1.1反应热同步练习题
一、选择题
1.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
2.已知强酸与强碱的稀溶液进行中和反应,理论上生成1mol 时放热为57.3kJ。下列稀硫酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
3.下列变化中,属于吸热反应的有几个
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓H2SO4稀释 ④铝热反应 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥CaCO3高温分解 ⑦Al与盐酸反应 ⑧Ba(OH)2 8H2O与固体NH4Cl混合 ⑨C+H2O(g)CO+H2 ⑩CO2+C2CO
A.5 B.6 C.7 D.8
4.化学反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应是吸热反应,吸收的热量为(y-x)kJ
B.断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键时能放出x kJ的能量
C.断裂2 mol H—Cl键时需要吸收y kJ的能量
D.2 mol HCl(g)的总能量高于1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量
5.已知:①H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H1;②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2。其他条件不变时,增加反应物的量,下列判断正确的是
A.△H1、△H2都不变 B.△H1、△H2都增大
C.△H1、△H2都减小 D.△H1减小,△H2增大
6.已知充分燃烧13g乙炔气体时生成二氧化碳气体和水蒸气,恢复到常温时,放出热量b kJ,则能表达乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
7.25℃、101 kPa下,2g氢气燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是
A.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
B.2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(1) △H=+571.6 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -571.6 kJ/mol
D.H2(g)+ O2(g) = H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
8.对于热化学方程式:,下列说法不正确的是
A.表示每摩尔反应放出803.3kJ的热量
B.可知甲烷的燃烧热为
C.热化学方程式可写成:
D.表明化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
9.中石化的《丁烯双键异构化的方法》获得第二十届中国专利优秀奖。在100kPa和298K下,丁烯双键异构化反应的机理如图所示。下列说法错误的是
A.上述两种烯烃均能发生加成反应、氧化反应
B.比的稳定性差
C.由C-H、C=C、C-C的键能可计算出该异构化反应的焓变
D.以上两种丁烯分子,每个分子中最多都有8个原子在同一平面上
10.下列属于放热反应的是
A.煤的燃烧 B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
C.碳酸钙高温分解 D.氯化铵受热分解
11.下列有关中和热的说法正确的是
①表示中和热的热化学方程式为
②准确测量中和热的一次实验过程中,至少测定2次温度
③测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热偏大
④的稀溶液和含的稀溶液反应的反应热
⑤中和热测定:用盐酸和溶液进行实验,用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的中和热数值偏小
⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应分多次倒入量热计中
⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠的温度会导致测得中和热的数值偏小
A.①③④⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑤⑦ D.②③④⑥
12.下列属于吸热反应或吸热过程的是
A. B.
C. D.
13.下列实验设计能达成实验目的的是
A.用装置甲验证Na与水的反应为放热反应
B.用装置乙验证SO2具有漂白性
C.用装置丙做实验室制氨气的尾气吸收装置
D.用装置丁除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3
14.下列说法正确的是
A.由H原子形成1 mol H—H键要吸收热量
B.所有反应都是放热反应
C.在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热
D.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应
15.将V1mL未知浓度的NaOH溶液和0.3 mol/L硫酸V2mL混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。
下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为28℃
B.该实验中热能转化为化学能
C.NaOH溶液的浓度约是0.4 mol/L
D.该实验可以证明有水生成的反应都是放热反应
二、填空题
