高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应课时练习
展开一、单选题
1.下列说法正确的是
A.已知P4(s)=4P(s) H=-29.24 kJ·ml-1,等质量的P4(s)、P(s)完全燃烧生成P4O10(s),前者放出热量多
B.已知中和热数值为57.3 kJ·ml-1,则含1 ml KOH的溶液与足量H2SO4反应放出的热量为57.3 kJ
C.已知CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1,101 kPa时,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H,则H<-890.3 kJ·ml-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2,则H1>H2
2.下列说法正确的是
A.如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,则该反应为吸热反应
B.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•ml-1可以表示所有强酸和强碱的中和反应
C.500℃、30MPa下,将0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6kJ•ml-1
D.根据CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ•ml-1,可以得出CH4的燃烧热为890.3kJ•ml-1
3.已知:键的键能为;键的键能为;键的键能为。下列说法中不正确的是
A.中的化学键断裂时需要吸收的能量
B.分子中的化学键形成时要释放的能量
C.
D.
4.室温下,将1ml的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1ml的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(1),热效应为ΔH3.则下列判断正确的是
A.ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2=ΔH3
5.已知,和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d、e都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若,则d>e
D.d=c
6.依据图示关系,下列说法错误的是
A.CO的燃烧热
B.一般不直按测定的ΔH,可由C(石墨)和CO的燃烧热计算
C.反应在任何温度下均不能自发进行
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
7.已知断裂1 ml H-H键、H-N键分别吸收436 kJ、391kJ热量,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ∙ml-1,则断裂 1 ml N≡N键需要吸收的热量为
A.431 kJB.649kJC.945.6kJD.869 kJ
8.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·ml-1,则反应物总能量小于生成物总能量
B.相同条件下,如果1 ml氢原子所具有的能量为E1,1 ml 氢分子所具有的能量为E2,则2E1>E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·ml-1
D.氧化还原反应一定是放热反应
9.已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H=-566 kJ/ml ②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ∆H=-226 kJ/ml;根据热化学方程式判断,下列说法或表示正确的是
A.Na2O2(s)+CO2(s)=Na2CO3(s)+O2(g) ∆H>-226 kJ/ml
B.由图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.CO的燃烧热为283kJ
D.CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ∆H=+509 kJ/ml
10.已知1 ml燃料完全燃烧的数据如下表所示:
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是
A.一氧化碳B.甲烷C.异辛烷D.乙醇
二、填空题
11.化学键的键能是原子间形成1 ml化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:
H—S:364 kJ·ml-1,S—S:266 kJ·ml-1,S=O:522 kJ·ml-1,H—O:464 kJ·ml-1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热:
2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·ml-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是8元环状分子(提示:由8mlS形成8ml S—S可推知平均1mlS含有的S—S,然后计算),则Q= 。
(2)标准状况下,将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应,当a>2b时,反应放热 kJ·ml-1;当a<2b时,反应放热 kJ·ml-1。
(3)又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·ml-1请写出(1)中反应若生成气态水时的热化学方程式 。
12.铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为 (列式表示)。
13.I.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________(填字母)。
A.碳与水蒸气反应B.氧化钙和水反应
C.CaCO3受热分解D.锌与盐酸反应
(2)通过化学键的键能计算。已知:
计算可得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=
(3)通过盖斯定律可计算。工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) △H
已知:①H2S(g) H2(g)+S(g) △H1;②2S(g) S2(g) △H2。
则△H = (用含△H1、△H2的式子表示)。
(4)通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101 kPa时:
①2Na(s)+O2 (g)=Na2O(s) ΔH=-412 kJ·ml-1
