1.1反应热同步练习题
一、选择题
1.在中和反应热的测定实验中,下列说法正确的是
A.本实验需要使用的仪器有:容量瓶、量筒、烧杯、温度计、玻璃搅拌器
B.最好使用2支温度计,分别测量反应前酸与碱的初始温度
C.实验中用到的稀盐酸和稀NaOH溶液浓度相等,确保完全反应
D.测定中和热实验时,使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
2.下列说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,表明该反应放热
D.化学键断裂时需要放出热量
3.最适合“即食即热型快餐”加热的化学物质组合是
A.浓硫酸和水 B.生石灰和水 C.熟石灰和水 D.烧碱和水
4.下列反应中,属于吸热反应的是
A.氢氧化钠与稀硫酸反应 B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
C.铝与稀盐酸反应 D.乙醇的燃烧反应
5.白磷和红磷与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是
A.红磷比白磷稳定
B.白磷燃烧是吸热反应
C.红磷燃烧是吸热反应
D.红磷转变为白磷是放热反应
6.美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶,原理为:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。有关该反应的说法正确的是
A.ΔH<0 B.△S<0
C.化学能转变为电能 D.氢能是理想的绿色能源
7.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
8.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
9.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.氢气燃烧是将热能转化为化学能
B.海水提镁工艺中不包含氧化还原反应
C.甲醛水溶液可用于消毒,是由于其可使蛋白质变性
D.煤、石油、天然气和沼气等都是常用的能源,均为不可种生能源
10.下列说法正确的是
A.由 ,可知:金刚石比石墨更稳定
B.吸热反应:,设和不随温度而变,则该反应任何温度下都不能自发进行
C.由 ,可知:含1mol的溶液与含1mol的溶液混合,放出热量等于
D.2g完全燃烧生成液态水放出热量,则氢气燃烧的热化学方程式为
11.下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,测得的偏小
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量
12.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
13.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
14.下列有关热化学方程式的叙述,正确的是
A.若2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ mol-1,则1mol碳完全燃烧放出的热量小于110.5kJ
B.若CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-812.3kJ mol-1,则甲烷的燃烧热为812.3kJ/mol
C.若2NO2(g)N2O4(g) △H=+56.9kJ mol-1,则2molNO2(g)置于密闭容器中充分反应吸收热量小于56.9kJ
D.若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ mol-1,含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出热量为57.3kJ
15.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.实验①、②、③所涉及的反应都是放热反应
B.③所涉及实验一组完整的实验数据需要测两次温度
C.若用固体测定中和热,则测得的中和热ΔH偏低
D.实验③中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌棒对实验结果无影响
二、填空题
16.下表为元素周期表的一部分。
碳 氮 Y
X 硫 Z
X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式: ____。
17.已知:
①1mol(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量。
②1mol(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量。
③1molNO(g)中的化学键形成时要释放632kJ的能量。
请写出(g)与(g)反应生成NO(g)的热化学方程式___________。
18.物质的转化关系如下图所示(有的反庆可能在水溶液中进行)。其中A为化合物,甲可由两种单质直接化合得到,乙为金属单质,G为酸,乙在G的浓溶液中发生钝化。
(1)若A为黄色固体,C能使品红试液褪色,D的水溶液中加入酸化的溶液有白色沉淀生成。则
①工业上反应I在________________中进行,反应Ⅱ在_____________(均填设备名称)中进行。工业上反应Ⅲ用于吸收E的试剂是____________。
②由两种单质直接化合得到甲的反应条件是____________或________________。
③反应I的化学方程式是_______________________________。
④D和乙反应的离子方程式是___________________________________。
(2)若甲为淡黄色固体,D、F的溶液均呈碱性,用两根玻璃棒分别蘸取A、G的浓溶液并使它们接近,有大量白烟生成。
则①甲的电子式是________________________。
②D的溶液与乙反应的离子方程式是____________________________。
③若1.7g A与反应生成气态的B和C时放出22.67kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________________________________。
19.某化学兴趣小组要完成中和热的测定实验。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、量筒、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5mol L-1盐酸、0.55mol L-1氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是_______。
