1.2.2反应热的计算课堂同步练习(含解析)人教版高中化学选择性必修1
2023-10-25 13:12:45 学考宝 作者:佚名
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1.2.2反应热的计算课堂同步练-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关化学反应与能量的叙述正确的是
A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.已知白磷,红磷,,则白磷比红磷稳定
C.对于某一化学反应,当生成物中化学键形成时所吸收的能量大于反应物中化学键断裂所释放的能量时,该反应为吸热反应,
D.若, ,则含 gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于 kJ
2.利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知:,该反应过程的能量变化如图。下列说法正确的是
A.CO(g)与反应生成释放出91kJ的能量
B.用碳制备原料气CO、的反应属于放热反应
C.反应物总键能高于生成物的总键能
D.若该反应生成液态,则
3.我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示:
已知:几种物质中化学键的键能如表所示(假设O=O可表示中的化学键)。
化学键 H—O O=O H—H O—O
键能 467 498 436 138
若反应过程中分解了,则下列说法错误的是
A.整个过程实现了光能向化学能的转换
B.总反应为
C.过程II有O—O单键生成并放出能量
D.过程III属于放热反应
4.下列说法中正确的是
A.放热反应在任何条件下都可以发生,吸热反应需要加热才能发生
B.已知 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2则ΔH1>ΔH2
C.工业生产水煤气的反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4 kJ mol 1, 该反应中反应物能量总和大于生成物能量总和
D.由 CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= 725.8 kJ mol 1知,液体CH3OH的燃烧热为725.8 kJ mol 1
5.根据下面的信息,下列叙述正确的是
A.2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成 2 mol H2O(g)(气态水)吸收能量为490 kJ
B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C.1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成 1 mol H2O(l)(液态水)释放能量为245 kJ
D.2 mol H2O (g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和低
6.下列焓变比较正确的是
A.Na(g)-e-=Na+(g) ΔH1 K(g)-e-=K+(g) ΔH2 ΔH1<ΔH2
B.Cl(g)+e-=Cl-(g) ΔH1 Br(g)+e-=Br-(g) ΔH2 ΔH1<ΔH2
C.NaCl(g)=Na+(g)+Cl-(g) ΔH1 NaBr(g)=Na+(g)+Br-(g) ΔH2 ΔH1<ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) ΔH2 ΔH1<ΔH2
7.已知:
①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H1
②CH4(g)+ H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的△H2
下列推断正确的是
A.若CO的燃烧热为△H3,则H2的燃烧热为△H3-△H1
B.反应 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=△H2-△H1
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则△H2<0
D.若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,则△H1>0
8.已知几种烃的燃烧热如下表所示:
烃 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 C3H8
燃烧热
现有由2 mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037 kJ的热量,则下列组分不可能的是
A.C2H6和C3H8 B.C2H2和C3H8 C.C2H4和C2H6 D.CH4和C2H6
9.由合成气制备二甲醚的主要原理如下。下列有关说法正确的是
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
A.将1molCO(g)和2molH2(g)充分反应,反应会放出90.7kJ能量
B.反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) ΔH>-90.7kJ·mol-1
C.反应③使用催化剂,ΔH3减少
D.反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=-246.1kJ·mol-1
10.下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
C. , ,则
D.在稀溶液中有 ,若将的稀与的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3kJ
二、填空题
11.已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I键、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量。氢气、碘和碘化氢三种分子最稳定的是 。
12.按要求写热化学方程式:
(1)1molC2H4完全燃烧生成CO2和液态水时放出1411.0kJ的热量
(2)1.2gCH4在25℃和101KPa下完全燃烧生成CO2和液态水时放出66.77kJ的热量,写出表示CH4燃烧热的热化学方程式
(3)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
(4)1mol石墨与适量H2O(g)完全反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量: 。
13.共价键的键能
(1)共价键的键能:
共价键的键能是指 ,共价键的键能越大,共价键越 。
(2)共价键键能的意义:
如:H-H的键能为436.4kJ·mol-1,则H2(g)=2H(g),ΔH= kJ·mol-1;利用键能估算化学反应的反应热:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
14.(1)家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10),当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出热量为5×104kJ,试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式 。
(2)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol。请回答下列问题:
①用太阳能分解10mol水消耗的能量是 kJ;
②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 ;
③研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义,已知:
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol
则反应NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ/mol。
15.化学反应中的能量变化是人类获取能量的中重要途径
(1)液化气是一种重要的家庭燃料,下列示意图与液化气在燃烧过程中的能量变化最相符的是 。
A. B. C.
(2)"冰袋"可用于短时间保鲜食物。将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,用线绳绑住塑料袋中间那部分,使两种晶体分开,做成“冰袋”。使用时将线绳解下,用手将袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温。由此判断:碳酸钠晶体与硝酸铵晶体的总能量 (填“高于”或“低于”)反应后生成物的总能量
(3)化学反应中的能量变化不仅仅表现为热量的变化,有时还可以表现为其他形式的能量变化。比如,蜡烛燃烧可用来照明,这个过程是将化学能转化为 和热能;人们普遍使用的干电池工作时是将化学能转化为
(4)下列反应中,属于放热反应的是 。
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)
②燃烧木炭取暖
③炸药爆炸
④酸与碱的中和反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰
⑥食物因氧化而腐败
(5)已知拆开1 mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量,拆开1 mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1 mol H—O键要放出463 kJ的能量,试计算2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应中的ΔH= kJ·mol-1。
16.火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知N2 (g) + 2O2 (g)=2NO2 (g) △H =+67.7 kJ/mol
N2H4 (g) +O2 (g)=N2 (g) + 2H2O (g) △H = -534 kJ/mol
则N2H4和NO2反应的热化学方程式为
17.已知25℃、101 kPa时某些物质的燃烧热数据如下:
名称 化学式 ΔH (kJ/mol) 名称 化学式 ΔH (kJ/mol)
石墨 C(s) 393.5 乙烷 C2H6(g) 1560
金刚石 C(s) 395.0 乙烯 C2H4(g) 1411
氢气 H2(g) 285.8 乙炔 C2H2(g) 1300
一氧化碳 CO(g) 283.0 乙醇 C2H5OH(l) 1367
(1)相同质量的上述八种物质,完全燃烧放热最多的名称是 。
(2)石墨与金刚石互为 。
a.同位素 b.同素异形体 c.同分异构体 d.同系物
常温常压下,二者更稳定的是 。(填中文名称)
(3)在标准状况下,22.4LCO和C2H2的混合气体在过量的氧气中完全燃烧放出1096.6 kJ的热,则燃烧产生的CO2的物质的量为 mol。
(4)估算在Ni作催化剂时,乙烯与氢气发生加成反应的焓变。C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) ΔH= 。
(5)已知破坏下列化学键需要吸收的能量如下:
C-C C=C H-H
347kJ/mol 619kJ/mol 436kJ/mol
根据(4)的结论,估算C-H键的键能为 kJ/mol。
a.322.5 b.422.5 c.522.5 d.622.5
18.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)△H=-182kJ mol-1
②2H2(g)+O2(g)═-2H2O(1)△H═-572kJ mol-1
③4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H═-1196kJ mol-1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式 。
19.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、温度计、 、 。
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是 (填序号)。
A.50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液 B.50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液 C.1.0 g NaOH固体
(3)由甲、乙两人组成的实验小组,在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物 起始温度 t1/℃ 终了温度 t2/℃ 中和热 /kJ·mol-1
A.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NaOH溶液50 mL 13.0 ΔH1
B.1.0 mol·L-1HCl溶液50 mL、1.1 mol·L-1NH3·H2O溶液50 mL 13.0 ΔH2
①甲在实验之前预计ΔH1=ΔH2.他的根据是 ;乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2,他的根据是 。
②实验测得的温度是:A的起始温度为13.0℃、终了温度为19.8℃;B的起始温度为13.0℃、终了温度为19.3℃。设充分反应后溶液的比热容c=4.184 J·(g·℃)-1,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则ΔH1= ;ΔH2= 。(已知溶液密度均为1 g·cm-3)
20.近几年,大气污染越来越严重,雾霾天气对人们的生活、出行、身体健康产生许多不利的影响。汽车尾气是主要的大气污染源。降低汽车尾气危害的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生的反应为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知:
则2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),△H= kJ·mol-1(用含a、b、c、d的式子表示)。
三、实验题