②2Na(s)+O2 (g)=Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·ml-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式 。
(5)利用实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50 mL 0.50 ml·L-1的盐酸,则还需加入 (填序号)。
A.1.0g NaOH固体 B.50 mL0.50 ml·L-1NaOH溶液 C.50mL0.55 ml·L-1NaOH溶液
14.热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的热值分别为143 kJ· g-1、10 kJ·g-1和23 kJ·g-1。请回答下列问题:
(1)写出CO燃烧反应的热化学方程式为 。
(2)表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(3)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 。
15.(1)汽车发动机工作时会引发和反应,生成等污染大气,其中生成的能量变化如图1所示,则图1中三种分子最稳定的是 ,图1中对应反应的热化学方程式为 。
(2)图2是与反应转化为和过程中的能量变化示意图,根据图2分析,若被氧化,该过程放出的热量 。若该反应是可逆反应,在相同条件下将与混合,则充分反应后放出的热量 (填“>”“<”或“=”)。
(3)仿照图2的形式,在图3中绘制出与反应生成的能量变化曲线 。
16.时,燃烧生成放热,蒸发吸热,表示燃烧热的热化学方程式为 。
17.(1)如图是1ml NO2(g)和1ml CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,已知E1=+134kJ·ml-1、E2=+368kJ·ml-1,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
a:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5kJ·ml-1
b:NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5kJ·ml-1
c:H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·ml-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式: 。
18.I.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U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题:
(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(3)已知B为水,写出一个符合题中条件的化学方程式: 。
II.依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:,石墨 1
2
(4)根据盖斯定律,由,石墨和反应生成的热化学方程式为: (反应热用含和表达式表示)
19.已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示,
(1)1ml N 和3ml H 生成1ml NH3(g)是 能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)N2(g)+H2(g)=NH3(g) △H = ;
20.切开的金属Na暴露在空气中,其变化过程如图所示:
反应I的反应过程与能量变化的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)反应I是 反应(填“放热”或“吸热”),判断依 。
(2)1mlNa(s)被氧化成mlNa2O(s)的热化学方程式是 。
三、实验探究题
21.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 50 mL 0.50 ml·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 ml·L-1 NaOH 溶液,并测出其温度;
③将 NaOH 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)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)所用 NaOH 溶液要稍过量的原因是 。
(4)倒入 NaOH 溶液的正确操作是 (填序号)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入B.分三次少量倒入C.一次迅速倒入
(5)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作是___________(填序号)。
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器轻轻地搅动
(6)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 1ml·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 。
(7)若用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,测得的中和反应热数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
22.I.在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4ml液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/ml,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是 kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是 。
(4)已知①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l);△H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l);△H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g);△H3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g);△H4
上述反应热效应之间的关系式为△H4= 。
