第一章 化学反应的热效应 单元测试卷(含解析) 2022-2023学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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第一章 化学反应的热效应 单元测试卷(含解析) 2022-2023学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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第一章《化学反应的热效应》单元测试卷
一、单选题
1.工业上乙烯催化氧化制乙醛的某一反应原理为,该反应原理可以拆解为如下三步反应:
Ⅰ.
Ⅱ.……
Ⅲ.
若第Ⅱ步反应的反应热为,且,则第Ⅱ步反应的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.石墨的燃烧热为,金刚石与石墨互为同素异形体,则金刚石的燃烧热也为
B.将1mol HCl气体通入足量溶液中充分反应,放出的热量可用于计算中和热
C.已知,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热
D.放热反应只有在低温时才能发生,吸热反应只有在高温时才能发生
3.断裂1mol化学键所需的能量如表,火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法错误的是
化学键 N—N O=O N≡N N—H
键能(kJ) 154 500 942 a
A.N2(g)比O2(g)稳定
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH1=-534kJ·mol-1
C.图中的ΔH3=+2218kJ·mol-1
D.表中的a=194
4.苯与Br2的催化反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.苯与Br2生成的反应为吸热反应
B.图中,苯与Br2的催化反应生成了溴苯、邻二溴苯
C.从图中所给信息看,生成比更稳定
D.由转化为的过程中有极性键的断裂与形成
5.一种回收再利用CO2的流程如下,有关说法不正确的是
A.反应I的原子利用率为100%
B.II是吸热反应
C.乙酸的分子结构模型为
D.实验室用反应III制取CH4,则发生装置可与制取O2相同
6.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.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4等于HI的ΔH3+ΔH4
D.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·mol-1
7.2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷(C3H8),悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷,已知:
①CO:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol
②丙烷:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2221.5kJ/mol
③正丁烷:C4H10(l)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2855.4kJ/mol
④异丁烷:C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2869.6kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.常温常压下,正丁烷的燃烧热为-2855.4kJ/mol
B.相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧,前者需要的氧气多,产生的热量也多
C.常温下,CO的燃烧热为566.0kJ/mol
D.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
8.下列反应中,生成物总能量大于反应物总能量的是
A.氢气在氧气中燃烧 B.铝和二氧化锰在高温下反应
C.稀硫酸与NaOH溶液反应 D.石灰石在高温下分解
9.如图是“即热饭盒”的结构示意图,撤去隔板,水与下层物质接触,一段时间后食物就变热了。以下物质中适合作下层物质的是
A.食盐 B.生石灰 C.熟石灰 D.浓硫酸
10.如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化,判断下列说法错误的是
A.直观看,该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量
B.2mol气态氧原子结合生成O2(g)时,能放出498kJ能量
C.断裂1mol NO分子中的化学键,需要吸收632kJ能量
D.1molN2和1molO2的反应热ΔH=-180kJ·mol-1
11.T ℃时,红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据),下列说法或热化学方程式错误的是(  )
A.P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ΔH=-310 kJ·mol-1
B.2PCl5(g)=2P(s)+5Cl2(g) ΔH=+800 kJ·mol-1
C.PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-90 kJ·mol-1
D.P和Cl2两步反应生成1 mol PCl5焓变与P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5焓变不相等
12.在25℃、101kPa时,已知:
O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H1
Cl2(g)+H2(g)═2HCl(g) △H2
2Cl2(g)+2H2O(g)═4HCl(g)+O2(g) △H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是
A.△H3=△H1+2△H2 B.△H3=2△H2﹣△H1
C.△H3=2△H1﹣△H2 D.△H3=△H1﹣△H2
13.已知:NaOH + HCl = NaCl + H2O,测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中,正确的是
A.属于吸热反应
B.属于氧化还原反应
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.能量变化与化学键的断裂和形成有关
14.下列热化学方程式和结论之间的关系正确的是
A.常温常压下,1g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl放出92.3kJ的热量,则热化学方程式可表示为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H= -184.6kJ
B.甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1,则1molNaOH的稀溶液与足量的稀盐酸完全中和,其中和热为57.3kJ·mol-1
D.500℃.30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -38.6kJ·mol-1
15.已知几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中不正确的是
A.使用合适催化剂,不能减小反应的焓变
B.中,热能转化为产物内部的能量
C.
