人教版高中化学选修4第一章《化学反应与能量》单元测试题(解析版)

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名称 人教版高中化学选修4第一章《化学反应与能量》单元测试题(解析版)
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科目 化学
更新时间 2018-09-26 11:54:38

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第一章《化学反应与能量》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是(  )
A. 锌粒和稀硫酸反应
B. 灼热的木炭与CO2反应
C. 甲烷在空气中燃烧的反应
D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
2.下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃、101 kPa):
①C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 878 kJ·mol-1
②C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)  ΔH=-2 658 kJ·mol-1
③C4H10(g)+O2(g)===4CO(g)+5H2O(l)   ΔH=-1 746 kJ·mol-1
④C4H10(g)+O2(g)===4CO(g)+5H2O(g)  ΔH=-1 526 kJ·mol-1
由此判断,正丁烷的燃烧热ΔH为(  )
A. -2 878 kJ·mol-1
B. -2 658 kJ·mol-1
C. -1 746 kJ·mol-1
D. -1 526 kJ·mol-1
3.含Ba(OH)217.1 g的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出11.46 kJ热量,表示该反应中和热的化学方程式正确的是(  )
A. Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)===BaCl2(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
B. Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)===BaCl2(aq)+2H2O(l) ΔH=114.6 kJ·mol-1
C.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)===BaCl2(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)===BaCl2(aq)+H2O(l) ΔH=57.3 kJ·mol-1
4.某同学按照课本实验要求,用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。下列说法中,正确的是(  )


A. 实验过程中没有热量损失
B. 图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C. 烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D. 若烧杯上不盖硬纸板,测得的ΔH将偏小
5.已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ·mol-1
Fe2O3(s)+CO(g)===Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-15.73 kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=640.4 kJ·mol-1
则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为(  )
A. -218 kJ·mol-1
B. -109 kJ·mol-1
C. 218 kJ·mol-1
D. 109 kJ·mol-1
6.25 ℃、101 kPa下,2 g氢气燃烧生成液态水,放出285.8 kJ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) ΔH=﹣285.8 kJ·
B. 2H2(g)+O2(g)====2H2O(1) ΔH=+571.6 kJ·
C. 2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH=﹣571.6 kJ·
D. H2(g)+O2(g)====H2O(1) ΔH=﹣285.8 kJ·
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(  )
A. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应,则SO2的能量一定高于SO3的能量
B. 已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C. 已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ
D. 已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
8.以下反应中,Q1>O2的是(Q指反应放出的热量) (  )
A. S(s)+O2(g)→SO2(g)Q1kJS(g)+O2(g)→SO2(g)Q2kJ
B. 2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)Q1kJ 2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)Q2kJ
C. NaOH(aq)+HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)Q1kJNaOH(aq)+CH3COOH(aq)→CH3COONa(aq)+H2O(l)Q2kJ
D. H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)Q1kJ H2(g)+F2(g)→2HF(g)Q2kJ
9.在298K、1.01×105Pa下,将22 g CO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(  )
A. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
B. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
D. 2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1
10.下列有关中和热的说法正确的是(  )
A. 表示中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. 准确测量中和热的实验过程中,至少需记录温度4次
C. 中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D. 已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和热为114.6 kJ·mol-1
11.下列分别是利用不同能源发电的实例图形,其中不属于新能源开发利用的是(  )

A. 答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
12.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。下列热化学方程式中正确的是(  )
A.N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+H2O(g)ΔH=+267 kJ·
B. N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣534 kJ·
C. N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=+534 kJ·
D. N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(l)ΔH=﹣133.5 kJ·
13.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.83 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4 g H2O(l),并放出114.04 kJ热量,则混合气体中CO的物质的量为(  )

A. 0.22 mol
B. 0.15 mol
C. 0.1 mol
D. 0.05 mol
14.下列图示变化为吸热反应的是(  )


A. 答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
15.下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=﹣57.3 kJ·,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热是ΔH=2×(﹣57.3)kJ·
B. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·,则2CO2(g)====2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0 kJ·
二、填空题
16.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________;②________。
(2)生成H2O(g)中的1 mol H—O键放出________kJ的能量。
17.已知下列化学键的键能:

(1)通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热?
(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________,1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18.已知反应:Cl2+2HBr===Br2+2HCl。
Ⅰ.当有0.2 mol HCl生成时放出8.1 kJ的热量。
Ⅱ.其能量变化示意图如图:

