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文檔簡介
第一章化學反應的熱效應單元測試2023-2024學年高二上學期人教版(2019)化學選擇性必修1一、選擇題1.在298K、1.01×105Pa下,將22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反應,測得反應放出akJ的熱量。已知在該條件下,1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反應放出bkJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式為()A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(2b-a)kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(2a-b)kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(4a-b)kJ·mol-1D.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(8a-2b)kJ·mol-12.下列設備工作時,將化學能轉化為熱能的是ABCD堿性鋅錳電池鋰電池太陽能熱水器燃氣灶A.A B.B C.C D.D3.下列反應屬于吸熱反應的是()A.與NH4Cl的反應 B.乙醇燃燒C.鋁粉與氧化鐵粉末反應 D.NaOH與HCl反應4.下列反應屬于吸熱反應的是()A.鎂粉與稀硫酸反應B.氨水與醋酸反應C.苯在空氣中燃燒D.氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應5.下列有關能量變化的說法正確的是()A.化學鍵的變化必然會引起能量變化,能量變化也一定會引起化學變化B.反應是放熱還是吸熱需看反應物和生成物具有的總能量的相對大小C.所有放熱反應的化學變化的能量都可以通過設計成原電池轉化為電能D.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生6.標準狀態(tài)下,氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變稱為鍵能.已知H﹣H、H﹣O和O═O鍵的鍵能△H分別為436kJ/mol、463kJ/mol和495kJ/mol.下列熱化學方程式正確的是()A.H2O(g)═H2(g)+{#mathmL#}{#/mathmL#}O2(g);△H═﹣485kJ/molB.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H═﹣485kJ/molC.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H═+485kJ/molD.H2O(g)═H2(g)+{#mathmL#}{#/mathmL#}O2(g);△H═+485kJ/mol7.氫氣在氧氣中燃燒時發(fā)出藍色火焰,在反應過程中,破壞1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為akJ,破壞1mol氧氣中的化學鍵消耗的能量為bkJ,形成1molH-O鍵釋放的能量為ckJ,下列關系中正確的是()A.a+b>2c B.2a+b=2c C.2a+b<2c D.2a+b<4c8.下列四組熱化學方程式,△Hl>△H2的是()①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1C(s)+O2(g)=CO(g)△H2②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1S(g)+O2(g)=SO2(g)△H2③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H1CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)△H2④HCl+NaOH=NaCl+H2O△H1HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H2O△H2A.①③ B.①④ C.②③ D.②④9.下列說法或表示正確的是()A.等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量多B.物質發(fā)生化學變化時一定伴隨著吸熱現(xiàn)象或放熱現(xiàn)象C.稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l);△H=﹣57.3kJ/mol,若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量大于57.3kJD.在25℃101kPa時,2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ的熱量,則H2燃燒的熱化學方程式為:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=﹣285.8kJ/mol10.某同學設計如圖所示實驗,探究反應中的能量變化。下列判斷正確的是()A.由實驗可知,(a)(b)所涉及的反應均為放熱反應B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質量的鋁粉后,釋放出的熱量有所增加C.實驗(c)測定反應熱時,在不斷攪拌的基礎上緩慢加入反應液D.實驗(c)為稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液的反應,若將稀硫酸改為濃硫酸測定反應熱,則測得的反應熱的數(shù)值偏大11.在298K和101KPa時,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);△H=+56.7kJ/mol,能自發(fā)進行的合理解釋是()A.是熵減反應 B.是熵增效應大于能量效應C.是吸熱反應 D.是放熱反應12.