沪科版高中化学一年级第一学期《剖析物质变化中的能量变化》测试题(解析版)

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名称 沪科版高中化学一年级第一学期《剖析物质变化中的能量变化》测试题(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 化学
更新时间 2018-12-03 14:17:25

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《剖析物质变化中的能量变化》测试题

一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列反应肯定属于吸热反应的是( )
A.水分解成氢气和氧气???????? B.葡萄酿酒
C.二氧化硫催化氧化成三氧化硫???????D.稀硝酸和稀氢氧化钠溶液反应
2.下列过程一定吸收能量的是( )
A. H2→2H B. CaO溶于水
C. 酒精燃烧 D. 铝粉溶于盐酸
3.已知25℃、101kPa条件下:
4Al (s) + 3O2 (g) =2Al2O3 (s) , △H = -2834.9 kJ·mol-1;
4Al (s) +2O3 (g) =2Al2O3 (s) , △H = -3119.91 kJ·mol-1.
由此得出的结论正确的是( )
A.3O2 (g)=2O3 (g),△H =285.01kJ·mol-1;
B.3O2 (g)=2O3 (g),△H = -285.01 kJ·mol-1;
C.2O3 (g)=3O2 (g),△H = +285.01 kJ·mol-1;
D.2O3 (g)=3O2 (g),△H = -285.01 kJ·mol-1.
4.下列的图示与对应的叙述相符的是( )

A.图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点表示的溶液通过升温可以得到b点
B.图2表示某一放热反应,若使用催化剂E1、E2、ΔH都会发生改变
C.图3表示向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中滴加稀盐酸时,产生CO2的情况
D.图4表示向100mL0.1mol /L的AlCl3和0.1mol/L的NH4Cl混合溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液时n(Al3+)和n(AlO2-)的变化情况
5.下列反应的能量变化与其他三项不相同的是( )
A. 铝热反应 B. 铁与稀盐酸反应 C. 二氧化碳与碳反应 D. 氢气与氧气反应
6. 关于如图所示各装置的叙述中,正确的是( )

A.装置①是原电池,总反应是:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.装置①中,铁作负极,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+
C.装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深
D.若用装置③精炼铜,则d极为粗铜,c极为纯铜,电解质溶液为CuSO4溶液
7.一些烷烃的燃烧热如下表:

下列说法正确的是(  )
A. 正戊烷的燃烧热大约是-3 540 kJ·mol-1
B. 热稳定性:正丁烷>异丁烷
C. 乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1
D. 相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多
8.下列说法正确的是( )
A.“雾霾”与“风雨雷电”一样属于一种自然现象
B.塑化剂是一种应用很广的化工塑料软化剂,可大量添加到婴幼儿玩具中
C.利用潮汐能发电能达到节能减排的目的
D.PM 2.5的产生与人类活动无关
9.将20g Ba(OH)2·8H2O晶体与10 g NH4Cl晶体一起放入小烧杯中,将烧杯放在滴有3~4滴水的玻璃片上,用玻璃棒迅速搅拌。则下列说法正确的是( )
A. 实验中玻璃棒的作用是加速固体溶解
B. 玻璃片上结冰而与小烧杯粘在一起,说明该反应是放热反应
C. 所取反应物质量的多少会影响反应是吸热,还是放热
D. 该反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量
10.下列热化学方程式,正确的是( )
A. 甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol-1 ,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B. 500 ℃、30 MPa下,将0.5 molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成 NH3 (g),放热 19.3 kJ,其热化学方程式为 N2 (g)+3H2(g)=2NH3 (g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反应的中和热Δ H=-57.3 kJ·mol-1,则H2 SO4和Ca(OH)2反应的中和热Δ H=-57.3kJ·mol-1
D. 在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l) Δ H=-571.6 kJ·mol-1
11.如下图所示:△H1=-393.5kJ?mol-1,△H2=-395.4kJ?mol-1,下列说法正确的是( )

