1.1反应热同步练习题
一、选择题
1.下列实验中,能达到相应实验目的的是
A.用甲装置制取胶体 B.用乙装置进行氯气的尾气吸收
C.用丙装置验证的漂白性 D.用丁装置测量盐酸与NaOH反应的反应热
2.下列说法中正确的是
A.需要加热才能发生的化学反应,可能是吸热反应,也可能是放热反应
B.发生化学反应,不一定发生能量变化
C.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D.的单位中的是指每摩尔反应物
3.化学里面有很多“类比”,下列有关“类比”的说法正确的是
A.Na在空气中燃烧生成Na2O2,Li在空气中燃烧也生成Li2O2
B.碳酸钠与盐酸反应放热,碳酸氢钠与盐酸反应也放热
C.Mg、Al与稀硫酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极,Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中也是Mg作负极
D.CO2通入紫色石蕊试液能显红色,SO2通入紫色石蕊也能显红色
4.“嫦娥奔月”是一个充满浪漫主义的中国神话故事。2007年10月24日我国“嫦娥一号”探月卫星由长三甲火箭送入预定的轨道。长三甲火箭第三级推进剂采用低温液氧/液氢。已知在298K时,2g氢气与氧气完全反应生成液态水放热285.8kJ,则能表示氢气燃烧热的热方程式为
A.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
B.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=+571.6 kJ·mol-1
C.H2(g) + O2(g) = H2O(l) △H=-285.8 kJ·mol-1
D.H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H=-285.8 kJ·mol-1
5.下列反应的能量变化与其它三个不相同的是
A.氢气还原氧化铜 B.钠与冷水的反应
C.碳酸钙高温分解 D.氯化铵与氢氧化钡的反应
6.下列反应或变化过程放热的个数为
①Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体反应
②硫酸和氢氧化钠溶液混合
③硫受热融化
④石灰石高温分解
⑤灼热的炭和二氧化碳反应生成一氧化碳
⑥生石灰和水反应生成熟石灰
⑦镁条在氮气中燃烧
A.3个 B.2个 C.5个 D.4个
7.已知的燃烧热为,CO的燃烧热为。现有和CO组成的混合气体56.0L(折合标准状况),充分燃烧后,放出热量710.0kJ,并生成液态水。下列说法正确的是
A.CO燃烧的热化学方程式为
B.燃烧的热化学方程式为
C.燃烧前的混合气体中,的体积分数为40%
D.混合气体燃烧后若生成的水为气态,则放热大于710.0kJ
8.下列热化学方程式正确的是
A.已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ: kJ mol-1
B.12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量: kJ mol-1
C.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量: kJ mol-1
D.已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量: kJ mol-1
9.下列说法正确的是
A.在中性溶液中能大量共存:、、、
B.含有大量能大量共存:、、、
C.已知辛烷的燃烧热为5518KJ/mol,则辛烷燃烧的热化学方程式:,
D.已知中和热为57.3KJ/mol,则稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3KJ
10.下列反应属于放热反应的是
A. B.浓硫酸溶于水
C.铝热反应 D.石灰石分解制备氧化钙
11.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A.反应物的焓大于生成物的焓
B.反应物的焓小于生成物的焓
C.根据能量守恒定律,反应物的焓等于生成物的焓
D.该反应为吸热反应
12.下列说法中错误的是
A.燃烧一定有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定要放出热量
13.下列有关反应热的描述正确的是
①化学反应过程中一定有能量变化
②反应热是1mol物质参加反应时的能量变化
③ΔH的大小与热化学方程式中的化学计量数成正比
④放热反应在常温下就一定能进行⑤化学反应中放出的热才是反应热
A.①③ B.②④ C.①②③ D.④⑤
14.下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是
A.氢气的燃烧
B.灼热的炭粉与二氧化碳反应
C.钠与水反应
D.氢氧化钠与稀盐酸反应
15.下列说法不正确的是
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量
C.用量热计测定50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH的反应热,需要测量2个温度
D.内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响
二、填空题
16.已知:C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1;2CO(g)+ O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
(1)一氧化碳的标准燃烧热ΔH为:_________
(2)碳和氧气反应生成一氧化碳的热化学方程式是:___________
(3)反应CO2(g) + C(s)2CO(g) ΔH为:_________________
(4)完全燃烧相同物质的量的C和CO,放出的热量_____多(填C或CO)
(5)在25℃、101kPa时,8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ,则CH4燃烧的热化学方程式________
(6)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx- (x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图 所示。B→A+C反应的热化学方程式为(用离子符号表示)___________
17.反应热 焓变
(1)反应热:在等温条件下,化学反应体系向环境_______或从环境_______的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热.