16.化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化,是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。
(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如图所示:
①根据如图填写下表:
化学键 断裂或形成1mol化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl-Cl 吸收243kJ 共吸收679kJ
H-H 吸收436kJ
H-Cl 放出431kJ 共放出___________kJ
②该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑;
精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
①(a)是___________反应,(b)是___________反应;(c)是___________反应(填“吸热"或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
17.按要求填空
(1)是一种无色气体,在空气中能发生爆炸性自燃生成固态和液态。已知室温下自燃放出热量。写出室温下自燃的热化学方程式______。
(2)在时,在中完全燃烧生成液态水,放出的热量,的燃烧热为_____,表示燃烧热的热化学方程式为_____。
(3)在、下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量,燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀,则在此条件下,乙醇完全燃烧的____。
(4)与反应生成和一种黑色固体。在、下,已知该反应每转移,放热,该反应的热化学方程式_____。
三、元素或物质推断题
18.某同学在学习元素周期表后,将第二至第六周期的主族和零族元素排列成“八角星”元素周期表(如图),图中每个“·”代表一种元素,每个“八角星”代表一个周期,元素X核外 有5个电子层。
(1)M的元素符号是___,元素Y的原子结构示意图为___。
(2)在上图中用“O”圈出磷元素的位置______。
(3)实验室制取少量单质B时,可用单质A与B的氧化物在高温下反应,有关反应的化学方程式为__________________。
(4)单质A分别与某一主族元素(位于第二至第五周期,均用R表示)单质反应生成AR2的能量变化如图所示(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。
①元素R位于元素周期表中第___族。
②写出生成曲线d代表的物质的热化学方程式:_____________。
四、实验题
19.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)装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么__。
(2)用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么?__。
(3)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/℃ 混合溶液
盐酸 氢氧化钠溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=__(结果保留一位小数)。
(4)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__。
(5)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1L1mol·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__。
【参考答案】
一、选择题
1.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。
2.A
解析:A. ,A正确;
B.l表示液体,aq表示溶液,氢离子和氢氧根的状态应用aq表示,B错误;
C.反应热的单位是kJ/mol,C错误;
D.中和反应放热,,D错误;
故选A。
3.A
解析:①液态水汽化,属于汽化现象,不是化学反应,故不符合题意;
②将胆矾加热变为白色粉末,属于分解反应,为吸热反应,故符合题意;
③浓H2SO4稀释,属于物理变化,不属于吸热反应,故不符合题意;
④铝热反应为典型的放热反应,故不符合题意;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰,属于化合反应,为放热反应,故不符合题意;
⑥CaCO3高温分解典型的吸热反应,故符合题意;
⑦Al与盐酸反应为放热反应,故不符合题意;
⑧Ba(OH)2 8H2O与固体NH4Cl混合为吸热反应,故符合题意;
⑨C+H2O(g) CO+H2为吸热反应,故符合题意;
⑩CO2+C2CO为吸热反应,故符合题意;
综上所述,②⑥⑧⑨⑩符合题意,即共有5个。
故选A。
4.C
解析:A.由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应,故A错误;
B.断键要吸收能量,所以断裂1mol H-H键和1mol Cl-Cl键吸收x kJ能量,故B错误;
C.由图可知,断裂2mol H-Cl键需要吸收y kJ的能量,故C正确;
D.由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,即2mol HCl的总能量低于1mol H2和1mol Cl2的总能量,故D错误;
故选C。
5.A
解析:△H1表示稀溶液中,强酸与强碱反应生成1mol水的反应热,与反应物的量无关;△H2表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2mol氨气的反应热,与反应物的量无关;其他条件不变时,改变反应物的量,△H1、△H2都不变,故选A。