A. 石墨转化为金刚石是放热反应
B. 石墨和金刚石的相互转化是物理变化
C. 金刚石的稳定性强于石墨
D. 等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量更多
12.硝酸铵晶体溶于水中,扩散过程吸收了a KJ的热量,水合过程中放出了b KJ的热量。 下列判断正确的是( )
A. a > b B. a = b C. a < b D. 无法判断
13.当化学反应的△H<0,△S>0时,反应一定能自发进行。下列反应属于该情况的是( )
A. Zn(s)+2HCl(aq) = ZnCl2(aq)+H2(g)
B. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
C. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2 (g)
D. 2NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s) = 2NH3(g) + CaCl2 (s) + 2H2O(l)
14.已知中和热的热化学方程式为H + (aq)+OH - (aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1。下列反应均在稀溶液中进行,其中△H=-57.3kJ·mol-1的是( )
A. NaOH(aq)+ HNO3 (aq)= NaNO3(aq) + H2O(l) △H
B. NH3·H2O(aq)+ HCl(aq)= NH4Cl(aq)+ H2O(l) △H
C. HF(aq)+ KOH(aq)= KF(aq)+ H2O(l) △H
D. ?H2SO4(aq)+ ?Ba(OH)2(aq)= ?BaSO4(s)+ H2O(l) △H


二、填空题
15.⑴常温、101kPa,15g乙烷完全燃烧放出的热量为390.2 kJ,则乙烷完全燃烧的热化学方程式为:
⑵把煤作为燃料可通过下列两种途径:途径Ⅰ:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1<0 ①途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3<0 ③
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
①途径Ⅰ放出的热量__________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
②用ΔH2、ΔH3、ΔH4表示ΔH1的数学关系式是_______________
16.工业上合成甲醇一般采用下列反应:下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):

(1)由表中数据判断 0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol·L-1,则此时的温度为 ℃。
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:

①反应从2min到4min之间,H2的反应速率为 。
②反应达到平衡时CO的转化率为 。
③反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是 (填序号)。
a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度
(4)常温常压下:



写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:

(5)一种甲醇燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧化作用生成水和二氧化碳。该电池的负极反应式为: 。
若以上述燃料电池为电源来电解饱和食盐水,当消耗32g甲醇时,电解产生的H2体积(标况)为 L。
17.已知各破坏1 mol N≡N键、H—H键和N—H键分别需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ、391 kJ。计算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)的能量变化理论值为 。
18.(4分)将20g Ba(OH)2?8H2O固体与10g NH4Cl晶体在烧杯中混合,不断搅拌,实验现象为: ,
该反应的化学方程式:
19.天然气(主要成分甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:
⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)的反应热 △H= 。
⑵以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为: 。随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
⑶如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为: mL。
⑷将⑶中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度比为: 。

三、实验题
20.某小组同学设计了如下实验装置并开展研究(部分夹持装置已略去)。

(1)当将A慢慢滴入甲瓶后,观察到甲瓶上的气球慢慢鼓起,则A和B分别可能是下列组合中的______(填选项序号)。
①稀硫酸和NaHCO3溶液 ②浓硫酸和NaOH溶液
③NaCl溶液和KNO3溶液 ④蒸馏水和NH4NO3固体
(2)将少量C慢慢推入乙瓶。
①若观察到乙瓶内的气球慢慢鼓起,且C为蒸馏水,则气体D可能为________(任填一种物质的化学式)。
②若C为O2,气体D为NO,则能观察到乙瓶中的现象是____________________。
(3)若他们利用下图所示装置进行实验。

①将水滴入试管后能观察到的现象为________________,这是因为该反应为____________反应(填“放热”或“吸热”),反应物的总能量比生成物的总能量____________(填“高”或“低”,下同),反应物化学键断裂时吸收的总能量________于生成物化学键形成时放出的总能量。
②该反应的化学方程式为_______________________________,反应中能量的主要转化形式为____________________。
21.定量分析是化学实验中重要的组成部分。
Ⅰ.中和热的测定:在实验室中,用50 mL 0.40 mol/L的盐酸与50 mL 0.50mol/L的NaOH溶液反应测定中和热。假设此时溶液密度均为1 g/cm3,生成溶液的比容热c = 4.18 J/(g?℃),实验起始温度为T1℃,终止温度为T2℃,则中和热△H=___kJ/mol。
Ⅱ.氧化还原滴定实验与中和滴定类似。为测定某H2C2O4溶液的浓度,取该溶液于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定。
(1)滴定原理为:(用离子方程式表示)___________。
(2)达到滴定终点时的颜色变化为___________ 。
(3)如图表示50mL滴定管中液面的位置,此时滴定管中液面的___________读数为mL。

