1.1反应热同步练习题
一、选择题
1.为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积
③水的比热容 ④反应后溶液的质量(单位:g)
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A.③④⑤⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑥ D.全部
2.随着社会的进步,人类对能源的需求越来越迫切。化学反应的“吸热”或“放热”过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程。下列无法说明反应是能量的“贮存”还是“释放”的是
A.需要加热才能发生的反应 B.正反应的活化能高于逆反应的活化能
C.反应物的键能总和高于生成物的键能总和 D.反应物的总能量高于生成物的总能量
3.下列所示装置能达到实验目的的是
A B C D
“随关随停”制取氨气 以铁丝为催化剂模拟工业合成氨并检验产物 制备并收集NO2 中和反应反应热的测定
A.A B.B C.C D.D
4.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应过程有催化剂参与
B.该反应的焓变
C.使用催化剂,能改变该反应的活化能
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于
5.将镁条投入到盛有稀硫酸的试管中,发生剧烈反应,用手触摸试管外壁感觉烫手。这个实验事实说明该反应
A.为放热反应 B.为化合反应
C.反应过程中热能转化为化学能 D.反应物的总能量低于生成物的总能量
6.实验室进行中和热测定实验, 下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯间塞碎泡沫,可减少热损失,提高准确率
B.测最终止温度时, 应当记录混合溶液的最高温度
C.缓慢多次加入 NaOH 溶液、搅拌,使酸碱充分反应
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
7.在如图所示量热计中,将溶液与溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测偏大
B.搅拌器可选用导热性能好的金属搅拌器
C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至超过27.7℃
D.所加NaOH溶液稍微过量,目的是保证溶液完全被中和
8.1868年狄青和洪特发现了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。化学反应与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.若H2O为液态,则生成物总能量将变大
C.4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应时向环境释放能量
D.断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量
9.用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定。下列说法正确的是
A.如图条件下,实验过程中没有任何热量损失
B.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
C.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用2次
D.测量NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热,数值可能不同
10.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应的反应热,则测定的反应热ΔH的绝对值偏高
11.下列有关化学反应原理的说法中,不正确的是
①发生化学反应的碰撞一定为有效碰撞
②难溶物的溶解度和的大小都仅仅只受温度的影响
③某反应正方向能自发进行,则逆方向一定不能自发进行
④某溶液的pH不受温度的影响,那么该溶液一定显强酸性
⑤用盐酸滴定氨水,若选择酚酞做指示剂,则测定的结果会偏小
⑥中和热的测定实验,若量取NaOH溶液的量筒仰视读数,则所测的偏大
A.②③ B.①③⑤⑥ C.①③④ D.②③⑥
12.环己烷有多种不同构象,其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是
A.相同条件下船式最稳定
B.扭船式结构转化成椅式结构释放能量
C.
