第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1．已知：①CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) △H1 ；
②CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g) △H2
下列推断正确的是
A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3-ΔH1
B．反应CH4(g)＋CO2(g)=2 CO(g)+2 H2(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2
C．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH1 > 0
D．若反应的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2 < 0
2．红热的炭和水蒸气反应生成1 mol H2 和1 mol CO气体，吸收131.3 kJ热量。能表示该反应热化学方程式的是。
A．C + H2O =H2 + CO ΔH=+131.3 kJ·mol-1
B．C(s) + H2O(l) =H2(g) + CO(g) ΔH=-131.3 kJ·mol-1
C．C(s) + H2O(g) =H2(g) + CO(g) ΔH=-131.3 kJ·mol-1
D．C(s) + H2O(g) =H2(g) + CO(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
3．下列变化过程，既属于氧化还原反应又是放热反应的是
A．与反应 B．浓稀释
C．灼热的炭与反应 D．甲烷与的燃烧反应
4．N2、CO2 与 Fe+体系中存在如图 1 所示物质转变关系，已知 Fe+ (s)与中间产物 N2O(g) 反应过程中的能量变化如图 2 所示。下列说法错误的是
A． H=-( H 1＋ H 2＋ H 3 )
B．Fe+在反应中作催化剂，能降低反应的活化能
C． H 1和 H 2均小于 0
D．由图 2 可知，反应 Fe+ (s)+N2O(g)=FeO+(s) +N2 (g) H 4＜0
5．氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＜0
B．一定条件下，气态原子生成1 mol H－X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=a kJ·molˉ1
C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大
D．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
6．下列说法中正确的是
A．燃烧的热化学方程式为：
B．已知稀溶液中， ，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出57.3kJ热量
C．在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热
D．已知 ，则生成的反应热的大于
7．化学反应伴随着能量变化。下列反应的能量变化，符合如图的是
A．木炭燃烧 B．氧化钙溶于水
C．镁条与盐酸反应 D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
8．反应A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)分两步进行：①A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0)；②X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)。下列图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A． B． C． D．
9．下列说法正确的是
A．化学键断裂一定要吸收能量
B．吸热反应一定需加热才能发生
C．有能量变化的一定是化学反应
D．同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不相同
10．由氢气和氧气反应生成水蒸气放出的热量，则反应：的为
A． B．
C． D．
11．为了探究的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得
A．+15 B．+68 C．+92 D．+113
12．常用于有机合成，其合成原理为，反应过程中的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应中每生成放出热量
C．形成中的化学键吸收热量
D．所具有能量比所具有能量低
13．如图所示装置可用于实验室测定中和热，下列说法正确的是
A．本实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
B．缺少的搅拌器不可以是活泼金属，可用铜质搅拌棒
C．过程中需用同一温度计至少测定三次温度
D．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应放出的热量即为中和热
14．对于热化学方程式：，下列说法不正确的是
A．表示每摩尔反应放出803.3kJ的热量
B．可知甲烷的燃烧热为
C．热化学方程式可写成：
D．表明化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
15．在25℃和101kPa的条件下，和完全反应生成的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
A．H-H的键能为436kJ/mol
B．形成中的化学键释放出431kJ的能量
C．该反应的热化学方程式：
D．共价键断裂和形成时的能量变化是该化学反应能量变化的主要原因
二、填空题
16．化学反应常伴有能量变化，回答下列问题。
(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“吸执”)反应，判断依据是_______。