工業(yè)生產水煤氣的反應為:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.4kJ?mol﹣1,下列判斷正確的是()A.反應物能量總和大于生成物能量總和B.CO(g)+H2(g)?C(s)+H2O(l)△H=﹣131.4kJ?mol﹣1C.水煤氣反應中生成1molH2(g)吸收131.4kJ熱量D.水煤氣反應中生成1LCO(g)吸收131.4kJ熱量13.下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是()A.碳酸鈣受熱分解 B.乙醇燃燒C.鎂與稀硫酸反應 D.氧化鈣溶于水14.如圖所示,有關化學反應和能量變化的說法正確的是A.圖a表示的是吸熱反應的能量變化B.圖b中生成物比反應物穩(wěn)定C.圖a所示反應不需要加熱就一定能發(fā)生D.圖b可以表示氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應的能量變化二、非選擇題15.某化學興趣小組進行了實驗:向2支試管中分別加入0.5gNa2CO3固體和0.5gNaHCO3固體,再分別加入30mL0.3mol·L-1鹽酸,充分反應后,用手觸摸試管,明顯感覺到加Na2CO3固體的試管變熱了,加NaHCO3固體的試管變冷了。甲同學由此得出結論:CO(aq)+2H+(aq)=H2O(l)+CO2(g)ΔH1<0,HCO(aq)+H+(aq)=H2O(l)+CO2(g)ΔH2>0?;卮鹣铝袉栴}:(1)乙同學認為該實驗不一定能得到甲同學的結論,你支持誰的觀點?(填“甲”或“乙”),理由是。(2)查閱資料:反應I:CO(aq)+2H+(aq)=H2O(l)+CO2(g)ΔH1=-12.14kJ·mol-1;反應II:HCO(aq)+H+(aq)=H2O(l)+CO2(g)ΔH2=+12.64kJ·mol-1①則反應III:CO(aq)+H+(aq)=HCO(aq)ΔH3=kJ·mol-1。②向VmLcmol·L-1碳酸鈉溶液中,逐滴加入2VmLcmol·L-1稀鹽酸。下列圖像中,能正確表示該反應過程中的能量變化的是(填標號)。(3)該化學興趣小組用如圖所示裝置設計了實驗,驗證碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與稀鹽酸反應的熱效應。表格一:試劑1試劑2混合前溫度/℃混合后溫度/℃0.5gNa2CO340mLHCl19.021.70.5gNaHCO340mLHCl19.018.1表格二:試劑1試劑2混合前溫度/℃溶解后溫度/℃靜置后的溫度/℃試劑3混合前溫度/℃混合后溫度/℃0.5gNa2CO310mLH2O19.022.319.010mLH2O19.019.00.5gNaHCO310mLH2O19.017.519.010mLH2O19.019.0表格三:試劑1試劑2混合前溫度/℃溶解后溫度/℃靜置后的溫度/℃試劑3混合前溫度/℃混合后溫度/℃0.5gNa2CO310mLH2O19.022.319.010mLHCl19.020.50.5gNaHCO310mLH2O19.017.519.010mLHCl19.018.3實驗操作:將試劑1與試劑2混合,測混合后溶液的溫度,靜置,冷卻至定溫,再將試劑3與之前的混合溶液混合,再測混合溶液的溫度。①實驗中玻璃攪拌器的使用方法是。②表格二對應實驗得出的結論是。③反應IV:Na2CO3(s)+2H+(aq)=2Na+(aq)+H2O(l)+CO2(g)ΔH4;反應V:NaHCO3(s)+H+(aq)=Na+(aq)+H2O(l)+CO2(g)ΔH5則ΔH1(填“>”、“<”或“=”,下同)ΔH4,ΔH2ΔH5。16.某化學興趣小組要完成中和熱的測定。(1)實驗桌上備有燒杯(大、小兩個燒杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃棒、0.5mol·L-1鹽酸、0.55mol·L-1NaOH溶液,尚缺少的實驗玻璃用品是、。(2)實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?(填“能”或“否”),其原因是。(3)他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下:實驗用品溶液溫度中和熱
△Ht1t2①50mL0.55mol.L-1NaOH50mL.0.5mol.L-1HCl20℃23.3℃②50mL0.55mol.L-1NaOH50mL.0.5mol.L-1HCl20℃23.5℃已知:Q=Cm(t2-t1),反應后溶液的比熱容C為4.18KJ·℃-1·Kg-1,各物質的密度均為1g·cm-3。①計算完成上表?!鱄=②根據(jù)實驗結果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學方程式:(4)若用KOH代替NaOH,對測定結果(填“有”或“無”)影響;若用醋酸代替HCl做實驗,對測定結果(填“有”或“無”)影響。17.回答下列問題:(1)在一定條件下,氫氣在氯氣中燃燒的熱化學方程式:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ?mol-1;該反應屬于(填“熱吸”或“放熱”)反應。(2)常溫常壓下,1mol乙醇完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出的熱量為1367kJ,寫出乙醇燃燒熱的熱化學方程式:(3)根據(jù)蓋斯定律計算P4(白磷,s)+5O2(g)=△H=-2983.2kJ·mol-1①P(紅磷,s)+O2(g)=△H=-738.5kJ·mol-1②則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為(4)已知破壞1molH-H鍵、1molI-I鍵、1molH-I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、299kJ。則由氫氣和碘單質反應生成2molHI需要放出kJ的熱量。18.依據(jù)事實,書寫下列熱化學方程式:(1)在25℃、101kPa時,1molC與1mol水蒸氣反應生成1molCO和1molH2,吸熱131.5kJ:。(2)已知稀溶液中,1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應時,放出114.6kJ熱量,寫出表示H2SO4與NaOH反應中和熱的熱化學方程式。