II.中和热的测定是高中重要的定量实验.取0.55mL/L的NaOH溶液50mL与0.25ml/L的硫酸50mL置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(5)从图中实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是 。
(6)若改用60mL0.25ml•L-1H2SO4和50mL0.55ml•L-1NaOH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”),若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”、“不相等”)。
(7)若上述实验测出来的中和热比57.3kJ/ml更小,则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.量取硫酸溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
23.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可分为许多种,如标准燃烧热和中和反应反应热等。
I.下列∆H表示物质标准燃烧热的是 ;表示中和反应反应热的是 。(填“∆H1”、“∆H2”、“∆H3”等)
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H1
B.C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H2=-Q1kJ·ml-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H3
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H4=-Q2kJ·ml-1
E.Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(aq)+2H2O(l) ∆H5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H6
II.某实验小组用氢氧化钠溶液和盐酸进行中和热的测定。测定中和热的实验装置如图所示。
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器名称是 。
(2)取50mL0.55ml/L氢氧化钠溶液和50mL0.5ml/L盐酸进行实验,实验数据如表。
①近似认为0.55ml/LNaOH溶液和0.5ml/L盐酸的密度都是1g/mL,中和后生成溶液的比热容C=4.18J/(g·℃),则中和热∆H= (取小数点后一位)。
②上述实验数值结果与57.3kJ/ml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.量取盐酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.实验当天温度偏高
e.温度计测定盐酸起始温度后未清洗直接测定NaOH溶液的温度
(3)实验中改用20mL0.5ml/L的盐酸跟20mL0.55ml/L的NaOH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”);所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。
(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1L1ml·L−1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为∆H1、∆H2、∆H3,则∆H1、∆H2、∆H3的大小关系为 。
燃料
一氧化碳
甲烷
异辛烷(C8H18)
乙醇
化学键种类
H−H
O=O
O−H
键能/ kJ∙ml−1
436
496
463.4
实验次数
起始温度
终止温度t2/℃
温度差平均值/℃
盐酸
NaOH
溶液
平均值
1
20.3
20.1
20.2
23.3
2
20.2
20.4
20.3
23.3
3
20.1
20.3
20.2
25.3
4
20.3
20.5
20.4
23.6
参考答案:
1.A
【详解】A.根据P4(s)=4P(s) △H=-29.24 kJ·ml-1可知,等质量的P4(s)比P(s)能量高,则完全燃烧等质量的P4(s)放出的热量多,A正确;
B.足量H2SO4未说明浓度,若为浓硫酸,则该反应放出的热量大于57.3 kJ,B错误;
C.生成气体水放热少,因焓变为负值,则H > -890.3 kJ·ml-1,C错误;
D.完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,因焓变为负值,则H1<H2,D错误;
故选A。
2.A
【详解】A. 化学反应中能量守恒,如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,则该反应为吸热反应,A正确;
B. H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•ml-1可以表示强酸和强碱生成可溶性盐的中和反应,B错误;
C.合成氨反应是可逆反应,500℃、30MPa下,将0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭容器中充分反应放热19.3kJ、而反应生成的NH3(g)小于1ml,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H≠-38.6kJ•ml-1,C错误;
D.燃烧热指1摩尔物质充分燃烧生成稳定的物质时放出的热量,H元素转变为液态水,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ•ml-1,不能得出CH4的燃烧热,D错误;
答案选A。
3.C
【详解】A,化学键断裂需要吸收能量,所以中的化学键断裂时需要吸收的能量,故A不符合题意;
B.已知键的键能为,则2mlHCl分子中的化学键形成时要释放,故B不符合题意;
C.反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和,则此反应,故C符合题意;
D.根据选项C分析可知,,故D不符合题意;
答案选C。
4.B
【详解】①CuSO4·5H2O(s)溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(1) ΔH1>0;
②硫酸铜溶于水,溶液温度升高,该反应为放热反应,则:CuSO4(s)= Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH2<0;
③CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(1) ΔH3;
结合盖斯定律可知①-②得到③,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH3>0,
