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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的热效应复习练习题
展开一、单选题
1.以NA代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式的说法中,正确的是
A.当转移20NA个电子时,该反应放出1300 kJ的能量
B.当NA个水分子生成且为液体时,吸收1300 kJ的能量
C.当2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300 kJ的能量
D.当8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300 kJ的能量
2.某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.逆反应的活化能大于正反应的活化能
C.该反应的焓变△H=E2-E1
D.催化剂能降低该反应的活化能
3.科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1mlN-N键吸收193kJ能量,断裂1mlN≡N键吸收946kJ能量,下列说法正确的是
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4(g)=4N(g)的过程中释放1158kJ能量
C.56gN4转化为N2时要放出734kJ能量
D.N4和N2互为同素异形体,N4转化为N2属于物理变化
4.下列说法不正确的是
A.任何化学反应都伴随能量变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应释放出能量
D.反应物的总能量低于生成物的总能量,则反应吸收能量
5.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。在反应S(s)+3F2(g)=SF6(g)中每生成1 ml SF6(g)释放出1 220 kJ热量,1 ml S(s)转化为气态硫原子吸收能量286 kJ,断裂1 ml F—F键需吸收的能量为160 kJ,则断裂1 ml S—F键需吸收的能量为
A.500 kJB.450 kJC.331 kJD.329 kJ
6.已知反应:
①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·ml-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·ml-1
③CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH1=-443.64kJ/ml
④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/ml
下列结论正确的是
A.碳的燃烧热大于110.5kJ·ml-1
B.反应①的反应热为221kJ·ml-1
C.甲醇的燃烧热726.64 kJ·ml-1
D.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1ml水时放出57.3kJ的热量
7.在进行中和热的测定中,下列操作或说法错误的是
A.为了使反应完全,必须保证酸和碱恰好完全反应.
B.搅拌时,环形玻璃搅拌棒应上下移动
C.测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
D.不可将温度计当搅拌棒使用,也不可靠在容器内壁上
8.碘与氢气反应的热化学方程式是
①I2(g) + H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ·ml-1
②I2 (s) + H2 (g) 2HI(g) △H= +26.48 kJ·ml-1 下列说法正确的是
A.①的产物比②的产物稳定
B.I2(s) = I2(g) △H = +17.00 kJ·ml-1
C.②的反应物总能量比①的反应物总能量低
D.1ml I2(g)中通入 1 mlH2 (g),发生反应时放热 9.48 kJ
9.下列说法正确的是( )
A.反应焓变是指1ml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,当反应物能量大于反应产物能量时,反应放热,ΔH为“-”
10.下列化学反应的能量变化与下图相对应的是
A.甲烷的燃烧B.生石灰溶于水
C.镁和稀硫酸反应D.木炭和二氧化碳反应
二、填空题
11.已知:① ②则白磷转化为红磷的反应是 (填“放热反应”或“吸热反应”)。
12.下表给出的是一些物质的燃烧热数据:
(1)分析上表数据可知:
①分别完全燃烧C(s)和C3H8(g)提供相同的热量,其中 产生的温室气体更多。
②不同烃燃烧的热值(单位质量完全燃烧所放出的热量多少)与元素含量之间的关系是 。
(2)根据上表的数据 (填“能”或“不能”)计算出反应C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)的焓变,若能,请你求出该反应的焓变为 。
13.对于任何一个化学反应过程,不论该化学反应过程是一步完成,还是多步完成,其反应放出或吸收的总热量不变。已知在相同条件下1ml碳燃烧生成1ml一氧化碳放出的热量为Q1,1ml一氧化碳燃烧生成1ml二氧化碳放出的热量为Q2,1ml碳燃烧生成1ml二氧化碳放出的热量为Q3,则Q1、Q2与Q3的关系 。
14.氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·ml-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·ml-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·ml-1,则表示肼燃烧热的热化学方程式为 。
(4)肼-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
