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1.2反应热的计算
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知为放热反应,和在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下,下列说法错误的是
A.图②→图③是吸热过程
B.图③→图④,N原子和H原子形成了含有共价键的
C.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于原子形成新键释放的能量
D.合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
2.已知:弱碱MOH的电离方程式为MOHM++OH-;MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的反应热为ΔH=-24.2 kJ·mol-1;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为ΔH=-57.3 kJ·mol-1.则 MOH在水溶液中电离的ΔH为
A.-69.4 kJ·mol-1 B.-45.2 kJ·mol-1 C.+69.4 kJ·mol-1 D.+45.2 kJ·mol-1
3.已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
4.下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
5.已知:①
②
③
则和反应生成液氨的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
6.如图表示常压下某反应(反应完全)的反应物[曲线]和生成物[曲线]的能量随温度的变化。下列相关叙述正确的是
A.
B.若加入催化剂,则随温度升高,不变
C.该反应的
D.该反应热化学方程式:
7.如图所示,ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,下列说法或表达式正确的是
A.石墨和金刚石的转化是物理变化
B.C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=-1.9 kJ·mol-1
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量多
8.反应分两步进行:①,②。下列示意图中(图中物质均为气态),能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
二、填空题
9.写出下列反应的热化学方程式。
(1)1mol葡萄糖晶体在氧气中完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2804.0kJ热量: 。
(2)32g铜粉在足量氧气中反应生成氧化铜固体时放出78.5kJ热量: 。
(3)标准状况下,2.8LCO气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体时放出35.35kJ热量: 。
(4)一氧化碳气体还原磁铁矿得到1mol单质铁时放出14.7kJ热量: 。
10.硅在燃烧时会释放出大量热能,因此曾被考虑用作固体燃料。
已知:1mol硅晶体中含有2molSi—Si键,1molSiO2晶体中含有4molSi—O键,且破坏1mol化学键所需能量如下表所示:
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si O=O Cl—Cl
所需能量/kJ 460 360 436 431 176 494 243
(1)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH= kJ·mol-1.
(2)写出硅燃烧的热化学方程式: 。
(3)已知反应Si+2Cl2SiCl4,试比较1mol硅转化生成SiCl4和SiO2时的热效应大小 。
11.①H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 。(填序号)
(2)H2的燃烧热为 。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
12.按要求回答下列问题:
(1)下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。
①钠与冷水的反应 ②氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应 ③蓝矾失水变为白色粉末 ④干冰升华
⑤固体溶于水
(2)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时的反应热。若用一定浓度的稀硫酸与含10gNaOH的稀碱溶液完全反应,反应放出的热量为 。(结果保留小数点后一位)
(3)已知1g完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ,则氢气的燃烧热为 ,试写出该反应的热化学方程式为 。
(4)试比较反应热的大小:
①
则 (填“>”或“<”,下同)。
②已知常温时红磷比白磷稳定。
则 。
(5)已知:25℃、101kPa时,
①
②
③
则 。
13.水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1
该反应分两步完成:
3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH1=-47.2kJ·mol-1
2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g) ΔH2
ΔH2= kJ·mol-1.