(3)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol–12NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-113.0kJ·mol–1請寫出NO2與SO2反應生成SO3和NO的熱化學方程式。(4)城市使用的燃料,現(xiàn)大多用煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,它由煤炭與水(蒸氣)反應制得,故又稱水煤氣。當1mol水蒸氣完全參與反應,吸收131kJ熱量。試寫出制取水煤氣主要反應的熱化學方程:。19.(1)CO2與CH4經催化重新整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵C-HC=OH-HC=O(CO)鍵能/KJ.mol-14137454361075ΔH=(2)1mol硫酸和氫氧化鈉稀溶液反應放出115kJ熱量,寫出反應的熱化學方程式(3)25℃、101kPa條件下,0.5mol液態(tài)甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱363kJ,寫出反應的熱化學方程式。(4)若適量的N2和O2完全反應生成NO2,每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量,寫出反應的熱化學方程式20.13.8g氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和氣態(tài)水,放出1016.5kJ熱量.(1)該反應的熱化學方程式為.(2)已知:H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ?mol﹣1,則標準狀況下11.2L乙硼烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為kJ.21.填空。(1)下列反應屬于吸熱反應的是。①鋁片和鹽酸反應②酸堿中和反應③晶體與混合攪拌④碳酸鈣分解⑤在中燃燒⑥灼熱的碳與的反應(2)已知汽缸中氮氣和氧氣反應生成一氧化氮的能量變化值如圖所示,則由該反應生成1molNO時,應(填“釋放”或“吸收”)kJ能量。(3)某學習小組依據(jù)氧化還原反應原理:設計成的原電池如圖所示。①從能量轉化角度分析,上述原電池將化學能轉化為;②負極的電極材料為;(填化學式)③正極發(fā)生的電極反應;④若銀電極增重5.4g,外電路轉移電子的物質的量mol。(4)為了探究化學反應中的能量變化,某同學設計了如下兩個實驗(如圖)。有關反應一段時間后的實驗現(xiàn)象,下列說法正確的是____。A.圖I中溫度計的示數(shù)高于圖II的示數(shù)B.圖I和圖II中溫度計的示數(shù)相等,且均高于室溫C.圖I和圖II的氣泡均產生于鋅棒表面D.圖II中產生氣體的速率比I慢22.溫室效應是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的?;卮鹣铝袉栴}:(1)利用CO2可以制取甲醇,有關化學反應如下:①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-178kJ/mol②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ/mol③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-483.6kJ/mol已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵C—CC—HH—HC—OH—O鍵能/kJ/mol348413436358463由此計算斷開1molC=O需要吸收kJ的能量(甲醇的球棍模型如圖所示);CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=kJ/mol。(2)甲烷燃料電池(簡稱DMFC)由于結構簡單、能量轉化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注。DMFC工作原理如下圖所示:通入a氣體的電極是原電池的極(填“正”或“負”),其電極反應式為。(3)下圖是用甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)實現(xiàn)鐵上鍍銅,則b處通入的是(填“CH4”或“O2”),電解前,U形管的銅電極、鐵電極的質量相等,電解2min后,取出銅電極、鐵電極,洗凈、烘干、稱量,質量差為12.8g,在通電過程中,電路中通過的電子為mol,消耗標準狀況下CH4mL。23.鋰離子電池已經成為新一代實用化的蓄電池,該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時電極反應式為負極:C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+(C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復合材料)正極:Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2(LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物)。(1)鋰電池放電時電池的反應式為。(2)假設放電過程中消耗負極材料5.6g,轉移的電子數(shù)目為(NA為阿伏加德羅常數(shù)值)。(3)已知破壞1molH-H鍵、1molO═O鍵、1molH-O鍵時分別需要吸收436kJ、498kJ、465kJ的能量。圖表示H2、O2轉化為水的反應過程能量變化,則b=。(4)某研究性學習小組為探究鋅與鹽酸反應,取同質量、同體積的鋅片、同濃度鹽酸做了如下平行實驗:實驗①:把純鋅片投入到盛有稀鹽酸的試管中,發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化如圖所示。實驗②:把純鋅片投入到含F(xiàn)eCl3的同濃度工業(yè)稀鹽酸中,發(fā)現(xiàn)放出氫氣的量減少。實驗③:在鹽酸中滴入幾滴CuCl2溶液,生成氫氣速率加快。