请回答:
(1)该反应的热化学方程式是______________________________________________________。
(2)由上述数据判断断开1 mol H—Cl 键与断开 1 mol H—Br键所需能量相差约为________kJ。
19.(1)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:


① 第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应,
判断依据是__________________________________________________。
②1 mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是______________________________。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应P4(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1;4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2;ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在298 K、101 kPa时,已知:①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1;②Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2;③2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3,则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是________。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
(4)已知:
①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
②Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ·mol-1
则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数目为________。
(5)已知H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:

则表中a=________。
20.(1)13 g C2H2(g)完全燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出659 kJ的热量,写出表示该物质燃烧反应的热化学方程式_____________________________________________________。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L-1NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ热量,写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。
三、实验题
21.分别取40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL的0.55 mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol 水时放出57.3 kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式____________________________。
(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是_______________________________________________。

(3)假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填字母)________。
A.反应前盐酸溶液的温度
B.反应前盐酸溶液的质量
C.反应前NaOH溶液的温度
D.反应前NaOH溶液的质量
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下:

依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=________。
22.如图所示,在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑把盛有50 mL 0.50 mol·L-1盐酸的100 mL烧杯放到大烧杯中,两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖,通过盖子插入一根环形玻璃搅拌棒和一支温度计,测定溶液的温度。迅速往盐酸中加入 50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,盖好盖子,搅拌溶液,观察温度的变化。当温度保持稳定时,记录读数,取出装有反应液的烧杯,倒出溶液,清洗干净,保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。

(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)要重复进行三次实验的目的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)烧杯若不盖泡沫塑料板,求得的中和热数值将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行上述反应,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”),理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)三次实验测得的数据中,起始时盐酸与NaOH溶液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为①2.3 ℃,②2.4 ℃,③2.5 ℃。则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。
四、计算题
23.乙炔(C2H2)气体的燃烧热为ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1,分别写出表示乙炔燃烧反应的热化学方程式和表示乙炔燃烧热的热化学方程式。


答案解析
1.【答案】B
【解析】常见的放热反应有:燃料的燃烧反应,酸碱中和反应,活泼金属与酸的反应,一般的化合反应等;常见的吸热反应有:灼热的木炭与CO2反应,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,一般的分解反应等。金属与酸反应、燃料的燃烧为放热反应,A、C错;木炭与CO2反应为吸热反应,同时也是氧化还原反应,B正确;Ba(OH)2·8H2O 晶体与NH4Cl晶体的反应不属于氧化还原反应,D错误。
2.【答案】A
【解析】燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l),正丁烷的燃烧热为ΔH=-2 878 kJ·mol-1。
3.【答案】C
【解析】“表示该反应中和热的热化学方程式”既要求满足热化学方程式的基本要求,还要求符合中和热的生成1 mol H2O(l)的特定要求。中和热为放热反应,ΔH为“-”,B、D错误;Ba(OH)2与盐酸反应生成0.2 mol H2O放热11.46 kJ,生成1 mol H2O (l)放热为57.3 kJ,2 mol H2O(l)时放热为114.6 kJ, A、C正确;但中和热指的是酸碱稀溶液生成1 mol液态水时的反应热,只有C符合题意。
4.【答案】B
【解析】该装置虽然大、小烧杯之间填满纸片只是减少热量的损失,不可能完全杜绝热量的散失, A错误;该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒, B正确;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,C错误;大烧杯上不盖硬纸板,热量容易散失,测得的反应放出热的数值偏小,ΔH<0,ΔH会偏大,D错误。
5.【答案】B
【解析】依据盖斯定律将已知热化学方程式进行叠加得到目标反应方程式,方程式的函数关系同样适用于焓变。将三个方程式依次编号为①、②、③,目标反应方程式为FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g),它可由(①-②-③×)/2得到,则ΔH=(ΔH1-ΔH2-ΔH3×)/2≈-218 kJ·mol-1,14 g CO即0.5 mol CO,还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为-109 kJ·mol-1。
6.【答案】D
【解析】由题意知4 g氢气燃烧生成液态水时,放出热量571.6 kJ,不是285.8 kJ,故A错误;放热焓变为负值,故B错误;生成液态水,故C错误;故选D。
7.【答案】D
【解析】2 mol SO2和1molO2的总能量比2 mol SO3的能量高,并不是SO2的能量高于SO3的能量,A错误;石墨转化为金刚石,吸收能量,石墨能量低,能量越低越稳定,B错误;酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的量有关,还与酸、碱的浓度及强弱有关,C错误;D中前者完全燃烧,后者未完全燃烧,前者放出的能量多,放热反应ΔH<0,放热越多ΔH越小,ΔH1<ΔH2,D正确。
8.【答案】C
【解析】燃烧反应为放热反应,生成物相同,反应物中气态S的能量大于固态S的能量,则Q1<Q2,故A不选;反应物相同,生成物中气态水的能量大于液态水的能量,则Q1<Q2,故B不选;中和反应为放热反应,但醋酸为弱酸,电离吸热,则Q1>Q2,故C选;
D.非金属性F>Cl,F2比Cl2能量高,HF更稳定,则Q1<Q2,故D不选;故选C。
9.【答案】C
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比,据CO2与NaOH反应生成Na2CO3和NaHCO3的热化学方程式计算得到CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式。0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3时共放热xkJ,生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放热4xkJ;又已知生成1 mol Na2CO3放热ykJ,则生成1 mol NaHCO3放热为(4x-y) kJ,C正确。D中物质的量与热量虽然匹配,但NaOH和NaHCO3的状态标注不对,错误。
10.【答案】C
【解析】中和反应只能用酸碱的稀溶液,用(aq)表示,一般用H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1表示, A错误;准确测量中和热的实验过程,一般要记录酸、碱溶液的初始温度,混合后的最高温度,实验时至少要做2组,所以至少要记录6次温度, B错误;中和热测定实验成败的关键是减少热量损失,金属铜的导热效果好于环形玻璃搅拌棒,所以测量出的中和热数值偏小,C正确;中和热指的是稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热, D错误。
11.【答案】C
【解析】C项,火力发电是利用煤作燃料,不属于新能源的开发利用。
12.【答案】B
【解析】燃烧反应,其焓变是负值,故A、C错误;0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ×4=534 kJ的热量,热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣534 kJ?mol﹣1,故B正确、D错误;故选B。
13.【答案】C
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比,依据H2与CO的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答。设氢气燃烧生成5.4 g H2O时放热为x,