14.用如图所示的保温杯式量热计测定醋酸与氢氧化钠中和反应的反应热。将100 mL 0.500 mol·L-1CH3COOH溶液与100 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液混合,温度从298.2 K升高到300.7 K。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1 K所需的热量)是150 J·K-1,0.250 mol·L-1CH3COONa溶液比热容为4 J·K-1·g-1,溶液的密度为1 g·cm-3。
(1)计算1 mol CH3COOH完全中和的反应热Q= 。
(2)实验中NaOH溶液过量的目的是 。
(3)1 mol CH3COOH发生中和反应的反应热的文献值为-56 kJ,你认为(1)中测得的实验值偏差的可能原因是 。
三、解答题
15.I.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。
(1)装置图中碎泡沫塑料所起作用为: ;
Ⅱ.把温度为25℃,浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合[溶液密度均为1g/mL,生成溶液的比热容c=4.184J/g℃],轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如表:
反应物 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃ 中和热
HClNaOH 25 31.7 H1
HClNH3H2O 25 31.2 H2
(2)计算上述两组实验测出的中和热:ΔH1= ;ΔH2= 。
(3)两组实验结果差异的原因是 。
(4)根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式: 。
《1.2反应热的计算》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D A A A A D D
1.C
【详解】A.由图可知,②→③的过程是断裂N≡N键、H-H键,形成N和H原子的过程,断裂化学键吸热,则②→③的过程是吸热过程,故A正确;
B.NH3分子中含有N-H键,属于极性键,由图可知,③→④的过程是N原子和H原子形成了含有极性键的NH3的过程,故B正确;
C.合成氨的反应是放热反应,则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量,故C错误;
D.合成氨的反应是放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量,故D正确;
故选:C。
2.D
【详解】由题意知,,,,,由盖斯定律可得,,;
故选D。
3.A
【详解】H2S与O2的反应为放热反应,焓变ΔH<0,等量的H2S反应越完全,放出的热量越多,焓变ΔH越小,则ΔH2>ΔH1;反应②生成的为H2O(l),反应③生成的为H2O(g),H2O(g)→H2O(l)时放热,则ΔH3>ΔH2,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1。
故选A。
4.A
【分析】燃烧热是表示1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,因此表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol,产物为稳定氧化物。
【详解】A.由热化学方程式可知,1mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳放出2219.9kJ的热量,ΔH能正确表示丙烷的燃烧热,故A符合题意;
B.系数为2,表示2mol完全燃烧释放的热量,ΔH不代表的燃烧热,故B不符合题意;
C.甲醇的燃烧热,是在氧气中燃烧,生成液态水时释放的热量,ΔH不能正确表示甲醇的燃烧热,故C不符合题意;
D.甲烷的燃烧热,是在氧气中燃烧,生成液态水时释放的热量,ΔH不能正确表示甲烷的燃烧热,故D不符合题意;
故答案选A。
5.A
【详解】根据盖斯定律,①×2+②×2+③×2得N2(g)+3H2(g)=2NH3(l),ΔH=2ΔH1+2ΔH2+2ΔH3=-2(b+c-a)kJ·mol-1,所以N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)ΔH=-2(b+c-a)kJ·mol-1。
故选A。
6.A
【详解】A.曲线I表示反应物的能量随温度变化,曲线Ⅱ表示生成物的能量随温度变化,由题图可知,生成物总能量高于反应物总能量,则反应为吸热反应,,且温度为时焓变值更大,故正确;
B.由题图可知,焓变值随温度的升高而增大,若加入催化剂,则随温度升高,也会增大,B错误;
C.曲线I表示反应物的能量随温度变化,曲线Ⅱ表示生成物的能量随温度变化,由题图可知,生成物总能量高于反应物总能量,则反应为吸热反应,,C错误;
表示在时,生成时的反应热,则该反应热化学方程式为错误;
答案选A。
7.D
【分析】由图得:①C(S,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ mol-1
②C(S,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ mol-1,
利用盖斯定律将①-②可得:C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ mol-1。
【详解】A.石墨与金刚石为同素异形体,结构不同,因此石墨转化为金刚石有新物质生成,是发生的化学反应,属于化学变化,故A错误;
B.根据分析可知,C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H=+1.9kJ mol-1,为吸热反应,故B错误;
C.金刚石的能量高于石墨的能量,物质的能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误;
D.石墨的能量低于金刚石、键能高于金刚石,则断裂1mol石墨中的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石中的化学键吸收的能量多,故D正确;
故答案选D。
8.D
【详解】由,可知A和B的能量之和大于C的能量;由①,可知这步反应是吸热反应,故X的能量大于A和B的能量之和,反应②为放热反应,X的能量高于C,故D符合题意,故选D。