試回答下列問題:①試分析實驗①中t1~t2速率增大的主要原因是。t2~t3速率減小的主要原因是。②實驗②放出氫氣的量減少的原因是。③某同學認為實驗③反應速率加快的主要原因是因為形成了原電池,你認為是否正確?(填“正確”或“不正確”)。請選擇下列相應的a或b作答。a.若不正確,請說明原因。b.若正確則寫出實驗③中原電池的正極電極反應式。24.乙二醇是重要的化工原料,通過下列過程可實現(xiàn)煤到乙二醇的轉化。(1)“氣化”中主要反應:驗共酬巷|反應I:反應II:反應的。(2)“轉化1”中主要反應:反應III:反應IV:將和按一定比例投入恒容密閉容器中,分別在和下達到平衡,下平衡轉化率更大、甲醇的產率較低,原因是。(3)“轉化2”中的總反應為,該轉化分為兩步進行,第一步為,機理如圖所示。①化合物X的結構簡式為。②中混有的少量,會在表面形成中間體參與反應,生成的有機物有、。③“轉化2”的第二步為和進行的再生反應,反應的化學方程式為。(4)“轉化3”生成乙二醇和甲醇,每生成乙二醇轉移的電子為。
答案解析部分1.C0.5molCO2與0.75molNaOH反應生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3,反應所放出的熱量為xkJ,則生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的熱量。1molCO2通入2molNaOH溶液中生成1molNa2CO3,放出ykJ的熱量,則1molCO2與1molNaOH的溶液反應生成1molNaHCO3所放出的熱量為(4x-y)kJ,A、B項不符合題意,C項符合題意。D.NaOH和NaHCO3的狀態(tài)不符合題意。
熱化學方程式是用以表示化學反應中的能量變化和物質變化。熱化學方程式的意義為熱化學方程式不僅表明了一個反應中的反應物和生成物,還表明了一定量物質在反應中所放出或吸收的熱量。2.DA.堿性鋅錳電池是化學能轉化為電能,選項A不符合題意;B.鋰電池放電是將化學能轉化為電能,選項B不符合題意;C.太陽能熱水器是太陽能轉化為熱能,選項C不符合題意;D.燃氣灶是化學能轉化為熱能,選項D符合題意;故答案為:D。
A.化學能轉化為電能;B.將化學能轉化為電能;C.太陽能轉化為熱能;D.化學能轉化為熱能。3.AA.晶體與NH4Cl晶體的反應屬于吸熱反應,故A符合題意;B.物質的燃燒反應屬于放熱反應,即乙醇的燃燒為放熱反應,故B不符合題意;C.鋁粉與氧化鐵反應屬于鋁熱反應,是放熱反應,故C不符合題意;D.NaOH與HCl反應屬于酸堿中和反應,是放熱反應,故D不符合題意;故答案為A。
A、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應為吸熱反應;
B、燃燒反應為放熱反應;
C、鋁熱反應為放熱反應;
D、酸堿中和反應為放熱反應;4.DA.金屬與酸反應是放熱反應,A不符合題意;B.氨水與醋酸反應是中和反應,是放熱反應,B不符合題意;C.燃燒反應是放熱反應,C不符合題意;D.氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體混合反應是吸熱反應,D符合題意;故答案為:D。
放熱反應:①可燃物的燃燒;②酸堿中和反應;③大多數(shù)化合反應;④金屬跟酸的置換反應;⑤物質的緩慢氧化等。吸熱反應:①大多數(shù)分解反應;②鹽的水解和弱電解質的電離;③Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應;④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等。5.BA.能量變化不一定會引起化學變化,如水從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時放出熱量,但沒有發(fā)生化學變化,故A不符合題意;B.反應是放熱還是吸熱需看反應物和生成物具有的總能量的相對大小,若反應物的總能量大于生成物的總能量,為放熱反應,若反應物的總能量小于生成物的總能量,為吸熱反應,故B符合題意;C.原電池必須有電子的轉移,即原電池必須要是自發(fā)進行的氧化還原反應,放熱的化學反應不一定都是氧化還原反應,因此不可以都設計成原電池,故C不符合題意;D.放熱反應在常溫不一定很容易發(fā)生,如氫氣與氧氣的燃燒反應為放熱反應,但必須點燃才能發(fā)生,常溫下不發(fā)生,故D不符合題意;故答案為:B。
A.能量變化不一定會引起化學變化;
B.反應是放熱還是吸熱取決于反應物和生成物具有的總能量的相對大??;
C.放熱的非氧化還原反應不能設計成原電池;
D.很多放熱反應在常溫下不易發(fā)生。6.D解:A、水分解是吸熱反應,應該△H>0,故A錯誤;B、△H=2×463kJ/mol﹣436kJ/mol﹣{#mathmL#}{#/mathmL#}×495kJ/mol=242.5kJ/mol,故B錯誤;C、氫氣燃燒放熱,應該△H<0,故C錯誤;D、2mol氫氣燃燒生成水蒸氣的焓變:△H=2×436kJ/mol+495kJ/mol﹣4×463kJ/mol=﹣485kJ/mol,所以H2O(g)═H2(g)+{#mathmL#}{#/mathmL#}O2(g);△H═+485kJ/mol,故D正確.故選:D.舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵的生成會放出能量,△H=反應物的鍵能和﹣生成物的鍵能和,互為可逆反應的焓變互為相反數(shù),據(jù)此進行解答.7.D氫氣在氧氣中燃燒的反應為放熱反應,因此該反應的ΔH<0,因為“破壞1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為akJ,破壞1mol氧氣中的化學鍵消耗的能量為bkJ,形成1molH-O鍵釋放的能量為ckJ”,所以ΔH=2a+b-4c<0,所以2a+b<4c,D符合題意;故答案為:D氫氣在氧氣中燃燒的反應為放熱反應,根據(jù)反應過程中化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱,從而得出等式。8.C①中碳完全燃燒放熱多,放熱越多,△H越小,即△H1<△H2;②中氣態(tài)硫燃燒放熱多,放熱越多,△H越小,即△H1>△H2;③中碳酸鈣分解吸熱,氧化鈣與水反應放熱,則△H1>△H2;④中由于弱電解質電離吸熱,所以鹽酸和強堿反應放熱多,放熱越多,△H越小,即△H1<△H2;故答案為:C。