15.化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧a g 生成二氧化碳气体和液态水,放出热量44.5kJ。经测定,生成的与足量澄清石灰水反应得到5g沉淀,则 ,其中 。
(2)以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。已知:
过程Ⅰ:
①氢气的燃烧热 。
②过程Ⅱ的热化学方程式为 。
(3)通氧气自热法生产包含下列反应:
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO。为了维持热平衡,每生产1ml ,投料的量为1ml CaO、 ml C及 ml 。
16.(1)某反应过程中的能量变化如图所示:
写出该反应的热化学方程式: 。
(2)0.3ml气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,其热化学方程式为 。
17.肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1mlN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 ,消耗16g液态肼放出的热量为 。
(2)已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544kJ·ml-1,键能数据如下表:
则氮氮三键的键能为 。若H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·ml-1,则N2H4(g)的燃烧热为 。
(3)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知:Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH1=-92.4kJ·ml-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.8kJ·ml-1
Ⅲ.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)H2NCOONH4(s) ΔH3=-645.7kJ·ml-1
写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式: 。
18.航天员呼吸产生的CO2利用Bsch反应:CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g),∆H,再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1ml某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:∆fH),最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应式中:∆fH(CO2)=-394kJ·ml-1;∆fH(H2)=0kJ·ml-1;∆fH(C)=0kJ·ml-1;∆fH(H2O)=-242kJ·ml-1,则∆H= kJ·ml-1.
19.根据已知信息,按要求写出指定反应的热化学方程式
(1)LiH可作飞船的燃料,已知下列反应:
①2Li(s)+H2(g)=2LiH(s) ΔH=-182kJ·ml-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·ml-1
③4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) ΔH=-1196kJ·ml-1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式: 。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示:
已知:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1745.2kJ·ml-1;
6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1925.2kJ·ml-1。
则反应I的热化学方程式可表示为 。
(3)饮用水中的主要来自于。已知在微生物的作用下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
1ml全部被氧化成的热化学方程式为 。
20.Ⅰ.某同学设计下图简易装置测定中和热。
回答下列问题:
(1)该装置中缺少的仪器是 。
(2)50mL0.10ml/L的盐酸与50mL0.11ml/L的NaOH溶液混合后,测得反应放出的热量为285J,则中和热 。若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒,则测得反应放出的热量将 (填“偏多”“偏少”或“不变”)。
Ⅱ.2021年世界环境日中国主题:人与自然和谐共生。
(3)以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体的减排提供了一个新途径,断开各分子中1ml化学键吸收的能量如下表所示,则以为催化剂分解生成和的热化学方程式为 。
(4)以太阳能为热源,金属氧化物为催化剂可以分解水制和,实现能源绿色化,其过程如下:
过程Ⅰ:,
过程Ⅱ:,
总反应:,
则过程Ⅱ的 。
Ⅲ.
(5)已知强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热可表示为:,对于下列反应:
,
,
,上述反应均在溶液中进行,则下列、、的关系正确的是_______。
A.B.C.D.
三、实验题
21.中和热的测定实验中取的溶液与的硫酸进行中和热的测定实验,装置图如下,回答下列问题:
(1)仪器的名称为 。
(2)近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热 (取小数点后一位)。
(3)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中。