(2)内能:是体系内物质的各种_______的总和,受温度,压强和物质聚集状态等影响.
(3)焓变:在等压条件下进行的化学反应,反应热_______反应的焓变.用符号表示,单位:_______.放热反应的_______0,吸热反应的_______0.
(4)化学反应中能量变化的主要原因:_______.
三、元素或物质推断题
18.元素周期表中的四种元素的有关信息如下,请用合理的化学用语填写空白。
在周期表中的区域 元素代号 有关信息
短周期元素 的最高价氧化物的水化物甲是一种胃酸中和剂,且能溶于强碱溶液
的一种氢化物可用于制造纯碱和做制冷剂
长周期元素 的一种盐乙可以做净水剂,的某种氧化物丙可以做红色涂料
元素大量存在于海藻中,它的银盐可用于人工降雨
(1)元素周期表中的位置为___________,、、三种元素的简单离子半径从大到小的顺序为__________。
(2)足量的最高价氧化物的水化物的稀溶液与甲完全反应,放出热量,请写出表示该过程中和热的热化学方程式____________。
(3)下列有关的气态氢化物丁的说法正确的有_____________(选填字母)
a、丁比氯化氢沸点高 b、丁比氯化氢稳定性好
c、丁比氟化氢还原性强 d、丁比氟化氢酸性弱
(4)请写出丙溶于丁的水溶液的离子方程式____________;乙的水溶液呈酸性,请写出离子方程式解释原因_____________。
(5)是一种弱酸,请写出它的电离方程式__________________;溶液有剧毒,可以用溶液进行无毒化处理,请写出二者反应的化学方程式__________________;室温下,的电离常数,在的溶液中滴加同浓度盐酸至溶液呈中性,此时溶液中的_____________。
四、实验题
19.某小组学生用如图所示简易量热计进行中和反应反应热的测定。近似处理实验所用酸、碱溶液的密度为、比热容为,忽略量热计的比热容。
【药品】:盐酸、溶液、溶液。
【实验数据】学生甲进行的三次实验数据如下表所示:
实验次数 反应前体系的温度/℃ 反应后体系温度/℃ 温度差平均值/℃
盐酸 溶液 平均值
1 24.9 25.1 28.4
2 25.1 25.0 26.3
3 25.0 25.0 28.4
(1)从实验装置上看,还缺少的仪器名称是_______。
(2)学生甲实测数据处理
①_______℃
②放出的热量_______kJ(保留一位数)。
③比该反应理论上放热为Q kJ略微偏小,其原因可能是_______(写一条)
(3)学生乙选用KOH溶液,其他均与学生甲同,且操作规范,预测实验放出热量的数值_______Q(填“<”或“=”或“>”)。
(4)综合上述实验,以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为(用含Q的代数式表示)_______。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.氯化铁溶液滴入NaOH溶液中得到Fe(OH)3沉淀,制取Fe(OH)3胶体是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色,故A错误;
B.吸收氯气应用氢氧化钠溶液,氢氧化钙的溶解度小,澄清石灰水的浓度太低不能充分吸收尾气,故B错误;
C.高锰酸钾与二氧化硫发生氧化还原反应而褪色,是二氧化硫还原性的体现,故C错误;
D.简易量热器中加入一定体积的盐酸溶液,再迅速加入一定体积的氢氧化钠溶液,用环形玻璃搅拌棒搅拌,测反应过程中的最高温度,从而可以测定该反应的中和热,故D正确;
故选D。
2.A
解析:A.反应条件与反应中能量变化无关,则需要加热才能发生的化学反应,它可能是吸热反应也可能是放热反应,A正确;
B.化学反应一定伴随能量变化,B错误;
C.反应热的大小与反应物、生成物的能量大小有关,C错误;
D.mol-1是指每摩尔反应,D错误;
故选A。
3.D
解析:A.Na在空气中燃烧会生成Na2O2,但Li没有Na活泼,在空气中燃烧生成的是Li2O,A错误;
B. 碳酸钠与盐酸反应是放热的,碳酸氢钠与盐酸反应是吸热的,B错误;
C.Mg、Al作电极材料,NaOH作电解质,Al与NaOH反应作负极,C错误;
D.SO2溶于水生成亚硫酸显酸性,使石蕊溶液显红色,D正确;
故答案为:D。
4.C
【分析】燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧后应该生成液态水。
解析:A.燃烧热的热化学方程式要求可燃物氢气的物质的量为1mol,化学计量系数为1,A错误;