△H比較大小時需要考慮符號。②同一種物質固態(tài)的能量低于氣態(tài)的能量,所以△H1>△H2。④中都生成1mol水,但一水合氨是弱堿,電離時還需要吸收熱量,所以放出的熱量少。9.C解:A.硫蒸氣變化為硫固體為放熱過程,則等量的硫蒸氣和硫固體在氧氣中分別完全燃燒,放出熱量硫蒸氣多,即前者放出熱量多,故A錯誤;B.物質發(fā)生化學變化時一定伴隨能量變化,能量變化的形式有多種,不一定是熱量變化,故B錯誤;C.稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l);△H=﹣57.3kJ/mol,若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合,濃硫酸稀釋放熱,所以放出的熱量大于57.3kJ,故C正確;D.在25℃101kPa時,2gH2即1mol完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ的熱量,則H2燃燒的熱化學方程式為:H2(g)+O2(g)═H2O(l);△H=﹣285.8kJ/mol,故D錯誤.故選C.A.硫蒸氣變化為硫固體為放熱過程;B.物質發(fā)生化學變化時一定伴隨能量變化;C.濃硫酸稀釋放熱;D.在25℃101kPa時,2gH2即1mol完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ的熱量.10.DA.氫氧化鋇晶體和氯化銨反應為吸熱反應,A不符合題意;B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質量的鋁粉后,反應速率加快,但是釋放出的熱量不變,B不符合題意;C.實驗(c)測定反應熱時,在不斷攪拌的基礎上迅速加入反應液,減少測量過程中的誤差,C不符合題意;D.濃硫酸溶于水放出熱量,導致測得的反應熱的數(shù)值偏大,D符合題意;故答案為:D。A.氫氧化鋇晶體和氯化銨反應為吸熱反應;B.依據(jù)影響反應速率的因素分析;C.實驗時應迅速加入反應液,減少誤差;D.濃硫酸溶于水放出熱量。11.B解:由反應可知,△H>0、△S>0,△H﹣T△S<0的反應可自發(fā)進行,則能自發(fā)進行的合理解釋是熵增效應大于能量效應,故選B.△H=+56.7kJ/mol>0,由反應可知氣體的體積增大,則△S>0,△H﹣T△S<0的反應可自發(fā)進行,以此來解答.12.C解:A、該反應是吸熱反應,故反應物的總能量小于生成物的總能量,故A錯誤;B、液態(tài)水轉變成氣態(tài)水要吸熱,所以CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l)放出的熱量大于131.4kJ,故B錯誤;C、由題干反應可知生成1mol氫氣吸收的熱量為131.4KJ,故C正確;D、由題干反應可知生成1molCO吸收的熱量為131.4KJ,而1LC0物質的量不是1mol,故D錯誤;故選C.A、反應是吸熱反應,依據(jù)能量守恒分析判斷;B、液態(tài)水轉變成氣態(tài)水要吸熱;C、依據(jù)反應焓變意義和熱化學方程式計算;D、1LCO的物質的量不是1mol.13.A解:生成物總能量高于反應物總能量,為吸熱反應,A.碳酸鈣受熱分解,屬于吸熱反應,故A正確;B.乙醇燃燒放出大量的熱,屬于放熱反應,故B錯誤;C.鎂與稀硫酸反應,為活潑金屬與酸的反應,屬于放熱反應,故C錯誤;D.氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,屬于放熱反應,故D錯誤.故選A.反應中生成物總能量高于反應物總能量的是吸熱反應,而常見的吸熱反應有:絕大多數(shù)的分解反應;銨鹽和堿的反應;以C、氫氣或CO為還原劑的氧化還原反應等,以此解答該題.14.DA.圖a反應物總能量大于生成物總能量,表示的是放熱反應的能量變化,故A不符合題意;B.需要知道具體的反應才能比較反應物和生成物的穩(wěn)定性,如碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳是吸熱反應,但碳酸氫鈉沒有碳酸鈉穩(wěn)定,石墨轉化為金剛石為吸熱反應,但石墨更穩(wěn)定,故B不符合題意;C.放熱反應、吸熱反應與反應條件無關,放熱反應可能需要加熱才能發(fā)生,故C不符合題意;D.氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應是吸熱反應,圖b表示吸熱反應,故D符合題意;故答案為:D。
A.根據(jù)放熱反應中反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量,吸熱反應中反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量;B.物質的能量越低,越穩(wěn)定;C.放熱反應、吸熱反應與反應條件無關;D.氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應是吸熱反應。15.(1)乙;碳酸鈉、碳酸氫鈉和鹽酸反應的反應熱是通過固體溶解的熱效應和其飽和溶液與鹽酸反應的熱效應之和來計算的(2)-24.78;C(3)上下移動;Na2CO3的溶解是放熱過程,NaHCO3的溶解是吸熱過程;<;>(1)用手觸摸試管顯然不科學,甲同學僅通過感官的冷熱判斷反應熱效應是錯誤的,因為碳酸鈉、碳酸氫鈉和鹽酸反應的反應熱是通過固體溶解的熱效應和其飽和溶液與鹽酸反應的熱效應之和來計算的;(2)①根據(jù)蓋斯定律,反應I-II得反應III,ΔH3=-12.14-12.64=-24.78kJ·mol-1;②逐滴加入稀鹽酸,少量氫離子和碳酸根反應生成碳酸氫根即反應III是放熱反應,接著碳酸氫根和氫離子反應生成二氧化碳和水即反應II是吸熱反應,整個反應即發(fā)生反應I是放熱反應,所以對應的圖像是C;(3)①環(huán)形玻璃攪拌棒的作用是盡快將反應物接觸反應,減少實驗過程中熱量損失的,使用方法是上下移動;②表格二對應實驗得出的結論是Na2CO3的溶解是放熱過程,NaHCO3的溶解是吸熱過程;③碳酸鈉和鹽酸反應是放熱反應,而Na2CO3固體溶解放出熱量,所以焓變值更小,即ΔH1<ΔH4,碳酸氫鈉和鹽酸反應是吸熱反應,而NaHCO3固體溶解吸收熱量,所以焓變值更大,即ΔH2>ΔH5。