21.I.丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径I:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-akJ·mol﹣1
途径II:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+bkJ·mol﹣1
2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H=-ckJ·mol﹣1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-dkJ·mol﹣1(abcd均为正值)
判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径I放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)途径II放出的热量。
II.利用下图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL0.50mol·L 1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L 1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
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)为什么所用NaOH溶液要稍过量? 。
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm 3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g 1·℃ 1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠
1 20.0 20.0 23.0
2 20.1 20.1 23.2
3 20.1 20.1 24.2
4 20.2 20.2 23.4
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= kJ·mol 1(结果保留一位小数)。
(3)不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是 。
22.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:MN H=+88.6kJ/mol,则M、N相比,较稳定的是 。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为-726.5kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-akJ/mol,则a 726.5(填“<”“>”或“=”)
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应生成1molCO2时的热化学方程式: 。
(4)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是 。
(5)已知H2(g)+Br2(1)=2HBr(g) △H=-72kJ·mol ,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 200 a
则表中a= 。
23.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出 kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称 ,作用是 ,碎泡沫塑料的作用是 。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ/mol,其原因可能是 。
(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,测得中和热的数值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】燃烧为放热反应,反应物中气态硫比固态硫的能量高,则等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多,故A错误;
B.能量低的物质更稳定,由白磷,红磷,可知红磷能量低,则红磷比白磷稳定,故B错误;
C.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,则生成物中化学键形成时所放出的能量大于反应物中化学键断裂所吸收的能量时,该反应为放热反应,,故C错误;
D.醋酸电离吸热,中和反应放热,由,可知含(物质的量为1mol)的稀溶液与稀醋酸完全中和生成1mol水时,放出的热量小于,故D正确;
故选:D。
2.A
【详解】A.根据图象1molCO(g)与2mol反应生成释放出510kJ-419kJ=91kJ的能量,故A正确;
B. 用碳制备原料气CO、的反应属于吸热反应,故B错误;
C. 放热反应,反应物总键能低于生成物的总键能,故C错误;
D. 气态变成液态是放热过程,若该反应生成液态,则,故D错误;
故选A。
3.D
【详解】A.利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水生成氢气和氧气,整个过程实现了光能向化学能的转换,故A正确;
B.分解水生成氢气和氧气,总反应为,故B正确;
C.根据图示,过程II有H2O2生成,有O—O单键生成,过程II形成化学键,所以放出能量,故C正确;
D.过程III发生反应,焓变=(467×2+138-436-498)KJ/mol=+138 KJ/mol,属于吸热反应,故D错误;
选D。
4.D
【详解】A.放热反应也可能先点燃才能发生,比如碳燃烧,吸热反应可能不需要加热就能发生,比如NH4Cl和Ba(OH)2 8H2O,故A错误;
B.已知 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,气态硫燃烧放出的热量多,但焓变反而小,因此则ΔH2>ΔH1,故B错误;
C.工业生产水煤气的反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4 kJ mol 1,该反应是吸热反应,因此该反应中反应物能量总和小于生成物能量总和,故C错误;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,根据CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= 725.8 kJ mol 1知,得到液体CH3OH的燃烧热为725.8 kJ mol 1,故D正确。