B.燃烧是放热反应且氢气的化学计量系数要为1,B错误;
C.2g氢气与氧气完全反应生成液态水放热285.8kJ,氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g) + O2(g) = H2O(l) △H=-285.8 kJ·mol-1,C正确;
D.氢气燃烧后应该生成液态水,D错误;
故选C。
5.B
解析:A.氢气和氧化铜加热生成铜、水,反应为吸热反应;
B.钠与冷水的反应生成氢氧化钠和氢气,并放出大量的热;
C.碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,反应为吸热反应;
D.氯化铵与氢氧化钡的反应生成氨气和氯化钡,反应为吸热反应;
故选B。
6.A
解析:①Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应,故不选;
②硫酸和氢氧化钠溶液混合放出热量,是放热反应,故选;
③硫受热融化,为吸热变化,故不选;
④石灰石高温分解为分解反应,属于吸热反应,故不选;
⑤灼热的炭和二氧化碳反应生成一氧化碳,为吸热反应,故不选;
⑥生石灰跟水反应生成熟石灰,为放热反应,故选;
⑦镁条在氮气中燃烧是燃烧反应,为放热反应,故选;
故选:A。
7.C
【分析】燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;
解析:A.燃烧热对应的可燃物是1mol,而且燃烧反应的反应热小于零,所以CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.6kJ/mol,故A错误;
B.表示氢气燃烧热时应该对应液态水,所以H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol,故B错误;
C.H2和CO组成的混合气体的物质的量n===2.5mol,根据题意可得:285.8kJ/mol×n(H2)+282.8kJ/mol×[2.5mol-n(H2)]=710.0kJ,n(H2)=1.0mol,所以燃烧前的混合气体中,H2的体积分数等于物质的量分数为×100%=40%,故C正确;
D.混合气体燃烧后若生成的水为气态,液体水变为气体需要吸收热量,则放热小于710.0kJ,故D错误;
故选C。
8.D
解析:A.1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则反应的焓变ΔH=—=—890kJ/mol,故A错误;
B.没有注明反应物和生成物的聚集状态,所以热化学方程式书写错误,故B错误;
C.由题意可知,氢气在氯气中完全燃烧的反应为放热反应,反应的焓变ΔH小于0,故C错误;
D.充分燃烧ag乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则反应的焓变ΔH=—4bkJ/mol,反应的热化学方程式为 kJ mol-1,故D正确;
故选D。
9.D
解析:A.水解的方程式为:使溶液显酸性,在中性环境下不能大量共存,A错误;
B.、、三者之间发生氧化还原反应而不能大量共存,B错误;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,生成气态水时放出热量减小,C错误;
D.稀氨水电离时要吸收热量,导致最终放出的热量小于57.3KJ,D正确;
故本题选D。
10.C
解析:A.碳与CO2反应属于吸热反应,故A不符合题意;
B.浓硫酸溶于水放出热量,但该过程属于物理变化,不属于化学反应,故B不符合题意;
C.铝热反应属于放热反应,故C符合题意;
D.石灰石分解属于吸热反应,故D不符合题意;
答案为C。
11.A
解析:该反应是放热反应,所以反应物的焓大于生成物的焓,故答案选A。
12.C
解析:燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应,燃烧一定放出热量,但燃烧不一定有氧气参加,如氢气在氯气中的燃烧等;
故选C。
13.A
解析:①化学反应的微观本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,反应前后断裂和形成的化学键的种类和数目不完全相同,不同的化学键具有不同的能量,故化学反应过程中一定有能量变化,正确;
②反应热是指化学反应过程中的能量变化,错误;
③根据热化学方程式的书写原则可知,ΔH的大小与热化学方程式中的化学计量数成正比,正确;
④放热反应在常温下不一定能进行,例如很多燃烧反应都需要加热到一定温度才能进行,错误;
