第一章 化学反应的热效应 测试题
一、选择题
1.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
2.已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热
则反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的反应热为
A.ΔH=-396.36kJ·mol-1 B.ΔH=-110.53kJ·mol-1
C.ΔH=-154.54kJ·mol-1 D.ΔH=-221.06kJ·mol-1
3.下列过程的能量变化与如图所示相符的是
A.铝热反应 B.生石灰与水的反应
C.溶液与稀硫酸反应 D.固体与固体混合搅拌
4.《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是
A.甲烷的燃烧 B.酸碱中和 C.铝热反应 D.煤的气化
5.已知[、、对应的反应中已省略,且]:
下列说法正确的是
A. B.的值是的燃烧热
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
6.如图所示,ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,下列说法或表示式正确的是
A.C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ mol-1
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.ΔH1<ΔH2
7.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.表示氢气的燃烧热
B.等质量的固态硫比液态硫完全燃烧放出的热量多
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为
D.已知,,则
8.COS可作为一种粮食熏蒸剂, 其制备的原理为:CO(g) + H2S(g) = COS(g) + H2(g),已知∶
化学键 C≡O H-S C=S C=O H-H
键能/(kJ·mol-1) 1076 339 536 728 436
其中CO的结构为C≡O,则该制备反应的ΔH为
A.82 kJ·mol-1 B.54 kJ·mol-1 C.-285 kJ·mol-1 D.-110 kJ·mol-1
9.氮元素广泛应用于生产生活中,NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物,N2H4具有较强的还原性;NO2与N2O4能相互转化,热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ/mol。水合肼(N2H4 H2O)是重要的氢能源稳定剂,其制备的反应原理为:NaClO+2NH3 H2O=N2H4 H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作不能达到实验目的的是
A.在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取NH3
B.用装置乙作为反应过程的安全瓶
C.制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再通入NH3
D.用装置丁吸收反应中过量的NH3
10.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应过程有催化剂参与
B.该反应的焓变
C.使用催化剂,能改变该反应的活化能
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于
11.下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是
A.酸碱溶液混合后,应先冷却再测温
B.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
C.玻璃棒搅拌器若用铜丝代替,则测定出的中和反应反应热偏大
D.任何酸碱之间发生中和反应生成1mol H2O (l)时放出的热量都是57.3kJ
12.下列有关热化学方程式的描述正确的是
A.热化学方程式前面的化学计量数既表示分子数也表示物质的量
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
C.已知在一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98kJ mol-1
D.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ mol-1,则稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1molH2O(l)时,放出57.3kJ热量
13.已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是,则工业冶炼晶体硅的反应为。则下列判断正确的是
A. B.
C. D.
14.已知下列热化学方程式: ; ;则 值为
A. B. C. D.
15.目前,火箭的液体推进剂有液氢、液氧、偏二甲肼、四氧化二氮、硼烷等十几种,但比较理想的环境推进剂是液氢和液氧。由于储存、运输等技术的制约,液氢和液氧的使用受到很大程度的限制。化学反应2H2+O2=2H2O能量变化如图所示,则表示H2燃烧热的热化学方程式为
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=- (b-a)kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-(b+c-a)kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=- (b+c-a)kJ·mol-1
二、填空题
16.从化学键的角度分析化学反应中能量变化
断裂化学键吸收的能量为E1_______形成化学键释放的能量E2,反应释放能量(放热反应)
断裂化学键吸收的能量为E1______形成化学键释放的能量E2,反应吸收能量(吸热反应)
17.已知:Ag2O(s)+2HCl(g)=2AgCl(s)+H2O(l), H1=-324.4kJ mol-1
2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s), H2=-30.6kJ mol-1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g), H3=-184.4kJ mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l), H4=-571.2l mol-1
写出氯气与银生成固体氯化银的热化学方程式___________。
18.(1)已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为
C(金刚石·s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-395.41kJ/mol-1,
C(石墨·s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.51kJ/mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式:____,由此看来更稳定的碳的同素异形体为_____。