(4)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”、“不相等”),用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得中和反应的反应热数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
22.化学实验小组设计用盐酸和氢氧化钠溶液在如图1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。
(1)在大小烧杯之间填充碎泡沫塑料的作用是 。
(2)若改用盐酸和氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所放热量 (填“增多”、“减少”或“不变”,下同),所求中和热数值 。
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为,又知中和反应后生成溶液的比热容。实验数据记录如表:
计算该实验测得的中和热 (结果精确到0.1)。
(4)在中和热测定实验中,若用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,则测得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同);若用铜制搅拌器代替环形玻璃搅拌器,则会导致测得的中和热数值 。
(5)实验小组另取和未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图2所示(实验中始终保持)。则实验小组做该实验时的环境温度 (填“高于”、“低于”或“等于”)22℃。NaOH溶液的浓度为 ml/L。
23.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)倒入溶液的正确操作是 (填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与溶液混合均匀的正确操作是 (填字母。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为 。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是,又知中和反应后生成溶液的比热容。为了计算中和热,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 (结果保留一位小数)。
物质
ΔH/kJ·ml-1
物质
ΔH/kJ·ml-1
C(s)
-393.5
C2H6(g)
-1 559.8
H2(g)
-285.8
C3H8(g)
-2 219.9
C2H4(g)
-1 411.0
C12H26(l)
-8 162.0
化学键
N-N
N-H
O=O
O-H
键能/(kJ·ml-1)
193
391
497
463
化学键
C=O
C≡O(CO)
O=O
能量/
799
1072
496
实验次数
起始温度
终止温度
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.3
26.3
29.8
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
实验序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
2
3
参考答案:
1.D
【详解】根据反应可知:当有10 ml电子转移时,生成1 ml液态水,同时生成2 ml CO2(O=C=O),其中含8 ml碳氧共用电子对,放出1300 kJ的能量,故合理选项是D。
2.D
【详解】A.图象分析反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故A错误;
B.图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1,故B错误;
C.该反应的焓变△H=断键吸收的能量-成键放出的能量=E1-E2,故C错误;
D.图中催化剂降低了反应的活化能,能加快化学反应速率,故D正确;
故答案为D。
3.C
【详解】A.N4中只含有N元素一种元素,因此该物质属于单质,A错误;
B.断裂化学键互吸收能量,则N4(g)=4N(g)的过程中会吸收能量6 ml×193 kJ/ml=1158 kJ,B错误;
C.56gN4的物质的量为,反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,N4(g)=2N2(g)中反应热△H=6×193 kJ/ml-2×946 kJ/ml= -734 kJ/ml,故1 ml N4转化为N2时会放出734 kJ能量,C正确;
D.N4和N2是N元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,由于N4、N2是两种不同的物质,因此N4转化为N2属于化学变化,D错误;
故选C。
4.B
【详解】A.化学反应都伴随着能量变化,故正确;B.化学反应中的能量变化可能表现为热能的变化,也可能表现为电能或光能的变化,故错误;C.反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应放出能量,故正确;D. 反应物的总能量低于生成物的总能量,则反应吸收能量,故正确。故选B。
5.C
【详解】反应热△H =反应物总键能-生成物总键能,设断裂1mlS - F键需吸收的能量为x热化学方程式为S(s)+3F2(g)=SF6(g) △H = -1220kJ /ml,则反应热,x = 331kJ/ml,即断裂1mlS-F键需吸收的能量为331kJ,故选C。
6.A
【详解】A.碳的燃烧热指的是1ml完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量,根据反应①可知碳的燃烧热大于110.5kJ·ml-1,A正确;
B.反应①的反应热即ΔH=-221kJ·ml-1,B错误;