x≈85.75kJ
CO燃烧放热为114.04 kJ-85.75 kJ=28.29 kJ
设CO的物质的量为y,

解得:y=0.1 mol,C正确。
14.【答案】A
【解析】A项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高,故为吸热反应;B项中的图像表示反应物的能量比生成物的能量高,故为放热反应;C项中浓硫酸溶于水放热,不是化学变化;D项中锌与盐酸反应是放热反应。
15.【答案】D
【解析】HCl和NaOH反应的中和热ΔH=﹣57.3 kJ·,可知生成1mol时放出为57.3 kJ,且生成硫酸钙放热,则H2SO4和Ca(OH)2反应的反应热是ΔH<2×(﹣57.3)kJ·,中和热均为生成1mol水时放出的热量,故A错误;燃烧热中水为液体,则1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,故B错误;反应条件与吸热、放热反应无关,如C与氧气加热放出热量,故C错误;物质的量与热量成正比,且互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,由CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·,可知2CO2(g)====2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0 kJ·,故D正确;故选D。
16.【答案】(1)①1 370 ②1 852 (2)463
【解析】(1)①由图可知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ·mol-1,2 mol H2和1 mol O2生成4 mol H和2 mol O吸收的能量为2×436 kJ+498 kJ=1 370 kJ,化学反应的焓变:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,则②放出的热量为1 370 kJ+482 kJ=1 852 kJ。
(2) 4 mol H和2 mol O生成2 mol H2O放出的热量为1 852 kJ,则H—O键的键能为kJ=463 kJ。
17.【答案】(1)放热 (2)ΔH=-92 kJ·mol-1 ΔH=-30.7 kJ·mol-1
【解析】(1)反应N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)过程中,共断裂1 mol N≡N和3 mol H—H,形成6 mol N—H,则断键共吸热为946 kJ·mol-1×1 mol+436 kJ·mol-1×3 mol=2 254 kJ,形成N—H共放热=391 kJ·mol-1×6 mol=2 346 kJ,由于放出热量>吸收热量,故反应放热。
(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH=-(2 346-2 254)kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1,而1 mol H2只与mol N2反应,所以1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为ΔH=-92 kJ·mol-1×=-30.7 kJ·mol-1。
18.【答案】(1)Cl2(g)+2HBr(g)===Br2(g)+2HCl(g) ΔH=-81 kJ·mol-1
(2)62
【解析】(1)热化学方程式中化学计量数表示的是反应物或生成物的物质的量,ΔH与化学计量数成正比。0.2 mol HCl生成时放出8.1 kJ的热量, 2 mol HCl生成时放出81 kJ的热量,热化学方程式为Cl2(g)+2HBr(g)===Br2(g)+2HCl(g) ΔH=-81 kJ·mol-1。
(2)化学反应的焓变:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=243 kJ·mol-1+2E(H—Br)-200 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-81 kJ·mol-1,2E(H—Br)-200 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-124 kJ·mol-1,断开1 mol H—Cl 键与断开1 mol H—Br键所需能量相差约为62 kJ。
19.【答案】(1)①放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ②(aq)+2O2(g)===(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1 (2)<
(3)A (4) 2NA(或1.204×1024) (5)369
【解析】(1)根据反应物总能量比生成物总能量高,可知第一步反应为放热反应;由图可知:(aq)+O2(g)===(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273 kJ·mol-1,(aq)+O2(g)===(aq) ΔH=-73 kJ·mol-1。根据盖斯定律将第一步反应和第二步反应相加,可得(aq)+2O2(g)===(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1。
(2)将二个热化学方程式恒等式相减得P4(白磷,s) -4P(红磷,s) ===0 ΔH1-ΔH2,整理得P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH1-ΔH2,红磷比白磷稳定,白磷转化为红磷放热,则ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2。
(3)由题意可知③=①+②×2,所以ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
