1.1.2热化学方程式 分层练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 1.1.2热化学方程式 分层练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-11 00:00:00

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1.1.2热化学方程式分层练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.沼气的主体是甲烷。0.5mol CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式是:
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=-890kJ/mol
B.2 CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l); △H=+1780kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=+890kJ/mol
D.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g); △H=-1780kJ/mol
2.下列说法中正确的是
A.已知S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.由C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.500℃、30 MPa下,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),放热19.3 kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将1 mol NaOH固体溶于含0.5 mol H2SO4的稀硫酸中,放出的热量大于57.3 kJ
3.下列说法正确的是
A.测定中和热时,可用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器
B.等质量的同种煤粉和煤块完全燃烧,煤粉燃烧放出的热量多
C.C(s,石墨) 、C(s,金刚石) ,若,说明石墨比金刚石稳定
D.甲烷的燃烧热为,则
4.我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注)
下列说法不正确的是
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中,过渡态1比过渡态2更难达到
D.总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol
5.燃烧a g乙醇(液态)生成CO2气体和液态H2O,放出热量为Q kJ,经测定a g乙醇与足量Na反应能生成H2 5.6 L(标准状况下),则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH(298K)=-Q kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH(298K)=-Q kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH(298 K)=-Q kJ·mol-1
D.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH(298K)=-2Q kJ·mol-1
6.化学用语是学习化学的重要工具。下列用来表示物质变化的化学用语错误的是
A.稀盐酸溶液与稀氢氧化钠的中和热:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
B.FeCl3溶液水解的离子方程式:Fe3++3H2OFe (OH)3+3H+
C.热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-1,一定条件下,将0.5mol N2(g)和1.5molH2(g)置于密闭的容器中反应生成NH3(g),则放热19.3kJ
D.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-1
7.下列热化学方程式书写正确的是
A.SO2+O22SO3 ΔH =-196.6 kJ·molˉl
B.H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) ΔH =-285.8 kJ·molˉl
C.2H2 (g) + O2 (g)= 2H2O(l) ΔH =+571.6 kJ·molˉl
D.C(s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH =+393.5 kJ·molˉl
8.空间探测器发射时常用肼(N2H4)作燃料,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:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol。则N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为
A.2N2H4+2NO2=3N2+4H2O △H=-1135.7kJ/mol
B.N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol
C.2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=+1135.7kJ/mol
D.N2H4(l)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol
9.根据热化学方程式:S(l)+O2(g)=SO2(g) △H=-293.23kJ·mol-1,分析下列说法中正确的是
A.硫和氧气反应放出293.23kJ的热量
B.一个硫原子和一个氧气分子完全反应放出293.23kJ的热量
C.1摩尔硫单质和1摩尔氧气完全反应生成1摩尔二氧化硫放出293.23kJ的热量
D.1摩尔液体硫磺和1摩尔气态氧气完全反应生成1摩尔二氧化硫气体放出293.23kJ的热量
10.下列热化学方程式书写正确的是
A.1mol液态肼()在氧气中燃烧,生成氮气和液态水,放出662kJ的热量:
B.6.4gCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出15.7kJ的热量:
C.6g固体碳与适量水蒸气在高温下反应生成CO和,吸收65.25kJ的热量:
D.14g (g)与适量的(g)反应生成,放出46.1kJ的热量:
二、填空题
11.已知拆开1 mol氢气中的化学键需要消耗436 kJ能量,拆开1 mol氧气中的化学键需要消耗498 kJ 能量,根据图中的能量图,回答下列问题:
(1)分别写出①②的数值:① kJ;② kJ。
(2)生成H2O(g)中的1 mol H—O键放出 kJ的能量。
(3)已知:H2O(l)=H2O(g) ΔH = + 44 kJ·mol-1,试写出2 mol氢气在足量氧气中完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。
12.写出下列反应的热化学方程式:
(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量 :
(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量 ;
(3)64 g 铜粉 与适量O2(g)反应生成氧化铜,放出157 kJ的热量 ;
(4)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式 :
(5)4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式 。
13.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可理论推算,回答下列问题。
(1)实验测得,1 g CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式 。
(2)已知某工业生产中甲烷与水蒸气存在如下反应:
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H3
……
Iii为积炭反应,利用△H1和△H2计算△H3时,还需要利用 反应的△H。(写化学方程式)
(3)氯化氢转化为氯气的催化过程如下:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) △H1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) △H2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)= CuCl2(s)+H2O(g) △H3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+ O2(g)= 2Cl2(g)+2H2O(g)的△H= kJ·mol-1