(4)为了减小实验误差,该同学一共进行了三次实验,假设每次所取H2C2O4溶液体积均为VmL,三次实验结果记录如下:
实验序号 ① ② ③
消耗KMnO4溶液体积/mL 26.53 24.02 23.98



从上表可以看出,实验①中记录消耗KMnO4溶液的体积明显多于②③,其原因可能是 ______________________。
A.滴加KMnO4溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
B.①滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过,未用标准液润洗,②③均用标准液润洗
C.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO4溶液的体积
D.①滴定用的锥形瓶用待测液润洗过,②③未润洗
(5)H2C2O4的物质的量浓度=______________mol/L。

四、推断题
22.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,其中A、I为常见金属,它们之间的相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白:

(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中的位置是________。
(2)写出C物质的化学式:________。
(3)写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
反应①的化学方程式:____________________________;
反应④的离子方程式:____________________________;
反应⑥的化学方程式:____________________________。
(4)从能量变化的角度看,反应①②③中,属于ΔH<0的反应是________(填序号)

五、计算题
23.强酸和强碱的稀溶液中和时,中和热为57.3kJ,试计算:
(1)浓度为0.1mol·L-1的NaOH溶液200mL,与足量酸反应时,能放出多少千焦的热量_____?
(2)浓度为5%的H2SO4溶液980g,与足量的NaOH溶液反应,能放出多少热量______ ?
(3)用浓度为0.2mol·L-1的HNO3 100mL,与足量的NaOH溶液反应,能放出多少热量_____ ?
24.依据题意,完成下列各题:
(1)1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.37 kJ热量,表示乙醇的燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________;
(2) “长征”2号火箭的发动机中用“偏二甲肼”(分子式为C2H8N2)和四氧化二氮作为液态燃料。已知a g偏二甲肼与b g四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质。若生成1 mol N2(g) 的反应热为c kJ,写出热化学方程式______________________________________________;
(3) T ℃时,如图所示, 对应的化学方程式为______________________;
(4) 向足量的H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ。向足量的Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的HCl溶液,放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为Ba2+(aq)+SO42-(aq)===BaSO4(s) ΔH=______________;
(5) 研究表明,化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P—P P—O O==O P==O
键能kJ/mol 197 360 499 x


已知白磷(P4)的燃烧热为2378.0 kJ/mol,白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如图所示,则上表中x=_________________。