C.③+×④可得CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-443.64kJ/ml+×(-566.0kJ/ml)=-726.64 kJ·ml-1,但该反应中水为气态,并不能表示甲醇的燃烧热,C错误;
D.醋酸为弱酸,稀醋酸与稀强氧化钠溶液反应过程中,醋酸不断电离吸热,所以1ml水时放出的热量小于57.3kJ,D错误;
综上所述答案为A。
7.A
【详解】A.为了使反应进行更完全,反应物酸或碱可以适当过量,故A错误;
B.环形玻璃搅拌棒不能碰到温度计,所以应上下移动,故B正确;
C.中和热测定的温度为恰好中和时的温度,即最高温度,故C正确;
D.为了实验安全,不可将温度计当搅拌棒使用,测量时应将温度计的玻璃泡完全浸入被测液体中,由于器壁和器底与溶液存在一定温度差,不要碰到容器底或容器壁,以免受环境温度影响,故D正确;
答案选A。
8.C
【分析】已知:①I2(g) + H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ·ml-1;②I2 (s) + H2 (g) 2HI(g) △H= +26.48 kJ·ml-1,利用盖斯定律将①-②可得I2(g)=I2(s) △H=-9.48kJ•ml-1-26.48kJ•ml-1=-35.96kJ•ml-1,根据二者转化的热化学方程式判断。
【详解】A.反应①、②的产物都是HI,状态相同,稳定性相同,故A错误;
B.由上述分析可知:I2(s)=I2(g) △H=+35.96kJ•ml-1,故B错误;
C.由I2(g)=I2(s) △H=-35.96kJ•ml-1,可知I2(s)能量小于I2(g),反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低,故C正确;
D.由于该反应为可逆反应,反应物不能全部转化为生成物,所以放出的热量小于9.48kJ,故D错误。
答案选C。
9.D
【详解】A.焓变与参加反应的物质的量的多少有关,反应物的量越多,焓变值越大,故A错误;
B.反应热=生成物总能量-反应物总能量,反应物能量高于生成物,反应放热,△H<0,反应物能量低于生成物,反应吸热,△H>0,故B错误;
C.反应是吸热反应还是放热反应取决于反应物、生成物能量的相对大小,与反应的条件无关,故C错误;
D.反应热=生成物总能量-反应物总能量,反应物能量高于生成物,反应放热,△H<0,故D正确;
故选D。
10.D
【分析】根据能量图可知,反应物的能量低,生成物的能量较高,该反应为吸热反应,由此分析。
【详解】A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水,是放热反应,故A不符合题意;
B.生石灰溶于水生成氢氧化钙,是放热反应,故B不符合题意;
C.镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,是放热反应,故C不符合题意;
D.木炭和二氧化碳加热的条件下反应生成一氧化碳是吸热反应,故D符合题意;
答案选D。
11.放热反应
【分析】根据盖斯定律进行计算。
【详解】根据盖斯定律,。所以白磷转化为红磷的热化学方程式为,应为放热反应。
【点睛】通过已知两个反应求的,应用盖斯定律极性计算是常用途径。
12. C(s) 烃中氢元素的质量分数越大,烃的热值越大 能 −137.0 kJ·ml−1
【详解】(1)①假设均产生2219.9 kJ的热量,则需要C3H8(g)1 ml,能够产生3ml二氧化碳,而需要C(s)的物质的量为2219.9/393.5ml=5.64 ml,同时能够产生5.64ml二氧化碳,所以C(s)产生的温室气体多;
②由表格中各烃的燃烧热可知,烃中氢元素的质量分数越大,烃的热值越大;
(2)根据表中数据可知
①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)△H1=-1411.0kJ•ml-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8 kJ•ml-1
③C2H6(g)+7/2O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H3=-1559.8 kJ•ml-1
根据盖斯定律可知由①+②-③可得C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)的焓变△H=△H1+△H2-△H3=-137.0 kJ•ml-1。
13.Q1 + Q2=Q3
【详解】(1)已知在相同条件下1ml碳燃烧生成1ml一氧化碳放出的热量为Q1,C(石墨)+ O2(g)=CO(g)△H1=-Q1kJ/ml;(2)1ml一氧化碳燃烧生成1ml二氧化碳放出的热量为Q2,一氧化碳燃烧的热化学方程式为(2)CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H2=-Q2kJ/ml;根据盖斯定律,(1)+(2)得1ml碳燃烧生成1ml二氧化碳放出的热量为Q3,C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g),△H3=-Q3kJ/ml=△H1+△H2=-(Q1 + Q2)kJ/ml,故答案为:Q1 + Q2=Q3。
14. 5 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·ml-1 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·ml-1 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
【详解】(1)氮元素原子核外电子数为7,K层电子数为2,L层电子数5,故答案为5;
(2)分析题给方程式,可知由2×②-①得到要求的热化学方程式,故ΔH=2ΔH2-ΔH1=[(-534.2)×2(-19.5)] kJ·ml-1=-1048.9 kJ·ml-1;所以肼和N2O4反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·ml-1,故答案2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ·ml-1;