D.,反应物的总能量高于生成物的总能量
二、填空题
16.或可以催化还原以达到消除污染的目的。已知在一定温度下:



(1)在该温度下反应①属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在该温度下反应①消耗时,_______。
(3)在该温度下反应②生成时,_______。
(4)在该温度下反应③的_______。
17.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l); H=﹣285kJ/mol
②H2O(g)=H2(g)+ O2(g); H=+241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO(g); H=﹣110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g); H=﹣393.5kJ/mol
回答下列各问:
(1)上述反应中属于吸热反应的是_______。(用序号填写)
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为_______。(用序号填写)
(3)燃烧10g H2生成液态水,放出的热量为_______。
(4)H2(g)+O2(g)=H2O(g); H_______﹣285kJ/mol。(填>、<、=)
(5)CO的燃烧热的热化学方程式为_______。
三、计算题
18.试从化学键的角度理解化学反应中的能量变化。(以2H2+O2=2H2O为例说明),已知:E反表示反应物(2H2+O2)所具有的总能量,E生表示生成物(2H2O)所具有的总能量。又知:拆开1moL H2中的化学键需要吸收436kJ能量,拆开1moL O2中的化学键需要吸收496kJ能量,形成水分子中的1moLH—O键能够释放463KJ能量。
(1)从微观角度看:断裂反应物中的化学键吸收的总能量为E吸=_______kJ;形成生成物中的化学键放出的总能量为=________kJ。所以该反应要_____(填“吸收”或“放出”)能量,能量变化值的大小△E=_______ kJ(填数值)
(2)由图可知,化学反应的本质是_____化学反应中能量变化的主要原因是_____(从总能量说明)
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、实验题
20.I.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器___。烧杯间填满碎纸条的作是____ 。
(2)该实验常用0.50 mol·L-1盐酸和0.55 mol·L-1 NaOH溶液各50 mL进行实验,其中NaOH溶液浓度大于盐酸浓度的作用是_______。
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求得的中和热_______(填“相等”或“不相等”)。若用NaOH固体进行上述实验,则测得的中和热的ΔH将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
II.
(4)101kPa时,1gC6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1),放出41.8kJ的热量,则C6H6的燃烧热为_______kJ· mol-1,该反应的热化学方程式为_______。
III.用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一、
已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=b kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=c kJ·mol-1
(5)则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为_______。
21.I.反应热的研究对于化学学科发展具有重要意义。
(1)已知反应:①101kPa,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1
下列结论中正确的是____。
A.碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6kJ·mol-1
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65kJ的热量
II.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如图:
①用量筒量取100mL0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取100mL0.55mol·L-1溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH和盐酸溶液一并倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测混合液最高温度。
(2)仪器a的名称是____;烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是____。
(3)配制100mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液,需要用到的仪器有托盘天平、烧杯、药匙、镊子、玻璃棒、量筒以及____。
(4)实验中改用80mL0.50mol·L-1盐酸跟80mL0.55mol·L-1溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量____(填“相等”“不相等”)。用Ba(OH)2溶液和硫酸代替上述试剂,所测中和热的数值____。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(5)倒入NaOH和盐酸溶液的正确操作是____(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分多次倒入 C.一次迅速倒入
(6)现将一定量稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别与1L1.0mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为△H1、△H2、ΔH3,则△H1、△H2、△H3的大小关系为____。