试卷第2页,总9页

参考答案
1.A
【解析】
2.A
【解析】A. H2→2H属于化学键的断裂,需要吸热,故A正确;B. CaO溶于水反应生成氢氧化钙,反应放热,故C错误;C.酒精燃烧过程中放出热量,故C错误;D.铝粉溶于盐酸属于金属与酸的反应,属于放热反应,故D错误;故选A。
点睛:本题考查了常见的吸热反应和过程。学习中要注意归纳。常见的吸热反应有:①绝大多数的分解反应;②以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应;③Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反应;常见的吸热的物理过程:①化学键的断裂;②物质由固态→液态→气态;③铵盐溶于水。
3.D
【解析】
4.D
【解析】
试题分析:A、a点到b点,为恒温,故可以通过加入溶质来实现,错误;B、催化剂能改变活化能,但不能改变反应热,错误;C、Na2CO3与盐酸反应分两步,两步消耗盐酸之比为1:1,又因有NaHCO3,故第二步消耗的盐酸多于第一步,错误;D、反应的先后顺序为①Al3+→Al(OH)3,②NH4+→NH3·H2O,③Al(OH)3→AlO2-,正确。
考点:考查元素及化合物知识与基本概念、基本理论的结合。
5.C
【解析】A、铝热反应属于放热反应;B、铁与稀盐酸反应属于放热反应;C、二氧化碳与碳反应属于吸热反应;D、 氢气与氧气反应属于放热反应;故选C。
6.C
【解析】
A、装置①是原电池,Fe比Cu活泼,所以Fe与Fe3+反应生成Fe2+,错误;B、装置①中,铁作负极,发生氧化反应,Fe-2 e-= Fe2+,错误;C、氢氧化铁胶体粒子带正电荷,所以氢氧化铁胶体粒子向阴极移动,装置②中石墨Ⅱ作阴极,因此石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深,正确;D、由电流方向判断c是阳极,d是阴极,电解精炼铜时粗铜作阳极,所以c为粗铜,d为纯铜,错误,答案选C。
7.A
【解析】A. 从表中数据可知,碳原子数一定的烷烃,正烷烃的燃烧热最小,所以正戊烷的燃烧热大约是-3540kJ·mol-1,故A正确;B. 碳原子数一定的烷烃,正烷烃的燃烧热最小,说明正烷烃能量较高,较不稳定,所以热稳定性:正丁烷<异丁烷,故B错误;C. 乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1×2=-3121.6kJ·mol-1,故C错误;D. 随着碳原子数增多,烷烃碳的质量分数增大,从表中数据可知,相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少,故D错误。故选A。
点睛:解答本题需要注意不同反应物生成相同产物,放出热量越多,该反应物含有能量越高,越不稳定。
8.C
【解析】
试题分析:A、“雾霾”与“风雨雷电”不同,不属于自然现象,属于人为造成的环境污染问题,错误;B、多数塑化剂有毒,不可大量添加到婴幼儿玩具中,错误;C、利用潮汐能发电能达到节能减排的目的,正确;D、PM 2.5的产生与汽车尾气、工业废气的排放及化石燃料的大量使用有关,错误。
考点:考查化学与环境、化学常识。
9.D
【解析】
试题分析:根据题意:将20g?Ba(OH)2?8H2O晶体与10g?NH4Cl晶体一起放入小烧杯中,将烧杯放在滴有3~4滴水的玻璃片上,用玻璃棒迅速搅拌,可以知道玻璃棒的作用是:搅拌使混合物充分接触并反应,A不正确;玻璃片上结冰而与小烧杯粘在一起,说明该反应是吸热反应,B不正确;反应是放热反应还是吸热反应,只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关系,C不正确;该反应是吸热反应,因此反应物的总能量低于生成物的总能量,D正确,答案选D。
考点:考查氢氧化钡晶体与氯化铵反应的有关判断
点评:该题是基础性试题的考查,试题紧扣教材,基础性强,侧重对学生基础知识的检验和训练,难度不大。注意玻璃棒在化学实验中作用。
10.D
【解析】
【详解】
A. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,所谓稳定的氧化物指二氧化碳气体和液态水,故方程式中水的状态错误,故错误;B. 氮气和氢气的反应为可逆反应,所以不能计算反应消耗的氮气和氢气的物质的量,不能确定其热化学方程式中的反应热,故错误; C. 硫酸和氢氧化钙反应生成硫酸钙沉淀和水,有沉淀生成,所以生成1mol水时的反应热不等于中和热,故错误;D. 在书写热化学方程式时注意化学计量数表示物质的量,热量和物质的量成正比,在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,所以氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l) Δ H=-571.6 kJ·mol-1,故正确。故选D。
【点睛】
掌握燃烧热和中和热的物质的量和物质聚集状态的要求。燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,稳定的氧化物指二氧化碳气体,二氧化硫气体,或液态水等。中和热指强酸和强碱反应生成可溶性的盐和1mol水时放出的热量。
11.D
【解析】A、图象分析可知,石墨的能量低于金刚石,石墨变化为金刚石过程是吸热反应过程,故A错误;B、石墨和金刚石为碳元素的同素异形体,相互转化为化学变化,故B错误;C、图象分析可知金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼,所以石墨稳定,故C错误;D、金刚石和石墨燃烧生成二氧化碳气体的焓变,根据图像,石墨燃烧的焓变△H1=-393.5kJ?mol-1,金刚石燃烧焓变△H2=-395.4kJ?mol-1,等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量更多,故D正确;故选D。
12.A