综上所述,答案为D。
5.D
【详解】A.根据图示可知1 mol H2(g)与0.5 molO2(g)生成1 mol H2O(g)放出热量为930 kJ -(436 kJ+249 kJ)=245 kJ,则2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成 2 mol H2O(g)(气态水)放出热量为2×245 kJ=490 kJ,A错误;
B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少及物质的量多少有关,B错误;
C.根据图示可知1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成 1 mol H2O(g)(气态水)释放能量为245 kJ,气态水变为液体水会放出热量,故1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成 1 mol H2O(l)(液态水)释放能量大于245 kJ,C错误;
D.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。2 mol H2、1 mol O2反应产生2 mol H2O蒸气放出热量,则说明2 mol H2O (g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和低,D正确;
故合理选项是D。
6.B
【详解】A.基态的气态原子失去最外层的1个电子所需能量叫做第一电离能,同一主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,原子序数Na
B.非金属元素原子得电子释放能量,非金属性越强,得电子形成的阴离子越稳定,释放出来能量越多,因为非金属性Cl>Br,所以0<ΔH1<ΔH2,B正确;
C.构成离子晶体的阴、阳离子半径越小,电荷数越多,离子键越牢固,电离断键时吸收能量越多,r(Cl-)
D.物质不同聚集状态能量通常是气态>液态>固态,氢气与氯气反应放热,故生成HCl(l)放出热量更多,0>ΔH1>ΔH2,D错误;
答案选B。
7.B
【详解】A.若CO的燃烧热为△H3,则③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3,根据盖斯定律得③-①,H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H3-△H1,燃烧热指生成稳定的化合物,水应为液态,A错误;
B.根据盖斯定律得②-①,CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=△H2-△H1,B正确;
C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则该反应为吸热反应,所以△H2>0,C错误;
D.根据CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H3,H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H4,若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,所以△H3<△H4,又根据盖斯定律①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H1=△H3-△H4<0,D错误;
故选:B。
8.A
【分析】由2 mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037 kJ的热量,则1 mol混合烃燃烧放出热量Q=。用平均值特点,结合极限假设法可知,要满足要求中需要的热量,应该一种燃烧热的数值高于1518.5 kJ/mol,另一种低于1518.5 k/mol,以此分析解答。
【详解】A.C2H6和C3H8的燃烧热的数值分别为1559.8 kJ/mol、2219.9 kJ/mol,均大于1518.5 kJ/mol,不满足条件,A符合题意;
B.C2H2和C3H8的燃烧热的数值分别为1299.6 kJ/mol、2219.9 kJ/mol,一种燃烧热的数值高于1518.5 kJ/mol,另一种低于1518.5 kJ/mol,满足条件,B不符合题意;
C.C2H4和C2H6的燃烧热的数值分别为1411 kJ/mol、1559.8 kJ/mol,一种燃烧热的数值高于1518.5 kJ/mol,另一种低于1518.5 k/mol,满足条件,C不符合题意;
D.CH4和C2H6的燃烧热的数值分别为890.3 kJ/mol、1559.8 kJ/mol,一种高于1518.5 kJ/mol,另一种低于1518.5 kJ/mol,满足条件,D不符合题意;
故合理选项是A。
9.D
【详解】A、CO(g)和H2的反应为可逆反应,故将1molCO(g)和2molH2(g)充分反应,反应放出热量少于90.7kJkJ,故A错误;
B、气态甲醇转化为液态甲醇放热,故反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) ΔH<-90.7kJ·mol-1,故B错误;
C、催化剂能降低正逆反应的活化能,但对反应物和生成物的化学能无影响,故对反应热无影响,反应③使用催化剂,△H3不变,故C错误;
D、将反应②+①×2+③可得反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g),故△H=△H2+△H1×2+△H3=-246.1kJ·mol-1,故D正确。
故答案选D。
10.C
【详解】A. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,石墨能量低比金刚石稳定,A错误;
B. 氮气和氢气的反应为可逆反应,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出的热量为19.3 kJ,如完全反应,放出的热量大于19.3 kJ,反应热小于 38.6 kJ mol 1,B错误;
C. S(s)→S(g)吸热,等量的S(s)和S(g)完全燃烧,S(g)放热多,由于放热,为负,所以,C正确;
D. H+(aq)+OH (aq)=H2O(l) △H= 57.3 kJ mol 1,若将0.5mol L 1的稀 H2SO4与1mol L 1的NaOH的溶液各1L混合,放出的热量等于57.3 kJ,但酸碱溶液体积未知,所以放出的热量不确定,D错误;
故选C。
11. 放出 5.5 H2
