第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了
A.该反应是吸热反应
B.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应
C.该反应是放热反应
D.生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
2.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
3.下列说法正确的是
A.C(s,石墨)=C(s,金刚石)kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
B.甲烷的燃烧热为kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:,kJ/mol
C.,,,;则小于
D.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
4.已知某反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应可用于表示Mg与硫酸反应
B.反应物的总能量高于生成物的总能量
C.该反应可以用于表示受热分解的反应
D.断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
5.化学反应原理的研究始终与物质变化、能量变化紧密相连,过程中释放或吸收的能量在生产、生活和科学研究中具有广泛的应用。下列变化属于吸热反应的是
A.碘的升华 B.镁条在CO2中燃烧
C.镁与盐酸反应 D.Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl晶体混合反应
6.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ mol-1,造成这一结果的原因不可能的是
A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
7.已知反应O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)的反应过程中的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A.生成4molH-O键吸收E2kJ能量
B.2molH2(g)和1molO2(g)的总能量低于2molH2O(g)的能量
C.断开2molH-H键和1molO=O键消耗的总能量大于形成4molH-O键释放的总能量
D.H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(l)时放出的能量大于(E2-E1)kJ
8.反应热ΔH的单位是
A.kJ·mol 1 B.kJ C.mol 1 D.kJ·mol
9.已知:
其他数据如下表:
化学键 C=O O=O C-H O-H C=C
键能/() 798 x 413 463 615
下列说法正确的是
A.乙烯的燃烧热为
B.
C.
D.当生成4molO-H键时,该反应放出热量一定为akJ
10.某反应由两步反应A B C构成,反应过程中的能量变化曲线如图所示(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应
B.整个反应的△H=E1-E2+E3-E4
C.加入催化剂可以改变反应A C的焓变
D.三种化合物中B最稳定
11.下列热化学方程式书写正确的是
A.C(s)+O2(g)= CO2(g) △H=+393.5kJ/mol
B.2SO2+O2=2SO3 △H= -196.6kJ/mol
C.H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
D.2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=-571.6KJ
12.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。现有下列反应:
NH3·H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH1
H2SO4(浓)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2
HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH3
上述反应均在溶液中进行,则下列ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是
A.ΔH2>ΔH3>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1=ΔH2=ΔH3 D.ΔH2=ΔH3>ΔH1
13.已知,若断裂键、键、键需要吸收的能量分别为、、,则为
A. B. C. D.
14.分析下表中的3个热化学方程式,下列说法错误的是
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的燃料 ①
2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料 ②③
A.
B.等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多
C.
D.丙烷的燃烧热为
15.已知:常温常压下,乙炔完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
二、填空题
16.按要求完成下列问题。
(1)某反应过程中的能量变化如图所示:
①该反应的ΔH_______(填“>”或“<”)0。
②加入催化剂,b_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH_______。
③该反应的热化学方程式为_______。
(2)已知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-702.2 kJ·mol-1②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.4 kJ·mol-1,则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) ΔH=_______kJ·mol-1。
(3)已知:
①H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
则表示CO的燃烧热的热化学方程式为_______;10g H2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为_______kJ。
17.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:_______。
18.写出下列反应的热化学方程式:
(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量__________:
(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量_________;
(3)64 g 铜粉 与适量O2(g)反应生成氧化铜,放出157 kJ的热量_________;
(4)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式_______:
(5)4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式__________。
19.回答下列问题
(1)下列反应中,属于放热反应的是__________,属于吸热反应的是________。
①水的分解 ②木炭燃烧 ③炸药爆炸 ④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