(2)某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-534kJ/mol
假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式:_______
19.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1回答有关中和反应的问题:
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1回答有关中和反应的问题:
(1)用0.1 mol NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出___________热量。
(2)如图装置中缺少的仪器名称是___________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是___________。
(1)用0.1 mol NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出___________热量。
(2)如图装置中缺少的仪器名称是___________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是___________。
20.完成下列填空
(1)已知下列两个热化学方程式: ,
,则0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为___________kJ
(2)已知:8g的CH4与足量的O2反应,生成CO2和液态水,放出445.15kJ的热量写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)足量H2在1molO2中完全燃烧生成液态水,放出571.6kJ的热量,的燃烧热ΔH=___________。
(4)硫酸与2.00L1.00mol/LNaOH溶液完全反应,放出的热量,表示其中和热的热化学方程式为___________。
(5)已知:。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.84热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。
21.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.0 kJ·mol-1
此反应的热化学方程式是____________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应),整个过程中转移电子的物质的量为___mol,放出的热量为_______kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1①
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?②
若1 mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=__________。
(4)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol 1、497kJ·mol 1。N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol 1。NO分子中化学键的键能为______。
22.Ⅰ.常温下,pH=1的某溶液A中含有NH、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO、NO、Cl—、I—、SO中的四种离子,且各离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1。现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示:
(1)关于该实验结果,下列有关说法正确的有___________。
A.溶液A为无色溶液
B.实验消耗Cu 14.4 g,则生成气体丙的体积为3.36 L
C.生成的甲、乙、丙气体均为无色难溶于水的气体
D.溶液A中一定没有CO和I-
E.白色沉淀乙只有BaCO3,白色沉淀丙只有BaSO4
(2)写出生成白色沉淀甲的离子方程式:___________。
(3)溶液A中除氢离子外,一定含有的四种离子是___________。
(4)溶液甲中阳离子(H+除外)的检验方法是___________。
Ⅱ.将CO2应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道,其合成反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(5)利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺,其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 C—O H—O N—H C—N
键能/kJ mol-1 351 463 393 293
则该反应的△H=___________kJ mol-1。
(6)已知:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H1=-226kJ rnol-1
N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJ mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g)△H3=+183kJ mol-1
则CO与NO反应生成CO2气体和N2气体的热化学方程式为___________
23.已知:50mL1.0mol L-1盐酸跟50mL1.1mol L-1氢氧化钠溶液在图1装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。试回答下列问题:
(1)仪器A的名称为___________。
(2)写出该反应的中和热的热化学方程式:___________。
(3)如果改用60mL1.0mol L-1盐酸跟50mL1.1mol L-1氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所求中和热数值___________(“增加”、“减少”或“不变”)。
(4)某研究小组将装置完善后,另取V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图2所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。则研究小组做该实验时环境温度___________(填“高于”、“低于”或“等于”)22℃。
(5)在溶液中反应如下:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H= Q1kJ mol 1,
H2SO4(浓)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H= Q2kJ mol 1
HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) △H= Q3kJ mol 1
(Q1、Q2、Q3均大于0),则Q1、Q2、Q3由大到小关系为___________(用“=”或“>”连接)。
(6)数据记录与处理:
起始温度t1℃ 终止温度t2/℃
HCl NaOH 平均值
第1组 26.2 26.0 26.1 32.9
第2组 27.0 27.4 27.2 37.0
