第一章《化學(xué)反應(yīng)與能量》單元測試題
一、單選題(每小題只有一個正確答案)
1.通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是( )
①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol–1
②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol–1
③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol–1
A. 反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 反應(yīng)②為放熱反應(yīng)
C. 反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小
D. 反應(yīng)CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol–1
2.充分燃燒一定量的丁烷生成CO2和液態(tài)水,放熱QkJ,經(jīng)測定生成的CO2恰好被100 mL 5 mol·的KOH溶液吸收生成KHCO3,則熱化學(xué)方程式:C4H10(g)+6.5O2(g)====4CO2(g)+5H2O(l)的ΔH為
A. -16QkJ·
B. +16QkJ·
C. -8QkJ·
D. +8QkJ·
3.進行中和熱的測定中,下列操作錯誤的是( )
A. 反應(yīng)前酸、堿溶液的溫度要相同
B. 測量溶液的溫度計要一直插在溶液中
C. 為了使反應(yīng)均勻進行,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)
D. 為了使反應(yīng)更完全,可以使酸或堿適當過量
4.美國迄今最大的太陽能發(fā)電站——德索托下一代太陽能中心于2009年10月27日正式投入使用,美國總統(tǒng)奧巴馬親臨現(xiàn)場參觀。21世紀人類正由“化石能源時代”逐步向“多能源時代”過渡,下列不屬于新能源的是( )
A. 太陽能
B. 核能
C. 氫能
D. 電力
5.化學(xué)家借助太陽能產(chǎn)生的電能和熱能,用空氣和水作原料成功地合成了氨氣。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 該合成中所有的電能和熱能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 該合成氨過程不屬于氮的固定
C. 空氣、水、太陽能均為可再生資源
D. 斷裂N2中的N≡N鍵會釋放出能量
6.已知25 ℃、101 kPa下,12 g石墨、金剛石完全燃燒分別釋放出393.51 kJ、395.41 kJ的熱量。據(jù)此判斷,下列說法正確的是( )
A. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的低;石墨比金剛石穩(wěn)定
B. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的高;石墨比金剛石穩(wěn)定
C. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的低;金剛石比石墨穩(wěn)定
D. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的高;金剛石比石墨穩(wěn)定
7.已知膽礬溶于水時溶液溫度降低。膽礬分解的熱化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH=Q1kJ·mol-1,室溫下,若將1 mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2kJ,則( )
A.Q1>Q2
B.Q1=Q2
C.Q1<Q2
D. 無法比較
8.中和熱測定實驗中,下列操作一定會降低實驗準確性的是( )
A. 用滴定管取所用藥品
B. NaOH溶液在倒入小燒杯時,有少量濺出
C. 大、小燒杯體積相差較大,夾層間放的碎泡沫塑料較多
D. 測量HCl溶液的溫度計用水洗凈后才用來測NaOH溶液的溫度
9.氫氣是一種很有前途的能源物質(zhì)。以水為原料大量制取氫氣的最理想的途徑是( )
A. 利用太陽能直接使水分解產(chǎn)生氫氣
B. 用焦炭和水制取水煤氣后分離出氫氣
C. 用Fe跟HCl反應(yīng)制取氫氣
D. 由熱電站提供電力,電解水產(chǎn)生氫氣
10.已知熱化學(xué)方程式:SO2(g)+O2(g)====SO3(g)ΔH=﹣98.32 kJ·,下列表述正確的是( )
A. 在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反應(yīng),最終放出的熱量等于196.64 kJ
B. 在容器中當有2 mol SO2和1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,放出的熱量等于196.64 kJ
C. 在容器中當有4 mol SO2和2 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,反應(yīng)SO2(g)+ +O2(g)===SO3(g)的反應(yīng)熱為﹣393.28 kJ?