(1)要注意,碳酸鈉溶于放熱,碳酸氫鈉溶于水吸熱,而壓判斷反應放熱還是吸熱除了考慮反應本身,還要考慮固體溶于水的熱效應情況;
(2)①蓋斯定律的應用要注意,判斷列出的熱化學方程式的對應關系,左右兩邊相同的物質互相抵消則相加,在同一邊相同的物質互相抵消則相減;
②反應物的總能量大于生成物的總能量,反應放熱,反之反應吸熱;
(3)①環(huán)形玻璃攪拌棒的攪拌方法是上下抽動;
②Na2CO3的溶解是放熱過程,NaHCO3的溶解是吸熱過程;
③碳酸鈉和鹽酸反應是放熱反應,而Na2CO3固體溶解放出熱量;碳酸氫鈉和鹽酸反應是吸熱反應,而NaHCO3固體溶解吸收熱量。16.(1)溫度計;量筒(2)否;金屬易導熱,熱量散失導致誤差大。(3)-56.8(或-56.85)KJ/mol;NaOH(aq)+HCl(aq)="NaCl(aq)"+H2O(l)△H=-56.8KJ/mol(用離子方程式也可)(4)無;有(1)測定稀鹽酸和稀氫氧化鈉的中和熱,所需要的玻璃儀器有:大、小兩個燒杯、膠頭滴管、量筒、溫度計以及環(huán)形玻璃攪拌器,需要用量筒量取酸溶液、堿溶液的體積,需要使用溫度計測量溫度,所以還缺少溫度計和量筒;
(2)不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒,因為銅絲攪拌棒是熱的良導體,熱量損失大;
(3)①2次溫度差分別為:3.3℃,3.5℃,2組數(shù)據(jù)都有效,溫度差平均值為3.4℃,50mL0.55mol?L-1NaOH和50mL.0.5mol?L-1HCl質量和為m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g?℃),△T=3.4℃,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/(g?℃)×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出熱量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出熱量為1.4212kJ×1mol/0.025mol=56.8kJ,即該實驗測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol;②根據(jù)以上分析可知NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學方程式為:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-56.8kJ/mol;
(4)在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應生成1mol水時的反應熱叫做中和熱,若用KOH代替NaOH,測定結果無影響;醋酸為弱酸,電離過程為吸熱過程,所以用醋酸代替HCl做實驗,反應放出的熱量偏小,對測定結果有影響。
(1)根據(jù)測定中和熱的實驗過程判斷缺少的玻璃儀器;
(2)環(huán)形玻璃攪拌棒導熱能力較差,而銅的導熱能力較強;
(3)根據(jù)比熱容、溫度變化之等計算焓變,然后書寫中和熱的熱化學方程式;
(4)KOH與NaOH都屬于強堿,而醋酸是弱酸,電離需要吸收熱量。17.(1)放熱(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ·mol-1(3)P4(白磷,s)=4P(紅磷,s)△H=-29.2kJ·mol-1(4)11(1)該反應的焓變小于零,為放熱反應;(2)常溫常壓下,1mol乙醇完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出的熱量為1367kJ,則乙醇燃燒熱的熱化學方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ·mol-1;(3)由蓋斯定律可知,①-4×②即為:P4(白磷,s)=4P(紅磷,s)△H=-2983.2kJ·mol-1-4×(-738.5kJ·mol-1)=-29.2kJ·mol-1;(4)氫氣和碘單質反應為H2+I2=2HI,則由氫氣和碘單質反應生成2molHI需要放出299×2-(436+151)=11kJ。
(1)該反應的焓變小于零;(2燃燒熱是101kP時,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定產物時的反應熱;(3)依據(jù)蓋斯定律;(4)利用△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和計算18.(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131.5kJ/mol(2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)=-57.3kJ/mol(3)NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ/mol(4)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131kJ/mol(1)根據(jù)熱化學方程式與普通化學方程式的不同,<0是放熱反應,>0是吸熱反應,可以寫出在25℃、101kPa時,1molC與1mol水蒸氣反應生成1molCO和1molH2,吸熱131.5kJ的熱化學方程式為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131.5kJ/mol,故答案為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131.5kJ/mol;(2)中和熱是指強酸強堿稀溶液反應每生成1molH2O時放出的熱量,故已知稀溶液中,1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應時,放出114.6kJ熱量,寫出表示H2SO4與NaOH反應中和熱的熱化學方程式為:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)=-57.3kJ/