A.ΔH3>0,而ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,故A错误;
B.ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH1<ΔH3,故B正确;
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH2=ΔH1-ΔH3,故C错误;
D.ΔH1=ΔH3+ΔH2,ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH1+ΔH2<ΔH3,故D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.b代表新键形成所放出的能量,c是反应过程中放出的能量,即c=b-a,A错误;
B.由图可知,1mlH2(g)和0.5mlO2(g)的总能量大于1mlH2O(g)的总能量,则反应放热,B错误;
C.,放热,则d
故选D。
6.C
【详解】A.燃烧热是1可燃物燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,根据题目信息可得一氧化碳的燃烧热,A正确;
B.根据盖斯定律可用碳的燃烧热减去一氧化碳的燃烧热就可以得到碳燃烧生成一氧化碳的燃烧热,B正确;
C.反应为熵增加的吸热反应,在高温条件下可以自发进行,C错误;
D.根据盖斯定律,化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;
故选C。
7.C
【分析】热化学方程式中,反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,据此计算出断开1mlN≡N键吸收的能量。
【详解】已知: H-H键能为436 kJ/ml,H-N键能为391 kJ/ml,设N≡N的键能为x,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ∙ml-1,x+3×436kJ∙ml-1-2×3×391kJ∙ml-1=-92.4kJ∙ml-1,计算得出:x= 945.6kJ∙ml-1,则断裂 1 ml N≡N键需要吸收的热量为945.6kJ,故选C。
8.B
【详解】A. 因为所给反应为放热反应,所以反应物总能量高于生成物总能量,A错误;
B. 因为分子变成原子要破坏化学键,吸收能量,相同条件下,如果1 ml氢原子所具有的能量为E1,1 ml 氢分子所具有的能量为E2,则2E1>E2,B正确;
C. H2的燃烧热是1 ml氢气充分燃烧生成液态水时放出的热量,101 kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ·ml-1,C错误;
D. 氧化还原反应不一定是放热反应,如C+CO22CO,此反应是氧化还原反应,但是属于吸热反应,D错误;答案选B。
9.A
【详解】A. 反应Na2O2(s)+CO2(s)=Na2CO3(s)+O2(g)中,固态二氧化碳具有能量较低,则该反应放出的热量减小,即△H>−226kJ/ml,故A正确;
B. 图象中的焓变应是2mlCO燃烧的反应热,图象中物质的量和焓变不统一,故B错误;
C. 燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,单位为kJ/ml,CO的燃烧热为283kJ/ml,故C错误;
D. 由盖斯定理可知,①+②可以得到CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ∆H=-566 kJ/ml-226 kJ/ml=-509 kJ/ml,故D错误;
故选A。
10.B
【详解】由题表分析可知,释放相同的热量,甲烷排放的量最少,最能体现“低碳经济”理念,故选B。
11.(1)154
(2)
(3)2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g) ΔH=-66 kJ·ml-1
【详解】(1)反应热ΔH=反应物的键能之和-产物的键能之和ΔH=2×2×364+2×522-3×266—2×2×464=-Q,可知Q=154。
(2)2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)
当a>2b时,H2S过量,以SO2的量进行计算,反应放热为: kJ·ml-1;
当a<2b,SO2过量,以H2S的量进行计算,反应放热为:=kJ·ml-1。
(3)反应①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=-154 kJ·ml-1;反应②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·ml-1;由盖斯定律①+2×②可知:2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g) ΔH=-66 kJ·ml-1。
12.
【详解】设反应过程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则的,的,的,根据盖斯定律可知,的焓变为。
13.(1)BD
(2)-485.6kJ/ml
(3)2△H1+△H2
(4)
(5)C
【详解】(1)常见的吸热反应有:大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应等,大多数化合反应,铝热反应,金属与酸的反应等属于放热反应;属于放热反应的是:氧化钙和水反应、锌与盐酸反应,故选BD。
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=反应物的键能-生成物的键能=(2×436+496-463.4×2×2)kJ/ml=-485.6kJ/ml。
(3)由盖斯定律可知,反应①×2+反应②可得2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) △H=2△H1+△H2。
(4)由①2Na(s)+O2 (g)=Na2O(s) ΔH1=-412 kJ·ml-1;②2Na(s)+O2 (g)=Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·ml-1;结合盖斯定律可知①×2-②得到。
(5)测定中和热,因盐酸易挥发,需加稍过量的 NaOH,保证盐酸完全反应,且固体溶解放热,故选C。
14.(1)
(2)
(3)
【分析】根据题干条件,可得表示各物质燃烧热的热化学方程式
①;
②;
③;
【详解】(1)CO燃烧反应的热化学方程式为;
(2)表示甲醇燃烧热的热化学方程式为;
(3)根据③-②可得甲醇不完全燃烧的热化学方程式;
15. 117 <
【详解】(1)键能越小,化学键断裂越容易;键能越大,物质越稳定。由图1可求出的反应热;
(2)由图2知,消耗时放出的热量为,则被氧化时放出热量;可逆反应中反应物不可能消耗完,因此放出的热量小于;
(3)反应为吸热反应,生成物的总能量比反应物的高,过渡态的能量最高,能量变化图为:。
16.