9.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)根据题中信息可以写出热化学方程式;
(2)32g铜的物质的量为0.5mol,故1mol铜反应放出的热量为157.0kJ,热化学方程式为;
(3)标准状况下,2.8LCO的物质的量为,故1molCO气体参与反应放出282.8kJ热量,热化学方程式为;
(4)生成1molFe时参与反应的的物质的量为,故热化学方程式为。
10.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)化学反应方程式中的反应热=反应物的键能之和 生成物的键能之和,在硅晶体中每个硅原子和其它4个硅原子形成4个共价键,所以每个硅原子含有2个共价键,即;
(2)由表中数据可知,即热化学方程式为,;
(3)反应的反应热值为:;1mol硅转化生成和时的热效应大小为:。
11.(1)②③④
(2)ΔH=-285.8kJ/mol
(3)1429kJ
【详解】(1)已知放热反应,则上述反应中属于放热反应的是②③④,故答案为:②③④;
(2)已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定的物质时放出的热量,根据反应①H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1可知,H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1,即H2的燃烧热为ΔH=-285.8kJ/mol,故答案为:ΔH=-285.8kJ/mol;
(3)根据(2)分析可知,燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为=1429kJ,故答案为:1429kJ。
12.(1)②③
(2)14.3kJ
(3)
(4) < <
(5)
【详解】(1)①钠与冷水的反应是放热反应;
②氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应属于吸热反应;
③蓝矾失去结晶水是吸热反应;
④干冰升华属于吸热过程,但属于物理变化;
⑤固体溶于水为吸热过程,但不属于化学变化。综上所述,属于吸热反应的有②③。
(2)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时的反应热,此反应消耗1mol NaOH,即40g,所以当有10g NaOH反应时放出的热量为。
(3)由已知1g完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ得:1mol完全燃烧生成1mol放出热量285.8kJ,则氢气的燃烧热为,该反应的热化学方程式为。
(4)①由 ; 可知,等量的碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,由于焓变是负值,所以。
②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,因,则放出的能量越多反应热越小,故答案为<。
(5)已知:①
②
③
依据盖斯定律,③―①―②可得。
13.+6
【详解】
设方程式①H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2kJ·mol-1
③2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)ΔH2
根据盖斯定律可知,③=①-②,则ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2kJ·mol-1)-(-47.2kJ·mol-1)=+6kJ·mol-1.
14.(1)
(2)保证醋酸完全被NaOH中和
(3)量热计的保温效果不好、酸碱溶液混合不迅速、测温不准等
【详解】(1)初始温度 298.2 K,最终温度 300.7 K,温度变化 ,0.05mol醋酸反应放热,1mol醋酸反应热:(负号表示放热),中和反应热方程式是 ;
(2)NaOH 溶液过量是为了确保 完全中和。醋酸是弱酸,电离不完全,若 NaOH 不足,可能导致醋酸未完全反应,影响反应热测定的准确性。过量 NaOH 可保证所有醋酸参与反应,使实验数据更可靠;
(3)实验测得 ,而文献值为 。实验值绝对值偏小(放热更少),主要原因是实验中的热量散失,如量热计的绝热性能不理想、酸碱溶液混合不迅速等因素会导致部分热量散失到环境中,导致测得的温度升高值()偏低,从而使计算的反应热绝对值偏小。
15.(1)保温、隔热,防止热量损失
(2) -56.1kJ·mol-1 -51.9kJ·mol-1
(3)一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,要吸收热量,因而总体放热较少
(4)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)ΔH=-56.1kJ·mol-1
【详解】(1)中和热的测定中,必须确保热量不散失,装置图中碎泡沫塑料所起作用为保温、隔热,防止热量损失;
(2)浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合,反应生成了0.05molH2O,混合后溶液的质量为100mL×1g/mL=100g,生成溶液的比热容c=4.184J/(g℃),代入公式得生成0.05mol水放出热量分别为Q1=4.184J/(g℃) ×100g×(31.7-25) ℃=2.803kJ,Q2=4.184J/(g℃) ×100g×(31.2-25) ℃=2.594kJ,ΔH1=,ΔH2=;
(3)两组实验生成的水一样多,结果差异的原因是一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,要吸收热量,因而总体放热较少;
(4)浓度为1.0mol/L的盐酸和1.1mol/L的氢氧化钠溶液各50mL混合,反应生成了0.05mol水,放热2.803kJ,则生成1molH2O时,放热,所以氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式为NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) ΔH=-56.1kJ·mol-1。
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