14.元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子核外电子排布式为 。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点 b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上,通过如图转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
II中转化的基本反应类型是 ,该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是 。
(4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料;四氯化硅熔点-70℃,沸点57.6℃;由粗硅制纯硅过程如图:
写出SiCl4的电子式: ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得生成7kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(5)ClO2是常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
15.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)N2(g)与H2(g)反应,生成1molNH3(g)时放出46.1kJ的热量: 。
(2)2molN2(g)与2molO2(g)充分反应,生成NO(g)并吸收136kJ的热量: 。
(3)卫星发射可用肼(N2H4)作燃料,2molN2H4(g)在足量O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l)并放出1244kJ的热量: 。
16.请根据所学知识回答下列问题:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1 ΔH2(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(2)相同条件下,2 mol氢原子所具有的能量 1 mol氢分子所具有的能量。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1 ΔH2。
①P4(白磷,s)+5O2(g)= 2P2O5(s)ΔH1
②4P(红磷,s)+5O2(g)= 2P2O5(s)ΔH2
(4)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH﹣(aq)= H2O(l)ΔH=﹣57.3 kJ/mol,则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水,放出的热量 57.3 kJ.
(5)已知:0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是 。
17.燃烧1molCH4(气),生成CO2(气)和H2O(液),放出890.3kJ热量。写出该反应的热化学方程式 。
18.意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的 变化,也表示了 变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下, 气态H2与 气态O2反应生成 时, 的热量是285.8 kJ。
19.完成下列各小题
(1)已知在25℃、101kPa时,4gH2完全燃烧生成液态水,放出571.6kJ的热量,写出表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式: 。
(2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生 腐蚀而生锈。请写出铁锅生锈过程的正极反应式: 。
20.按要求写热化学方程式:
(1)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热化学方程式 。
(2)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热化学方程式 。
(3)已知下列热化学方程式:①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol;
②C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH2=-393.5 kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) ΔH3=-571.6kJ/mol,
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式 。
三、实验探究题
21.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 、 。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 (填“能”或“否”),其原因是 。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 中和热
t1 t2 ΔH
① 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20℃ 23.3℃
② 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20℃ 23.5℃
根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式: 。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果 (填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果 (填“有”或“无”)影响。
22.某实验小组用0.50 mol L 1的NaOH溶液和0.50 mol L 1的硫酸溶液进行中和热测定实验。
Ⅰ.配制0.50 mol L 1NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用230mLNaOH溶液,需要称量NaOH固体 g。
(2)用NaOH固体配制NaOH溶液用到的带刻度的玻璃仪器有烧杯、 。
Ⅱ.测定中和热实验,其装置如图所示。
(3)从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是 。
(4)写出该反应的热化学方程式(中和热的数值为57.3): 。
(5)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,测得的实验数据如表。
①请填写下表中的空白:
温度 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值 (t2 t1)/℃
NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
②0.50 mol L 1NaOH溶液和0.50 mol L 1硫酸溶液的密度均近似为1,中和后生成的溶液比热容。则测得中和热 (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3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NaOH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溶液的温度
23.回答下列问题:
I、用如图所示装置进行中和热的测定实验.
(1)仪器的名称是 ,碎泡沫塑料的作用是 .
(2)理论上强酸强碱的中和热为,写出表示稀硫酸和稀溶液反应的中和热的热化学方程式 .
II.为了探究化学反应的热效应,某兴趣小组进行了如下实验:
(3)如图a所示,室温下,观察到甲处液面上升,乙处液面下降,则该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应.
(4)如图b所示,室温下,把装有固体的试管放入盛有饱和澄清石灰水的烧杯中,向该试管中滴入一定量的液体,观察到烧杯中的饱和澄清石灰水变浑浊,则该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应.
(5)如图c所示,室温下,通过仪器丙向仪器丁中的一定浓度的氢氧化钡中加入一定浓度的醋酸溶液,仪器丙的名称为 .仪器丁的底部有温热感, (填“能”或“不能”)说明该反应是放热反应,该反应的离子方程式为 .