试卷第2页,共9页
参考答案:
1.C
【详解】由题干信息可知, ,故 ,根据盖斯定律可知:反应Ⅱ= ,故反应Ⅱ为:,故答案为:C。
2.C
【详解】A.金刚石与石墨互为同素异形体,其结构不同,内能不同,其燃烧热也不同,A项错误;
B.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量,HCl溶于水有热效应,不能计算中和热,B项错误;
C.已知,金刚石的能量比石墨高,燃烧1mol金刚石放出的能量比石墨高,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热,C项正确;
D.反应是放热还是吸热与反应条件无关,D项错误;
答案选C。
3.D
【详解】A.化学键的断裂要吸收能量,N≡N键能942kJ,O=O键能500kJ,所以N≡N键能大,破坏需吸收更多的能量,相对于破坏氧气中O=O难,N2(g)比O2(g)稳定,故A正确;
B.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH1=-534kJ·mol-1,故B正确;
C.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=△H1 △H2= 534kJ/mol-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,故C正确;
D.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3= 534kJ/mol-(-2752kJ/mol)=2218kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1molN H键所需的能量为akJ/mol,旧键断裂吸收的能量:154kJ/mol+4akJ/mol+500kJ/mol=2218kJ/mol,解得a=391,故D错误;
答案选:D。
4.C
【详解】A.根据图示可知:反应物的能量比生成物的能量高,因此苯与Br2生成溴苯的反应是放热反应,选项A错误;
B.根据图示可知,苯与Br2的反应生成了溴苯、 , 不是邻二溴苯,选项B错误;
C.根据图示可知:第三步中取代反应的活化能低,生成物本身所具有的能量低,更稳定,故反应生成的有机产物中,取代产物溴苯所占比例更大,生成溴苯的反应是主要反应,生成比更稳定,选项C正确;
D.在上述转化中有非极性键碳碳键的断裂和极性键C-Br键的生成,选项D错误;
答案选C。
5.B
【详解】A.反应I为CO2和CH4反应生成CH3COOH,根据原子守恒,无其他物质生成,故原子利用率为100%,故A正确;
B.反应II为醋酸和氢氧化钠的中和反应,为放热反应,故B错误;
C.乙酸的结构简式为CH3COOH,故分子结构模型为 ,故C正确;
D.反应III为醋酸钠和碱石灰固体加热制取甲烷,制取氧气用氯酸解和二氧化锰固体混合物加热制取氧气,故发生装置相同,故D正确;
故选B。
6.C
【详解】A.已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,A错误;
B.断裂化学键吸收热量,H-Cl的键能大于H-Br的键能,则HCl的ΔH2比HBr的大,B错误;
C.ΔH3+ΔH4代表H(g)→H+(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,则相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4等于HI的ΔH3+ΔH4,C正确;
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,即断开1 mol H-X键形成气态原子吸收a kJ的能量,则该条件下ΔH2= +a kJ/mo1,D错误;
故合理选项是C。
7.B
【详解】A.由热化学方程式③可知,常温常压下,正丁烷的燃烧热为2855.4kJ/mol,故A错误;
B.1g丙烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×5≈0.113mol,放出的热量为×2221.5kJ/mol≈50.5kJ,1g正丁烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×6.5≈0.112mol,放出的热量为×2855.4kJ/mol≈49.2kJ,则相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧,前者需要的氧气多,产生的热量也多,故B正确;
C.由热化学方程式①可知,CO的燃烧热为=283.0 kJ/mol,故C错误;
D.人类利用的能源可以不通过化学反应获得,如水力发电、风力发电、太阳能等,故D错误;
故选B。
8.D
【详解】生成物总能量大于反应物总能量的反应为吸热反应,
A.氢气在氧气中燃烧反应为放热反应,故A不选;
B.铝热反应为放热反应,故B不选;
C.稀硫酸与NaOH溶液反应是酸碱中和反应,为放热反应,故C不选;
D.石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,为吸热反应,故D选;
故选:D。
9.B
【详解】撤去隔板,水与下层物质接触,一段时间后食物就变热了,说明有大量的热量释放出来,食盐溶于水热量变化不明显,生石灰溶于水生成氢氧化钙,放出大量的热量,熟石灰溶于水放热不如生石灰,浓硫酸是液体,且具有腐蚀性,因此适合作下层物质的是生石灰。
答案选B。
10.D
【详解】A.据图可知,1molN2和1molO2断键吸收能量之和为946kJ+498kJ=1444kJ,生成2molNO成键释放能量为2×632kJ=1264kJ,所以反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量,A正确;
B.1mol O2(g)吸收498kJ能量形成2mol O原子,原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2mol O原子结合生成1mol O2(g)时需要放出498kJ能量,B正确;
C.形成2molNO放热2×632kJ能量,所以1mol NO分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量,C正确;