②全部氧化成的热化学方程式是_______。
(2)已知：
则与反应放出热量时，反应转移电子的物质的量为_______。
(3)已知，其他相关数据如下表：
物质
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量 436 192 a
则表中_______。
17．应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。
已知：①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为_______
三、计算题
18．（1）碳（s）在氧气供应不充足时，生成同时还部分生成，因此无法通过实验直接测得反应：的。但可设计实验利用盖斯定律计算出该反应的，计算时需要测得的实验数据有_______。
（2）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为_________。
（3）由和反应生成和的能量变化如图所示，若生成，其________。
（4）可用于合成甲醇和甲醚，其反应为（m、n均大于0）：
反应①：
反应②：
反应③：
则m与n的关系为_______。
（5）氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得：。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为________________。
19．常温常压下，断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1 mol(理想）气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ /mol)。下表是一些键能数据(kJ /mol)：
化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能
C-F 427 C-Cl 330 C-I 218
H-H 436 S=S 255 H-S 339
回答下列问题：
(1)由表中数据规律预测C-Br键的键能范围为_______＜C-Br键能＜_______。
(2)热化学方程式2H2(g)＋S2(g)=2H2S(g)△H=Q kJ·mol－1；则Q＝___________。
(3)已知下列热化学方程式：
O2(g)=(g)＋e－ ΔH1=＋1175.7 kJ·mol－1
PtF6(g)＋e－=(g) ΔH2＝－771.1kJ·mol－1
(s)=(g)+(g) ΔH3＝＋482.2kJ·mol－1
则反应O2(g)＋_______(g)＝(s) ΔH＝_______。
(4)实验测得25℃、101kPa时5gCH3CH3完全燃烧恢复至常温时共放出393.5 kJ的热量，则CH3CH3燃烧热的热化学方程式为___________________________________________。
(5)2.4g碳在4.8gO2中燃烧至反应物耗尽，放出XkJ的热量。已知单质碳的燃烧热为YkJ/mol。试写出碳与氧气反应生成CO的热化学反应方程式_____________________________。
四、元素或物质推断题
20．图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，回答下列问题：
（1）M中存在的化学键类型为____________________；
（2）一定条件下，Z与H2反应转化为ZH4，ZH4的电子式为____________________；
（3）已知A与1molAl反应转化为X时(所有物质均为固体)的热效应为akJ，则该反应的热化学方程式为____________________；
（4）A与过量D的稀溶液反应生成G的离子方程式为____________________；
（5）向含4molD的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量．假设生成的气体只有一种，请在坐标系图乙中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。____________________
五、实验题
21．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是_______。
(2)B中反应的化学方程式为_______。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是_______(填字母)。
(4)高温时，，因此氨气与氧气反应难以生成。根据下列数据计算，当2mol分解时，反应会_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ能量。
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。产生红棕色气体的化学方程式是_______，白烟的化学式是_______。
22．50mL 0.50mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L 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可计算中和热。回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种用品是______；
（2）用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验，求得的中和热数值__（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；
（3）实验中改用60mL 0.50mol/L 盐酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，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”）
（4）若上述实验中测得放出热量为1.4325kJ，写出该反应的热化学方程式：_____