(2)实验不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,其原因是_______。
(3)他们记录的实验数据如表:
实验用品 溶液温度 中和热
t1 t2 ΔH
a 50mL0.55mol L-1NaOH溶液 50mL0.5mol L-1HCl溶液 20℃ 23.3℃
b 50mL0.55mol L-1NaOH溶液 50mL0.5mol L-1HCl溶液 20℃ 23.5℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18kJ ℃-1 kg-1,各物质的密度均为1g cm-3。根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸溶液反应的热化学方程式:_______。
(4)若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果_______(填“有”或“无”)影响。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.该实验中不需要容量瓶,A错误;
B.为了减少实验误差,该实验中最好使用同一支温度计测定温度,B错误;
C.为确保完全反应,实验中要有一种试剂稍过量,C错误;
D.玻璃搅拌器是为了加快反应速率,使反应尽快完成,减少热量的损失,减少实验误差,D正确;
综上所述答案为D。
2.C
解析:A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温,但铝热反应是放热反应,A错误;
B.放热反应在常温下不一定很容易发生,如铝热反应是放热反应,但却需要高温条件下才反应,B错误;
C.反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,则该反应是放热反应,C正确;
D.化学键断裂要吸收能量,化学键形成要释放能量,D错误;
答案选C。
3.B
解析:A.浓硫酸与水混合时会放出大量的热,但浓硫酸具有极强的腐蚀性,且是液态物质,使用不便,A错误;
B.生石灰与水反应时会放出大量的热,能达到加热的效果,B正确;
C.熟石灰溶于水时会放热,但其溶解度很小,所以放出的热量有限,不能达到加热的效果,C错误;
D.碱溶于水,会放出大量的热,但是氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,不能使用,D错误;
故选B。
4.B
解析:A.氢氧化钠与稀硫酸反应放出热量,属于放热反应,A错误;
B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收热量,属于吸热反应,B正确;
C.铝和稀盐酸反应放出热量,属于放热反应,C错误;
D.乙醇在氧气中燃烧放出热量,属于放热反应,D错误;
故答案选B。
5.A
【分析】A.物质能量越高越活泼,能量越低越稳定;
B.白磷燃烧是放热反应;
C.红磷燃烧是放热反应,
D.反应前后遵循能量守恒分析判断。
解析:A.图中白磷能量高于红磷,所以红磷稳定,故A正确;
B.图象分析可知,白磷燃烧生成物能量降低,所以反应是放热反应,故B错误;
C.依据图象分析,红磷燃烧是放热反应,故C错误;
D.图象分析,白磷能量高于红磷,依据能量守恒,红磷转变为白磷是吸热反应,故D错误;
故答案选A。
6.D
解析:A.该反应为水的分解反应,属于吸热反应,即ΔH>0,故A错误;
B.该反应是气体体积增大的反应,ΔS>0,故B错误;
C.该反应将太阳能转化为化学能,故C错误;
D.氢气燃烧无污染,是绿色能源,故D正确;
故答案选D。
7.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。
8.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。
9.C
解析:A.氢气燃烧是将化学能转化为热能,A错误;
B.海水提镁工艺中电解氯化镁生成镁和氯气为氧化还原反应,B错误;
C.甲醛水溶液可用于消毒,是由于其可使蛋白质变性,利用与杀灭病菌,C正确;
D.沼气可以由植物残渣发酵生成,可再生,D错误;
故选C。
10.B
解析:A.石墨生成金刚石的反应为吸热反应,说明金刚石的能量高于石墨,则石墨比金刚石更稳定,A错误;
B.当ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,已知该反应为吸热反应,ΔH>0,ΔS<0,T一定大于零,则ΔH-TΔS>0恒成立,该反应在任何温度下都不能自发进行,B正确;
C.醋酸为弱酸,其电离吸热,因此含1mol的溶液与含1mol的溶液混合,放出热量小于57.3kJ,C错误;
D.2gH2为1mol,1mol氢气完全燃烧生成液态水放热285.8kJ,则2mol的氢气完全燃烧生成液态水放热571.6kJ,ΔH应为-571.6kJ/mol,D错误;
故答案选B。
11.D
解析:A.铜丝是热的良导体,传热快,中和热为负值,用铜丝代替环形玻璃搅拌棒时,测得的中和热数值偏小,偏大,故A错误;
B.测定中和反应热的实验中,混合溶液的最高温度为终止温度,不是温度不再变化时的温度为终止温度,故B错误;
C.为了使酸碱充分反应,应当一次性快速倒入溶液并搅拌,故C错误;
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量,故D正确;
故选D。
12.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。
13.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。
14.C
解析:A.由2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ mol-1知1mol碳不完全燃烧放出热量110.5kJ,所以1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ ,A错误;
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)当生成液态水时才能表示燃烧热,B错误;
C.2NO2(g)N2O4(g) △H=56.9kJ mol-1表示2mol二氧化氮转化为四氧化二氮吸收热量56.9kJ,由于该反应时可逆的,所以2molNO2(g)置于密闭容器中充分反应吸收热量小于56.9kJ,C正确;
D.CH3COOH是弱酸,部分电离且电离过程吸热,所以含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出热量小于57.3kJ, D错误;
故选C。
15.C