第3组 25.9 25.9 25.9 32.5
第4组 26.4 26.2 26.3 33.3
近似认为50mL1.0mol L-1盐酸跟50mL1.1mol L-1氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g ℃)。则中和热ΔH=___________(保留到小数点后一位)。
【参考答案】
一、选择题
1.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。
2.D
解析:已知25℃、101kPa下,水蒸发为水蒸气需要吸热44.01kJ,设H2O(l)=H2O(g) H=+44.01kJ/mol为式I,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H=+571.66kJ/mol为式II,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.29kJ/mol为式III,根据盖斯定律2III-II+2I得2C(s)+O2(g)=2CO(g)的 H=2×131.29kJ/mol-571.66kJ/mol+2×44.01kJ/mol =-221.06kJ/mol,故选D。
3.D
【分析】能量变化图示表示反应物的总能量低于生成物总能量,该反应是一个吸热反应。
解析:A.铝热反应是放热反应,A错误;
B.生石灰和水反应放出大量热,B错误;
C.酸碱中和反应放热,C错误;
D.固体与固体的反应是个吸热反应,D正确;
故选D。
4.D
【分析】尽发炎火说明为放热的反应;
解析:A.燃烧为放热反应,故A不符合题意;
B.酸碱中和为放热反应,故B不符合题意;
C.铝热反应为放热反应,故C不符合题意;
D.煤的气化为吸热反应,故D符合题意;
故选D。
5.C
解析:A.、分别表示异丁烷与正丁烷的燃烧热,若,说明燃烧1 mol两种物质时前者释放的热量较后者少,由此知异丁烷的能量较低,则正丁烷转化为异丁烷是放热反应,故A错误;
B.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,含H元素的物质燃烧生成的指定产物为液态水,所以ΔH3的值不是正丁烷的燃烧热,故B错误;
C.ΔH1+ΔH2和ΔH3+ΔH4的始态和终态相同,由盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,故C正确;
D.相同条件下,能量越低越稳定,则稳定性:正丁烷<异丁烷,故D错误;
故选C。
6.A
【分析】由图得:①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1;②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.4kJ·mol-1。
解析:A.利用盖斯定律将①-②可得:C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1,A正确;
B.石墨和金刚石是不同的两种物质,石墨转化为金刚石属于化学变化,B错误;
C.由C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1可知金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,C错误;
D.ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,所以ΔH1>ΔH2,D错误;
综上所述答案为A。
7.C
解析:A.氢气的燃烧热是指在101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,故A错误;
B.固态硫的能量小于液态硫,所以固态硫完全燃烧放出的热量少,故B错误;
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则1mol氢氧化钠和盐酸反应放出热量57.4kJ,表示该反应的热化学方程式为,故C正确;
D.燃烧反应焓变为负值,完全燃烧放热更多,焓变小,则,故D错误;
选C。
8.B
解析:由题目给出的化学键键能可计算得该反应得故选B。
9.C
解析:A.在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰,其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca(OH)2,反应放热使NH3 H2O分解制取NH3,且Ca(OH)2电离产生OH-,使溶液中c(OH-)增大,NH3 H2O的电离平衡逆向移动,也会导致NH3 H2O浓度增大,也有益于分解产生NH3,故可用于制取NH3,选项A正确;
B.装置乙中导管短进短出,可作安全瓶,选项B正确;
C.制备水合肼时先通入NH3再将NaClO溶液加入锥形瓶,可保证N元素充分被氧化,选项C错误;
D.丁中球形结构容积大,水进入球形部分,就不能再进入左边装置中,因而可防止倒吸现象的发生,且用于NH3极容易溶于水,因此丁可吸收过量的NH3,选项D正确;
答案选C。
10.C
【分析】如图,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应;曲线a为未加催化剂的反应;曲线b为加了催化剂的反应,活化能降低,反应速率加快,但并不影响反应热大小;以此作答;
解析:A.图中,曲线a的反应活化能比曲线b的活化能高,所以a属于未加催化剂的反应;曲线b为加了催化剂的反应,故A错误;
B.如图,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,,故B错误;
C.如图,曲线b为加了催化剂的反应,活化能降低,反应速率加快,故C正确;
D.有催化剂条件下,反应的活化能降低,但不是,加了催化剂分两步进行,大,为慢反应,小,为快反应,故D错误;
故选C。
11.C
解析:A.酸碱溶液混合后,应立即测量温度且取最高温度作为最终温度,A错误;
B.向内筒中加入稀碱时,应当迅速而匀速地加入,B错误;
C.玻璃棒搅拌器若用铜丝代替,会有热量散失,使放出热量偏小,所以测定出的中和反应反应热 H偏大,C正确;
D.稀的强酸和强碱之间发生中和反应生成1mol H2O (l)时放出的热量是57.3kJ,D错误;
故选C。
12.B
解析:A.热化学方程式前面的化学计量数表示物质的量,不表示分子数,A错误;
B.一个反应的ΔH与反应途径、条件无关,故同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,B正确;
C.二氧化硫与氧气的反应是可逆反应,2molSO2与1molO2充分反应实际消耗的SO2物质的量小于2mol,此时释放出98kJ的热量,故2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<-98kJ mol-1,C错误;
D.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ mol-1表示强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol H2O(l)放出57.3kJ热量,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)反应除发生H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)外还发生硫酸根离子和钡离子结合硫酸钡沉淀的反应,故Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1molH2O(l)时,放出大于57.3kJ的热量,D错误;
