2024届高三化学高考备考一轮复习训练--化学反应热的计算
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.工业上可以利用水煤气(、)合成二甲醚(),同时生成。合成过程中,主要发生三个反应,℃时,有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,进行实验,测得转化率随温度变化曲线如下图。下列说法不正确的是
A.℃时,水煤气合成二甲醚的热化学方程式:
B.℃时,增大压强、加入催化剂均可提高的平衡转化率
C.220℃~240℃时,温度升高反应速率加快,转化率升高
D.温度高于240℃时,温度升高转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
2.根据下列实验操作和现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作与现象
实验结论
A
用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应,测得反应热依次为、,
B
在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液,产生气体的速率加快
降低了锌和硫酸反应的活化能
C
向某溶液中滴加甲基橙溶液,溶液变黄色
该溶液一定呈碱性
D
二氧化锰和浓盐酸共热,产生气体的速率由慢到快
升温,活化分子百分率不变,活化分子总数增多
A.A B.B C.C D.D
3.氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则
B.相同条件下,的比的小
C.,
D.相同条件下,的比HI的大
4.Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH,研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下:
反应i:2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)
反应ii:2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)
反应iii:……
下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是
A.反应i增大压强,达新平衡后Cl2浓度减小
B.反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH>0
C.由反应过程可知催化剂参与反应,通过改变反应路径提高平衡转化率
D.推断反应iii应为CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)
5.碳酸钠晶体()失水可得到或,两个化学反应的能量变化示意图如下:
下列说法不正确的是
A.
B.碳酸钠晶体()失水是化学变化
C.向中滴加几滴水,温度升高
D.失水生成:
6.光解水制氢的关键步骤是水的氧化。我国科学家用仿生催化剂[用表示]实现在NaHCO3溶液中高效催化水的氧化,该过程物质转化及反应能量变化示意图如下:
下列说法不正确的是
A.步骤①可表示为
B.水的氧化反应为:
C.
D.催化剂参与反应,降低活化能,加快反应速率
7.关于如图所示转化关系(X代表卤素),说法错误的是
A.
B.
C.由途径Ⅰ生成HI的小于生成HBr的
D.H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小,所以途径Ⅲ放出的热量依次减少
8.下列结论与事实对应且正确的是
选项
事实
结论
A
氢气在氧气中完全燃烧生成时,放出热量
B
C
在密闭容器中,足量的与充分反应放出能量
D
(s,灰)(s,白)
常温常压时,锡以灰锡状态存在
A.A B.B C.C D.D
9.一定温度下,的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图,下列叙述不正确的是
A.以丙烷为原料合成丙醇时,“溴化反应”相比“氯化反应”更有利于提高2-丙醇的含量
B.平衡时升高温度,体系中n(1-氯丙烷):n(2-氯丙烷)的值增大
C.
D.由图可知,不同化学环境的相同化学键键能可能不同
10.已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为___________kJ/mol。
A. B. C. D.
11.为考查和共存对制氢的影响,在0.1MPa下,的混合气体反应达到平衡时,反应物的转化率、产物的物质的量分数随温度的变化分别如图-1、图-2所示,体系中的反应主要有:
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
下列说法不正确的是
A.反应
B.图-1中曲线①表示转化率随温度的变化
C.温度700℃时,反应Ⅰ是体系中的主要反应
D.反应Ⅲ的平衡常数:K(400℃)>K(700℃)
12.白磷、红磷燃烧过程中的能量变化如下图所示,下列说法错误的是
A.红磷和白磷互为同素异形体
B.红磷比白磷稳定
C.相同质量的红磷和白磷,化学键完全断裂形成磷原子,红磷吸收的能量更少
D.红磷燃烧过程中断开化学键吸收的能量低于形成化学键释放的能量
13.肼()是一种高能燃料,共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
键能/()
391
161
498
946
463
则关于反应说法正确的是
A.空间结构是直线形 B.比能量高
C.该反应是放热反应 D.断开化学键吸收的能量大于形成化学键释放的能量
14.和在一定条件下能发生反应:已知:键能:键能:。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应,放热反应不需要加热就一定能够发生
B.1mol分解制得0.5mol需要吸收92kJ的能量
C.断开1mol和3mol中的化学键吸收的总能量大于形成2mol中的化学键所放出的总能量
D.键能为