⑤反应热是指化学反应过程中的能量变化,故反应热包含化学反应中放出的能量和反应过程中吸收能量,错误;
综上分析可知,有①③正确,故答案为:A。
14.B
解析:由图象可知反应为吸热反应;
A.氢气燃烧放热,故A错误;
B.灼热的炭粉与二氧化碳反应生成一氧化碳,为吸热反应,故B正确;
C.钠与水反应生成氢氧化钠为放热反应,故C错误;
D.氢氧化钠与稀盐酸反应是中和反应,为放热反应,故D错误;
故答案选B。
15.C
解析:A.含氟牙膏可以预防龋齿。氟是人体必须的微量元素之一,不仅能降低牙釉质的溶解度防止牙齿表面溶解,还能促进釉质的再矿化,抑制致龋菌繁殖,故A正确;
B.是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏,也即来源于系统与外界间存在温度差时,就称系统与外界间存在热学相互作用。作用的结果有能量从高温物体传递给低温物体,这时所传递的能量称为热量,故B正确;
C.用量热计测定中和热时,需要测定混合前稀酸的温度、稀碱的温度和混合后溶液的温度,所以用量热计测定50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH的反应热,需要测量3个温度,故C错误;
D.物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响,故D正确;
故选C。
二、填空题
16. -283kJ·mol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-308.6 kJ·mol-1 128.7kJ·mol-1 C CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= 890.3kJ/mol 3ClO-(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH=-117 kJ·mol-1
【分析】根据燃烧热的概念及热化学方程式的含义计算燃烧热;根据盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式;根据图示中反应物总能量与生成物总能量的相对大小计算反应热并书写热化学方程式。
解析:(1)在25℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,根据题干中的热化学方程式知,一氧化碳的标准燃烧热ΔH==283kJ·mol-1;故答案为:-283kJ·mol-1;
(2)根据盖斯定律得:I C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1;Ⅱ 2CO(g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,I×2-Ⅱ得2C(s)+O2(g) =2CO(g) ΔH=(-437.3 kJ·mol-1)×2-(-566.0 kJ·mol-1)=-308.6 kJ·mol-1,即热化学方程式为:2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH=-308.6 kJ·mol-1,故答案为:2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH=-308.6 kJ·mol-1;
(3)根据盖斯定律得:I C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1;Ⅱ 2CO(g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,I-Ⅱ得CO2(g) + C(s)2CO(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1+566.0 kJ·mol-1=128.7kJ·mol-1,故答案为:128.7kJ·mol-1;
(4)C与氧气反应生成CO时放热,CO与氧气反应生成CO2时也放热,所以完全燃烧相同物质的量的C和CO时都生成CO2,放出的热量C多,故答案为:C;
(5)8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ,则1molCH4燃烧时放出的热量为445.15kJ×2=890.3kJ,则热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= 890.3kJ/mol,故答案为: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= 890.3kJ/mol;