mol,故答案為:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)=-57.3kJ/mol;(3)根據(jù)蓋斯定律可知,目標反應NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)可由[反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)減去反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)]除以2,故=[-196.6kJ·mol–1-(-113.0kJ·mol–1)]÷2=-41.8kJ/mol,故NO2與SO2反應生成SO3和NO的熱化學方程式為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ/mol,故答案為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ/mol;(4)根據(jù)水煤氣的制備反應,結合當1mol水蒸氣完全參與反應,吸收131kJ熱量,故制取水煤氣主要反應的熱化學方程:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131kJ/mol,故答案為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)=+131kJ/mol。
書寫熱化學方程式要注意以下幾點:
1、反應熱與溫度和壓強等測定條件有關,所以書寫時必須指明反應時的溫度和壓強(25℃、101kPa時,可以不注明)
2、各物質化學式右側用括號表明物質的狀態(tài)??梢杂胓、l、s分別代表氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。
3、熱化學方程式中化學計量數(shù)只表示該物質的物質的量,不表示物質分子個數(shù)或原子個數(shù),因此,它可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。
4、△H只能寫在化學方程式的右邊,若為放熱反應,則△H為“-”;若為吸熱反應,則△H為“+”。其單位一般為kJ/mol。對于同一反應,計量數(shù)不同,其△H不同。
5、熱化學方程式是表示反應已完成的數(shù)量。由于△H與反應完成物質的量有關,所以方程式中化學式前面的化學計量數(shù)必須與△H相對應,當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。
6、不標“↑”或“↓”
7、不注明反應條件,例如:△(加熱)
8、有機熱化學方程式不用“=”,而用“→19.(1)+120kJ/mol(2)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-115kJ/mol(3)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726kJ/mol(4)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ/mol(1)該反應△H=(4×413+2×745-2×1075-2×436)kJ/mol=+120kJ/mol;(2)1mol硫酸和氫氧化鈉稀溶液反應放出115kJ熱量,反應的熱化學方程式:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-115KJ/mol;(3)0.5mol液態(tài)甲醇燃燒放出363kJ,則1mol液態(tài)甲醇燃燒放出726kJ,反應的熱化學方程式:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726kJ/mol;(4)23gNO2的物質的量為,每生成0.5molNO2吸收16.95kJ熱量,則生成2molNO2吸收67.8kJ,反應的熱化學方程式:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ/mol。(1)根據(jù)焓變=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和計算即可
(2)寫出方程式再標出物質的狀態(tài),根據(jù)1mol的硫酸放出的熱量計算出反應熱即可
(3)寫出方程式,標出物質的狀態(tài),根據(jù)0.5mol甲醇放出的熱量計算出焓變即可
(4)寫出方程式,變出物質的狀態(tài),根據(jù)23g二氧化氮吸收的熱量計算出反應熱即可20.(1)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)△H=﹣2033kJ/mol(2)1082.5解:(1)n(B2H6)==0.5mol,在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和氣態(tài)水,方程式為B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g),放出1016.5kJ熱量,1molB2H6(g)燃燒放出熱量為1016.5kJ×2=2033kJ,則熱化學方程式為B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)△H=﹣2033kJ/mol,故答案為:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)△H=﹣2033kJ/mol;(2)已知①H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ?mol﹣1,②B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)△H=﹣2033kJ/mol;則②﹣①×3可得B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)△H=﹣2165kJ/mol,則標準狀況下11.2L乙硼烷氣體,即0.5mol,完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為2165kJ/mol×0.5mol=1082.5kJ.