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】0.5mol CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ的热量,由物质的量与热量成正比可知,1mol CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ 2=890kJ的热量,放热反应的焓变为负,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol ,B、C中焓变应为负,B、D中水应为液态,故选A 。
2.D
【详解】
A.因为S(s)S(g) △H>0,所以ΔH1>ΔH2,A不正确;
B.由C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,反应物具有的能量比生成物高,所以石墨比金刚石稳定,B不正确;
C.0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应,参加反应的N2小于0.5mol,则1molN2完全反应放热大于19.3 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,C不正确;
D.若将1 mol NaOH固体溶于含0.5 mol H2SO4的稀硫酸中,由于NaOH固体溶于水放为,所以放出的热量大于57.3 kJ,D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.铜制搅拌器比玻璃搅拌器导热性能好,热量损失较多,选项A错误;
B.等质量的同种煤完全燃烧,放出的热量一样多,选项B错误;
C.C(s,石墨) 、C(g,金刚石)(g) ,若,根据盖斯定律,可得C(s,石墨)=C(s,金刚石) ,石墨能量较低,相对稳定,选项C正确;
D.甲烷的燃烧热为,其相应的热化学方程式为 ,选项D错误;
答案选C。
4.C
【详解】A.由反应历程图可知:在过渡态中,催化剂能够改变反应过程中的相对能量,改变的是反应的历程,但是最终反应物和生成物不会改变,故A正确;
B.根据反应历程图可知,CO(g)+H2O(g)+H2O*的能垒为-0.32eV;CO(g)+H2O(g)+ H*+OH*的能垒为-0.16eV,所以H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量,故B正确;
C.由反应历程图可知:反应过程中生成过渡态1比过渡态2的能垒小,所以过渡态1反应更容易,故C错误;
D.根据反应历程图可知,整个反应历程中1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g).和1 mol H2O(g)和1 mol H2(g)时,放出0.72 NAeV的能量,而△H为每1 mol反应对应的能量变化,所以该反应的总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol,故D正确;
故答案:C。
5.D
【详解】因为2C2H5OH+2Na=2C2H5ONa+H2,假设有xmol的乙醇参与反应会生成 H2 5.6 L(标况下)则有,求得x=0.5mol,也就是说a g乙醇的物质的量为0.5mol,可以推出1mol乙醇(液态)完全燃烧生成CO2气体和液态H2O,放出热量2Q kJ,注意物质聚集状态可得答案为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH(298K)=-2Q kJ·mol-1,答案选D。
本题答案选:D。
【点睛】热化学方程式的书写注意放出热量和物质的量的关系和物质的聚集状态。
6.C
【解析】A. 强酸强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量为中和热;
B. Fe3+水解生成弱电解质Fe (OH)3,使溶液呈弱酸性;
C. 合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底;
D. 1molCO完全燃烧,生成CO2时放出的热量为283.0 kJ;
【详解】A. 强酸强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量为中和热,因此稀盐酸溶液与稀氢氧化钠的中和热方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,A项正确,不符合题意;
B. Fe3+水解生成弱电解质Fe (OH)3,使溶液呈弱酸性,离子方程式为:Fe3++3H2OFe (OH)3+3H+,B项正确,不符合题意;
C. 合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,因此一定条件下,将0.5mol N2(g)和1.5molH2(g)置于密闭的容器中反应生成NH3(g),则放出的热量小于19.3kJ,C项错误,符合题意;
D. 1molCO完全燃烧,生成CO2时放出的热量为283.0 kJ,那么2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-1,D项正确,不符合题意;
答案选C。
7.B
【分析】根据热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应的焓变写出热化学方程式判断。
【详解】A.没有标出物质的聚集状态,故A错误;
B.由物质聚集状态和对应的焓变,热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) ΔH =-285.8 kJ·molˉl,故B正确;
C.2H2 (g) + O2 (g)= 2H2O(l),该反应是放热反应焓变为负值,故C错误;
D.C(s)+ O2(g)= CO2(g) ,该反应是放热反应焓变为负值,故D错误;
答案选B。
8.B
【分析】根据盖斯定律:②-①×可得N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为:N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol,据此解答本题。
【详解】根据盖斯定律可得N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为:N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-567.85kJ/mol,故B正确;
故选B。
9.D
【详解】根据反应可知,1mol液态硫和足量氧气完全反应生成二氧化硫气体时,放出293.23kJ的热量,答案为D。
10.A
【详解】A.热化学方程式正确,A正确;
B.方程式未配平,正确的热化学方程式为: ,B错误;
C.未写物质的状态,正确的热化学方程式为: ,C错误;