(4)根据盖斯定律将(①+②×2)×得:CO(g)+Na2O2(s)===Na2CO3(s) ΔH=-509 kJ·mol-1,即该反应放热590 kJ时转移2 mol e-。
(5)由题中热化学方程式及蒸发1molBr2(l)吸热30kJ可得:H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102 kJ·mol-1,ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=436 kJ·mol-1+200 kJ·mol-1-2akJ·mol-1=-102 kJ·mol-1,a=369。
20.【答案】(1)2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 636 kJ·mol-1
(2)2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
【解析】写热化学方程式通常用三步法:第一步正确书写出化学反应方程式,第二步补加状态,第三步计算补充焓变。
(1)化学反应方程式:2C2H2+5O2===4CO2+2H2O;补加状态:2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l);计算焓变:13 g乙炔燃烧生成CO2和液态水时放热659 kJ,则2 mol C2H2质量为52 g,52 g乙炔燃烧生成CO2和液态水时放热659 kJ×4=2 636 kJ,2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 636 kJ·mol-1。
(2)化学反应方程式:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O;补加状态:2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l);计算焓变:n(H2SO4)=1.00 L×1.00 mol·L-1=1.00 mol,n(NaOH)=2.00 L × 1.00 mol·L-1=2.00 mol,二者恰好完全反应放出114.6 kJ的热量,即生成2 mol水放出114.6 kJ的热量,热化学方程式2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1。
21.【答案】(1)NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(2)减少热量散失
(3)ACE
(4)-51.8 kJ·mol-1
【解析】(1)中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1 mol水时的反应热,则表示稀硫酸和NaOH稀溶液中和热的热化学方程式中水的计量数为1 mol,即:
NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(2)泡沫塑料板上面两个小孔开得过大,会导致散失较多的热量,影响测定结果。
(3)由Q=cmΔT可知,测定中和热需要测定的数据为反应前盐酸溶液的温度、反应前NaOH溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度。
(4)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 ℃,反应前后温度差为3.05 ℃;40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL的0.55 mol·L-1NaOH溶液的质量和为m=80 mL×1 g·cm-3=80 g,c=4.18 J·g-1·℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.02 mol的水放出热量Q=4.18 J·g-1·℃-1×80 g×≈1.037 kJ,生成1 mol的水放出热量为1.037 kJ×≈-51.8 kJ·mol-1,该实验测得的中和热ΔH=-51.8 kJ·mol-1。
22.【答案】(1)保温隔热减少实验过程中热量的损失
(2)多次计算求平均值以减少实验过程中的误差
(3)偏小 (4)不相等 相等 中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时所释放的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等 (5)2.4
【解析】测定中和热的实验是一个定量实验,分析实验装置和操作时要注意两个方面:一是“量”的问题;二是尽量减少实验误差。
23.【答案】2C2H2(g)+ 5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1
C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
【解析】首先正确配平化学反应方程式,然后标出状态,最后计算出焓变。先写出2C2H2+ 5O2===4CO2+2H2O,后改为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-QkJ·mol-1,由(C2H2)燃烧热为ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1知Q=2 599.2。表示燃烧反应的热化学方程式为2C2H2(g)+ 5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1。表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必为1,则表示燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1,前者也可用后者表示。