【详解】反应热等于反应物中键能之和与生成物中键能之和的差值,则根据反应H2+I2=2HI可知形成2 molHI的反应热△H=(436 kJ/mol+151 kJ/mol) -2×299kJ/mol=-11 kJ/mol,反应为放热反应,所以由氢气和碘反应生成1 mol HI放出热量为5.5kJ。H—H键、I—I键、H—I键键能分别为436 kJ/mol、151 kJ/mol、299 kJ/mol。键能越大,分子越稳定,三种物质中键能最大的是H2,故H2分子最稳定。故答案为:放出;5.5;H2。
12. C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H=-1411.0kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92 kJ/mol C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ/mol
【分析】甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成稳定的氧化物释放的热量,稳定的氧化物为二氧化碳气体和液态水。
【详解】(1)1molC2H4完全燃烧消耗3mol的氧气,生成2molCO2和2mol液态水时放出1411.0kJ的热量,热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H=-1411.0kJ/mol;
(2)1.2gCH4即0.075mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出66.77kJ的热量,1mol甲烷完全燃烧释放的热量为890.3kJ,则甲烷的燃烧热的热化学方式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol;
(3)根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=946kJ/mol+436kJ/mol×3-391kJ/mol×6=-92 kJ/mol;
(4)1mol石墨与适量H2O(g)完全反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量,热化学方式为C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ/mol。
13.(1) 断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量 牢固
(2)436.4
【详解】(1)共价键的键能是指断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量,共价键的键能越大,共价键越牢固。
(2)断键吸收能量,因此若H-H的键能为436.4kJ·mol-1,则H2(g)=2H(g),ΔH=436.4 kJ·mol-1。
14. C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2900kJ/mol 2858 CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-443.5kJ/mol -41.8
【分析】(1)依据题干条件计算1mol丁烷完全燃烧放热写出热化学方程式;
(2)①氢气的燃烧热可知水分解吸收的能量,然后利用化学计量数与反应热的关系来计算;
②根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式,再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式;
③已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1= -196.6kj mol-1 ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2= -113.0kJ mol-1,利用盖斯定律将可得反应热。
【详解】(1)当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出热量为5×104kJ,1mol丁烷完全燃烧放热2900kJ;依据燃烧热概念写出热化学方程式:C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+H2O(l)△H= -2900kJ/mol;
(2)①H2(g)的燃烧热△H为-285.8kJ mol-1知,1mol H2(g)完全燃烧生成1mol H2O(l)放出热量285.8kJ,即分解1mol H2O(l)为1mol H2(g)消耗的能量为285.8kJ,则分解10mol H2O(l)消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ;
②由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ mol-1和-726.5kJ mol-1,则:①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H= -283.0kJ mol-1,②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H= -726.5kJ mol-1,由盖斯定律可知用②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),该反应的反应热△H= -726.5kJ mol-1-(-283.0kJ mol-1)= -443.5kJ mol-1;
③已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H= -196.6kj mol-1,②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H= -113.0kJ mol-1,依据盖斯定律计算可得NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的△H== -41.8kJ/mol。
【点睛】应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
15. A 低于 光能 电能 ②③④⑤⑥ -484
【详解】(1)液化气是一种重要的家庭燃料,液化气燃烧放出大量的热量,说明物质燃烧反应是放热反应,则反应物的能量比生成物的高。
A.反应物的能量比生成物的多,反应是放热反应,A符合题意;
B.生成物的能量比反应物的多,反应是吸热反应,B不符合题意;
C.反应物、生成物的能量相同,反应过程无热量变化,C不符合题意;
故合理选项是A;