15.2-甲氧-2-甲基丁烷(用TAME表示)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数Kx分别为Kx1、Kx2、Kx3(Kx是以物质的量分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)与温度T变化关系如上图所示。现向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,反应30min后达到平衡状态。下列说法正确的是
A.烯烃A和B,其中A相对稳定
B.反应Ⅰ、Ⅱ中,△H1大于△H2
C.达到平衡时,容器中烯烃A与CH3OH的物质的量之比为1:10
D.同温同压下,向该容器中注入惰性溶剂稀释,反应Ⅰ的平衡将正向移动
二、实验题
16.高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,热分解产生锰酸钾、二氧化锰、氧气。完成下列填空:
I.已知:①MnO2(s)=Mn(s)+O2(g) ∆H=+520kJ· mol -1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H=-297kJ· mol -1
③Mn(s)+2O2(g)+S(s)=MnSO4(s) ∆H=-1065kJ· mol -1
(1)固体MnO2和二氧化硫气体反应生成MnSO4固体的∆H=_________ kJ· mol -1。
II.在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:
①MnO+Cu2S+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
②MnO+CuS+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
(2)反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________,反应②转移电子0.6 mol时,生成的气体在标准状况下体积为_________L。
III.KMnO4是一种常用消毒剂。
(3)其消毒机理与下列物质相似的是_________(填序号)。
A.双氧水 B.消毒酒精(75%)
C.肥皂水 D.84消毒液(NaClO溶液)
(4)其消毒效率(用单位质量转移的电子数表示)是NaClO的_________倍(保留两位小数)。
(5)测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。
①配制250mL 0.1000 mol•L-1标准Na2S2O3溶液,需要使用的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒和_________。
②取某KMnO4产品0.7000 g溶于水,并加入_________进行酸化。
A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.硝酸 D.次氯酸
③将②所得溶液用0.1000 mol•L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定,滴定至终点记录实验消耗Na2S2O3溶液的体积。重复步骤②、③,三次平行实验数据如表:
实验次数
1
2
3
消耗Na2S2O3溶液体积/mL
19.30
20.98
21.02
(有关离子方程式为:MnO+S2O+H+→SO+Mn2++H2O,未配平)
计算该KMnO4产品的纯度为_________。(保留三个有效数字)
17.回答下列问题:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、_______。
(2)向的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀盐酸,则恰好完全反应时的热效应、、从大到小的排序是_______。
(3)为了研究化学反应的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到现象为_______,则说明该反应是放热反应。
18.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)下列变化过程,属于放热反应的是_____(填写序号)。
①浓H2SO4稀释
②酸碱中和反应
③H2在Cl2中燃烧
④固体NaOH溶于水
⑤液态水变成水蒸气
⑥碳在高温条件下还原CO2
(2)标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式_____。
(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下反应:
反应I:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1
反应II:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) △H2
反应III:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3
则△H3与△H1、△H2之间的关系为△H3=_____。
(4)已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=bkJ•mol-1。根据表中所列键能数据,△H=_____(写出计算过程)。
化学键
H-H
O=O
O-H
键能(kJ•mol-1)
436
496
463
(5)某同学利用中和热实验装置测量中和热数值,中和热理论值△H=-57.3kJ•mol-1。
①用50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行中和反应,通过计算得到△H=-54.8kJ•mol-1。产生此偏差的原因可能是_____(填写字母)。
A.实验时室温较高 B.实验装置保温、隔热效果差
C.一次性把NaOH溶液倒入 D.使用实验最终温度计算温度差
②若改用60mL0.50mol•L-1盐酸与60mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与(1)中实验相比,所放出的热量_____(填写“相等”或“不相等”):若用50mL0.50mol•L-1CH3COOH溶液代替盐酸进行(1)中实验,测得反应前后温度的变化值______(填写“偏大”、“偏小”或“不变”)。