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．若CO的燃烧热为ΔH3，则③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3，③-①，整理可得H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=ΔH3-ΔH1，由于H2O的稳定状态是液态，因此该反应不能表示氢气的燃烧热，A错误；
B．①-②，整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1，B错误；
C. ③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3， ④H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH4，若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时者后放热更多，则ΔH3>ΔH4，③-④，整理可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH1=ΔH3-ΔH4>0，C正确；
D. 若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH2>0，D错误；
故选C。
2．D
解析：A．热化学方程式必须标注物质的聚集状态，故A错误；
B．红热的炭和水蒸气反应生成1 mol H2 和1 mol CO气体，吸收131.3 kJ热量，反应物水的状态为气态，故B错误；
C．吸热反应，焓变为正值，故C错误；
D．红热的炭和水蒸气反应生成1 mol H2 和1 mol CO气体，吸收131.3 kJ热量，吸热反应，焓变为正值，热化学方程式为C(s) + H2O(g) =H2(g) + CO(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1，故D正确；
选D。
3．D
解析：A．与反应属于吸热反应，但不是氧化还原反应，A不符合；
B．浓稀释放热，不是化学变化，B不符合；
C．灼热的炭与反应生成CO，属于吸热反应，且是氧化还原反应，C不符合；
D．甲烷与的燃烧反应属于放热的氧化还原反应，D符合；
答案选D。
4．C
解析：A．根据图示可知，N2(g)+CO2(g)=N2O(g)+CO(g) ΔH，N2O(g)=O(g)+N2(g) ΔH1，O(g)+Fe+(s)=FeO+(s) ΔH2，FeO+(s)+CO(g)= Fe+(s)+ CO2(g) ΔH3，根据盖斯定律可知，第一个反应=后面三个反应之和的逆反应， H=-( H 1＋ H 2＋ H 3 )，A正确；
B．从图1中可知，Fe+为反应的催化剂，可降低反应的活化能，B正确；
C．从图2中可知，Fe+(s)+ N2O(g)= FeO+(s)+ N2(g) ΔH<0，ΔH=(ΔH1+ΔH2)，只能说明(ΔH1+ΔH2)<0，不能说明 H 1 和 H 2 均小于0，C错误；
D．ΔH=生成物总能量-反应物总能量，Fe+(s)+ N2O(g)= FeO+(s)+ N2(g) ΔH<0，D正确；
故答案选C。
5．B
解析：A．已知HF气体溶于水放热，则HF由溶液变为气体需要吸热，则其HF的ΔH1＞0，A错误；
B．一定条件下，气态原子生成1mol H-X键放出a kJ能量，则该条件下1mol HX(g)分解为1mol H(g)、1mol X(g)吸收热量a kJ，ΔH2=a kJ·molˉ1，B正确；
C．相同条件下，ΔH3＋ΔH4为气态氢原子变为溶液中氢离子的焓变，与HCl还是HI无关，C错误；
D．氯原子半径小于溴原子，H-Cl的键能更大，则相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的大，D错误；
故选B。
6．C
解析：A．燃烧热指的是在25℃、101kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，乙醇完全燃烧的稳定产物为二氧化碳气体和液态水，故A错误；
B．醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量小于57.3 kJ，故B错误；
C．由燃烧热定义可知，燃烧热指的是在25℃、101kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，故C正确；
D．的能量高于，气态三氧化硫转化为液态放出热量，反应热的为负值，放热越多值越小，则生成的反应热的大于，故D错误；
故选：C。
7．D
【分析】由图可知，该反应为吸热反应，以此解题。
解析：A．木炭燃烧为放热反应，A错误；
B．氧化钙溶于水为放热反应，B错误；
C．镁条与盐酸反应为放热反应，C错误；
D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应为吸热反应，D正确；
故选D。
8．A
解析：A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1＞0)说明A和B的总能量小于C的总能量，A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2＞0)说明A和B的总能量大于X的能量，X(g)→C(g)-Q3(Q3＞0)说明X的能量小于C的能量，因此能量的关系为C＞A+B＞X，故选A。
9．A
解析：A．化学键断裂吸收能量，化学键形成释放能量，A正确；
B．吸热反应与是否加热条件无关，有些吸热反应不需要加热就能发生，如盐类的水解反应，B错误；
C．有能量变化的不一定是化学反应，如浓硫酸稀释放热，C错误；
D．相同条件下，反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关，在光照和点燃条件下的ΔH相同，D错误；
故选A。
10．A
解析：氢气和氧气反应为放热反应，ΔH为<0，故排除C、D；由于氢气和氧气反应生成 18g 水蒸气，即1mol水蒸气放出 241.8kJ 的热量，则反应中2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 生成了2mol水，即放出的热量为483.6kJ，即ΔH为=-483.6kJ mol-1，故选A。
11．A
解析：根据图示，① ;
②；
③