(2)将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,用线绳绑住塑料袋中间那部分,使两种晶体分开,做成“冰袋”。使用时将线绳解下,用手将袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温。由此可判断出碳酸钠晶体与硝酸铵晶体的总能量低于反应后生成物的总能量,发生反应从周围环境吸收热量,从而使周围物质温度降低;
(3)化学反应中的能量变化不仅仅表现为热量的变化,有时还可以表现为其他形式的能量变化。比如,蜡烛燃烧可用来照明,这个过程是将化学能转化为光能和热能;人们普遍使用的干电池工作时是将化学能转化为电能;
(4)①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO),同时产生CO2,吸收大量的热,因此反应属于吸热反应,①不符合题意;
②燃烧木炭取暖,发生反应放出热量,因此反应为放热反应,②符合题意;
③炸药爆炸时放出大量热,使气体体积膨胀,发生爆炸,反应为放热反应,③符合题意;
④酸与碱的中和反应放出热量,反应是放热反应,④符合题意;
⑤生石灰与水作用制熟石灰,反应发生放出热量,属于放热反应,⑤符合题意;
⑥食物因氧化而腐败,反应过程释放热量,属于放热反应,⑥符合题意;
故合理选项是②③④⑤⑥;
(5)常温下拆开1 mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量,拆开1 mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1 mol H-O键要放出463 kJ的能量,则H-H键能为436 kJ/mol,O=O键能为496 kJ/mol,H-O键能为463 kJ/mol,在2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)中,△H=反应物中键能和生成物中键能和=2×436 kJ/mol+ 496 kJ/mol-4×463 kJ/mol=-484 kJ/mol。
16.N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85KJ/mol
【详解】已知:①N2 (g) + 2O2 (g)=2NO2 (g) △H =+67.7 kJ/mol,②N2H4 (g) +O2 (g)=N2 (g) + 2H2O (g) △H = -534 kJ/mol,则根据盖斯定律可知②-①/2即可得到N2H4和NO2反应的热化学方程式为N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol-67.7kJ/mol÷2=567.85kJ/mol。
17. 氢气 b 石墨 1.8 -137kJ/mol b
【分析】(1)相同质量的可燃物,相对分子质量越小,物质的量越多,再结合反应热比较放出的热量大小;
(2)石墨与金刚石是同种元素组成的不同单质;能量越低越稳定;
(3)设CO的物质的量为x mol,结合热量数据列方程求出参加反应的CO与C2H2各自的物质的量,再利用元素守恒找出生成的二氧化碳的物质的量;
(4)依据盖斯定律构造已知热化学方程式,找出反应热之间的关系;
(5)反应热=反应物断键所吸收的热量-生成物成键所放出的热量。
【详解】(1)结合表格数据比较相同质量的上述八种物质,氢气的物质的量最大,完全燃烧放热最多,故答案为氢气;
(2)石墨与金刚石互为同素异形体;石墨比金刚石的能量低,石墨更稳定,故答案为b;石墨;
(3)在标准状况下,22.4L CO和C2H2的混合气体的物质的量为=1 mol,设CO的物质的量为x mol,则根据上述表格数据可知,283.0 kJ/molx mol+1300 kJ/mol(1-x)mol=1096.6 kJ,解得x=0.2 mol,则CO的物质的量为0.2 mol,C2H2的物质的量为(1-0.2)mol=0.8 mol,生成二氧化碳的物质的量为0.2mol+0.8mol2=1.8 mol,故答案为1.8;
(4)根据表格信息可知,乙烯的燃烧热为 1411 kJ/mol,则热化学方程式为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) = 1411 kJ/mol①,同理根据氢气的燃烧热和乙烷的燃烧热可知得,H2(g)+O2(g)= H2O(l) = 285.8 kJ/mol②,C2H6(g)+ O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) = 1560 kJ/mol③,则①+②-③得C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) ΔH= 1411 kJ/mol 285.8 kJ/mol-( 1560 kJ/mol)-137kJ/mol,故答案为-137kJ/mol;
(4)设C-H键的键能为x kJ/mol,根据表格数据可得,619 kJ/mol+4x kJ/mol+436kJ/mol-(347kJ/mol+6x kJ/mol)= -137kJ/mol,解得x=422.5,b项正确,故答案为b。
18.2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=-702kJ mol-1
【详解】目标反应:LiH在O2中燃烧的化学方程式为2LiH+O2=Li2O+H2O,
①2Li(s)+H2(g)═2LiH(s)△H=-182kJ mol-1
②2H2(g)+O2(g)=-2H2O(1)△H═ -572kJ mol-1
③4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H═ -1196kJ mol-1
根据盖斯定律(②+③)-①得到LiH在O2中燃烧的热化学方程式2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=[-572kJ mol-1+(-1196kJ mol-1)] -(-182kJ mol-1)=-702kJ mol-1,故答案为:2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=-702kJ mol-1。
19.(1) 量筒 环形玻璃搅拌棒
(2)B
(3) A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同 NaOH是强碱,NH3 H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同 -56.9 kJ/mol -52.7 kJ/mol
【详解】(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、环形玻璃搅拌棒、温度计;