19.碳酸钠和碳酸氢钠是中学化学常见的化合物,某化学兴趣小组对碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应进行了如下实验:
Ⅰ:验证和分别与稀盐酸反应的快慢
向2支具支试管中分别加入0.1 g碳酸钠和0.08 g碳酸氢钠粉末,2支注射器中各抽取5 mL 1 稀盐酸,如图所示,用注射器同压板同时按下注射器活塞,注入稀盐酸,观察现象。
(1)仪器a的名称是_______。
(2)加入试剂前需_______。
(3)集气瓶中的试剂最优选择是_______(填标号),使用同压板的优点有_______(填一条即可)。
A.滴有红墨水的水
B.滴有红墨水的饱和碳酸钠溶液
C.滴有红墨水的饱和碳酸氢钠溶液
(4)为验证和分别与稀盐酸反应的快慢,需测量的数据是_______。
Ⅱ:探究和与稀盐酸反应的热效应(实验中所用盐酸浓度均为1.0 )
实验一:向试剂1中加入试剂2,搅拌、测温,记录结果如表所示。
试剂1
试剂2混合前的温度/℃
混合后最高或最低温度/℃
1.0 g
20 mL HCl 22.0
25.5
1.0 g
20 mL HCl 22.0
19.4
实验二:向试剂3中加入试剂4,搅拌、测温,静置、测温,再加入试剂5,搅拌、测温,记录结果如表所示。
试剂3
试剂4温度/C
溶解后温度/℃
静置后温度/℃
试剂5温度/℃
混合后温度/c
1.0 g
20 mL 22.0
23.8
22.0
20 mL HCl22.0
23.5
1.0 g
20 mL 22.0
19.5
22.0
20 mL HCl22.0
21.4
(5)通过实验一的数据计算:(可近似地认为实验中所用溶液的密度、比热容与水的相同,并忽略容器的比热容,水的比热容为)
① _______(保留四位有效数字,下同)。
② _______。
(6)分析实验二可知,溶于水是_______(填“放热”或“吸热”,下同)过程,与稀盐酸的反应是_______反应。
(7)该小组同学通过查阅资料发现,实验中测得的、均偏小,排除实验中的误差,出现该结果的原因可能是_______。
20.用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·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。回答下列问题:
(1)仔细观察实验装置,图中尚缺少一种玻璃仪器是_______(填仪器名称),图中是否有不妥之处,如果有请指出:_______(如果没有,此空不填)。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热ΔH将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)如果用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,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ΔH将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
参考答案:
1.B
【详解】A.已知:℃时,有关反应及相关数据如下
①
②
③
由盖斯定律可知,2×①+②+③得反应,则其焓变为,A正确;
B.加入催化剂可以加快反应速率,但是不能改变物质的平衡转化率,B错误;
C.升高温度反应速率加快,2由图可知,20℃~240℃时,温度升高反应速率加快,且转化率升高,C正确;
D.反应均为放热反应,温度高于240℃时,温度升高导致平衡逆向移动,使得转化率降低,D正确;
故选B。
2.A
【详解】A.用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应,测得反应热依次为、,是弱酸在水溶液中存在电离平衡,若,说明的电离过程吸热,
,故A正确;
B.在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液,Ag2SO4与Zn反应生成的Ag附着在Zn表面形成银锌原电池加快了化学反应速率,Ag2SO4不是催化剂,不能降低了锌和硫酸反应的活化能,故B错误;
C.甲基橙的变化范围:3.1-4.4,即在pH>4.4时溶液呈黄色,向某溶液中滴加甲基橙溶液,溶液变黄色,该溶液不一定呈碱性,故C错误;
D.二氧化锰和浓盐酸共热生成氯气,该反应是放热反应,反应过程中温度升高,活化分子百分数增加,活化分子数增多,化学反应速率增大,故D错误;
故选A。
3.C
【详解】A.根据盖斯定律可知,HF气体溶于水放热,则<0,则,故A错误;
B.HX(g)= H(g)+X(g)的过程为断键过程,吸收热量,因Cl的非金属性强于Br,则中化学键比HBr中化学键稳定,HCl断裂化学键时吸热更多,则的比的大,故B错误;
C.H(g)= H+(g)该过程原子失去电子形成离子,吸收热量,X(g)= X-(g)该过程中原子得电子生成稳定离子,放出热量,则,,故C正确;
D.相同条件下,的和 HI的,均表示气态氢原子到溶液中氢离子的形成,相同,故D错误;
故选:C。
4.D
【详解】A.温度不变,平衡常数不变,K=c(Cl2),因此反应i增大压强,达新平衡后Cl2浓度不变,A错误;
B.反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是放热反应,B错误;
C.由反应i、ii、iii知,催化剂CuCl2参加反应,催化剂通过改变反应历程,从而提高反应速率,但催化剂不影响平衡,改变不了平衡转化率,故C错误;
D.依据盖斯定律,用“[总反应- (反应i十反应ii)]×”得反应iii :CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g),故D正确;
故选D。
5.D
【详解】A.1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)的能量,故,故A正确;
B.碳酸钠晶体()失水生成新物质,是化学变化,故B正确;
C.1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s),向中滴加几滴水,放出能量,温度升高,故C正确;
D.