6.D
解析:13g乙炔的物质的量为,已知充分燃烧0.5mol乙炔放出热量bkJ,则1mol乙炔完全燃烧放出热量2bkJ,则其燃烧的热化学方程式为△H=-2bkJ/mol,故选D。
7.D
解析:在101kPa、25℃时,2g H2(物质的量为1mol)完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,该反应的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ mol 1或H2(g)+ O2(g) = H2O(1) △H=-285.8kJ/mol,故选D。
8.B
解析:A.根据热化学方程式可知,每摩尔反应放出803.3kJ的热量,故A正确;
B.甲烷的燃烧热是指1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,则可知甲烷的燃烧热不是,故B错误;
C.根据若化学方程式,得到热化学方程式可写成:,故C正确;
D.化学反应中能量变化的主要原因是化学键断裂和形成时的能量变化,故D正确。
综上所述,答案为B。
9.C
解析:A.两种烯烃因都含有双键,均能发生加成反应和氧化反应, A正确;
B.根据图像 断键需要吸收55.9KJ的能量, 成键需要放出63KJ能量,反应由高能到低能,故 更稳定,B正确;
C.两种烯烃为同分异构体,所含的C-H、C=C、C-C的数目相同,所以无法计算异构化反应的焓变,C错误;
D.双键所连的6个原子共平面,又因为C-H单键和C-C单键可旋转,所以每个分子最多有8个原子在同一平面上,D正确;
故答案为:C。
10.A
解析:A.物质的燃烧是放热反应,故A符合题意;
B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是一个吸热的复分解反应,故B不合题意;
C.碳酸钙高温分解是一个吸热的分解反应,故C不合题意;
D.氯化铵受热分解是一个吸热的分解反应,故D不合题意;
故选A。
11.B
解析:①表示中和热的热化学方程式为,①错误;②测量中和热的一次实验过程中,至少测量3次温度,②错误;③测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,因为热量损失,测得的热量减少,根据,则测量出的中和热偏大,故③正确;④的稀溶液和含的稀溶液反应,有生成,实际放出的热量大于114.6kJ,反应热,④正确;⑤仰视取液,NaOH溶液的体积偏大,因体积变大导致测定温度时,温度变化较小,根据,热量偏少,中和热数值偏小,⑤正确;⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应一次倒入量热计中,⑥错误;⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠的温度,因为盐酸与NaOH反应,使得偏小,根据,中和热数值偏小,⑦正确;综上③④⑤⑦正确,故选B。
12.B
解析:A.化合反应多数为放热反应,A不符合题意;
B.化学键的断裂需要吸收热量,B符合题意;
C.金属与酸的反应为放热反应,C不符合题意;
D.中和反应为放热反应,D不符合题意;
故答案为:B。
13.A
解析:A.Na与水反应放热导致大试管中温度升高压强增大,左端红墨水下降,A项能达到实验目的;
B.SO2消耗碱而使酚酞褪色,B项不能达到实验目的;
C.NH3极易溶于水而倒吸,但C无法防倒吸,C项不能达到实验目的;
D.该装置为蒸发结晶,Na2CO3中除去少量NaHCO3可直接加热分解,在坩埚中进行,D项不能达到实验目的;
故选A。
14.C
解析:A. 原子形成化学键会放出能量,由H原子形成1 mol H—H键要放出热量,故A错误;
B. 有些化学反应是放热反应,有些化学反应是吸热反应,故B错误;
C. 在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热,故C正确;
D. 有些放热反应也需要加热才能发生,故D错误;
故选C。
15.C
解析:A.由图中可知,NaOH溶液体积为5mL时,混合液温度为22℃,所以做该实验时环境温度应低于22℃,A不正确;
B.该实验中,通过发生化学反应放出热量,将化学能转化为热能,B不正确;
C.V1=30mL时,混合液的温度最高,表明此时NaOH与硫酸刚好完全反应,c(NaOH)×0.03L=0.6mol/L×0.02L,则NaOH溶液的浓度c(NaOH)约是0.4 mol/L,C正确;
D.该实验生成水后放热,但不能证明有水生成的所有反应都是放热反应,如Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O属于吸热反应,D不正确;
故选C。
二、填空题
16.(1) 862 放热
(2) 吸热 放热 吸热 小于
解析:(1)①形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。
②根据放出和吸收热量数值的比较,可知该反应为放热反应。
(2)①根据反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量为吸热反应,由化学反应与能量变化图可知,(a)是吸热反应,(b)是放热反应,(c)是吸热反应。
②反应(b)是放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
17.(1)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-1427kJ/mol
(2) 285.8 kJ/mol
(3)-2Q
(4)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-178kJ/mol
解析: (1)室温下16gSiH4(g)自燃生成固态SiO2和液态H2O放出热量713.5kJ,则1mol SiH4(g) 自燃放出1427kJ的能量,室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-1427kJ/mol;
