2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量1-2熱化學(xué)方程式中和熱的測定課時作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGEPAGE9課時作業(yè)2熱化學(xué)方程式中和熱的測定時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共44分)1．CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過程的能量改變?nèi)鐖D所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說法正確的是(B)A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)具有的總能量C．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝＋41kJ/molD．1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ的熱量解析：從圖中數(shù)據(jù)可以看出：該反應(yīng)的ΔH<0，為放熱反應(yīng)，CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ/mol。2．已知：H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，下列說法正確的是(C)A．氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．1molH2與1molF2反應(yīng)生成2mol液態(tài)HF放出的熱量小于270kJC．在相同條件下，1molH2與1molF2的能量總和大于2molHF氣體的能量D．該反應(yīng)中的能量改變可用如圖所示曲線來表示3．依據(jù)熱化學(xué)方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝akJ·mol－1(a＝－297.2)。分析下列說法，其中不正確的是(D)A．S(s)在O2(g)中燃燒的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1，則a>bC．1molSO2(g)所具有的能量低于1molS(s)與1molO2(g)所具有的能量之和D．16g固體硫在空氣中充分燃燒，可汲取148.6kJ的熱量解析：由題中條件可知：反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH＝akJ·mol－1＝－297.2kJ·mol－1，可知該反應(yīng)的正向反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故D錯誤。4．下列說法正確的是(A)A．相同條件下，假如1mol氫原子所具有的能量為E1,1mol氫分子的能量為E2，則2E1>E2B．熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表分子個數(shù)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1，S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1<ΔH2D．HI(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(s)ΔH＝－26.5kJ/mol，由此可知1molHI在密閉容器中分解后可以放出26.5kJ的能量解析：A項(xiàng)，原子的能量很高，原子結(jié)合成分子時會釋放一部分能量，正確；B項(xiàng)，熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表的是分子的物質(zhì)的量，而不是個數(shù)，錯誤。C項(xiàng)，氣態(tài)的硫在反應(yīng)時放出的熱量要比固態(tài)的硫多，因此其次個反應(yīng)放出熱量數(shù)值較大；但由于放熱反應(yīng)符號為負(fù)，因此數(shù)值較大的ΔH反而較小。因此ΔH1>ΔH2，錯誤。D項(xiàng)，這個反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，也就是說無法進(jìn)行完全。但熱化學(xué)方程式中給出的數(shù)據(jù)是完全反應(yīng)所放出的熱量。在可逆反應(yīng)中，由于反應(yīng)不能完全進(jìn)行，所以這個熱量是達(dá)不到的，錯誤。5．乙醇燃料是一種清潔的能源燃料。燃燒ag乙醇(液態(tài))生成CO2氣體和液態(tài)H2O，放出熱量為QkJ，經(jīng)測定ag乙醇與足量Na反應(yīng)能生成H25.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式表示正確的是(C)A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH(298K)＝－QkJ·mol－1B．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH(298K)＝－eq\f(1,2)QkJ·mol－1C.eq\f(1,2)C2H5OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(l)ΔH(298K)＝－QkJ·mol－1D．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH(298K)＝－eq\f(3,2)QkJ·mol－1解析：據(jù)化學(xué)方程式：2C2H5OH＋2Na=2C2H5ONa＋H2↑2mol22.4Ln(C2H5OH)5.6Ln(C2H5OH)＝0.5mol，即0.5molC2H5OH完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)的反應(yīng)熱為ΔH＝－QkJ/mol，C項(xiàng)正確。6．下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(D)A．500℃、30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(500℃、30MPa))2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1C．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1D．