【解析】硝酸铵晶体溶于水中,扩散过程吸收了a KJ的热量,水合过程中放出了b KJ的热量,但硝酸铵晶体溶于水中后,体系温度降低,说明扩散过程吸收了a KJ的热量大于水合过程中放出了b KJ的热量,故A正确。
13.A
【解析】A、是放热反应,△H<0,反应气体体积增大,△S>0,故A正确;B、是放热反应,△H<0,反应气体体积减小△S<0,故B错误;C、是吸热反应,△H>0,反应气体体积增大,△S>0,故C错误;D、是吸热反应,△H>0,反应气体体积增大,△S>0,故D错误;故选A。
14.A
【解析】中和热的热化学方程式为H + (aq)+OH - (aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1表示的是强酸与强碱在稀溶液中进行反应生成可溶性盐和1mol水的的热效应,四个选项中只有A是强酸与强碱反应生成可溶性盐和水,所以其中△H=-57.3kJ·mol-1的是A,本题选A。
15.⑴ 2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) ;△H = -1560.8 kJ·mol-1(3分)
⑵ ①___等于___(填“大于”、“等于”或“小于”)。(2分)
②关系式是ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 (2分)
【解析】略
16.(12分)
(1)<(1分) (2)310(1分)
(3)①0.3mol·L-1 min-1 (2分无单位扣1分) ②62.5%(2分) ③a (1分)
(4)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H=-442.8kJ·mol-1 (2分)
(5)CH3OH+H2O=CO2+6H++6e-(2分) 67.2(1分)
【解析】
17.放出了92 kJ的能量
【解析】N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
使1 mol N≡N键断裂需吸收946 kJ的能量,
使3 mol H—H键断裂共需吸收436 kJ·mol-1×3 mol=1 308 kJ的能量,
因此使1 mol N2(g)和3 mol H2(g)反应物的化学键断裂共需吸收的能量为
946 kJ+1 308 kJ=2 254 kJ。
而2 mol NH3(g)中含6 mol N—H键,形成6 mol N—H键时放出的能量为
391 kJ·mol-1×6 mol=2 346 kJ 。
因此生成物分子形成时所释放的总能量2 346 kJ与反应物分子断裂时所吸收的总能量2 254 kJ之差为92 kJ,即放出了92 kJ的能量。
18.容器外壁变冷(1分),固体变成糊状(1分),有刺激性气体放出(1分);(写出两个要点就得满分2分) Ba(OH)2?8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3?H2O + 8H2O 2分
【解析】考查化学反应中的能量变化。氢氧化钡晶体和铵盐的反应是吸热反应,导致周围环境的温度降低。强碱和铵盐反应会放出氨气,氨气是有刺激性气味的。
19.(共12分)⑴—1211kJ/mol ( 2分)
⑵CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O (2分) 减小(2分)
⑶2Cl——2e—=Cl2↑ (2分) 28 (2分)
⑷25000︰1 (2分)
【解析】
试题分析:
⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则① H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(l) △H=286kJ/mol ,② CO+1/2 O2(g) = CO2(g) △H=283 kJ/mol,③ CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l)△H=890 kJ/mol,反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)即2·③-(①+②),反应热 △H=—1211kJ/mol;
⑵负极反应为甲烷在碱性条件下失去电子即CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O,随着反应的不断进行, OH—的物质的量不断减少,溶液的pH减小;
⑶该电解过程中阳极Cl—失去电子发生氧化反应,即2Cl——2e—=Cl2↑;因为CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O ~8e—,2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑~2e—,则CH4~8e—~8NaOH溶液的体积为1L, pH为12,则NaOH物质的量为0.01mol,所以则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为0.01mol/8·22.4L·10-3=28 mL;
⑷由Mg(OH)2 和Fe(OH)2的溶解方程式和该温度下的溶度积常数可知,①[Mg2+][OH-]2=2×10—11, ②[ Fe2+][OH-]2=8×10—16,Mg2+和Fe2+的浓度比为①/②=25000︰1
考点:原电池和电解原理;反应热的计算;溶解平衡
点评:本题综合性比较强,主要考查原电池和电解原理;反应热的计算;溶解平衡,需要考生熟悉掌握。
20. ①② HCl(合理即可) 气体颜色逐渐变为红棕色,气球无明显变化 U形管内红墨水左边液面低于右边 放热 高 低 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 化学能转化为热能