D.焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,N2+O2=2NO,ΔH=946kJ/mol+498kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol,所以1molN2和1molO2的反应热ΔH=+180kJ/mol,D错误;
答案选D。
11.D
【分析】由图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量,反应为放热反应,由图①PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g),ΔH=-90kJ·mol-1,②P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)+Cl2(g)ΔH=-310 kJ·mol-1 ,由此结合盖斯定律分析。
【详解】A.由图:P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)+Cl2(g), ΔH=-310 kJ·mol-1即:P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ΔH=-310 kJ·mol-1,故A正确;
B.由图①PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g),ΔH=-90kJ·mol-1,②P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)+Cl2(g)ΔH=-310 kJ·mol-1 ,由盖斯定律(①+②)×(-2):2PCl5(g)=2P(s)+5Cl2(g) ΔH=+800 kJ·mol-1,故B正确;
C.由图得:PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-90 kJ·mol-1,故C正确;
D.根据盖斯定律,根据盖斯定律分步反应和一步直接反应的反应热相同。P和Cl2两步反应生成1 mol PCl5焓变与P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5焓变相等,故D错误;
故选D。
【点睛】本题考查热化学方程式的书写、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识。解题中需注意:热化学方程式中没有标注各物质的聚集状态,各物质的物质的量与反应热没有呈现对应的比例关系,不能正确判断放热反应和吸热反应。
12.B
【分析】①O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H1,② Cl2(g)+H2(g)═2HCl(g)△H2,结合盖斯定律可知,②2-①得到:2Cl2(g)+2H2O(g)═4HCl(g)+O2(g),可知:△H3=2△H2﹣△H1。
【详解】由上述分析可知,本题选B。
13.D
【详解】A.根据反应过程中溶液温度升高的实验现象可知,该反应属于放热反应,A错误;
B.由反应方程式可知,反应过程中没有元素的化合价发生改变,则其属于非氧化还原反应,B错误;
C.由A项分析可知,该反应是一个放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量,C错误;
D.已知断裂化学键需要吸收能量,形成化学键则将释放能量,则能量变化与化学键的断裂和形成有关,D正确;
故答案为:D。
14.C
【详解】A.反应热的单位错误,故不选A;
B.1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,热化学方程式中水的状态不对,故B错误;
C.中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,故C正确;
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),该反应是可逆反应,所以△H>38.6kJ mol-1,故D错误;
答案:C
【点睛】本题考查了热化学方程式的书写方法和注意问题,掌握基础是解题关键,易错点:中和热和燃烧热定义的理解。
15.B
【详解】A.使用合适催化剂可降低反应的活化能,但不能减小反应的焓变,故A正确;
B. ΔH=119.6kJ/mol-208.4kJ/mol=-88.8kJ/mol中,产物内部的能量转化为热能,故B错误
C. ΔH=237.1kJ/mol-208.4kJ/mol=+28.7kJ/mol,故C正确;
D. ΔH=-119.6kJ/mol,反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故D正确;
故选B。
16.(1)吸热;
(2);
(3);
(4)
【详解】(1)反应①>0,说明该反应为吸热反应,故本题答案为:吸热;
(2)恰为1mol,1mol氮气和1mol氧气反应,生成2mol的一氧化氮,恰好为该反应的反应热,故本题的答案为:;
(3)可表示2 mol 氢气和1 mol 氧气反应生成2 mol 液态水放出571.6 kJ 的热量,所以反应②生成时,,故本题答案为:;
(4)根据盖斯定律,②-①得;故本题的答案为:。
17.(1)②
(2)④
(3)1425 kJ
(4)>
(5)CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.1kJ/mol
【分析】热化学方程式中△H为负值的反应为放热反应,△H为正值的为吸热反应;1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热;液态水转化为水蒸气需要吸热,结合盖斯定律分析解答。
(1)
热化学方程式中△H为负值的反应为放热反应,△H为正值的为吸热反应。
①H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285kJ/mol
②H2O(g)=H2(g)+ O2(g);△H=+241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO(g);△H=-110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol
以上4个反应中①③④为放热反应,②为吸热反应,故答案为:②;
(2)
1mol碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量为碳的燃烧热,④C(s)+O2 (g)=CO2(g) △H=-393.5kJ mol-1,为碳燃烧热的热化学方程式,故答案为:④;
(3)