解析:A.金属与酸的反应、中和反应是放热反应,但氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应,故A错误;
B.③所涉及实验一组完整的实验数据需要测三次温度,即混合前稀酸的温度、稀碱的温度、实验中最高温度,故B错误;
C.NaOH固体溶于水放热,则用NaOH固体测定中和热,则测得的中和热ΔH偏低,故C正确;
D.金属是热的良导体,传热快,将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒,造成热量的损失,实验结果偏小,故D错误;
答案为C。
二、填空题
16.Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H=-687kJ/mol
【分析】根据元素周期表的结构,可知X为Si元素,Y为O元素,Z为Cl元素。
解析:根据书写热化学方程式的方法,该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H=-687kJ/mol,故答案为:Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H=-687kJ/mol。
17.N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180 kJ/mol
解析:氮气和氧气化合生成一氧化氮的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ;断裂1mol N2(g)和1mol O2(g)中的化学键吸收的总能量为946kJ+498kJ=1444 kJ,形成2mol NO(g)中的化学键释放出的总能量为632kJ×2=1264 kJ,所以该反应的焓变=1444 kJ/mol-1264 kJ/mol=180 kJ/mol,该反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180 kJ/mol。
18. ①沸腾炉 接触室 98%的浓硫酸 点燃、光照 4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2↑ NH3(g)+5/4O2(g)NO(g)+3/2H2O(g) H=226.7kJ/mol。
解析:(1) C能使品红试液褪色,所以C为SO2;C氧化生成E,所以E为SO3,G为H2SO4。D的水溶液中加入酸化的溶液有白色沉淀生成,说明D中存在Cl-;乙为金属单质,G为酸,乙在G的浓溶液中发生钝化,所以乙为Fe,F为氯化亚铁,D为氯化铁;A为黄色固体,与氧气反应生成SO2,所以A为FeS2,与氧气反应生成Fe2O3和SO2,所以B为Fe2O3。以此进行解答。
① 工业制硫酸的第一步反应在沸腾炉中进行,反应Ⅱ是SO2被氧化成SO3的反应,在接触室中进行。工业上反应Ⅲ是吸收SO3制硫酸的过程,用于吸收SO3的试剂是98%的浓硫酸;故为: 沸腾炉;接触室;98%的浓硫酸;
② 因为B为Fe2O3,D为FeCl3,所以甲为HCl,是由H2和Cl2两种单质在光照或者点燃的条件下直接化合得到。故为:点燃;光照;
③ 反应I是FeS2和O2在高温的条件下发生的反应,其化学方程式为:4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2。故为:4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2。
④ D为FeCl3,乙为Fe ,D和乙反应生成FeCl2,其离子反应方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+;所故为:2Fe3++Fe=3Fe2+。
(2)①若甲为淡黄色固体,D、F的溶液均呈碱性,所以甲为过氧化钠,其电子式为:;故为:。
② G为酸,用两根玻璃棒分别蘸取A、G的浓溶液并使它们接近,有大量白烟生成。则A为氨气,所以I发生的反应为4NH3+5O24NO+6H2O,乙为金属单质,乙在G的浓溶液中发生钝化,所以C为NO,B为H2O, 甲为过氧化钠,所以D为氢氧化钠,以为金属铝,F为偏铝酸钠;所以D的溶液与乙反应的离子方程式:2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2↑。所以故为:2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
③ 1.7g NH3为0.1mol,与O2反应生成气态的B和C时放出22.67kJ热量,则1mol NH3与O2反应生成气态的B和C时放出226.7kJ热量,所以该反应的热化学方程式:NH3(g)+5/4O2(g)NO(g)+3/2H2O(g) H=226.7kJ/mol; 故为:NH3(g)+5/4O2(g)NO(g)+3/2H2O(g) H=226.7kJ/mol。
19.温度计 金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ mol-1 有
【分析】根据各仪器的作用结合中和热实验原理选择仪器,根据金属具有导热性分析,计算中和热时,先判断温度差的有效性,再根据Q=cm(t2-t1)计算反应放出的热量,依据中和热的概念及热化学方程式的书写方法写出热化学方程式,弱电解质电离要吸热,分析若用醋酸代替盐酸做实验的误差,由此分析。
解析:(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;
(2)由于铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,所以不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;
(3)①由题意知:a中t2-t1=23.3℃-20℃=3.3℃;b中t2-t1=23.5℃-20℃=3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值=3.4℃,50mL0.55mol L-1NaOH和50mL0.5mol.L-1 HCl质量和为m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18kJ ℃-1 kg-1, t=3.4℃,得生成0.025mol的水放出热量Q=cm(t2-t1)=4.18kJ ℃-1 kg-1×0.1kg×3.4℃=1.42kJ,所以生成1mol的水放出热量为=56.8kJ mol-1;则氢氧化钠溶液与盐酸溶液反应的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ mol-1;
(4)用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响,会使中和热的数值偏小