⑤冰融化 ⑥氢气还原氧化铜 ⑦浓硫酸的稀释 ⑧酸碱中和反应
(2)已知:①CaCO3(s)=CaO+CO2(g) ΔH=+177.7 kJ·mol-1
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=-131.3 kJ
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
④CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=+ 283 kJ·mol-1
⑤H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
⑥HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
⑦2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-517.6 kJ·mol-1
⑧C(s)+1/2O2(g)=CO(g); △H =-393.5 kJ/mol
①上述热化学方程式中,不正确的有______________________ 。
②上述正确的热化学方程式中,表示燃烧热的热化学方程式有____________;表示中和热的热化学方程式有_____________________。
20.(1)已知在298K时下述反应的有关数据:
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1= -110.5 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5 kJ·mol-1
则C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔH为___。
(2)实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1= -890.3 kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3= -285.8 kJ·mol-1
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH4=___。
21.依据题中所给信息完成指定问题:
(1)地康法制氯气可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则反应4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应测定中和热,实验中测得起始平均温度为20.4℃,反应后最高温度为23.4 ℃,反应后溶液的比热容为4.2 J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3,则中和热ΔH=________;
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下16 g SiH4自燃放出热量750 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为___________。
22.Ⅰ、甲、乙、丙、丁四种物质转化关系如图。
已知甲是一种导致钢铁生锈及许多还原性物质变质的单质, 化合物乙、丙、丁均含有第三周期一种相同元素R。
(1)钢铁因甲而生锈时的正极反应式为___________。
(2)若乙是难溶于水的酸性氧化物。则
①R的原子结构示意图___________。②乙的一种重要用途是___________。
(3)若丙是离子化合物,且阴离子含金属元素R。
①工业上由乙制取R的单质伴随的能量主要转化形式是:___________能转化为___________能。
②R的单质与MnO2反应的化学方程式为___________。
③染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO,可以在碱性条件下加入R的单质除去(加热处理后的废水,会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO (有丙的阴离子生成)的离子方程式为 ___________。
Ⅱ、(4)已知一定量的C单质能在O2 (g)中燃烧,其可能的产物及能量关系如下图所示:
1molC和1/2molO2反应生成CO的△H为___________,一定条件下CO2(g)与C(s)反应生成CO(g)的热化学方程式为___________。
23.I.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示
取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和30mL0.50mol·L-1硫酸溶液进行实验,实验数据如下表:
起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 31.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.3
(1)请填写表中的空白:_______。
(2)从实验装置图上看,图中缺少的一种玻璃仪器是_______。
(3)外壳与内筒之间的隔热层作用是_______。
(4)近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃ -1。则中和热△H=_______(取小数点后一位)。
(5)上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
II.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(6)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO)
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1075
则该反应的△H=_______kJ·mol-1。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.因反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行说明本身放热支持反应,则该反应是放热反应,故A错误;
B.铁粉和硫粉混合后加热才能发生,故B错误;
C.因反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行说明本身放热支持反应,则该反应是放热反应,故C正确;
D.因为是放热反应,所以生成物的总能量低于反应物的总能量,则硫化亚铁的总能量低于铁粉和硫粉的总能量,故D错误;
故选C。
2.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。
3.C
解析:A.C(s,石墨)=C(s,金刚石) =+1.9kJ/mol,该反应是吸热反应,石墨的能量比金刚石低,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,A项错误;
B.燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量, 甲烷的燃烧热为= 890.3kJ/mol,甲烷燃烧的热化学方程式中水是气态的不是稳定状态则甲烷燃烧的热化学方程式为,B项错误;
C.S在中燃烧产生的反应是放热反应,由于气态S含有的能量比等质量的固体S多,反应物含有的能量越多,反应物放出的热量越多,故,C项正确;
D.反应热的大小只与反应物及生成物的状态有关,而与反应条件无关,同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同,D项错误;
答案选C。
4.C
【分析】图示中生成物能量高于反应物能量,反应为吸热反应;
解析:A.镁和硫酸反应为放热反应,选项A错误;