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ·mol－1解析：A項(xiàng)中可逆反應(yīng)不能進(jìn)行究竟，19.3kJ的熱量不是0.5molN2(g)和1.5molH2(g)的反應(yīng)熱；B項(xiàng)中HCl與NaOH的反應(yīng)是一個中和反應(yīng)，釋放能量，ΔH<0；C項(xiàng)中沒有注明NO2、O2和NO三種物質(zhì)的狀態(tài)；D項(xiàng)正確。7．已知稀溶液中：①H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH1＝－57.3kJ·mol－1；②eq\f(1,2)Ba(OH)2(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)BaSO4(s)＋H2O(l)ΔH2。下列結(jié)論正確的是(B)A．中和反應(yīng)的ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．ΔH2<ΔH1C．ΔH2>ΔH1D．中和熱的數(shù)值與實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的酸堿量有關(guān)解析：中和熱是指稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1molH2O(l)時所放出的熱量，故其數(shù)值與實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的酸堿量無關(guān)，D項(xiàng)錯誤；－57.3kJ·mol－1只與反應(yīng)“H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)”相對應(yīng)，并不是全部的中和反應(yīng)的ΔH均為－57.3kJ·mol－1，A項(xiàng)錯誤；從離子反應(yīng)的角度上看，反應(yīng)②相對于反應(yīng)①多生成了BaSO4，故反應(yīng)②放出的熱量多于57.3kJ·mol－1，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯誤。8．某同學(xué)通過試驗(yàn)測出稀鹽酸與稀NaOH溶液(堿略微過量)反應(yīng)的中和熱ΔH＝－52.3kJ·mol－1，造成這一結(jié)果的緣由不行能是(B)A．試驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差B．用量筒量取鹽酸時仰視讀數(shù)C．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中D．用溫度計(jì)測定鹽酸初始溫度后，干脆測定氫氧化鈉溶液的溫度解析：若裝置保溫、隔熱效果差，會造成較多的熱量損失，測得的反應(yīng)熱偏大，A項(xiàng)可能；仰視讀數(shù)時，實(shí)際量取的溶液體積多于應(yīng)當(dāng)量取的溶液體積，會導(dǎo)致放出的熱量變多，此種狀況下測得的ΔH<－57.3kJ·mol－1，B項(xiàng)不行能；C項(xiàng)操作會導(dǎo)致較多的熱量損失，C項(xiàng)可能；D項(xiàng)操作會導(dǎo)致測得的NaOH溶液的初始溫度偏高，最終計(jì)算出的反應(yīng)放出的熱量比實(shí)際放出的熱量少，D項(xiàng)可能。9．將V1mL1.0mol·L－1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合勻稱后測量并記錄溶液溫度，試驗(yàn)結(jié)果如圖所示(試驗(yàn)中始終保持V1＋V2＝50mL)。下列敘述正確的是(B)A．做該試驗(yàn)時環(huán)境溫度為22℃B．NaOH溶液的濃度約為1.5mol·L－1C．該試驗(yàn)中須要運(yùn)用環(huán)形玻璃攪拌棒在水平方向輕輕轉(zhuǎn)動攪拌D．該試驗(yàn)可用相同物質(zhì)的量的氫氧化鈉固體投入鹽酸中測定中和熱解析：A.由圖可知，加入5mL鹽酸時混合液的溫度是22℃，故環(huán)境的溫度應(yīng)低于22℃，故A錯誤；B.恰好反應(yīng)時參與反應(yīng)的鹽酸的體積是30mL，由V1＋V2＝50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，設(shè)恰好反應(yīng)時氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n，HCl＋NaOH=NaCl＋H2O111．0mol·L－1×0.03Ln則n＝1.0mol·L－1×0.03L＝0.03mol，所以濃度是eq\f(0.03mol,0.02L)＝1.5mol·L－1，故B正確；C.該試驗(yàn)中須要運(yùn)用環(huán)形玻璃攪拌棒在上下方向輕輕轉(zhuǎn)動攪拌，故C錯誤；D.該試驗(yàn)不行用相同物質(zhì)的量的氫氧化鈉固體投入鹽酸中測定中和熱，否則因NaOH溶解放熱，使得測定數(shù)值偏高，故D錯誤。10．下列有關(guān)中和熱的說法正確的是(C)A．表示中和熱的熱化學(xué)方程式為H＋(l)＋OH－(l)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molB．精確測量中和熱的試驗(yàn)過程中，至少需測定4次溫度C．測量中和熱的試驗(yàn)過程中，環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替，則測量出的中和熱數(shù)值偏小D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ/mol，則該反應(yīng)的中和熱為114.6kJ/mol11．甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)，1gCH4(g)完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量，下圖中能表示該反應(yīng)過程的能量改變的是(D)解析：1gCH4完全反應(yīng)釋放15.46kJ的熱量，則1molCH4完全反應(yīng)放出的熱量為247.36kJ，只有D項(xiàng)符合題意。二、非選擇題(56分)12．(14分)(1)汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，生成NOx等污染大氣，其中生成NO的能量改變?nèi)鐖D1所示，則圖1中三種分子最穩(wěn)定的是N2，圖1中對應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1。