D.的燃烧热小于
13.下列反应属于放热反应的是
A.煅烧石灰石 B.电解水 C.甲烷燃烧 D.小苏打受热分解
14.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
15.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷(g)→异丁烷(g) ΔH<0,则异丁烷比正丁烷稳定
B.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -571.6kJ/mol, 则H2的燃烧热ΔH = -571.6kJ/mol
C.已知2C(s) + 2O2(g) = 2CO2(g) ΔH1; 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和4SO2(g)+2O2 (g)=4SO3(g)的ΔH相等
二、填空题
16.CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下,已知该反应消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学方程式是________________。
17.回答下列问题:
(1)氢气可将还原为甲烷,反应为。科研人员结合实验与计算机模拟结果,研究了在催化剂表面上与的反应历程,前三步历程如图所示,其中吸附在催化剂表面用“。”标注,表示过渡态。物质吸附在催化剂表面形成过渡态的过程会___________(填“放出热量”或“吸收热量”);反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为___________。
(2)已知断开1键、1键、1键需要的能量分别是436、391、946,则与反应生成的热化学方程式是___________。
三、元素或物质推断题
18.有A,B,C,D,E,F,G六种短周期元素,原子序数依次增大。
A元素的单质在自然界中最轻,B,C,D,G在周期表的位置如图,它们的原子序数之和为37。E元素的电负性在同周期中最小,F是同周期中原子半径最小的金属元素。试回答:
(1)A2D、A2G沸点较高的是__(填化学式),原因是______。
(2)E位于元素周期表第__周期第___族,F原子结构示意简图为:______,G的基态原子核外电子排布式是______。
(3)将0.1mol·L-1G的最高价氧化物的水化物溶液逐滴滴入由B,D,E三种元素组成的无机盐溶液中,则刚开始时发生反应的离子方程式为______。
(4)C与A形成10电子化合物的电子式是______,该化合物与D2在一定条件发生置换反应,在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(5)已知16g单质G完全燃烧放出148kJ热量。写出单质燃烧的热化学方程式__。
四、实验题
19.50mL0.50mol L-1盐酸与50mL0.55mol L-1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是_______。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_______。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60mL0.50mol L-1盐酸跟50mL0.55mol L-1NaOH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_______(填“相等”或“不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_______。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(6)平行地做一次这样的实验需要测定_______次温度。
【参考答案】
一、选择题
1.A
解析:由反应热的计算公式可知,酸碱反应的中和热计算时,至少需要的数据有:比热容c、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积,反应前后温度变化△T,然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量;
故选A。
2.A
解析:A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,也不一定是放热反应,A符合题意;
B.正反应的活化能高于逆反应的活化能,该反应一定是吸热反应,B不符合题意;
C.反应物的键能总和高于生成物的键能总和,该反应一定是吸热反应,C不符合题意;
D.反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应一定是放热反应,D不符合题意;
故选A。
3.B
解析:A.由于碱石灰溶于水,多孔塑料隔板不能起到分离反应阻止反应发生的作用,即装置不能实现“随关随停”制取氨气,A不合题意;
B.氮气和氢气是在铁丝作催化剂的条件下进行的,检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸,B符合题意;
C.Cu与浓硝酸反应可制得NO2,但由于3NO2+H2O=2HNO3+NO即NO2不能用排水法收集,C不合题意;
D.题干图示中和反应反应热的测定装置中缺少环形玻璃搅拌棒,无法进行实验,D不合题意;
故答案为:B
4.C
【分析】如图,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应;曲线a为未加催化剂的反应;曲线b为加了催化剂的反应,活化能降低,反应速率加快,但并不影响反应热大小;以此作答;
解析:A.图中,曲线a的反应活化能比曲线b的活化能高,所以a属于未加催化剂的反应;曲线b为加了催化剂的反应,故A错误;