答案选B。
13.B
解析:A.完全燃烧放出的热量大于完全燃烧放出的热量,燃烧放热,焓变为负值,,故A错误;
B.根据题给信息,可分别得到热化学方程式:①;
②;
③;
将①×2-②×2-③得,故B正确;
C.碳的燃烧热是1molC完全燃烧生成二氧化碳放出的能量,故C错误;
D.热化学方程式书写需标注物质的聚集状态,故D错误;
选B。
14.A
解析:根据盖斯定律:①Hg(l)+O2(g)=HgO(s) △H1;②Zn(s)+O2(g)=ZnO(s) △H2;②-①得Zn(s)+HgO(s)= Hg(l)+ZnO(s) △H=△H2-△H1,故选A。
15.D
解析:氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量,从图中可以看出:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-(b+c-a)kJ·mol-1,故表示氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=- (b+c-a)kJ·mol-1,故选D。
二、填空题
16. < >
解析:略
17.2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s) H=-253.8kJ/mol
解析:①Ag2O(s)+2HCl(g)=2AgCl(s)+H2O(l) H1=-324.4kJ mol-1
②2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s) H2=-30.6kJ mol-1
③H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H3=-184.4kJ mol-1
④2H2(9)+O2(g)=2H2O(l) H4=-571.2l mol-1
依据盖斯定律计算,(①+②+③)×2-④得到:4Ag(s)+2Cl2(g)=4AgCl(s) H=-507.59kJ/mol,故氯气与银生成固体氯化银的热化学方程式为:2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s) H=-253.8kJ/mol。
18. C(金刚石·s)=C(石墨·s)ΔH=-1.9kJ/mol 石墨 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol
解析:(1)①C(金刚石·s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-395.41kJ/mol-1,②C(石墨·s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.51kJ/mol-1,①-②得出金刚石转化成石墨的热化学方程式:C(金刚石·s)=C(石墨·s)ΔH=ΔH1-ΔH2=-1.9kJ/mol;该反应为放热反应,石墨的能量小于金刚石,利用能量越低,物质越稳定,推出石墨比金刚石稳定;
故答案为C(金刚石·s)=C(石墨·s)ΔH=-1.9kJ/mol;石墨;
(2)N2H4在NO2反应的反应方程式为2N2H4+2NO2=3N2+4H2O(l),①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.2kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-534kJ/mol,根据盖斯定律,2×②-①,得出肼与NO2反应的热化学方程式,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=[2×(-534kJ/mol)-(+67.2kJ/mol)]=-1135.2kJ/mol;
故答案为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol。
19.73 kJ 环形玻璃搅拌器 实验过程中难免有热量散失
解析:(1)根据H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,生成1mol液态水放出57.3 kJ热量,0.1 mol NaOH配成稀溶液与足量稀硝酸反应生成0.1mol水,能放出5.73kJ热量。
(2)根据简易量热计,图示装置缺少的仪器名称是环形玻璃搅拌器;
(3)若保温效果不好,有热量散失,求得的中和热数值将会减小,△H大于-57.3kJ·mol-1。
20.(1)1022
(2)
(3)
(4)
(5)1:1
解析:(1)已知:①C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220.0kJ mol-1,②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ mol-1,根据盖斯定律①+②×4可得丙烷燃烧生成CO2和气态水的反应为:C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(g),△H=-2220.0kJ mol-1+4×44.0kJ mol-1=2044kJ mol-1,所以0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为:2044kJ/mol×0.5mol=1022kJ,故答案为:1022;
(2)甲烷物质的量为0.5mol,完全燃烧生成液态水时放出445.15kJ的热量,所以1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热890.3kJ,甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol;故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol,
(3)足量H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水,放出571.6kJ的热量,则H2在0.5molO2中完全燃烧生成1mol液态水放出的热量为285.8kJ,因此H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol,故答案为:-285.8kJ/mol;
(4)1.00L 1.00mol L-1硫酸与2.00L 1.00mol L-1NaOH溶液完全反应,生成2molH2O时放出114.6kJ的热量,则生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ,因此中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=a2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol;
(5)反应生成3.6g液态水,水的物质的量是,可知消耗了氢气的物质的量为0.2mol,释放的热量为×571.6kJ/mol=57.16kJ,一氧化碳释放的热量为113.84kJ-57.16kJ=56.68kJ,消耗的一氧化碳的物质的量为=0.2mol,故答案为:1:1。
21. 2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1 0.3 -1 160 kJ·mol-1 631.5kJ·mol 1
解析:(1)已知:①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①×2-②可得反应:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) H=-270 kJ·mol-1。故答案为:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1