根据①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285kJ mol-1可知,1mol氢气即2g氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ热量,则燃烧10g H2生成液态水,放出的热量为285kJ×=1425kJ,故答案为:1425 kJ;
(4)
液态水转化为水蒸气需要吸热,根据①H2(g)+O2(g)=H2O(l); H=﹣285kJ/mol可知,H2(g)+O2(g)=H2O(g)放出的热量减少,即 H>﹣285kJ/mol,故答案为:>;
(5)
③C(s)+ O2(g)=CO(g);△H=-110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol
依据盖斯定律,④-③得到CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.1kJ/mol,故答案为:CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.1kJ/mol。
18. 1368 1852 放热 484 旧化学键断裂和新化学键形成的过程 旧键断裂吸收能量,新键形成放出能量的差值
【详解】(1)反应时,消耗2molH2和1molO2,则E吸=436kJ×2+496kJ=1368kJ;生成2mol H2O,形成4mol的H-O,放出的总能量为=463kJ×4=1852 kJ;E吸<E放,反应为放热反应;△E=1852kJ-1368kJ=484 kJ;
(2)由图可知,化学反应的本质旧键的断裂和新键的形成;旧键断裂吸热,而新键形成放热,化学反应中能量变化的主要原因为吸收热量与放出热量的差值。
19. 218 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。
【详解】(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。
20.(1) 温度计 减少实验过程中的热量损失
(2)保证盐酸完全被中和
(3) 相等 偏小
(4) 3260.4 ΔH = -3260.4 kJ· mol-1
(5)6H2 (g)+ 2CO2 (g) =CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=(2a+b-2c) kJ·mol-1
【详解】(1)由图示可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(2)在中和反应中,为保证一方全部反应,另一方要求过量,实验常用0.50mol/LHCl和0.55mol/LNaOH溶液各50mL进行实验,其中NaOH溶液浓度大于盐酸浓度,就是为了使盐酸反应完全;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/LNaOH溶液进行上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关;NaOH固体溶于水的时候放热,故测得的中和热的ΔH将偏小;
(4)101kPa时,1gC6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1),放出41.8kJ的热量,则1molC6H6(l)完全燃烧放出的热量为 ,故C6H6的燃烧热为ΔH = -3260.4 kJ· mol-1;该反应的热化学方程式为ΔH = -3260.4 kJ· mol-1;
(5)三个反应分别为①②③,根据盖斯定律, 可得,6H2 (g)+ 2CO2 (g) =CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=(2a+b-2c) kJ·mol-1。
21.(1)C
(2) 环形玻璃搅拌棒 保温、隔热,减少实验过程中的热量损失
(3)100mL容量瓶、胶头滴管
(4) 不相等 偏大
(5)C
(6)△H1=△H2<ΔH3
【分析】酸碱中和反应生成的水越少,放出的热量越少,反之相反;碱稍过量,可保证盐酸完全反应;Ba(OH)2溶液和硫酸反应生成硫酸钡时放热,导致放热增加;
【详解】(1)A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧成稳定氧化物所放出的热量,该反应生成CO,没有生成稳定氧化物CO2,因此碳的燃烧热大于110.5 kJ mol-1,故A错误;
B.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ mol-1,故B错误;
C.含1molNaOH的溶液和盐酸完全反应放出的热量为57.3kJ,20.0gNaOH即0.5molNaOH和盐酸完全反应放出的热量为28.65kJ,故C正确;
故答案为:C;
(2)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,故答案为:环形玻璃搅拌棒;保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(3)配制100mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液步骤有:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到100mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,量筒,故答案为:100mL容量瓶;胶头滴管;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用80mL 0.50mol/L盐酸跟80mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量减少,所放出的热量减少;反应过程中NaOH溶液的浓度为0.55mol L-1,不能使用0.50mol L-1NaOH的原因是确保盐酸被完全中和;钡离子和硫酸根离子结合成硫酸钡沉淀时放热,会使会使反应热数值偏大,故答案为:不相等;偏大;
(5)倒入NaOH和盐酸溶液的正确操作是一次迅速倒入,故答案为:C;
(6)只有一水合氨为弱碱,电离吸热,导致中和反应中放出热量减少,强碱与盐酸反应的中和热相同,则△H1、△H2、△H3的大小关系为△H1=△H2<△H3,故答案为:△H1=△H2<△H3

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