根据盖斯定律②-①得,故D错误;
选D。
6.A
【详解】A.由题干图示信息可知,步骤①可表示为时H原子不守恒,A错误;
B.由题干图示信息可知,水的氧化反应(总反应)方程式为:,B正确;
C.根据盖斯定律结合题干图示信息可知,,C正确;
D.根据碰撞理论可知,催化剂参与反应,通过降低活化能,提高活化分子百分含量,从而加快反应速率,D正确;
故答案为:A。
7.C
【详解】A.依据盖斯定律,,A正确;
B.过程Ⅱ中,断裂H-H、X-X键,需要吸收热量,所以,B正确;
C.由于I的非金属性比Br弱,由途径Ⅰ生成HI放出的热量小于生成HBr放出的热量,所以由途径Ⅰ生成HI的大于生成HBr的,C错误;
D.形成化学键时放出热量,非金属性越强,形成的氢化物越稳定,放出的热量越多,H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小,所以途径Ⅲ放出的热量依次减少,D正确;
故选C。
8.B
【详解】A.氢气在氧气中完全燃烧生成时,放出热量,生成气态水放出的能量小于,故A错误;
B.相同物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,由于焓变为负值,所以,故B正确;
C.根据,生成2mol氨气放出的能量;反应可逆,足量的与充分反应生成氨气的物质的量小于2mol,所以放出的能量小于,故C错误;
D.根据(s,灰)(s,白),温度大于13.2℃时灰锡变为白锡,所以常温常压时,锡以白锡状态存在,故D错误;
选B。
9.C
【详解】A.“溴化反应”时的选择性为97%,“氯化反应”时的选择性为55%,所以以丙烷为原料合成丙醇时,“溴化反应”相比“氯化反应”更有利于提高2-丙醇的含量,故A正确;
B.温度对活化能大的反应影响更大,平衡时升高温度,体系中n(1-氯丙烷):n(2-氯丙烷)的值增大,故B正确;
C.根据图像①
②;
根据盖斯定律①-②得
③
④
根据盖斯定律③-④得
所以,故C错误;
D.由能量不同,可知不同化学环境的相同化学键键能可能不同,故D正确;
选C。
10.D
【分析】从图看反应经历了三个历程(过程),则X(g)→Y(g) 过程中的焓变应该由三个历程叠加。
【详解】第一步反应的焓变为E1-E2;第二步反应的焓变为ΔH;第三步反应焓变为E3-E4,所以该反应的焓变为E1−E2+ΔH+E3−E4;
故选D。
11.D
【详解】A.根据盖斯定律可知反应CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)可由反应I-反应Ⅱ得到,则 ΔH=+260.4kJ⋅mol−1-(+34.0kJ⋅mol−1)= +226.4kJ⋅mol−1,A正确;
B.反应I、Ⅱ、Ⅲ三个反应都由CO2参加反应,所以在几种反应物中转化率最高,三个反应都是吸热反应,升高温度CO2转化率提高,故图-1中曲线①表示CO2转化率随温度的变化,B正确;
C.反应I、Ⅱ、Ⅲ三个反应都是吸热反应,升高温度平衡正反应方向移动,根据图-2可知,升高温度COS、H2O的物质的量分数没有增加,CO、H2的物质的量分数不断增加,说明提高温度后对反应Ⅱ、Ⅲ影响较小,而对反应I影响较大,故温度700℃时,反应Ⅰ是体系中的主要反应,C正确;
D.反应Ⅲ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,平衡常数变大,故反应进行平衡常数:K(400℃)<K(700℃),D错误;
故答案为:D。
12.C
【详解】A.红磷和白磷都是磷元素形成的单质,二者互为同素异形体,A正确;
B.从图中可以看出,红磷比白磷的能量低,则红磷比白磷稳定,B正确;
C.相同质量的红磷和白磷,化学键完全断裂形成磷原子,由于白磷的能量比红磷高,所以红磷吸收的能量更多,C错误;
D.红磷燃烧过程中释放能量,则断开化学键吸收的能量低于形成化学键释放的能量,D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.分子空间结构是V形,不是直线形,故A错误;
B.物质从液态变为气态要吸收热量,则液态比气态能量低,故B错误;
C.由表中键能及反应可知,=4391+161+498-946-4463=-575,为放热反应,故C正确;
D.因为反应为放热反应,所以断开化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量,故D错误;
答案选C。
14.D
【详解】A.该反应为放热反应,有些放热反应需要加热,如碳与氧气的反应,故A错误;
B.由题意可知,1mol分解制得0.5mol需要吸收46kJ的能量,故B错误;
C.该反应为放热反应,故断开反应物的化学键吸收的能量小于形成生成物放出的能量,故C错误;
D.根据反应的H=反应物的总键能-生成物的总键能,可得-92kJ/mol=946+3×键能-6×,解得键能为,故D正确;
故选D。
15.C
【详解】A.随着温度升高,三个反应的平衡常数Kx均减小,说明三个反应都是放热反应,说明烯烃A生成B是放热反应,则B比A稳定,A错误;