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol/L的盐酸,还需加入的试剂等体积但浓度略大的NaOH溶液,使碱过程或酸完全中和,并且根据酸的浓度和体积计算生成水的物质的量,答案选B;
(3)①甲认为A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同,则反应的热效应也相同;而乙认为NaOH是强碱,NH3 H2O是弱碱电离吸热,所以热效应不同;
②△H1=-≈-56.9kJ/mol,△H2=-≈-52.7kJ/mol。
20.(2a+2b-2c-d)
【详解】2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,故△H=(2a+2b-2c-d)kJ·mol-1,答案:(2a+2b-2c-d)。
21. 等于 确保盐酸被完全中和 -51.8 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定
【详解】I.根据盖斯定律,丙烷作为燃料不管是一步完成还是分多步完成,反应物和产物的焓值是一定的,所以两途径的焓变值一样,放出的热量一样,故答案为:等于;
II.(1)为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量,故答案为:确保盐酸被完全中和;
(2)4次温度差分别为:3.0℃,3.1℃,4.1℃,3.2℃,第3组数据无效,温度差平均值=3.1℃,50mL0.50mol L-1盐酸和50mL0.55 mol L-1 NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.5mol/L=0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/mL=100g,温度变化的值为△T=3.1℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m c △T=100g×4.18J/(g ℃)×3.1℃=1295.8J,即1.2958kJ,所以实验测得的中和热△H==-51.8 kJ mol-1,故答案为:-51.8;
(3)由于Ba2+(aq)+SO(aq)=BaSO4(s)放热,所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸反应,否则会使测得的中和热数值偏大,即H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定,故答案为:H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定。
22.(1)M
(2)<
(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) △H=-290kJ·mol-1
(4) 放热 △H<O(或反应物的总能量大于生成物的总能量) △H=-346 kJ·mol
(5)369
【详解】(1)MN H=+88.6kJ/mol,则反应物M的能量比生成物N的能量低,物质具有的能量越低,稳定性越强,则M、N相比,较稳定的是M。答案为:M;
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为-726.5kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-akJ/mol,2H2O(g)= 2H2O(l) △H<0,将两反应式相加得:-a+(<0)=-726.5,则a=726.5+(<0),所以a<726.5。答案为:<;
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,则Cl2(g)+H2O(g)+C(s)=2HCl(g)+CO2(g) △H=-145kJ·mol-1,所以该反应生成1molCO2时的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) △H=-290kJ·mol-1。答案为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) △H=-290kJ·mol-1;
(4)①第一步反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应是放热反应,判断依据是:△H<O(或反应物的总能量大于生成物的总能量)。从图中可以看出,
△H=-273 kJ·mol , △H=-73kJ·mol ,利用盖斯定律,将两式相加得:1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是: △H=-346 kJ·mol 。答案为:放热;△H<O(或反应物的总能量大于生成物的总能量); △H=-346 kJ·mol ;
(5)H2(g)+Br2(1)=2HBr(g) △H=-72kJ·mol ,Br2(1)= Br2(g) △H=+30kJ·mol ,将两式相减得:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) △H=-102kJ·mol ,则436+200-2a=-102,则表中a=369。答案为:369。
【点睛】当热化学方程式中各物质的化学计量数变为原来的一半时,△H的数值也变为原来的一半。
23. 11.46 环形玻璃搅拌棒 搅拌, 使溶液充分混合 减少实验过程中的热量损失 实验中不可避免的有少量热量损失 偏小
【详解】(1)由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ mol-1可知生成1molH2O放出热量为57.3kJ,而0.1molBa(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应可得0.2molH2O,所以放出的热量为57.3kJ×0.2=11.46kJ;故答案为:11.46
(2)仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒,其作用是搅拌,使溶液充分混合;碎泡沫的作用是保温,故答案为:环形玻璃搅拌棒;搅拌,使溶液充分混合;减少实验过程中的热量损失
(3)若保温效果不好,有热量散失,求得的中和热数值将会减小,由于中和热为负值,所以中和热的△H大于-57.3kJ mol-1;故答案为:实验中不可避免的有少量热量损失
(4)NH3 H2O为弱碱,且电离过程是吸热过程,用相同浓度和体积的氨水(NH3 H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值偏小。
答案第1页,共2页
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