、硝酸反应测得的中和反应反应热相同,B项错误;实验需记录反应前酸、碱溶液的初始温度和酸与碱反应后溶液达到的最高温度,C项正确;泡沫塑料起保温作用,减少热量散失,而环形玻璃搅拌棒上下搅拌利于充分反应,D项正确。

能力提升练

1.B　①式表示25 ℃、101 kPa时,2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol H2O(l)放出热量为571.6 kJ,A项正确,B项错误;浓硫酸稀释时放出热量,则含1 mol NaOH的稀溶液与50 g 98%的硫酸反应放出的热量大于57.3 kJ,C项正确;含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol HCl的稀盐酸反应放出的热量为57.3 kJ,D项正确。

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　强酸与强碱的稀溶液发生中和反应,即H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,分别向1 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中加入①稀醋酸、②浓H2SO4、③稀硝酸,醋酸电离吸热,浓硫酸稀释时放热,则恰好完全反应时放出的热量:②>③>①。根据以上分析可知,L1表示浓硫酸与NaOH溶液的反应,L2表示稀硝酸和NaOH溶液的反应,L3表示稀醋酸与NaOH溶液的反应,故A、B、D项错误;1 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液与稀硝酸反应生成0.1 mol H2O,反应中放出5.73 kJ热量,即b=5.73,C项正确。

4.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。

5.B　据图可知该反应为放热反应,则ΔH<0,即SO2(g)+O2(g) SO3(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1,A项错误;放热反应中断裂反应物中化学键吸收的能量比形成生成物中化学键放出的能量少,B项正确;使用催化剂不能改变反应的焓变,C项错误;SO3由气态转化为固态时放出热量,即SO2(g)+O2(g) SO3(s)　ΔH <-98 kJ·mol-1,D项错误。

6.答案　(1)环形玻璃搅拌棒　(2)确保盐酸被完全中和　(3)C　(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3

解析(1)由图示可知,仪器a是环形玻璃搅拌棒。(2)为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量。(3)倒入NaOH溶液时,为了减少热量的散失,必须一次迅速倒入,即C项正确。(4)一定量的稀NaOH溶液、稀Ca(OH)2溶液和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3 kJ;NH3·H2O是弱电解质,电离需要吸热,即稀氨水和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3 kJ,由于放热反应的ΔH<0,故ΔH1=ΔH2<ΔH3。