D.反应是可逆反应,14g 与氢气反应生成氨气时放出的热量大于46.1kJ,那么1mol 完全参与反应,放出的热量肯定多于,D错误;
故选A。
11. 1370 1852 463 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH =-570kJ·mol-1
【详解】(1)2molH2和1molO2变成4molH 和2molO吸收的能量就是断开2molH2和1molO2中的化学键的键能之和,所以吸收的能量为436 kJ×2+498 kJ=1370kJ;据图可知放出的能量数值等于吸收能量的数值和反应热数值之和,所以放出的能量=1370 kJ +482 kJ =1852 kJ。
(2)4molH和2molO生成的2mol气态水含有4mol H—O键,所以每形成H2O(g)中的1 mol H—O键放出的能量为1852 kJ÷4=463kJ。
(3)由图象可知生成2mol气态水放出的热量为482kJ,2mol气态水转变为2mol液态水放热44 kJ×2=88 kJ,所以每生成2mol液态水放出的热量为482kJ+88kJ=570kJ,故完全燃烧生成液态水的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-570kJ/mol。
12. H2(s)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+68kJ/mol Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=-157kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-299.52kJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-67.2kJ/mol
【分析】热化学方程式中的化学计量数代表的是物质的量,放热反应的△H为“-”,吸热反应的△H为“+”。
【详解】(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量,反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= -183 kJ/mol;
(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量,反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+68 kJ/mol;
(3)64 g Cu粉与适量O2(g)反应生成氧化铜固体,放出157 kJ的热量,64 g Cu即为1 mol,故反应的热化学方程式:Cu(s)+ O2(g)=CuO(s) △H= -157 kJ/mol;
(4)1 mol硫粉为32 g,1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,所以32 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出的热量为9.36×32=299.52 kJ,则硫燃烧的热化学方程式为:S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-299.52kJ/mol;
(5)4 g CO的物质的量为,4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,则1 mol CO在氧气中燃烧生成CO2放出的热量为9.6×7=67.2 kJ,故CO燃烧的热化学方程式为:CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-67.2kJ/mol。
13. 2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2 (g)+4H2O(l) △H=-1452.8kJ/mol C(s)+2 H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)=2 CO(g) -116
【分析】(1) 1 g完全燃烧释放22.7kJ,2mol甲醇的质量为64g,释放的热量为1452.8kJ;
(2)根据盖斯定律计算;
(3)根据盖斯定律计算。
【详解】(1) CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水的方程式为2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2 (g)+4H2O(l), 1 g完全燃烧释放22.7kJ,2mol甲醇的质量为64g,释放的热量为1452.8kJ,则热化学方程式为2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2 (g)+4H2O(l) △H=-1452.8kJ/mol;
(2)根据盖斯定律,i+ ii- iii可得,C(s)+2 H2O(g)=CO2(g)+2H2(g),或i- ii- iii可得,C(s)+CO2(g)=2 CO(g),还缺少此反应的焓变。
(3)根据盖斯定律,①CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) △H1=+83 kJ·mol-1② CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) △H2=-20 kJ·mol-1③CuO(s)+2HCl(g)= CuCl2(s)+H2O(g) △H3=-121 kJ·mol-1,(①+②+③)×2即可得到4HCl(g)+ O2(g)= 2Cl2(g)+2H2O(g),则△H=-116kJ/mol。
14. 1s22s22p5 bc 复分解反应 室温下,氯酸钾在水中溶解度明显小于其他晶体 SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)-0.004akJ
【详解】(1)与氯元素同族的短周期元素原子为F,核外有9个电子,F的核外电子排布式为1s22s22p5;
(2)同一主族元素,元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强、其最高价氧化物的水化物酸性越强、其单质的氧化性越强,与物质的沸点、氢化物水溶液的酸性无关,故选bc;
(3)NaClO3转化为KClO3,说明该反应中两种物质相互交换离子生成盐,为复分解反应,相同温度下,溶解度小的物质先析出,室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体,所以先析出KClO3;