(2)H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水,放出571.6kJ的热量,根据,可知H2的物质的量为2mol,则1molH2在氧气中完全燃烧放出的热量为,因此H2的燃烧热为285.8 kJ/mol,H2燃烧热的热化学方程式为。
(3)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则生成二氧化碳的物质的量是1mol,燃烧乙醇的物质的量是0.5mol,在此条件下,0.5mol无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,所以1mol乙醇完全燃烧的△H=-2Q kJ/mol;
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和黑色固体CuO。在25℃、101kPa下,已知该反应每转移1mole﹣,放热44.5kJ,1mol CuCl(s)反应转移1mol电子,则放热44.5kJ,该反应的热化学方程式4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-178kJ/mol。
三、元素或物质推断题
18. Rb 2Mg+SiO22MgO+Si 第ⅦA族 Mg(s)+F2(g)= MgF2(s) H= -1124kJ/mol
【分析】如图所示,在八角星中,每一个顶点代表一种元素,由元素X核外有5个电子层,可推知从内到外元素的周期数依次增大,因此M为第五周期第ⅠA族,Y为第二周期,第VIA族,A为 第三周期,第IIA族,B为第三周期,第IVA族。据此解题。
解析:(1)M与X在同一曲线上,X为第五周期,则M也为第五周期,所以M为第五周期第ⅠA族, M为Rb;X为第五周期则最里面的曲线代表第二周期,再根据Y的位置可知Y为O,原子结构示意图为,答案为:Rb;;
(2)P在第三周期,第ⅤA族,即在第二条曲线上,所以在图1中的位置为;
(3)由图1可知AB都在里面第二条曲线上,根据它与第ⅠA族的位置判断,A为Mg,B为Si;单质Mg与二氧化硅在高温下反应为:2Mg+SiO22MgO+Si;
(4)A为Mg,与某一主族元素(位于第二至第五周期,均用R表示)单质反应生成AR2,即MgR2,所以R为-1价,所以R为第ⅦA族,卤素单质越活波,则放出能量越多,所以放出能量最多的d曲线为F2。答案为:ⅦA; Mg(s)+F2(g)= MgF2(s) H= -1124kJ/mol;
四、实验题
19. 保温、隔热,减少实验过程中热量的损失 实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动;因为铜传热快,热量损失大,所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 -51.8kJ·mol-1 不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀,沉淀的生成热会影响反应的反应热 ΔH1=ΔH2<ΔH3
【分析】中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,测定中和热的实验中,为了保证酸或是碱中的一方完全反应,往往保证一方过量;用碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板起到保温、隔热;实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动,减少实验过程中热量的损失;计算中和热时,先判断温度差的有效性,然后求出温度差平均值,再根据Q=cmΔT计算反应放出的热量,最后根据ΔH=-计算中和热,由此分析。
解析:(1)装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失;
(2)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动;因为铜传热快,热量损失大,所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;
(3)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃,反应后温度为:23.2℃,反应前后温度差为:3.15℃;
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,反应后温度为:23.4℃,反应前后温度差为:3.1℃;
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃,反应后温度为:23.6℃,反应前后温度差为:3.05℃;
50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J g-1 ℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J g-1 ℃-1×100g×(3.15℃+3.1℃+3.05℃)=1.2959kJ,即生成0.025mol的水放出热量为:1.2959kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.2959kJ×=51.8kJ,即该实验测得的中和热ΔH=-51.8kJ/mol;
(4)不能H2SO4与Ba(OH)2反应,会生成BaSO4沉淀,沉淀的生成热会影响反应的反应热;
(5)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol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1L1mol·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1L1mol·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ΔH1=ΔH2<ΔH3。