根据盖斯定律，得④；
⑤；
⑥
根据盖斯定律④+⑤+⑥得，故选A。
12．B
解析：A．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A错误；
B．由图可知，反应的焓变ΔH=—(180kJ/mol—104kJ/mol)=—76kJ/mol，则反应生成2mol NOCl(g)放出的热量为76kJ，故B正确；
C．形成NOCl(g)中的化学键会释放能量，故C错误；
D．由图可知，2molNOCl(g)所具有能量比2mol一氧化氮和1mol氯气的能量之和要低76kJ，但不一定比2mol一氧化氮所具有的能量要低76kJ，故D错误；
故选B。
13．C
解析：A．本实验中，读取混合溶液的最高温度为终止温度，故A错误；
B．缺少的搅拌器应该是导热性差的环形玻璃搅拌器，故B错误；
C．中和热测定过程中需用同一温度计测定反应前酸溶液的温度、碱溶液的温度和反应后溶液的最高温度，至少测定三次温度，故C正确；
D．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水放出的热量为中和热，故D错误；
选C。
14．B
解析：A．根据热化学方程式可知，每摩尔反应放出803.3kJ的热量，故A正确；
B．甲烷的燃烧热是指1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，则可知甲烷的燃烧热不是，故B错误；
C．根据若化学方程式，得到热化学方程式可写成：，故C正确；
D．化学反应中能量变化的主要原因是化学键断裂和形成时的能量变化，故D正确。
综上所述，答案为B。
15．C
解析：A．由题干图示信息可知，断裂1molH-H需吸收436kJ的能量，则H-H的键能为436kJ/mol，A正确；
B．由题干图示信息可知，形成中的化学键释放出431kJ的能量，B正确；
C．该反应的热化学方程式： =-183kJ/mol，C错误；
D．化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成，共价键断裂和形成时的能量变化是该化学反应能量变化的主要原因，D正确；
故答案为：C。
二、填空题
16．(1) 放热
(2)2
(3)365
解析：（1）①由能量变化示意图可知，第一步反应，是放热反应；
②由能量变化示意图可知，第一步反应为：(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-273 kJ·mol-1，第二步反应为：(aq)+O2(g)=(aq)△H=-73kJ/mol，则1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是。
（2）给热化学方程式编号：I．，II．，根据盖斯定律，II+I×得Na2O2(s)+ CO(g)=Na2CO3(s) ΔH=(-226 kJ·mol-1)+(-566 kJ·mol-1)×=-509 kJ·mol-1，则当反应放出509kJ热量时，转移电子的物质的量为×2=2mol。
（3）该反应中反应物的键能之和-生成物的键能之和，即436kJ·mol-1+192kJ·mol-1-2a kJ·mol-1=-102kJ·mol-1，解得a=365。
17．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1
解析：已知：①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0 kJ·mol-1；②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1；③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1；根据盖斯定律，②×3-①×2-③得CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1；故答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1。
三、计算题
18． 碳和一氧化碳的摩尔燃烧焓
解析：（1）已知①；②，根据盖斯定律，由①-②可得，则设计实验利用盖斯定律计算的，需要知道碳和一氧化碳的摩尔燃烧焓；
（2）将已知的两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式为 ；
（3）由题图可得，；
（4）根据盖斯定律，由可得热化学方程式③：，所以；
（5）根据题图所示能量变化可写出热化学方程式：
①
②
③
根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式：
。
19．kJ mol-1 330 kJ mol-1 -229 PtF6 -77.6 CH3CH3(g)+O2=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2361 kJ mol-1 C(s)+O2=CO(g) △H= -(10X-Y) kJ mol-1
【分析】根据原子半径的大小比较键长，判断键能大小；△H=反应物键能总和-生成物键能总和；根据盖斯定律分析；根据燃烧热的概念计算并写出热化学方程式；根据原子守恒分析2.4g碳燃烧生成CO和CO2的物质的量，再结合碳燃烧分析判断。
解析：(1)元素周期表中同主族存在的变化规律，C-Br原子半径在C-Cl和C-I之间，键能应介于C-Cl和C-I之间，C-Br键的键能范围为218 kJ mol-1 ＜C-Br键能＜330 kJ mol-1；
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)═2H2S(g)；△H=Q kJ mol-1，△H=反应物键能总和-生成物键能总和=2×436kJ/mol+255kJ/mol-2×2×339kJ/mol=-229kJ/mol；则Q=-229；
(3)①O2(g)═O+2(g)+e- △H1=+1175.7kJ mol-1；②PtF6(g)+e-═PtF6-(g)△H2=-771.1kJ mol-1；③O2+PtF6-(s)═O2+(g)+PtF6-(g)△H3=+482.2kJ mol-1；依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到O2(g)+PtF6 (g)=O2+PtF6-(s)△H=-77.6 kJ mol-1；