B.根据图像可知,温度升高化学平衡常数减小,化学平衡常数随温度变化幅度大的反应放热多,放热反应的ΔH为负值,故放热越多,ΔH越小,所以ΔH2>ΔH1,B错误;
C.向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,假设测得TAME的平衡转化率为a,则平衡时n(TAME)=(1-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amol,根据图像可知反应Ⅲ的平衡常数KⅢ=9.0,则=9.0,将两式联立得n(B)=0.9amol,n(A)=0.1amol,即,C正确;
D.同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂稀释,体积增大,相当于气体间的反应减小压强,反应Ⅰ的化学平衡向着分子数增大方向移动,即逆向移动,D错误;
故答案选C。
16.(1)-248
(2) 8:5 2.24
(3)AD
(4)1.18
(5) 250mL容量瓶 B 19.0%
【分析】滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)①MnO2(s)=Mn(s)+O2(g) ΔH=+520kJ/mol;
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297kJ/mol;
③Mn(s)+2O2(g)+S(s)=MnSO4(s) ΔH=-1065kJ/mol;
由盖斯定律①+③-②得,固体MnO2和二氧化硫气体反应生成MnSO4固体的热化学方程式为:MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) ∆H=-248kJ· mol -1;
(2)反应①中锰元素化合价由+7变为+2、铜元素化合价由+1变为+2、硫元素化合价由-2变为+4,根据电子守恒配平可知,反应为,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:5;
反应②锰元素化合价由+7变为+2、硫元素化合价由-2变为+4,根据电子守恒配平可知,反应为,,转移电子0.6 mol时,生成的气体0.1mol,在标准状况下体积为2.24L;
(3)KMnO4具有强氧化性,是一种常用消毒剂;双氧水、次氯酸钠具有强氧化性,也能消毒杀菌,故选AD;
(4)根据电子转移关系为、,其消毒效率(用单位质量转移的电子数表示)是NaClO的;
(5)①配制250mL0.1000mol/L标准Na2SO3溶液,需要使用的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒和250mL容量瓶,故答案为:250mL容量瓶;
②盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,故不能用盐酸酸化高锰酸钾;硝酸和次氯酸具有氧化性会干扰高锰酸钾的氧化反应,不选;所以需要用稀硫酸酸化高锰酸钾,选B;
③从数据的比较中可以看出,第1组数据为失真数据,后两组数据的平均值为=21mL,测定过程中发生反应的离子方程式为:2MnO+ 5SO+ 6H+=5SO+ 2Mn2+ + 3H2O,则n(MnO)=n(SO)==0.00084mol,该KMnO4产品的纯度为=19.0%。
17.(1)环形玻璃搅拌棒
(2)>>
(3)U形管左侧(甲)液面低、右侧(乙)液面高
【详解】(1)测定中和热时,要确保稀酸反应完全,且热量不散失,故要在保温性能好的体系中反应,一次性迅速把NaOH溶液倒入反应器,并用环形玻璃搅拌棒,则中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。
(2)醋酸是弱电解质,在水溶液中电离吸热,浓硫酸遇水放出大量的热,因此向的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀盐酸,放出的热量是:浓硫酸>稀盐酸>稀醋酸,由于焓变小于零,因此恰好完全反应时的热效应从大到小的排序是>>。
(3)如果试管内的反应放热,则集气瓶内空气受热膨胀,出现的现象为:U形管左侧(甲)液面低,右侧(乙)液面高;故当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到现象为:U形管左侧(甲)液面低、右侧(乙)液面高,说明集气瓶内空气受热膨胀,即该反应是放热反应。
18.(1)②③
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-2a kJ/mol
(3)2ΔH2-ΔH1
(4)-484 kJ•mol-1
(5) C 不相等 偏小
【详解】(1)①浓H2SO4稀释不是化学反应,不是放热反应;
②酸碱中和反应放热,属于放热反应;
③燃烧放热,H2在Cl2中燃烧是放热反应;
④固体NaOH溶于水不是化学反应,不是放热反应;
⑤液态水变成水蒸气不是化学反应,不是放热反应;
⑥碳高温条件下还原CO2是吸热反应;
属于放热反应的是②③。