(6)结合Cl元素的化合价可知B→A+C反应为3ClO =ClO3 +2Cl ,生成1molC时能量变化为3×60kJ 63kJ 0=117kJ,反应物总能量大于生成物总能量,该反应放出117kJ热量,热化学反应方程式为:3ClO-(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH=-117 kJ·mol-1,故答案为:3ClO-(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH=-117 kJ·mol-1。
17. 释放 吸收 能量 等于 < > 化学键断裂和形成时的能量变化
解析:略
三、元素或物质推断题
18. 第三周期Ⅲ族 ac
【分析】的最高价氧化物的水化物甲是一种胃酸中和剂,且能溶于强碱溶液,则甲为氢氧化铝,X为Al元素;的一种氢化物可用于制造纯碱和做制冷剂,则该氢化物为氨气,Y为N元素;的一种盐乙可以做净水剂,的某种氧化物丙可以做红色涂料,则丙为氧化铁,乙为铁盐,Z为Fe元素;元素大量存在于海藻中,它的银盐可用于人工降雨,则W为I元素,再结合元素周期律与物质的性质分析作答。
解析:根据上述分析可知,X、Y、Z和W分别为Al、N、Fe和I元素,则:
(1)元素为Al,原子序数为13,在周期表中的位置为第三周期Ⅲ族;原子的电子层数越大,其原子半径越大,电子层数相同时,其离子半径随着原子序数增大而减小,则、、三种元素的简单离子半径从大到小的顺序为,
故答案为第三周期Ⅲ族;
(2)的最高价氧化物的水化物为完全反应,放出热量,则反应生成1mol水所放出的热量为,则表示该过程中和热的热化学方程式为 ,
故答案为 ;
(3)的气态氢化物丁为HI,则:
a. HCl与HI均为分子化合物,其分子间作用力越大,沸点越高,则分子间作用力比较:HI>HCl,则沸点比较:HI>HCl,a项正确;
b. 非金属性越强,对应气态氢化物的稳定性越高,则碘化氢比氯化氢稳定性低,b项错误;
c. 同族元素中非金属性从上到下依次减弱,单质的氧化性依次减弱,相应离子的还原性依次增强,则碘化氢比氟化氢还原性强,c项正确;
d. 氟化氢为弱酸,碘化氢为强酸,则碘化氢比氟化氢酸性强,d项错误;
答案选ac;
(4)丙为氧化铁,丁为HI,两者会发生氧化还原反应,其离子方程式为:,乙为铁盐,在溶液中会水解显酸性,其离子方程式为:,
故答案为;;
(5)HY3为HN3,是一种弱酸,则在水溶液中发生弱电离,其离子方程式为:;NaClO与NaN3发生氧化还原反应,其离子方程式为:;的电离常数,则根据表达式 可知,=5×10-3=0.005,
故答案为;;。
四、实验题
19.(1)温度计
(2) 3.4 1.4 实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数(合理即可)
(3)=
(4)
【分析】用一定物质的量的盐酸和NaOH反应,通过测定反应放出的热量计算中和反应的反应热。
解析:(1)该实验中,需要测出反应前盐酸和NaOH溶液的温度,还要测出混合液最高温度,所以还缺少的仪器名称是温度计,故答案为:温度计;
(2)①三次数据中反应前后温度差分别为3.4℃、1.2℃、3.4℃,第2次数据属于异常数据,舍去不用,则取1、3两次数据的平均值3.4℃,故答案为:3.4;
②盐酸的质量 =50g,溶液的质量 =50g,反应后生成的溶液比热容为,则反应放出的热量 = (50+50)g3.4℃=1428J=1.4kJ,故答案为:1.4;
③由热量的计算公式可知,影响放出热量大小的因素有酸和碱的质量及温度差,这两个因素又与实验操作有关,所以比该反应理论上放热为Q kJ略微偏小的原因可能是实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数,故答案为:实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数(合理即可);
(3)KOH和NaOH均为强碱,且均过量,强酸与强碱的稀溶液中和反应生成等物质的量的水,所以实验放出热量的数值=Q,故答案为:=;
(4)盐酸和溶液反应,NaOH溶液过量,盐酸完全反应,生成水的物质的量为0.5mol/L0.05L=0.025mol,生成1mol水放出的热量为 =40QkJ,因此以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为,故答案为:。