(3)由②和H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·ml-1可知,肼的燃烧热为-(534.2+44×2)kJ·ml-1=-622.2 kJ·ml-1,所以表示肼燃烧热的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·ml-1,故答案为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.2 kJ·ml-1;
(4)碱性电池中负极发生还原反应,也就是还原剂失电子的反应,结合电解质溶液为碱性条件,故写为:N2H4+4OH-_4e-=4H2O+N2↑。
15.(1) -890 0.8
(2) -285.8
(3) 7.2 2.1
【详解】(1)生成的与足量澄清石灰水反应,生成二氧化碳的物质的量为,由方程式可知有0.05ml CH4燃烧放出热量44.5kJ,燃烧甲烷质量a=,则生成1mlCO2放热=890 kJ, ,,答案:-890;0.8;
(2)氢气燃烧热是1ml氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,给方程式编号 ①,
②,③,根据盖斯定律,得,氢气燃烧热的为,根据盖斯定律,,得过程Ⅱ反应为,,答案:-285.8; ;
(3)由方程式可知,生成1ml消耗1ml CaO、3mlC,同时吸收464.1kJ热量,为了维持热平衡,需要和氧气反应的碳ml,消耗氧气2.1ml,整个过程共消耗碳7.2ml,答案:7.2;2.1。
16. A(g)+2B(g)=C(l)+2D(l) =-432kJ/ml B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) =-2165kJ/ml
【详解】(1)根据能量变化图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,该反应的热化学方程式为:A(g)+2B(g)=C(l)+2D(l) =-432kJ/ml;
(2)0.3ml气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,1ml气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出热量为=2165kJ;热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) =-2165kJ/ml。
17.(1) N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ·ml-1 321kJ
(2) 946kJ·ml-1 632kJ·ml-1
(3)H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH=+159.5kJ·ml-1
【详解】(1)(1)液态肼和液态过氧化氢反应的化学方程式为,每生成1ml放出642kJ的热量,则该反应的反应热为,即热化学方程式为;16g液态肼的物质的量为,则消耗16g液态肼放出的热量为,故填、;
(2)(2)根据反应物的键能之和-生成物的键能之和,设氮氮三键的键能为,则,解得x=946;若、,根据盖斯定律可得,故填、;
(3)(3) H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的化学方程式为,由盖斯定律,目标方程可由反应Ⅰ+反应Ⅱ-反应Ⅲ得到,即,故填。
18.-90
【详解】∆H=生成物的总焓-反应物的总焓,若规定最稳定单质的焓为0,则各物质的标准生成焓可看作该物质的总焓,可得∆H=2∆fH(H2O)-∆fH(CO2)=2×(-242kJ·ml-1)-(-394kJ·ml-1)=-90kJ·ml-1。
19. 2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(l) ΔH=-702 kJ·ml-1 4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1025.2 kJ·ml-1 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·ml-1
【详解】(1)已知:①2LiH(s)=2Li(s)+H2(g) ΔH1=+182 kJ·ml-1
②2Li(s)+O2(g)=Li2O(s) ΔH2=-598 kJ·ml-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-286 kJ·ml-1
根据盖斯定律:上述三式相加得:2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-702kJ·ml-1;
(2)将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为①和②,根据盖斯定律由①×5-②×4得:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1025.2 kJ·ml-1;
(3)由图可知,第一步热化学反应为(aq)+O2(g)=2H+(aq)+(aq)+H2O(l)△H=-273kJ•ml-1①,第二步热化学反应为(aq)+O2(g)=(aq))△H=-73kJ•ml-1②,由盖斯定律可知①+②得1ml (aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式为(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·ml-1,故答案为:(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·ml-1。
20.(1)温度计
(2) -57kJ/ml 偏少
(3)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/ml