B.反应物的总能量低于生成物的总能量,选项B错误;
C.碳酸钙高温分解为吸热反应,选项C正确;
D.反应为吸热反应,则断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量,选项D错误;
故选C。
5.D
解析:A.碘升华,需要吸热,是物理变化,为吸热过程,不是吸热反应,A错误;
B.燃烧是放热反应,镁条在CO2中燃烧是放热反应,B错误;
C.金属和酸发应是放热反应,镁与盐酸反应是放热反应,C错误;
D.Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应,D正确;
故答案选D。
6.B
【分析】中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1,某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1mol水的反应热ΔH=-52.3kJ·mol-1,说明中和热的数值偏小,据此结合误差原因进行分析。
解析:A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量有损失,中和热的数值会偏小,A不符合题意;
B.用量筒量取盐酸时仰视读数,导致所量取得盐酸的体积偏大,则因稀氢氧化钠溶液溶质稍微过量,所以所测中和热的数值会偏大,B符合题意;
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中,会使热量损失,中和热的数值会偏小,C不符合题意;
D.搅拌不充分导致不能充分反应,即中和热数值偏小,D不符符合题意;
故选B。
7.D
解析:A.形成化学键时会释放能量,所以生成4molH-O键放出E2kJ能量,故A错误;
B.由图可知,该反应为放热反应,2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高于2molH2O(g)的能量,故B错误;
C.由图可知,该反应为放热反应,所以断开2molH-H键和1molO=O键消耗的总能量小于形成4molH-O键释放的总能量,故C错误;
D.由图可知,H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(g)时放出的能量为(E2-E1)kJ,由于2molH2O(g)转化为2molH2O(l)时会放出能量,所以,H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(l)时放出的能量大于(E2-E1) kJ,故D正确;
故答案选D。
8.A
解析:反应热ΔH的单位是kJ·mol 1,
故选:A。
9.B
解析:A.表示燃烧热时,水应为液态,A项错误;
B.根据等于反应物键能总和减生成物键能总和:,可得出,B项正确;
C.生成,,C项错误;
D.生成4molO-H键,即生成,水的状态不能确定,D项错误;
故选B。
10.B
解析:A.A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,故A错误;
B.整个反应中△H=(E1-E2+E3-E4)kJ/mol,故B正确;
C.加入催化剂,只改变反应的活化能,不改变反应热,也不影响反应的焓变,故C错误;
D.物质的总能量越低,越稳定,所以三种物质的稳定性顺序:B<A<C,故D错误;
综上所述,故选B。
11.C
解析:A.碳和氧气的反应是放热反应,△H应为小于零,A错误;
B.没有注明物质的状态,B错误;
C.注明物质的状态,反应为放热反应,C正确;
D.反应热的单位错误,应为kJ/mol, D错误;
故本题选C。
12.B
解析:由于CH3OOH为弱电解质,与NaOH反应过程中CH3OOH继续电离要吸收一部分热量,故最终生成1 mol H2O时放出热量小于57.3 kJ,浓硫酸遇水放出大量热量,故浓硫酸与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量大于57.3 kJ,HNO3与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量等于57.3 kJ,由于中和反应为放热反应,故放热越多,反应热数值越小,故ΔH1>ΔH3>ΔH2,所以答案选B。
13.A
解析:反应物键能之和-生成物键能之和;
故答案为:A。
14.D
解析:A.根据盖斯定律,①×-③可得3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=(-484) ×-(-2380)=-504kJ/mol,故A正确;
B.由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol可知4g氢气反应放出484kJ热量,由C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol可知44g丙烷反应放出2039kJ热量,则4g丙烷反应放出185.4kJ热量,因此等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多,故B正确;
C.根据盖斯定律,①×5-②可得3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=5×(-484kJ/mol)-(- 2039kJ/mol)=-381kJ/mol,故C正确;
D.丙烷的燃烧热是指1mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳与液态水放出热量,C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol为生成气态水,则丙烷的燃烧热不是2039kJ/mol,故D错误;
故选D。
15.B
解析:由分析可知,反应为放热反应,1mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳和时放出热量,B项符合题意。
二、填空题
16.(1) < 减小 不变 A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)△H=(a-b)kJ/mol
(2)-260.4
(3) CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol 1209
解析:(1)①由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
②催化剂可降低反应的活化能,但不改变焓变,则加入催化剂,b减小,ΔH不变,故答案为:减小;不变;
③A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)△H=正反应活化能-逆反应活化能=(a-b)kJ/mol,故答案为:A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)△H=(a-b)kJ/mol;
(2)根据盖斯定律:(①-②)得Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)△H=(-702.2+181.4)kJ/mol=-260.4kJ/mol,故答案为:-260.4;
(3)CO的燃烧热是指1molCO(g)完全燃烧生成CO2时放出的热量,由盖斯定律,反应③-②可得ΔH=-393.5-(-110.5)= -283kJ/mol,则CO的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol;由H2O(g)=H2(g)+O2(g)ΔH=+241.8kJ/mol可知,2gH2完全燃烧生成水蒸气,放出241.8kJ能量,则10g H2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为241.8kJ×5=1209kJ,故答案为:CO(g)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol;1209。
17.