故答案為:1082.5.n(B2H6)==0.5mol,在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和氣態(tài)水,方程式為B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g),放出1016.5kJ熱量,結合方程式可計算1molB2H6(g)燃燒放出的熱量,進而書寫熱化學方程式,結合蓋斯定律計算生成液態(tài)水放出的熱量,以此解答該題.21.(1)③④⑥(2)吸收;91.5(3)電能;Cu;;0.05(4)A(1)①鋁與鹽酸的反應為放熱反應,故①不正確;②酸堿中和反應為放熱反應,故②不正確;③晶體與的反應為吸熱反應,故③正確;④碳酸鈣分解吸收熱量,為吸熱反應,故④正確;⑤燃燒反應為放熱反應,則在中燃燒為放熱反應,故⑤不正確;⑥灼熱的碳與反應生成CO的反應吸收熱量,為吸熱反應,故⑥不正確;屬于吸熱反應的是③④⑥,故答案為:③④⑥;(2)生成2molNO,需要斷裂1mol鍵,1molO=O鍵,吸收的能量為,形成2molN-O鍵放出熱量,斷鍵吸收的熱量高于成鍵釋放的熱量,所以應吸收熱量,形成1molN-O吸收熱量,故答案為:吸收;91.5;(3)①原電池是將化學能轉化為電能的裝置,故答案為:電能;②根據(jù)反應可知,Cu失去電子發(fā)生氧化反應,則負極材料為Cu,故答案為:Cu;③正極上銀離子得電子生成單質銀,電極反應式為,故答案為:;④根據(jù)可知,銀電極增重5.4g,外電路轉移電子的物質的量為,故答案為:0.05;(4)A.圖I中鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣,該反應為放熱反應,化學能轉化為熱能;圖II中形成原電池,將化學能轉化成電能,因此圖I中溫度計的示數(shù)高于圖II的示數(shù),故A正確;B.根據(jù)A的分析可知,圖I中溫度計的示數(shù)高于圖II的示數(shù),故B不正確;C.圖I中氣泡在鋅棒表面產生,圖II中銅為正極,氫氣在銅棒表面產生,故C不正確;D.圖II形成原電池,加快反應速率,因此圖II中產生氣體的速率比I快,故D不正確;故答案為:A,故答案為:A。
(1)常見吸熱反應:①大多數(shù)分解反應;②鹽的水解;③Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應;④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等
(2)根據(jù)化學鍵斷裂吸收能量和化學鍵形成釋放能量,判斷該反應吸放熱的量
(3)該原電池Cu做負極,Ag做正極,根據(jù)正極反應,通過增加Ag的量來算出轉移電子的數(shù)目22.(1)750;-219.2kJ·mol-1(2)負;CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+(3)O2;0.2;560(1)二氧化碳為直線型結構,分子中存在兩個碳氧雙鍵,二氧化碳的電子式為;結構式為O=C=O,設C═O的鍵能為x,①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-178kJ?mol-1,反應焓變△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=2x+3×436-(3×413+358+463)-(2×463)=-178kJ,解得x=750kJ,即斷開1molC=O需要吸收的能量為750kJ;①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-178kJ?mol-1,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ?mol-1,③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3=-483.6kJ?mol-1,將①+(②-③)×得:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)根據(jù)蓋斯定律可得△H=(-178kJ?mol-1)+[(-566kJ?mol-1)-(-483.6kJ?mol-1)]×=-219.2kJ?mol-1,故答案為:750;-219.2kJ?mol-1;(2)根據(jù)圖知,交換膜是質子交換膜,則電解質溶液呈酸性,根據(jù)氫離子移動方向知,通入a氣體的電極為負極、通入b氣體的電極為正極,負極上甲烷失去電子發(fā)生氧化反應,負極反應式為CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O,故答案為:負;CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+;(3)甲烷堿性燃料電池為電源,總電極反應式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,電鍍時,鍍件鐵作電解池的陰極,連接甲烷燃料電源的負極,所以a應通入CH4;鍍層金屬作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應,連接甲烷燃料電源的正極,所以b應通入O2;所以甲烷堿性燃料電池a處電極上CH4放電,發(fā)生氧化反應,電極反應式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,銅、鐵電極質量差為12.8g,說明析出了6.4g銅,物質的量為=0.1mol,電路中通過的電子為0.2mol,根據(jù)電子轉移守恒8n(CH4)=2n(Cu)=0.2mol,所以n(CH4)=mol,所以v(CH4)=mol×22.4L/mol=0.56L=560mL,故答案為:O2;0.2;560。
(1)根據(jù)反應焓變=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和計算和蓋斯定律求算CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
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