(4)SiCl4为共价化合物,氯原子和硅原子都达到8个电子,SiCl4的电子式为:;7kg纯硅的物质的量为:=250mol,生成250mol硅吸收akJ热量,则生成1mol硅吸收的热量为:=0.004akJ,所以SiCl4与氢气反应生成单质硅和氯化氢的热化学方程式为:2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) △H=+0.004akJ·mol-1或SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)-0.004akJ;
(5)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,本身被还原为氯离子,1个氯气分子反应得到2个电子,反应的离子方程式和电子转移为: 。
15. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+68kJ·mol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ·mol-1
【详解】(1)N2(g)与H2(g)反应,生成2molNH3(g)时放出92.2kJ的热量,反应放热时焓变值为负值,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ·mol-1;
(2)1molN2(g)与1molO2(g)充分反应,生成NO(g)并吸收68kJ的热量,反应吸热时焓变值为正值,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+68kJ·mol-1;
(3) 1mol N2H4(l)在O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出622kJ热量,放热时焓变值为负值,所以该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ·mol-1。
16. = > < > CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+2akJ/mol
【详解】(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量有关系,与反应条件无关,则光照和点燃条件的ΔH相同,即ΔH1=ΔH2;
(2)氢气分子生成氢原子要破坏化学键,断键需要吸热,则2mol氢原子所具有的能量大于1mol分子所具有的能量;
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,由于ΔH<0,放出的能量越多反应热越小,因此ΔH1<ΔH2。
(4)由于浓硫酸溶于水放热,所以浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水,放出的热量>57.3 kJ;
(5)已知0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,所以1 mol CH4(g)与1 mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了2akJ热量,所以该反应的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+2akJ/mol。
17.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJ/mol
【详解】热化学方程式是能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,书写是需注明每一种物质的状态和反应热,反应热与反应物的物质的量成正比,故甲烷燃烧生成液态水时的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJ/mol,故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJ/mol。
18. 物质 能量 1 mol mol 1 mol液态水 放出
【详解】热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化,也表示了能量变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与mol气态O2反应生成1 mol液态水时,放出的热量是285.8 kJ。
19.(1) H=
(2) 吸氧或电化学
【详解】(1)摩尔燃烧焓指的是1mol纯物质在25℃、101kPa下完全燃烧时的反应焓变,4gH2的物质的量为2mol,4gH2完全燃烧生成液态水,放出571.6kJ的热量,则1molH2完全燃烧生成液态水,放出的热量为285.8kJ,表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为: H=;
(2)根据金属腐蚀的发生条件可知,炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生吸氧腐蚀而生锈,吸氧腐蚀也属于电化学腐蚀,正极反应式为:。
20. H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol C4H10(g)+O2(g)= 4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-16Q kJ/mol 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)ΔH=-488.3 kJ/mol
【分析】(1)根据中和热的概念:稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量求出中和热并书写出中和热的热化学方程式。
(2)根据生成碳酸钙的质量计算丁烷的物质的量,结合燃烧热的概念书写表示丁烷燃烧热化学方程式;
(3)利用盖斯定律计算反应热,并书写热化学方程式。
【详解】(1)1mol H2SO4溶液与足量NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,即生成2mol水放出114.6kJ的热量,反应的反应热为-114.6kJ/mol,中和热为-57.3kJ/mol,则中和热的热化学方程式:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol;
(2)n(CaCO3)==0.25mol,则根据C元素守恒,可知n(CO2)=0.25mol,即丁烷燃烧生成的二氧化碳为0.25mol,由丁烷燃烧的化学方程式2C4H10+13O2=8CO2+10H2O可知反应的丁烷的物质的量是n(C4H10)==mol,因为燃烧mol的丁烷放出的热量为Q,所以燃烧1mol丁烷产生CO2气体和产生液态水放出热量是16QkJ,故丁烷的燃烧热为16QkJ,所以表示丁烷燃烧热化学方程式为C4H10(g)+O2(g)= 4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-16Q kJ/mol;