(2)标准状况下11.2L甲烷,即0.5molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出akJ热量,则1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出2akJ热量,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-2a kJ/mol。
(3)根据盖斯定律Ⅱ×2-Ⅰ可得热化学方程式(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq),ΔH3=2ΔH2-ΔH1,故答案为:2ΔH2-ΔH1。
(4)已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=bkJ•mol-1,则△H= 496kJ/mol+436kJ/mol×2-463kJ/mol×4=bkJ/mol,解得b=-484,故答案为:-484 kJ•mol-1。
(5)①A.实验测定的是反应前后的温度差,所以实验室温过高并不影响,A错误;
B.实验装置保温、隔热效果差,热量散失,导致反应后的温度低,△T偏小,由Q=m•c•△T,可知测量结果偏低,B错误;
C.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,反应放出快,测量时可能局部温度较高,测量结果偏高,C正确;
D.使用实验最终温度计算温度差,将导致代入的△T偏小,由Q=m•c•△T,可知测量结果偏低,D错误;
故选C。
②若改用60mL0.50mol•L-1盐酸与60mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,由于参与反应的酸碱均增加,与(1)中实验相比,所放出的热量将变大;若用50mL0.50mol•L-1CH3COOH溶液代替盐酸进行(1)中实验,由于醋酸是弱酸,反应过程中还要吸热,导致放出的热量减小,所以测得反应前后温度的变化值偏小;故答案为:不相等,偏小。
19.(1)长颈漏斗
(2)检查装置的气密性
(3) C 能保证两个反应同时发生(或其他合理答案)
(4)相同时间内两个集气瓶中收集的气体的体积
(5)
(6) 吸热 吸热
(7)过量的盐酸在混合稀释时会放热
【详解】(1)从图中可知,仪器a的名称为长颈漏斗
(2)碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,则加入试剂前需要检查装置的气密性。
(3)二氧化碳能溶于水和碳酸钠溶液,为防止溶解,选择滴有红墨水的饱和碳酸氢钠溶液最合适,故答案选C。使用同压板,能保证两个反应同时进行。
(4)测量相同时间内生成气体的体积或生成相同体积的气体所需要的时间即可得知碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的快慢,本实验中可测量相同时间内两个集气瓶中收集气体的体积。
(5)根据表中数据可知,实验一碳酸钠和盐酸反应升温3.5℃,热量为308.7J,则1mol碳酸钠与盐酸反应,放热为308.7J×106=32.72kJ,故ΔH1=-32.72kJ/mol。同理可求得ΔH2=2.6℃×21g×4.2J·g-1·℃×106g/mol=19.26kJ/mol
(6)从实验二数据可知,碳酸氢钠溶于水后溶液温度降低,故其溶于水是吸热过程。碳酸氢钠与盐酸反应,混合后溶液的温度较反应前降低,则碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应。
(7),而偏小,则说明放出的热量偏多,即还存在没有考虑的放热过程,,而也偏小,同样说明存在没有考虑的放热过程,综合分析,过量的盐酸在稀释时会放热
20.(1) 环形玻璃搅拌棒 大烧杯口与小烧杯口不相平,且未填满碎纸条
(2)偏大
(3) 相等 中和热是一个定值,与实验中药品的用量多少无关
(4)偏大
【详解】(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒。大烧杯口与小烧杯口不相平,且未填满碎纸条,保温、隔热,减少实验过程中热量的损失;
答案为:环形玻璃搅拌棒;大烧杯口与小烧杯口不相平,且未填满碎纸条;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会造成热量散失,从而导致中和热数值偏小,ΔH偏大;
答案为:偏大;
(3)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,因为参加反应的酸与碱的物质的量不同,所以放出的热量不相等;所求中和热相等,理由是:中和热是酸与碱反应生成1mol水时所放出的热量,与酸碱的物质的量无关;
答案为:相等;中和热是一个定值,与实验中药品的用量多少无关;
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,因为氨水(NH3·H2O)电离时需吸收热量,所以测得的中和放热偏小,ΔH会偏大;
答案为:偏大。
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