【解析】(1)当将A慢慢滴入甲瓶后,观察到甲瓶上的气球慢慢鼓起,说明反应放热或产生气体,则①稀硫酸和NaHCO3溶液反应产生二氧化碳,正确;②浓硫酸和NaOH溶液混合反应放出热量,正确;③NaCl溶液和KNO3溶液不反应,温度变化很小,错误;④蒸馏水和NH4NO3固体混合吸热,温度降低,错误,答案选①②;(2)①若观察到乙瓶内的气球慢慢鼓起,说明瓶中压强降低,如果C为蒸馏水,则气体D易溶于水,可能为HCl、NH3等。②若C为O2,气体D为NO,二者混合反应生成二氧化氮,气体体积不变,则能观察到乙瓶中的现象是气体颜色逐渐变为红棕色,气球无明显变化。(3)①将水滴入试管后与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,反应放热,压强增大,因此能观察到的现象为U形管内红墨水左边液面低于右边,放热反应中反应物的总能量比生成物的总能量高,反应物化学键断裂时吸收的总能量低于生成物化学键形成时放出的总能量。②该反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,反应中能量的主要转化形式为化学能转化为热能。
21.-20.9(T2-T1) 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成浅紫红色,且半分钟不褪色 21.40 BD 60c/V
【解析】
【详解】
I. 在实验室中,用50mL 0.40mol/L的盐酸与50mL 0.50mol/L的NaOH溶液反应生成水的物质的量为0.02mol,则△H=?4.18×10?3kJ/(g?℃)×100mL×1g/mL×(T2?T1)÷0.02mol =?20.9(T2?T1)kJ/mol,故答案为:?20.9(T2?T1);
Ⅱ.(1). H2C2O4与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,H2C2O4被氧化成CO2,KMnO4被还原成Mn2+,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2). KMnO4溶液呈紫色,当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色,即达滴定终点,故答案为:滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成浅紫红色,且半分钟不褪色;
(3). A与C刻度间相差1.00mL,说明每两个小格之间是0.10mL,A处的刻度为21.00,A和B之间是四个小格,所以相差0.40mL,则B是21.40mL,故答案为:21.40;
(4). A. 滴加KMnO4溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色就立刻停止滴定,会导致滴入的KMnO4溶液体积偏小,故A不选;
B. 第一次滴定时盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过,未用标准液润洗,KMnO4浓度偏小,导致滴入KMnO4体积偏大,故B选;
C. 实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO4溶液的体积,读数偏小,导致读取的KMnO4体积偏小,故C不选;
D. 第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,润洗锥形瓶会导致草酸的物质的量偏大,造成滴入KMnO4体积偏大,故D选,答案为:BD;
(5). 从上表可以看出,第一次实验中记录消耗KMnO4溶液的体积明显多于后两次,应舍弃,则消耗标准液的体积为:mL=24.00mL,设H2C2O4的物质的量浓度为a mol/L,依据滴定原理:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知:
2MnO4- + 5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
2 5
c×24.00mL a×VmL
2:c×24.00mL=5:a×VmL 解得a=60c/V mol/L,故答案为:60c/V。
22.第四周期第Ⅷ族 FeCl2 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe 2Al+2OH-+2H2O===2AlO2—+3H2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ①②
【解析】
G为主族元素的固态氧化物,电解G得到I和H,G能和氢氧化钠溶液反应生成J,I能和氢氧化钠溶液反应生成J,工业上常用电解氧化铝的方法冶炼铝,则G是Al2O3,I是Al,J是NaAlO2,H是O2,Al和B能在高温下反应生成A,A能在氧气中燃烧生成B,B与铝在高温下发生铝热反应,则B是金属氧化物,A是金属单质,B和盐酸反应生成C和D,C和氢氧化钠反应生成E,D和氨水反应生成F,E在空气中反应生成F,说明E不稳定,易被氧气氧化,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素,则A是Fe、B为Fe3O4、C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2、F为Fe(OH)3。
(1). 由上述分析可知,A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素是Fe,Fe位于第四周期第Ⅷ族,故答案为:第四周期第Ⅷ族;
(2). C是氯化亚铁,化学式为FeCl2,故答案为:FeCl2;
(3). 由上述分析可知,反应①的化学方程式为:8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe,反应④的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2—+3H2↑,反应⑥的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2—+3H2↑;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(4). △H<0的反应为放热反应,①是铝热反应,②是燃烧反应,均为常见的放热反应,③是电解反应,为吸热反应,故答案为:①②。