(3)已知:CH3COOH(l)+2O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol;
②C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH2=-393.5 kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) ΔH3=-571.6kJ/mol,
利用盖斯定律将②×2+③×2-①可得:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l);△H=2×(-393.5kJ/mol)+2×(-285.8kJ/mol)-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol,
所以热化学方程式为2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)ΔH=-488.3 kJ/mol。
【点睛】本题考查热化学方程式的书写及利用盖斯定律的计算,注意把握中和热和燃烧热的概念,利用反应热与反应途径无关,只与物质的始态和终态有关,将已知的热化学方程式进行叠加,就可以计算出要求的反应的反应热。注意反应热要与反应的物质的物质的量的多少及物质的存在状态相对应。
21.(1) 量筒 温度计
(2) 否 金属易导热,热量散失导致误差大
(3)HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol
(4) 无 有
【详解】(1)测定稀盐酸和稀氢氧化钠的中和热,所需要的玻璃仪器有:大、小两个烧杯、胶头滴管、量筒、温度计以及环形玻璃搅拌器,需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积,需要使用温度计测量温度,所以还缺少温度计和量筒;故答案为:量筒;温度计;
(2)不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,故答案为:否;金属易导热,热量散失导致误差大;
(3)2次温度差分别为:3.3℃,3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值=3.4℃,50mL 0.55mol L-1NaOH和50mL0.5mol L-1HCl质量和为m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g ℃),△T=3.4℃,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g ℃)×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ×1mol/0.025mol=56.8kJ,即该实验测得的中和热ΔH=-56.8kJ/mol,NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol,故答案为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol;
(4)在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热,若用KOH代替NaOH,测定结果无影响,醋酸为弱酸,电离过程为吸热过程,所以用醋酸代替HCl做实验,反应放出的热量小于56.8kJ,测定结果偏小,对测定结果有影响,故答案为:无;有。
22.(1)5.0
(2)250mL容量瓶
(3)温度计
(4)
(5) 4.0 53.5 ACD
【分析】先配置250mL 0.50 mol L 1NaOH溶液主要用到的刻度仪器有烧杯、250mL容量瓶,再将氢氧化钠溶液和稀硫酸反应来测定中和热,使用的主要仪器有烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒等,为了准确测定,实验一般要测2~3次,取实验数据的平均值。
【详解】(1)配制0.50 mol L 1NaOH溶液,若实验中大约要使用230mLNaOH溶液,则要用容量瓶配置250mL,因此需要称量NaOH固体0.50 mol L 1×0.25 L×40g mol 1=5.0g;故答案为:5.0。
(2)用NaOH固体配制250mL的NaOH溶液,因此要用到的带刻度的玻璃仪器有烧杯、250mL 容量瓶;故答案为:250mL 容量瓶。
(3)从实验装置上看,需要测溶液的温度,因此图中尚缺少一种玻璃仪器是温度计;故答案为:温度计。
(4)中和热是指强的稀酸和强的稀碱溶液反应生成1mol液态水所放出的热量,因此该反应的热化学方程式(中和热的数值为57.3): ;故答案为: 。
(5)①根据表格中数据,四次温度差分别为4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃,说明第2次实验是错误的数据,应该取其他数据的平均值为;故答案为:4.0。
②0.50 mol L 1NaOH溶液和0.50 mol L 1硫酸溶液的密度均近似为1,中和后生成的溶液比热容。则测得中和热;故答案为: 53.5。
③A.实验装置保温、隔热效果差,测得的温度差减小,计算出的数字偏小,故A符合题意;B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,所得到的氢氧化钠溶液偏多,温度差偏大,计算出的数字偏高,故B不符合题意;C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,则测得的温度差偏小,计算出的数字偏低,故C符合题意;D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度,硫酸温度偏高,得到的温度差偏低,计算出数字偏低,故D符合题意;综上所述,答案为:ACD。
23.(1) 玻璃搅拌器或环形玻璃搅拌器均可 保温隔热
(2)
(3)吸热
(4)放热
(5) 长颈漏斗 能
【详解】(1)仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒或环形玻璃搅拌器,碎泡沫塑料的作用是保温,防止热量散失,减小实验误差;故答案为:环形玻璃搅拌棒或环形玻璃搅拌器;保温隔热;
(2)根据已知可得稀硫酸和稀溶液反应的中和热的热化学方程式;故答案为:;
(3)根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断:甲处液面上升,乙处液面下降,则锥形瓶内气体发生了冷缩,该反应是吸热反应;故答案为:吸热反应;
(4)氢氧化钙溶解度随温度升高而降低,烧杯中的饱和澄清石灰水变浑浊,则室温下,试管中固体A和一定量的液体B的的反应为放热反应;故答案为:放热反应;
(5)由构造知仪器丙的名称为长颈漏斗,仪器丁的底部有温热感,能说明该反应是放热反应, 氢氧化钡和醋酸溶液反应的离子方程式为:;故答案为:长颈漏斗;放热;