(2)圖2是NO2與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2和NO過程中的能量改變示意圖，依據(jù)圖2分析，若0.5molCO被氧化，該過程放出的熱量Q＝117kJ。若該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在相同條件下將0.5molCO與1molNO2混合，則充分反應(yīng)后放出的熱量<(填“>”“<”或“＝”)QkJ。(3)仿照圖2的形式，在圖3的坐標(biāo)中繪制出N2(g)、O2(g)反應(yīng)生成NO(g)的能量改變曲線。答案：如圖所示解析：(1)鍵能越小，化學(xué)鍵斷裂越簡單；鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定。由圖1可知1molN2變成氮原子、1molO2變成氧原子汲取的能量與氮原子和氧原子生成1molNO時釋放出的能量，由此可求出N2(g)＋O2(g)=2NO(g)的反應(yīng)熱：ΔH＝946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×632kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1。(2)由圖2知，消耗1molCO時放出的熱量為368kJ－134kJ＝234kJ，由此可得出答案；可逆反應(yīng)中反應(yīng)物不行能消耗完，因此放出的熱量小于QkJ。(3)作圖時留意兩點(diǎn)：生成物的總能量比反應(yīng)物的高，過渡態(tài)的能量最高。13．(12分)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，回答下列問題：(1)用含20gNaOH的稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出28.65kJ的熱量。(2)用含2molH2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng)，此反應(yīng)的中和熱為57.3_kJ/mol。(3)假如將(1)反應(yīng)中的稀鹽酸換成稀醋酸，反應(yīng)放出的熱量小于(填“大于”“小于”或“等于”)原來(1)放出的熱量。解析：(1)0.5molNaOH與足量稀鹽酸反應(yīng)放出的熱量為0.5mol×57.3kJ/mol＝28.65kJ。(2)依據(jù)中和熱的定義可知，中和熱與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的物質(zhì)的量的多少無關(guān)，中和熱為57.3kJ/mol。(3)因醋酸為弱酸，用NaOH中和時，需不斷地電離出H＋，而電離過程要汲取熱量，故反應(yīng)放出的熱量會減小。14．(14分)(1)已知葡萄糖完全燃燒生成1g液態(tài)水時放出的熱量為26.0kJ，則葡萄糖完全燃燒的熱化學(xué)方程式是C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2808kJ/mol。(2)已知2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出99.6kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1294.8kJ/mol。(3)在火箭推動器中裝有強(qiáng)還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑H2O2，當(dāng)它們混合時產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵猓⒎懦龃罅繜?，已?.4mol液態(tài)肼與足量H2O2反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，放?56.65kJ的熱量。①寫出熱化學(xué)方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ/mol。②已知H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ/mol，則16g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水時，放出的熱量是408.812_5kJ。解析：(1)1mol葡萄糖C6H12O6完全燃燒生成6mol液態(tài)水，放熱：eq\f(26.0kJ,1g)×6mol×18g/mol＝2808kJ，因此熱化學(xué)方程式為C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2808kJ/mol。(2)1molC2H2燃燒生成液態(tài)水和CO2，放熱：eq\f(99.6kJ,2g)×26g＝1294.8kJ，熱化學(xué)方程式為：C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1294.8kJ/mol。(3)1mol液態(tài)肼與足量H2O2反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，放熱：eq\f(256.65kJ,0.4mol)×1mol＝641.625kJ，熱化學(xué)方程式為：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ/mol,16g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為：eq\f(16g,32g/mol)＝0.5mol，燃燒生成水蒸氣時放熱：eq\f(256.65kJ,0.4mol)×0.5mol＝320.8125kJ，生成氣態(tài)水2mol，變?yōu)橐簯B(tài)水放熱：44kJ×2＝88kJ，因此共放出熱量：320.8125kJ＋88kJ＝408.8125kJ。15．(16分)利用如圖所示裝置測定中和熱的試驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合勻稱，測得混合液最高溫度。回答下列問題：(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量？確保鹽酸被完全中和。(2)倒入NaOH溶液的正確操作是C(填序號)。A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次少量倒入C．一次快速倒入(3)使鹽酸與NaOH溶液混合勻稱的正確操作是D(填序號)。A．用溫度計(jì)當(dāng)心攪拌B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C．輕輕地振蕩燒杯D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