解析:由题图可知,反应Ⅱ的化学方程式为,根据盖斯定律,反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ),得反应Ⅱ的热化学方程式:
。
18. H2(s)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+68kJ/mol Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=-157kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-299.52kJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-67.2kJ/mol
【分析】热化学方程式中的化学计量数代表的是物质的量,放热反应的△H为“-”,吸热反应的△H为“+”。
解析:(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量,反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= -183 kJ/mol;
(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量,反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+68 kJ/mol;
(3)64 g Cu粉与适量O2(g)反应生成氧化铜固体,放出157 kJ的热量,64 g Cu即为1 mol,故反应的热化学方程式:Cu(s)+ O2(g)=CuO(s) △H= -157 kJ/mol;
(4)1 mol硫粉为32 g,1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,所以32 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出的热量为9.36×32=299.52 kJ,则硫燃烧的热化学方程式为:S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-299.52kJ/mol;
(5)4 g CO的物质的量为,4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,则1 mol CO在氧气中燃烧生成CO2放出的热量为9.6×7=67.2 kJ,故CO燃烧的热化学方程式为:CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-67.2kJ/mol。
19.(1) ②③⑧ ①④⑥
(2) ①②④ ③ ⑥
解析:(1)①水的分解属于吸热反应,②木炭燃烧属于放热反应,③炸药爆炸属于放热反应,④Ba(OH)28H2O和氯化铵反应属于吸热反应,⑤冰融化属于吸热过程,⑥氢气还原氧化铜属于吸热反应,⑦浓硫酸的稀释属于放热过程,⑧酸碱中和反应属于放热反应;所以属于放热反应的有②③⑧,属于吸热反应的有①④⑥。
(2)①氧化钙没有标出状态,错误;②焓变单位应为kJ/mol,错误;③热化学方程式正确,且符合燃烧热定义,可燃物C物质的量为1mol,生成指定产物气态二氧化碳,即也可以表示C燃烧热的热化学方程式;④一氧化碳燃烧属于放热反应,焓变应为负值,错误;⑤表示酸碱反应的热化学方程式,正确;⑥表示酸碱反应的热化学方程式,且是稀的强酸和强碱反应生成1mol液态水的热化学方程式,即也可以表示中和热的热化学方程式;⑦氢气燃烧属于放热反应,热化学方程式正确;⑧碳燃烧属于放热反应,热化学方程式正确。所以答案分别为①②④;③;⑥
20. +172.5 kJ·mol-1 -74.8 kJ·mol-1
解析:(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1= -110.5 kJ·mol-1,②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①×2-②可得C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=[(-110.5)×2-(-393.5)] kJ mol-1=+172.5 kJ·mol-1;
(2)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1= -890.3 kJ·mol-1,②C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5 kJ·mol-1,③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3= -285.8 kJ·mol-1,
根据盖斯定律,将②+③×2-①可得C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH4=[(-393·5)+(-285.8)×2-(-890.3)] kJ·mol-1= -74.8 kJ·mol-1。
21. -116 -50.4kJ/mol SiH4(g)+ 2O2(g)= SiO2(s)+ 2H2O(l) ΔH=-1500kJ/mol
解析:(1)已知:① CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
②CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
③CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