B.如图,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,,故B错误;
C.如图,曲线b为加了催化剂的反应,活化能降低,反应速率加快,故C正确;
D.有催化剂条件下,反应的活化能降低,但不是,加了催化剂分两步进行,大,为慢反应,小,为快反应,故D错误;
故选C。
5.A
解析:A.将镁条投入到盛有稀硫酸的试管中,发生剧烈反应,用手触摸试管外壁感觉烫手,说明该反应为放热反应,故A正确;
B.Mg和盐酸反应是置换反应,故B错误;
C.该反应过程中化学能转化为热能,故C错误;
D.该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故D错误;
故选A。
6.C
解析:A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,可减少热量损失,减小测量误差,提高准确率,故A正确;
B.充分反应时放出的热量最多,温度最高,因此测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,故B正确;
C.为了减少热量损失,应当快速一次性倒入NaOH溶液并搅拌,使酸碱充分反应,故C错误;
D.塑料材质的环形搅拌棒导热能力差,可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确;
故答案选C。
7.B
解析:A.中和反应为放热反应,焓变为负值,若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测ΔH偏大,A正确;
B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器,尽力减少热量损失,B错误;
C.醋酸为弱酸、电离过程会吸收热量导致热量损失;故若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至超过27.7℃,C正确;
D.所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和,C正确;
故选B。
8.C
解析:A.图示可知,4HCl(g)+O2(g)的总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应为放热反应,故A错误;
B.若H2O为液态,气体变为液体,物质能量减小,生成物总能量将变小,故B错误;
C.反应前后遵循能量守恒,4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)和2H2O(g)的总能量,反应时向环境释放能量,故C正确;
D.图示可知,4HCl(g)+O2(g)的总能量高于2Cl2(g)+2H2O(g)的总能量,反应为放热反应,断开旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键所释放的总能量,故D错误;
故答案选C。
【点睛】本题考查了化学反应过程中能量变化、化学反应实质的理解应用,注意反应吸热或放热是反应物总能量和生成物总能量共同决定。
9.D
解析:A.图示条件下的实验过程中一定有部分热量的损失,故A错误;
B.药品可以分多次加入将导致热量损失过多,应一次性快速加入药品,故B错误;
C.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需要使用3次,分别用于测酸、碱初始温度和反应的最高温度,故C错误;
D.醋酸是弱酸,电离吸热;NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热,数值可能不同,故D错误;
故答案选D。
10.D
解析:A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应产生BaCl2、NH3·H2O、H2O的反应是吸热反应而不是放热反应,A错误;
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应物接触面积增大,Al与盐酸反应速率加快,但反应释放出的热量不变,B错误;
C.Fe是金属,容易导热,使反应放出的热量散失,导致中和热数据偏少,因此实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果会产生一定的影响,C错误;
D.NaOH固体溶于水时放热,放出的热量偏多,测定出来的 H绝对值偏高,D正确;
故选D。
11.D
解析:①发生化学反应的碰撞称为有效碰撞,所以有效碰撞一定发生化学反应,故①正确;
②难溶物的溶解度和 Ksp的大小与温度和本身性质有关,故②错误;
③某反应正方向能自发进行,则逆方向不一定不能自发进行,如可逆反应,故③错误;
④根据 pH= lgc(H+) ,若某溶液的 pH 不受温度的影响,则该溶液为强酸性溶液,故④正确;
⑤用盐酸滴定氨水,若选择酚酞做指示剂,因为酚酞变色范围为pH=8-10,则测定的结果会偏小,故⑤正确;
⑥中和热的测定实验,若量取NaOH溶液的量筒仰视读数,则量得的NaOH溶液体积偏大,但实验中氢氧化钠一般过量,根据酸计算水的量,则所测的 ΔH 不变,故⑥错误;
综上故选D。
12.B
解析:A.能量越低,物质越稳定,相同条件下,椅式最稳定,A错误;
B.扭船式结构的能量高于椅式结构,扭船式结构转化成椅式结构释放能量,B正确;
C.图像可知,,C错误;
D.能量较低,燃烧放出的热量小,但是为负值,所以的燃烧热大于,D错误;
故选B。
13.C
解析:A.煅烧石灰石是分解反应是吸热反应,故A错误;
B.通电分解水是分解反应是吸热反应,故B错误;
C.甲烷燃烧是放热反应,故C正确;
D.小苏打受热分解是分解反应是吸热反应,故D错误;
故选:C。
14.A
【分析】燃烧ag乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,以此来解答。
解析:由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,