D. 在容器中當有4 mol SO2和2 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,反應(yīng)SO2(g)+ +O2(g)===SO3(g)的反應(yīng)熱為98.32 kJ·
11.已知723 K時,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=﹣QkJ·,在相同條件下,向一密閉容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,達到平衡時放出的熱量為Q1kJ;向另一體積相同的密閉容器中通入1 mol SO2和0.5 mol O2,達到平衡時放出的熱量為Q2kJ.則Q1、Q2、Q滿足的關(guān)系是( )
A.Q2=
B.Q2>
C.Q2<Q1<Q
D.Q=Q1>Q2
12.人體內(nèi)葡萄糖的消耗可用下列熱化學(xué)方程式表示:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2800.6 kJ·mol-1,如果某人每天消耗12540 kJ的熱量,則他每天至少需攝入葡萄糖的質(zhì)量為( )
A. 806 g
B. 1 000 g
C. 1 250 g
D. 15 000 g
13.實驗室進行中和熱的測定實驗時除需要大燒杯(500 mL)、小燒杯(100 mL)外,所用的其他儀器和試劑均正確的一組是( )
A. 0.50 mol·L-1鹽酸,0.50 mol·L-1NaOH溶液,100 mL量筒1個
B. 0.50 mol·L-1鹽酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,100 mL量筒2個
C. 0.50 mol·L-1鹽酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒1個
D. 0.50 mol·L-1鹽酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒2個
14.在298K、1.01×105Pa下,將22 g CO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出xkJ的熱量。已知在該條件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出ykJ的熱量,則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是( )
A. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
B. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C. CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
D. 2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1
15.甲醛(CH2O)是一種重要的化工產(chǎn)品,可以利用甲醇(CH3OH)脫氫制備,反應(yīng)式如下:
①CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1
向反應(yīng)體系中通入氧氣,通過反應(yīng)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1提供反應(yīng)①所需熱量,要使反應(yīng)溫度維持在700 ℃,則進料中甲醇與氧氣的物質(zhì)的量之比為( )
A. 5.74∶1
B. 11.48∶1
C. 1∶1
D. 2∶1
二、填空題
16.在25 ℃、101 kPa時,8 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是445.15 kJ,則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式是____________________________________________________。
17.已知下列熱化學(xué)方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.0 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列各問題:
(1)上述反應(yīng)中屬于放熱反應(yīng)的是__________________________________________________。
(2)H2的燃燒熱ΔH=________;C的燃燒熱ΔH=________。
(3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水,放出的熱量為________。
(4)CO的燃燒熱ΔH=________,其熱化學(xué)方程式為________________________________
________________________________________________________________________。
18.已知反應(yīng):Cl2+2HBr===Br2+2HCl。
Ⅰ.當有0.2 mol HCl生成時放出8.1 kJ的熱量。
Ⅱ.其能量變化示意圖如圖:
請回答:
(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______________________________________________________。
(2)由上述數(shù)據(jù)判斷斷開1 mol H—Cl 鍵與斷開 1 mol H—Br鍵所需能量相差約為________kJ。
19.如圖是某同學(xué)設(shè)計的放熱反應(yīng)的觀察裝置,其實驗操作是:①按圖所示將實驗裝置連接好;②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水,打開T形管螺旋夾,使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面,再夾緊螺旋夾;③在中間的試管里盛1 g氧化鈣,當?shù)稳?/span>2 mL左右的蒸餾水后,即可觀察。試回答:
(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________
__________________。
(2)該實驗之前必須進行的一步操作是______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
(3)該實驗的原理是____________________________________________________________。
(4)實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________
______________________________________________________________________________
__________________。
(5)說明CaO、H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系:
________________________________________________________________________。
(6)若將該實驗中CaO換成NaCl,實驗還能否觀察到相同的現(xiàn)象?________(填“能”或“否”)。
20.下表中的數(shù)據(jù)表示破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵需要消耗的能量(即鍵能):
H2和Cl2反應(yīng)生成HCl過程中的熱效應(yīng)可用如圖表示,請回答下列問題:
(1)ΔH1=________kJ·mol-1,ΔH2=________kJ·mol-1,ΔH3=________kJ·mol-1。
(2)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________。
三、實驗題
21.在量熱計中(如圖)將100 mL 0.50 mol·L-1的CH3COOH溶液與100 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液混合,溫度從298.0 K升高至300.7 K。已知量熱計的熱容常數(shù)(量熱計各部件每升高1 K所需要熱量)是150.5 J·K-1,溶液密度均為1 g·mL-1,生成溶液的比熱容c=4.184 J·g-1·K-1。
(1)求CH3COOH的中和熱ΔH=________。
(2)上述數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生原因可能是________。
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
b.配制0.55 mol·L-1NaOH溶液時俯視刻度線讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有醋酸的小燒杯中
d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定醋酸溶液的溫度
e.用量筒量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
(3)除上述原因?qū)е聹y量結(jié)果與57.3 kJ·mol-1有偏差外,最主要的原因還有____________
________________________________________________________________________。
22.50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?;卮鹣铝袉栴}:
(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是____________________,燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_________________________________________________________。
(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,則求得的中和熱數(shù)值________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
(3)實驗中若改用60 mL 0.50 mol·L-1鹽酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱的數(shù)值_____(填“相等”或“不相等”),理由是__________________________________________________。
(4)三次平行操作測得的數(shù)據(jù)中,起始時鹽酸與燒堿溶液溫度相同,而終止溫度與起始溫度之差(t2-t1)分別為2.3 ℃、2.4 ℃、2.9 ℃,則最終代入計算式的溫度差的平均值為________℃。
四、計算題
23.乙炔(C2H2)氣體的燃燒熱為ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1,分別寫出表示乙炔燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式和表示乙炔燃燒熱的熱化學(xué)方程式。
答案解析
1.【答案】D
【解析】A項,反應(yīng)①是太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程,故錯誤;B項,ΔH>0,是吸熱反應(yīng),故錯誤;C項,催化劑對反應(yīng)熱無影響,反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),故錯誤;D項,③-②得到CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH=(206.1-131.3) kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,故
正確。
2.【答案】C
【解析】n(KOH)=0.1 L×5 kJ·=0.5 mol,則由CO2~KOH~KHCO3,可知,n(CO2)=0.5 mol,生成0.5 mol CO2時放出的熱量為QkJ,據(jù)反應(yīng)方程式C4H10(g)+O2(g)=== 4CO2(g)+5H2O(l)生成4 mol CO2時放出的熱量為4Q/0.5=8QkJ,故選C。
3.【答案】C
【解析】分次加入混合時,容易造成熱量損失,使測試結(jié)果不準確。為減少實驗過程中的熱量散失,應(yīng)把酸(或堿)一次加入,只有C錯誤。
4.【答案】D
【解析】電力不屬于新能源,目前電能仍然以火力發(fā)電為主。
5.【答案】C
【解析】A項,轉(zhuǎn)化過程中不能全部轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,伴隨其他能量的轉(zhuǎn)化,故錯誤;B項,氮的固定指游離態(tài)轉(zhuǎn)化成化合態(tài),空氣中氮是游離態(tài)的,屬于氮的固定,故錯誤;C項,屬于可再生資源,故正確;D項,斷鍵需要吸收熱量,故錯誤。
6.【答案】A
【解析】由題意可以寫出兩個熱化學(xué)方程式:
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1
C(金剛石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1
對應(yīng)的能量變化圖如下:
則有C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH=+1.90 kJ·mol-1,由圖可看出石墨比金剛石能量低,則石墨比金剛石穩(wěn)定。
7.【答案】A
【解析】根據(jù)蓋斯定律,可設(shè)計下列二種途徑進行反應(yīng):