点睛:本题考查无机物的推断,试题难度较大,突破本题的关键点是:1、G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3;2、C、D分别和碱反应生成E、F,说明E、F都为氢氧化物,E能在空气中转化为F,说明应为变价金属,进而推知A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素是Fe,再利用图中所示转化关系解答即可。
23.1.146kJ?57.3 kJ1.146 kJ
【解析】
【分析】
根据中和热的概念写出强酸与强碱发生中和反应的热化学方程式,依据消耗的H+或OH-物质的量计算反应放出的热量。
【详解】
强酸和强碱的稀溶液中和时,中和热为57.3kJ,则中和热表示的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。
(1)n(OH-)=n(NaOH)=0.1mol/L0.2L=0.02mol,与足量酸反应放出的热量为0.02mol57.3kJ/mol=1.146kJ。
(2)n(H+)=2n(H2SO4)=2980g5%98g/mol=1mol,与足量NaOH溶液反应放出的热量为1mol57.3kJ/mol=57.3kJ。
(3)n(H+)=n(HNO3)=0.2mol/L0.1L=0.02mol,与足量NaOH溶液反应放出的热量为0.02mol57.3kJ/mol=1.146kJ。
【点睛】
注意:中和反应为放热反应,中和热以生成“1molH2O(l)”为标准。
24.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-63.02 kJ·mol-1C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-3c kJ·mol-1A(g)+3B(g) 2C(g)-18 kJ·mol-1433.75 kJ·mol-1
【解析】
【详解】
(1)1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.37 kJ热量,46.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出 63.02kJ热量, 表示乙醇的燃烧热的热化学方程式为: C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-63.02 kJ·mol-1;综上所述,本题答案是:C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-63.02 kJ·mol-1。
(2)由题意可知 C2H8N2与N2O4可以发生氧化还原反应,反应方程式C2H8N2+2N2O4=2CO2+4H2O+3N2;据反应可知生成3molN2时放出热量为3ckJ,因此热化学反应方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-3c kJ·mol-1;综上所述,本题答案是:C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-3c kJ·mol-1。
(3) T ℃时,通过图示可知,A 、B的浓度均减小,C的浓度增大,A 、B为反应物,C为生成物;A 减小0.2mol/L,B减小0.6mol/L,C增加0.4 mol/L,系数比和浓度的变化量成正比,因此对应的化学方程式为:A(g)+3B(g) 2C(g);综上所述,本题答案是:A(g)+3B(g) 2C(g)。
(4)100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中Ba(OH)2的物质的量为0.04mol,足量H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ ,则1 mol Ba(OH)2 参与反应时,放出的热量为5.12/0.04=128 kJ ,则有①2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l),ΔH1 =-128 kJ·mol-1;100 mL 0.4 mol·L-1盐酸中HCl的物质的量为0.04mol,足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ ,则2molHCl 参与反应时放出的热量为2×2.2/0.04=110 kJ·mol-1,则有②2H+(aq)+ 2OH-(aq)=2H2O(l),ΔH2 =-110 kJ·mol-1,根据盖斯定律①-②可得,SO42-(aq)+Ba2+(aq)= BaSO4(s) ΔH=ΔH1-ΔH2=-18 kJ·mol-1;综上所述,本题答案是:-18 kJ·mol-1 。
(5) 白磷燃烧的方程式为P4+5O2===P4O10 ΔH =-2378 kJ·mol-1,1mol白磷完全燃烧需拆开6molP-P、5molO=O,形成12molP-O、4molP=O,所以12mol×360kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×197 kJ/mol+5 mol×499 kJ/mol)=2378.0kJ,x=433.75;综上所述,本题答案是:433.75 kJ·mol-1。
【点睛】
反应热=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量,如果反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,反应为吸热反应;如果反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量,反应为放热反应。