(4)5gCH3CH3的物质的量=mol，则1mol乙烷完全燃烧并恢复至常温时放出的热量为=2361kJ，故CH3CH3燃烧热的热化学方程式为CH3CH3(g)+O2=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2361 kJ mol-1；
(5)2.4g碳的物质的量为=0.2mol，4.8gO2的物质的量为=0.15mol，设燃烧产物中CO2为amol、CO为b mol，根据原子守恒可知：a+b=0.2、2a+b=0.3，解得：a=0.1、b=0.1；单质碳的燃烧热为Y kJ mol-1，则生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1Y kJ，生成0.1molCO放出的热量为X kJ-0.1Y kJ，由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，故1mol C与O2反应生成CO的反应热△H=- kJ mol-1= - (10X-Y) kJ mol-1，碳与氧气反应生成CO的热化学反应方程式为C(s)+O2=CO(g) △H= -(10X-Y) kJ mol-1。
【点睛】应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
四、元素或物质推断题
20． 离子键和共价键 8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H="-8a" kJ/mol 3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O
【分析】A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO2，根据转化关系，可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为HNO3、M为Na2SiO3、G为Fe(NO3)3，R为H2SiO3。
解析：（1）M为硅酸钠，含离子键和共价键；
（2）Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为；
（3）1mol Al反应转化为Fe时(所有物质均为固体)，放出a kJ热量，则8molAl参加反应放出的热量为8akJ，所以反应的热化学方程式为8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H="-8a" kJ/mol；
（4）四氧化三铁与过量的稀硝酸反应生成硝酸铁、NO与水，反应离子方程式为：3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O；
（5）铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe2+的量为0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe3+反应而生成Fe2+，故Fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令Fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知，NO的物质的量= xmol× ，根据N元素守恒可知：xmol×+2x mol=4mol，解得x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知开始产生NO时Fe的物质的量等于Fe3+的物质的量，即为1.5mol×=1mol，故n(Fe2+)随n(Fe)变化的示意图为：
。
五、实验题
21．(1)碱石灰
(2)
(3)A
(4) 吸收 113kJ
(5)
【分析】实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，干燥氨气常用碱石灰。将氨气和氧气的混合气体通过热的盛有催化剂的硬质玻璃管后，两者发生反应生成NO和H2O，该反应是放热反应。混合气体进入A瓶后，NO继续与O2反应生成NO2，含有NO2的混合气体进入B装置与水反应生成硝酸。未被完全吸收的氮氧化物用氢氧化钠溶液吸收。
解析：（1）氨气是碱性气体，只能用碱性干燥剂，化学实验室中干燥氨气使用的试剂是碱石灰，故填碱石灰；
（2）装置B为制取硝酸，其中盛有水，二氧化氮通入水中反应的化学方程式为，故填；
（3）实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，说明该反应是放热反应。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量。所以能够正确表示该反应过程能量变化的是图A，故填A；
（4）高温时，，由 = 反应物的键能总和-生成物的键能总和=2931-2628-493=+113kJ/mol，反应吸热。所以当2molNO2分解时，反应会吸收113kJ能量，故填113kJ；
（5）当比例不合适时，A中不仅有红棕色二氧化氮气体产生，二氧化氮与水反应生成硝酸后再与氨气化合为硝酸铵，所以还伴有白烟。产生红棕色气体的化学方程式是，白烟的化学式是，故填；。
22． 环形玻璃搅拌棒 偏小 不相等 相等
解析：（1）由测定中和热所需仪器可知装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒，故答案为环形玻璃搅拌棒；
（2）醋酸为弱酸，电离过程为吸热过程，所以用醋酸代替稀盐酸溶液反应，放出的热量会偏小，故答案为：偏小；
（3）反应放出的热量和所用的酸碱的量的多少有关，则60mL 0.50mol/L 盐酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等；中和热与酸碱的用量无关，则所求中和热相等，故答案为：不相等，相等；
（4）50mL 0.50mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成0.025mol水所释放出1.4325kJ的能量，根据中和热定义可得生成1molH2O所释放出的能量为：57.3kJ，则该反应的热化学方程式为：。