依題意,膽礬溶于水時,溶液溫度降低,該過程吸熱,ΔH總>0。根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)焓變與途徑無關(guān),ΔH總=ΔH+ΔH′=Q1+(-Q2)>0,Q1>Q2。A正確。
8.【答案】B
【解析】NaOH溶液在倒入小燒杯時,有少量濺出,實驗中生成水的量減少,放出的熱量減小,測得中和熱的數(shù)值偏小,ΔH偏大,只有B符合題意。
9.【答案】A
【解析】用焦炭為原料生成H2,要消耗大量焦炭,只能解決能源利用問題,不能解決能源緊缺問題;熱電站需要消耗煤炭,冶煉鐵、生成鹽酸也要消耗能量,能量在轉(zhuǎn)化過程中都有損失,這都不是最理想的途徑;地球上水的儲量巨大,太陽能取之不盡, A是最理想的制氫途徑。
10.【答案】B
【解析】反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反應(yīng),最終放出的熱量小于196.64 kJ,A錯誤;熱化學(xué)方程式的焓變是指對應(yīng)化學(xué)方程式量全部完全反應(yīng)放出的熱量,在容器中當有2 mol SO2和1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,放出的熱量等于196.64 kJ,B正確;反應(yīng)熱是表示按照熱化學(xué)方程式計量數(shù)的物質(zhì)的量反應(yīng)時吸收或放出的熱量,所以方程式的系數(shù)不變,反應(yīng)熱不變,仍是﹣98.32 kJ·,C、D錯誤。
11.【答案】C
【解析】反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=﹣QkJ·,
由熱化學(xué)方程式可知,在上述條件下反應(yīng)生成2 mol SO3氣體放熱QkJ,加入2 mol SO2和1 mol O2,生成的三氧化硫量小于2 mol,所以Q1<Q,
通入1 mol SO2和0.5 mol O2,如果轉(zhuǎn)化率與加入2 mol SO2和1 molO2相同,則放熱為kJ,但是此時體系壓強比加入2 mol SO2和1 mol O2要小,所以平衡會向左移動,所以實際放出的熱量<kJ,即2Q2<Q1,綜上得:2Q2<Q1<197 kJ,所以Q2<Q1<Q。
12.【答案】A
【解析】需要葡萄糖的質(zhì)量為×180 g·mol-1≈806 g。
13.【答案】D
【解析】根據(jù)小燒杯的體積可知,所需酸、堿量均為50 mL,分別用兩個50 mL量筒量取,A、B、C錯誤,D正確;采用0.55 mol·L-1NaOH溶液反應(yīng),可保證鹽酸完全反應(yīng),提高測量的精確度。
14.【答案】C
【解析】物質(zhì)在參加反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量與此物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,據(jù)CO2與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3和NaHCO3的熱化學(xué)方程式計算得到CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式。0.5 mol CO2與0.75 mol NaOH生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3時共放熱xkJ,生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放熱4xkJ;又已知生成1 mol Na2CO3放熱ykJ,則生成1 mol NaHCO3放熱為(4x-y) kJ,C正確。D中物質(zhì)的量與熱量雖然匹配,但NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標注不對,錯誤。
15.【答案】A
【解析】物質(zhì)在參加反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量與此物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,依據(jù)已知的熱化學(xué)方程式分別計算出各自反應(yīng)放出的熱量進行解答。要使反應(yīng)維持在一定溫度持續(xù)進行,應(yīng)保證反應(yīng)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1放出的熱量恰好被反應(yīng)CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1全部利用,即CH3OH反應(yīng)吸收的熱量等于氫氣燃燒放出的熱量。
設(shè)需甲醇的物質(zhì)的量為n(CH3OH),需氧氣的物質(zhì)的量為n(O2),則n(CH3OH)×84.2 kJ·mol-1=n(O2)×483.6 kJ·mol-1,=≈5.74。
16.【答案】CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
【解析】寫熱化學(xué)方程式通常用三步法:第一步正確書寫出化學(xué)反應(yīng)方程式,第二步補加狀態(tài),第三步計算補充焓變。8 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是445.15 kJ,則1 mol CH4在氧氣中燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出890.3 kJ熱量,熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
17.【答案】(1)①②③④
(2)-285.0 kJ·mol-1 -393.5 kJ·mol-1
(3)1 425.0 kJ
(4)-283.0 kJ·mol-1CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
【解析】(1)四個熱化學(xué)方程式的ΔH均小于0,都是放熱反應(yīng)。
(2)燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,如C生成CO2(g), H生成H2O(l), H2的燃燒熱ΔH=-285.0 kJ·mol-1;C的燃燒熱ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水時放熱為×285.0 kJ·mol-1=1 425.0 kJ。
(4)將已知熱化學(xué)方程式④-③可得:
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1-(-110.5 kJ·mol-1)=-283.0 kJ·mol-1。
18.【答案】(1)Cl2(g)+2HBr(g)===Br2(g)+2HCl(g) ΔH=-81 kJ·mol-1
(2)62