则乙炔燃烧的热化学方程式为:或,所以D正确;
故答案选A。
【点睛】本题考查热化学反应方程式的书写,明确物质的量与热量的关系,反应热的符号、数值、单位是关键。
15.A
解析:A.焓变小于零,为放热反应,则异丁烷能量较低,比正丁烷稳定,A正确;
B.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;2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -571.6kJ/mol, 则H2的燃烧热ΔH = -571.6kJ/mol÷2=-285.8kJ/mol,B错误;
C.碳的燃烧为放热反应,充分燃烧生成二氧化碳放热更多,放热反应为焓变小于零,则ΔH1<ΔH2,C错误;
D.焓变与方程式的书写形式有关,两者焓变不同,D错误;
故选A。
二、填空题
16.4CuCl (s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-177.6 kJ/mol
【分析】CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体,该黑色固体为CuO,每消耗1molCuCl(s),放热44.4kJ,物质反应过程中的能量变化与反应的物质多少相对应,结合物质的状态、焓变、书写热化学方程式。
解析:CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和CuO。根据题意可知:每消耗1mol CuCl(s),反应放热44.4kJ,则4molCuCl反应放出热量Q=44.4kJ×4=177.6kJ,则该反应的热化学方程式为4CuCl (s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-177.6 kJ/mol。
17.(1) 吸收热量
(2)
解析:(1)由题图可知,物质吸附在催化剂表面形成过渡态,其能量低于反应物能量,该过程会吸收热量;题图中第三步反应的能垒最小,相应的化学方程式为;
(2)在反应中,断裂3键、1键共吸收的能量为,形成6键放出的能量为,该反应为放热反应,则与反应生成的热化学方程式为 。
三、元素或物质推断题
18. H2O H2O与H2S分子结构相似,水分子间存在氢键 三 ⅠA 1s22s22p63s23p4 3:4 S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-296kJ·mol-1
【分析】A元素的单质在自然界中最轻,故A为氢元素;依据B,C,D,G在周期表如图的位置,又它们的原子序数之和为37,设B的原子序数为x,则C、D、E的原子序数分别为x+1、x+2、x+10,则x+(x+1)+(x+2)+(x+10)=37,解得x=6,推断出B为碳、C为氮、D为氧、G为硫;又E元素的电负性在同周期中最小,故E为钠;F是同周期中原子半径最小的金属元素,故F为铝。
解析:(1)A2D即为H2O、A2G即为H2S,沸点较高的是H2O;原因是水分子间存在氢键;
⑵E为钠元素,它位于元素周期表第三周期第ⅠA族;F为铝元素,其原子结构示意简图为;G为硫元素,其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4;
⑶G的最高价氧化物的水化物溶液为硫酸,B,D,E三种元素组成的无机盐溶液为碳酸钠,把硫酸滴入到碳酸钠溶液中刚开始时发生反应为:H2SO4+Na2CO3=NaHCO3+NaHSO4,离子方程式为:;
⑷C与A形成10电子化合物为氨气,其电子式为;NH3与O2在一定条件发生置换反应,则化学方程式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,在该反应中氧元素化合价降低,氧气是氧化剂,氮元素化合价升高,氨气是还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:4;
⑸单质S完全燃烧的化学方程式为S+O2SO2,因16g单质S完全燃烧放出148kJ热量,则32g单质S完全燃烧放出148kJ×2=296kJ热量,故燃烧的热化学方程式S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-296kJ·mol-1。
四、实验题
19.(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失
(3)偏小
(4) 不相等 相等
(5)偏小
(6)3
【分析】中和热的测定须测量酸碱反应的热效应,使用环形玻璃搅拌棒能使溶液上下混合均匀,保证溶液上下的温度达到一致,减少实验误差;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失。
解析:(1)测定中和热时,需要使用环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液上下混合均匀,该装置中缺少环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温措施,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)若大烧杯上不盖硬纸板,会导致热量损失,使求得的中和热数值偏小,故答案为:偏小;
(4)若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,生成水的量增大,放出的热量增大;中和热是酸、碱发生中和反应产生1 mol H2O时放出的热量,与发生反应的反应物的多少无关,因此所求的中和热相等,故答案为:不相等;相等;
(5)氨水为弱碱,氨水电离吸热,导致放出的热量偏小,则测得的中和热数值会偏小,故答案为:偏小;
(6)平行地做一次这样的实验需要测定3次温度,即测量盐酸的温度、测量氢氧化钠溶液的温度、测量混合液的最高温度,故答案为:3。