【详解】1gH2的物质的量为0.5ml,燃烧生成H2O(g)放热121kJ,则1mlH2燃烧生成H2O(g)放热242kJ,对应的热化学方程式为①,1ml H2O(l)蒸发吸热44kJ,热化学方程式为②,根据盖斯定律,由反应①-反应②得,H2燃烧热的热化学方程式为。
17. 减小 不变 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234kJ·ml-1 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-87kJ·ml-1
【分析】(1)由图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,ΔH= E1-E2;在反应体系中加入催化剂,可以降低反应的活化能,但不改变反应热;
(2)根据盖斯定律进行计算并书写热化学方程式;
【详解】(1)反应体系中加入催化剂,可以降低反应的活化能,但不改变反应热,因此E1逐渐减小,ΔH不变;ΔH= E1-E2=134kJ·ml-1-368kJ·ml-1=-234 kJ·ml-1,热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234kJ·ml-1;
(2)反应a+b-c可得CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-87kJ·ml-1
18.(1)放热
(2)低
(3)
(4),石墨
【详解】(1)根据描述当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升,说明广口瓶内温度升高,气体体积膨胀,故反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)反应为放热反应,所以反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量,故答案为:低;
(3)已知B为水,写出一个符合题中条件的化学方程式,故答案为:或其他合理答案
(4),石墨和反应生成的热化学方程式为:,石墨 ,该方程式由第一个热化学方程式系数乘2并与第二个热化学方程式相加得到,所以,故答案为:,石墨 。
19. 释放 (a-b)kJ•ml-1
【详解】(1)有图可知,1ml N 和3ml H 的总能量大于1ml NH3(g)的总能量,则1ml N 和3ml H 生成1ml NH3(g)是释放能量;
(2)有图可知,N2(g)+H2(g)生成1mlN和3mlH吸收的能量是akJ,1mlN和3mlH生成1ml氨气(气体)释放bkJ,△H =反应物的总键能-生成物的总键能=(a-b)kJ•ml-1。
20.(1) 放热 反应物的总能量大于生成物的总能量
(2)Na(s)+O2(g)= Na2O(s) ΔH=-207 kJ·ml-1
【详解】(1)由图可知,反应I为反应物的总能量大于生成物的总能量的放热反应,故答案为:放热;反应物的总能量大于生成物的总能量;
(2)由图可知,2 ml 钠被氧化生成1 ml氧化钠时放出热量为414 kJ,则1 ml 钠被氧化生成氧化钠的反应热ΔH=—=-207 kJ·ml-1,则反应的热化学方程式为Na(s)+O2(g)= Na2O(s) ΔH=-207 kJ·ml-1,故答案为:Na(s)+O2(g)= Na2O(s) ΔH=-207 kJ·ml-1。
21.(1)环形玻璃搅拌器
(2)保温隔热,减少实验中热量的损失
(3)确保盐酸完全中和
(4)C
(5)D
(6)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(7)H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的过程也要放热,会导致测出的的反应热数值偏大
【详解】(1)实验装置上缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,烧杯间填满碎纸条的作用是保温隔热,减少实验中热量的损失;
(3)为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量;
(4)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;
(5)A.温度计是用来测量温度的,不能使用温度计搅拌,故A错误;
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌,会有大量热量散失,测定结果偏低,故B错误;
C.轻轻地振荡烧杯,反应不能快速充分反应,也可能导致液体溅出,影响测定结果,故C错误;
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,能使反应快速、充分反应,热量损耗小,故D正确;
故答案为:D;
(6)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1ml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1L 1ml•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;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1L 1ml•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以△H1=△H2<△H3;
(7)H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的过程也要放热,会导致测出的的反应热数值偏大。
22.(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ/ml
(2)408kJ
(3)生成物是氮气和水蒸气,不污染空气
(4)△H4=2△H3―△H1―2△H2
(5)环形玻璃搅拌棒
(6) 不相等 相等
(7)acd
【详解】(1)已知0.4ml液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量,因此1ml液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量,所以该反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ/ml