(2) 已知:①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0),由①、②两方程式可知:CO的氧化产物为CO2,碳元素的化合价由+2价升高到+4价,3.36L CO即0.15mol。根据盖斯定律由①×2+②可得反应4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) ΔH=-(2a+b) kJ·mol-1,则放出的热量为。故答案为:0.3mol;。
(3)若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=867kJ·mol-1;
已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由③×2-①可得反应②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-867 kJ·mol-1×2+574 kJ·mol-1=1160 kJ·mol-1。故答案为:-1 160 kJ·mol-1
(4) H=反应物键能总和-生成物键能总和,根据反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol 1可知 H=946 kJ·mol-1+497 kJ·mol-1-2E=+180 kJ·mol-1,解得E=631.5 kJ·mol-1。故答案为:631.5kJ·mol 1
22.(1)AD
(2)2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)NO、Al3+、SO、Cl-
(4)取少量溶液甲加入试管中,再加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明溶液中有NH
(5)-12
(6)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-750 kJ mol-1
解析:由于pH=1的某溶液中H+浓度为0.1 mol/L,.则溶液中无. CO;向溶液中加入过量的(NH4)2CO3溶液,生成的无色气体甲为CO2,生成的白色沉淀甲应是CO和溶液中的弱碱阳离子相互促进水解反应生成的,故此弱碱阳离子为Al3+,还能说明溶液中不含Fe2+、Fe3+;向溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,生成的气体乙为NH3,由于加入的过量的(NH4)2CO3溶液,能引入NH,故不能确定原溶液中是否含有NH,加入的过量的(NH4)2CO3溶液,能引入CO,故生成的白色沉淀乙中一定含BaCO3;向溶液乙中加铜和硫酸,生成的气体丙遇空气变为红棕色的气体丁,说明溶液中含NO,由于溶液显酸性,即含硝酸,则溶液中不I—、Fe2+。以此分析解答。
(1)A.综上分析可知:溶液中一定无CO、Fe2+、Fe3+、I—;一定含0.1 mol/LAl3+、0.1 mol/LNO;由于溶液呈电中性。且除H+外还含Cl—、SO,故A正确;
B.实验消耗14.4 g Cu,则其物质的最为0.225 mol。设生成的气体丙NO的物质的量为x mol,根据得失电子守恒可知0.225 mol2=x mol3,解得x=0.15mol,,则0.15 mol NO与氧气反应后生成的气体丁NO2也为0.15 mol,但由于状态不明确,NO2的体积不一定是3.36 L,故B错误;
C.根据上述分析可知:生成的甲为CO2、乙为NH3、丙为NO气体, NH3极易溶于水,故C错误;
D.根据上述分析可知,溶液A中一定没有CO和I-,故D正确;
E.根据上述分析可知,白色沉淀乙有Al(OH)3,白色沉淀丙只有BaSO4,故E错误;
故为AD。
(2)根据上述分析:白色沉淀甲为Al(OH)3,则生成白色沉淀甲的离子方程式:2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,故为2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)根据上述分析可知:溶液A中除氢离子外,一定含有的四种离子是NO、Al3+、SO、Cl-,故为NO、Al3+、SO、Cl-。
(4)根据上述分析可知:溶液甲中阳离子(H+除外)还有NH,其检验方法是:取少量溶液甲加入试管中,再加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明溶液中有NH,故为:取少量溶液甲加入试管中,再加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明溶液中有NH。
(5)反应热等于反应物总键能减去生成物总键能,故△H= 351 kJ/mol+393 kJ/mol- 293 kJ/mol - 463 kJ/mol= - 12 kJ/ mol,故为:-12。
(6)由盖斯定律:①2+②-③2可得:2CO(g) + 2NO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-750 kJ mol-1,故为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-750 kJ mol-1。
23.(1)玻璃搅拌棒
(2)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
(3)不变
(4)低于
(5)Q2>Q3>Q1
(6)-56.8kJ/mol
解析:(1)由量热计的构造可知该装置中A是环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,所以盐酸和氢氧化钠反应的中和热热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol,故答案为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用60mL 1 .0 mol L-1盐酸跟50mL 1.1 mol L-1氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增多,所放出的热量增加,但是中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,与酸碱的用量无关,故答案为:不变;
(4)加入盐酸5mL时温度为22°C,则不是实验温,酸碱中和为放热反应,所以研究小组做该实验时环境温度低于22°C,故答案为:低于;
(5)中和反应放热,△H<0,醋酸是弱酸,电离吸热,则Q1<57.3;浓硫酸溶于水放热,则Q2> 57.3,HNO3是强酸,则Q3=57.3,所以Q2>Q3>Q1,故答案为:Q2>Q3>Q1;
(6)4次反应前后温度差分别为:6.8°C、9.8°C、6.6°C、7.0°C,第2组舍去,平均值为6.8 +6.6+7.0 =6.8°C,50mL 1.0mol/L盐酸跟50mL 1.1mol/L氢氧化钠溶液的质量和m= 100mL1g/mL=100g,c=4.18J/(g ℃),代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出热量Q=4.18J/(g ℃)100g6.8°C=2842.4J=2.8424kJ,即生成0.05mol的水放出热量2.8224kJ,所以生成1mol的水放出热量为2.8424kJ20=56.8kJ ,所以该实验测得的中和热△H= -56.8kJ/mol,故答案为:-56.8kJ/mol