(4)216.5kJ/ml
(5)C
【详解】(1)实验测定反应的初始温度和最高温度来计算反应热,故还缺少温度计。
(2)50mL0.1ml/L的盐酸与50mL0.11ml/L的NaOH混合,放出热量285J,此时NaOH过量,0.005ml盐酸与0.005mlNaOH反应放出285J的热量,则1ml盐酸与1mlNaOH反应放出57kJ的热量,ΔH=-57kJ/ml。将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒,因为金属的导热性好于玻璃,这样反应放出的热量将散失得更多,测得反应放出的热量将偏少。
(3)以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g),ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(4×799-1072×2-496)kJ/ml=556kJ/ml。热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/ml。
(4)根据三个方程式可知,过程Ⅰ方程式+过程Ⅱ方程式×2=总反应方程式,则ΔH2==216.5kJ/ml。
(5)醋酸为弱电解质,电离吸热,浓硫酸溶于水放热,硝酸和NaOH正常反应无额外的吸热或者放热过程,因此Q2>Q3>Q1,故答案选C。
21.(1)环形玻璃搅拌棒
(2)
(3)abc
(4) 不相等 偏小
【详解】(1)根据简易量热计示意图可知,仪器为环形玻璃搅拌棒;
(2)由表中数据可知,实验1、2、3、4的温度差分别为:29.5℃-26.1℃=3.4℃,32.3℃-27.2℃=5.1℃,29.2℃-25.9℃=3.3℃,29.8℃-26.3℃=3.5℃,第二组数据明显误差太大应舍去,故平均温差为,近似认为50mL 0.55m/LNaOH溶液和50mL 0.25mI/L硫酸溶液的密度都是lg/cm3,已知酸碱中和反应生成的水的物质的量为5010-3L0.25ml/L2=0.025ml,中和后生成溶液的比热容,则中和热;
(3)由上述计算可知,上述实验数值结果与有偏低,则产生偏差的原因可能有:
a.实验装置保温、隔热效果差,热量损失增大,导致结果偏低,符合题意;
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度,导致所测硫酸温度偏高,即反应前温度偏高,则温差偏低;
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,增大热量的散失,导致实验结果偏低,符合题意;
故答案为:abc。
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若改用和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;氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替溶液反应,反应放出的热量小于中和热数值,即测得中和反应的反应热数值偏小。
22.(1)隔热保温,减少热量损失
(2) 增多 不变
(3)-51.8
(4) 偏小 偏小
(5) 低于 0.75
【解析】(1)
在大小烧杯之间填充碎泡沫塑料的主要作用是保温隔热防止热量散失;
(2)
反应放出的热量与消耗的反应物的量成正比,若改用60mL0.50ml·L-1盐酸和50mL0.55ml·L-1氢氧化钠溶液进行反应,消耗的反应物的量增加,与上述实验相比,所放热量增加;中和热为该中和反应生成1ml水时的焓变,与实际消耗的反应物的量无关,所以所求中和热数值不变;
(3)
3次实验温度差平均为3.1℃,50mL0.50ml·L-1盐酸和50mL0.55ml·L-1氢氧化钠溶液反应,盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,故溶液的质量为100g,生成0.025ml的水,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,放出热量, 该实验测得的中和热 ΔH=-51.8kJ·ml-1(结果精确到0.1);
(4)
在中和热测定实验中,若用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,则盐酸的起始温度偏高,测得的热量偏小;若用铜制搅拌器代替环形玻璃搅拌器,Cu的导热性好,会导致热量散失,测出的温差偏下,最终导致中和热数值偏小;
(5)
中和反应放热,由图知,V1=5mL对应的温度为22℃,则实验小组做该实验时的环境温度低于22℃;V1=30mL对应的温度为28℃,为最高点,说明酸碱恰好中和,则30mL×0.50ml·L-1=(50-30)mL×c(NaOH),则溶液的浓度为0.75ml·L-1。
23. C D
【分析】本题考查了中和热的测定方法、计算、误差分析,为高频考点,侧重考查学生的分析、实验和计算能力的考查,题目难度不大,注意掌握测定中和热的正确方法,明确实验操作过程中关键在于尽可能减少热量散失,使测定结果更加准确。
【详解】(1)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果。
故答案为:C。
(2)使硫酸与溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失。
故答案为:D。
(3)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和的稀盐酸恰好完全反应放热;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热程,稀氨水和的稀盐酸恰好完全反应放热小于,反应焓变是负值,所以。
故答案为:。
(4)根据表格数据分析可知,温度差平均值℃;
盐酸与溶液进行中和反应生成水的物质的量为,
溶液的质量为:,温度变化的值为℃,
则生成水放出的热量为,即,
所以实验测得的中和热。
故答案为:。
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