根据盖斯定律,(①+②+③)×2得:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=[(+83 kJ·mol-1)+(-20 kJ·mol-1)+( -121 kJ·mol-1)]×2=-116 kJ·mol-1;
(2) 用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为:0.05L×0.50 mol·L-1 =0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/mL=100g,温度变化值:ΔT=23.4℃-20.4℃=3.0℃,则生成0.025mol水放出的热量为:Q=c·m·ΔT=100g×4.2 J·g-1·℃×3.0℃=1260J=1.260kJ,则生成1mol水时放出的热量为:=50.4kJ,所以实验测得的中和热ΔH=-50.4kJ/mol;
(3) 16 g SiH4的物质的量为:=0.5mol,发生自燃时放出热量750 kJ,则1mol SiH4自燃时放出热量:750 kJ×2=1500kJ,所以SiH4自燃的热化学方程式为:SiH4(g)+ 2O2(g)= SiO2(s)+ 2H2O(l) ΔH=-1500kJ/mol。
22. 2H2O+4e-+O2→4OH- 制造光导纤维或生产玻璃等 电 化学 4Al+ 3MnO22Al2O3 +3Mn 2Al+OH-+NO2-+2H2O=2AlO+NH3·H2O -110.5KJ/mol CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H= +172.5kJ/mol
解析:试题分析:根据题意可知:甲是O2(1)钢铁因甲而生锈时发生的腐蚀是吸氧腐蚀。在其正极反应式为2H2O+4e-+O2→4OH-;(2)若乙是难溶于水的酸性氧化物。则乙是SiO2,丙是Na2SiO3;丁是H2SiO3;R是Si;①R的原子结构示意图是②乙的一种重要用途是制造光导纤维或生产玻璃、装饰品等;(3)若丙是离子化合物,且阴离子含金属元素R。则乙是Al2O3,丙是NaAlO2;丁是H2SiO3;R是Al。①由于Al是很活泼的金属,所以在工业上由乙制取R的单质时就是利用电解的方法制取,伴随的能量主要转化形式是电能转化为化学能。②R的单质与MnO2发生反应利用的就是铝热反应,反应的化学方程式为4Al+ 3MnO22Al2O3 +3Mn;③染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2 ,可以在碱性条件下加入R的单质,发生反应,产生NH3,同时产生AlO2-。反应的离子方程式为2Al+OH-+NO2-+2H2O=2AlO2-+NH3·H2O;(4)根据图示可知1molC和1/2molO2反应生成CO放出的热量是(393.5KJ —283KJ)="110." 5KJ。所以该反应的反应热△H为-110.5KJ/mol;热化学方程式是:C+1/2O2(g)="CO(g)" △H=-110.5KJ/mol;根据图示C的燃烧热化学方程式可知:C+O2(g)= CO2(g) △H=-393.5KJ/mol;第一个式子的2倍减去第二个式子,整理可得:CO2(g)与C(s)反应生成CO(g)的热化学方程式为CO2(g)+ C(s)=2CO(g) △H= +172.5kJ/mol。
考点:考查元素及化合物的推断、原子的结构简式的书写、反应热的计算、化学方程式、热化学方程式的书写的知识。
23.(1)4.0
(2)玻璃搅拌器
(3)保温、隔热、减少实验过程中的热量损失
(4)-53.5kJ/mol
(5)ACD
(6)+120
【分析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;
解析:(1)由图可知,实验1、2、3、4的温度差平均值分别为4.0、4.1、3.9、4.0,则温度差平均值为4.0;
(2)图中缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器;
(3)实验需准确测量反应放出的热量,故外壳与内筒之间的隔热层作用是保温、隔热、减少实验过程中的热量损失;
(4)中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃ -1,该反应中取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和30mL0.50mol·L-1硫酸溶液进行实验,反应后氢离子过量,氢氧根离子(0.50mol·L-1×0.05L=0.025mol)完全反应,反应放热为4.18J·g-1·℃ -1×80g×4.0℃ =1337.6 J,放热焓变为负值,则中和热△H=-1337.6 J ÷0.025mol=-53.5kJ/mol;
(5)上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1相比偏小;
A.实验装置保温、隔热效果差,热量散失,导致数值偏小,A正确;
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致读数偏小,氢氧化钠量增多,实验中过量的硫酸与偏多的氢氧化钠放出更多热量,导致实验数值偏大,B错误;
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,导致热量损失,数值偏小,C正确;
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,导致部分氢氧化钠和硫酸反应放热,热量损失,使得结果偏小,D正确;
故选ACD;
(6)反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,该反应的△H=(413×4+745×2-436×2-1075×2)kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1