【解析】(1)熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示的是反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量,ΔH與化學(xué)計量數(shù)成正比。0.2 mol HCl生成時放出8.1 kJ的熱量, 2 mol HCl生成時放出81 kJ的熱量,熱化學(xué)方程式為Cl2(g)+2HBr(g)===Br2(g)+2HCl(g) ΔH=-81 kJ·mol-1。
(2)化學(xué)反應(yīng)的焓變:ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=243 kJ·mol-1+2E(H—Br)-200 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-81 kJ·mol-1,2E(H—Br)-200 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-124 kJ·mol-1,斷開1 mol H—Cl 鍵與斷開1 mol H—Br鍵所需能量相差約為62 kJ。
19.【答案】(1)U形管里的紅墨水會沿開口端上升
(2)檢查裝置氣密性
(3)CaO和H2O反應(yīng)放出熱量使大試管中壓強增大,引起紅墨水的液面在U形管中的位置左低右高
(4)CaO+H2O===Ca(OH)2
(5)1 mol CaO和1 mol H2O的總能量大于1 mol
Ca(OH)2的能量
(6)否
【解析】從提供的儀器看實驗?zāi)康模庠谕ㄟ^觀察U形管中液面變化說明左邊裝置中發(fā)生反應(yīng)的熱量變化,利用氣體的熱脹冷縮原理,在實驗中大試管里的空氣受熱膨脹,故此實驗要求裝置必須氣密性良好,否則無法觀察到現(xiàn)象。
20.【答案】(1)243 436 -431
(2)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1
【解析】(1)化學(xué)鍵斷裂要吸收能量,形成化學(xué)鍵要放出能量,則由表中數(shù)據(jù)可知ΔH1=243 kJ·mol-1,ΔH2=436 kJ·mol-1,ΔH3=-431 kJ·mol-1。
(2) 反應(yīng)的焓變:ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能。在反應(yīng)中H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1。
21.【答案】(1)-53.3 kJ·mol-1 (2)abcde (3)57.3 kJ·mol-1是稀的強酸與強堿生成1 mol H2O(l)和可溶性鹽時對應(yīng)的中和熱,醋酸是弱電解質(zhì),電離時需吸收熱量,放出的熱量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1
【解析】(1)CH3COOH的中和熱ΔH=-cmΔT=
≈-5.33×104J·mol-1=-53.3 kJ·mol-1。
(2)a項,實驗裝置保溫、隔熱效果必須好,否則影響實驗結(jié)果,正確;b項,配制NaOH溶液時俯視刻度線讀數(shù),會導(dǎo)致NaOH濃度偏大,影響實驗結(jié)果,正確;c項,分多次把NaOH溶液倒入盛有醋酸的小燒杯中會導(dǎo)致熱量散失較多,c正確;d項,用溫度計測定NaOH溶液溫度后,要將溫度計洗滌后再測定醋酸溶液的溫度,直接測定影響實驗結(jié)果,正確;e項,量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù),會導(dǎo)致NaOH體積偏大,影響實驗結(jié)果,正確。
(3)57.3 kJ·mol-1是稀的強酸與強堿生成1 mol H2O(l)和可溶性鹽時對應(yīng)的中和熱,醋酸是弱電解質(zhì),電離時需吸收熱量,放出的熱量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1。
22.【答案】(1)環(huán)形玻璃攪拌棒 保溫、隔熱,減少實驗過程中的熱量損失
(2)偏小
(3)不相等 相等 60 mL 0.50 mol·L-1鹽酸和50 mL 0.55 mol·L-1燒堿溶液反應(yīng),能生成0.0 275 mol H2O,而50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1燒堿溶液反應(yīng)只能生成0.025 mol H2O,因此所放出的熱量不相等;中和熱是指在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時所放出的熱量,與酸、堿的用量無關(guān),因此所求中和熱相等。
(4)2.35
【解析】(1)為使溶液混合均勻、熱量迅速散開,除題目中的儀器外,還要用環(huán)形玻璃攪拌棒;中和熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是保溫工作,大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是減少實驗過程中的熱量損失。
(2)如不蓋硬紙板,會使熱量損耗,求得的中和熱數(shù)值偏小。
(3)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),用60 mL 0.50 mol·L-1的鹽酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液進行實驗,生成水的量增多,放出的熱量增多;中和熱是指在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時所放出的熱量,與酸、堿的用量無關(guān),因此所求中和熱相等。
(4)分析三組數(shù)據(jù)可知第③組數(shù)據(jù)與前兩組數(shù)據(jù)相差較大,誤差較大,舍去,Δt==2.35 ℃。
23.【答案】2C2H2(g)+ 5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1
C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
【解析】首先正確配平化學(xué)反應(yīng)方程式,然后標出狀態(tài),最后計算出焓變。先寫出2C2H2+ 5O2===4CO2+2H2O,后改為2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-QkJ·mol-1,由(C2H2)燃燒熱為ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1知Q=2 599.2。表示燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2C2H2(g)+ 5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1。表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中可燃物的化學(xué)計量數(shù)必為1,則表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1,前者也可用后者表示。