(2)已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/ml,依据N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ/ml和盖斯定律可知N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) ΔH=-816kJ/ml,则16g液态肼(0.5ml)燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是408kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,根据生成物可判断还有一个很突出的优点是生成物是氮气和水蒸气,不污染空气。
(4)已知:
①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l);△H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l);△H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g);△H3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g);△H4
依据盖斯定律可知③×2-①-②×2即得到反应④,所以上述反应热效应之间的关系式为△H4=2△H3―△H1―2△H2。
(5)从图中实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒。
(6)若改用60mL0.25ml•L-1H2SO4和50mL0.55ml•L-1NaOH溶液进行反应,由于参加反应的硫酸、氢氧化钠的物质的量发生了变化,所以与上述实验相比,所放出的热量不相等,由于中和热是稀溶液中强酸和强碱反应生成1ml水放出的热量,所以若实验操作均正确,则所求中和热相等。
(7)若上述实验测出来的中和热比57.3kJ/ml更小,即有热量损失,则
a.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,a符合;
b.量取硫酸溶液的体积时仰视读数,硫酸溶液体积增加,放出的热量偏多,b不符合;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,导致热量损失,c符合;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,用发生反应,温度升高,使得温差减小,测量结果偏低,d符合;
答案选acd。
23. ∆H4 ∆H6 环形玻璃搅拌棒 3.1 -51.8kJ/ml ace 不相等 相等 ΔH1=ΔH2<ΔH3
【详解】I. 物质的燃烧热指1ml物质充分燃烧,生成稳定氧化物时放出的热量;而中和热指稀的强酸与强碱反应生成1ml水时放出的热量;
A.氢气的物质的量为2ml,故反应热∆H1不能表示燃烧热;
B.碳燃烧的生成物为CO,表示稳定的氧化物为CO2,故反应热∆H2不能表示燃烧热;
C.1ml甲烷完全燃烧,生成的水是气态,不是稳定的状态,应为液态水,故反应热∆H3不能表示燃烧热;
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H4中1mlC完全燃烧生成二氧化碳,符合燃烧热概念,故反应热∆H4能表示燃烧热;
E.Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(aq)+2H2O(l) ∆H5中反应生成的水为2ml,故反应热∆H5不能表示中和热;
F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H6中实质是1ml氢离子与1ml氢氧根离子反应生成1mlH2O,符合中和热概念,故反应热∆H6能表示中和热;
所以表示物质标准燃烧热的是∆H4;表示中和反应反应热的是∆H6;
II.(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棒;
(2)第一次实验温度差为23.3-20.2=3.1,第二次实验温度差为23.3-20.3=3.0,第三次实验温度差为25.3-20.3=5.2,第四次实验温度差为23.6-20.4=3.2,第三次数据相差较大舍去,则温度差平均值为;
①50mL0.55ml/L氢氧化钠溶液和50mL0.5ml/L盐酸进行中和反应,生成水的物质的量为0.05L×0.50ml/L=0.025ml,溶液的质量为:100mL×1g/cm3=100g,温度变化的值为∆T=3.1℃,则生成0.025ml水放出的热量为:Q=m·c·∆T=100g×4.18 J/(g·℃)×3.1℃=1295.8J,即1.2958kJ,所以实验测得的中和热∆H=;
②a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.量取盐酸的体积时仰视读数,使盐酸体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,故c正确;
d.做本实验的室温和反应热的数据之间无关,故d错误;
e.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入盐酸测温度,盐酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故e正确;
故答案为:ace;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若改20mL0.5ml/L的盐酸跟20mL0.55ml/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量偏低,但是中和热是稀强酸和稀强碱反应生成1ml水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用20mL0.5ml/L的盐酸跟20mL0.55ml/L的NaOH溶液进行反应,所放出的热量不相等;中和热数值相等;
(4)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1ml水放出的热量,则稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀盐酸的ΔH相等,即ΔH1=ΔH2,弱电解质存在电离平衡,电离过程是吸热过程,所以稀氨水和稀盐酸反应时放出能量偏低,则∆H偏大,所以∆H1、∆H2、∆H3的大小关系为ΔH1=ΔH2<ΔH3。
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