2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量1_2热化学方程式中和热的测定课时作业含解析新人教版选修4

2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量1_2热化学方程式中和热的测定课时作业含解析新人教版选修4

课时作业2　热化学方程式　中和热的测定 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共44分)‎ ‎1．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是(　B　)‎ A．该反应为吸热反应 B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量 C．反应的热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ的热量 解析：从图中数据可以看出：该反应的ΔH<0，为放热反应，CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，反应的热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol。‎ ‎2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　C　)‎ A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol 液态HF放出的热量小于270 kJ C．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量 D．该反应中的能量变化可用如图所示曲线来表示 9‎ ‎3．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a＝－297.2)。分析下列说法，其中不正确的是(　D　)‎ A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，则a>b C．1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和 D．16 g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6 kJ的热量 解析：由题中条件可知：反应的热效应ΔH＝a kJ·mol－1＝－297.2 kJ·mol－1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。‎ ‎4．下列说法正确的是(　A　)‎ A．相同条件下，如果1 mol 氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2‎ B．热化学方程式前面的化学计量数代表分子个数 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2‎ D．HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH＝－26.5 kJ/mol，由此可知1 mol HI在密闭容器中分解后可以放出26.5 kJ的能量 解析：A项，原子的能量很高，原子结合成分子时会释放一部分能量，正确；B项，热化学方程式前面的化学计量数代表的是分子的物质的量，而不是个数，错误。C项，气态的硫在反应时放出的热量要比固态的硫多，因此第二个反应放出热量数值较大；但由于放热反应符号为负，因此数值较大的ΔH反而较小。因此ΔH1>ΔH2，错误。D项，这个反应是一个可逆反应，也就是说无法进行完全。但热化学方程式中给出的数据是完全反应所放出的热量。在可逆反应中，由于反应不能完全进行，所以这个热量是达不到的，错误。‎ ‎5．乙醇燃料是一种清洁的能源燃料。燃烧a g乙醇(液态)生成CO2气体和液态H2O，放出热量为Q kJ，经测定a g乙醇与足量Na反应能生成H2 5.6 L(标准状况)，则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是(　C　)‎ A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)‎ ΔH(298 K)＝－Q kJ·mol－1‎ 9‎ B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)‎ ΔH(298 K)＝－Q kJ·mol－1‎ C.C2H5OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)‎ ΔH(298 K)＝－Q kJ·mol－1‎ D．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)‎ ΔH(298 K)＝－Q kJ·mol－1‎ 解析：据化学方程式：‎ ‎2C2H5OH＋2Na===2C2H5ONa＋H2↑‎ ‎2 mol 22.4 L n(C2H5OH) 5.6 L n(C2H5OH)＝0.5 mol，即0.5 mol C2H5OH完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的反应热为ΔH＝－Q kJ/mol，C项正确。‎ ‎6．下列热化学方程式书写正确的是(　D　)‎ A．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1‎ C．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1‎ D．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1‎ 解析：A项中可逆反应不能进行到底，19.3 kJ的热量不是0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)的反应热；B项中HCl与NaOH的反应是一个中和反应，释放能量，ΔH<0；C项中没有注明NO2、O2和NO三种物质的状态；D项正确。‎ ‎7．已知稀溶液中：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1；②Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH2。‎ 下列结论正确的是(　B　)‎ A．中和反应的ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ B．ΔH2<ΔH1‎ C．ΔH2>ΔH1‎ D．中和热的数值与实际发生反应的酸碱量有关 9‎ 解析：中和热是指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，故其数值与实际发生反应的酸碱量无关，D项错误；－57.3 kJ·mol－1只与反应“H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)”相对应，并不是所有的中和反应的ΔH均为－57.3 kJ·mol－1，A项错误；从离子反应的角度上看，反应②相对于反应①多生成了BaSO4，故反应②放出的热量多于57.3 kJ·mol－1，B项正确，C项错误。‎ ‎8．某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液(碱稍微过量)反应的中和热ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，造成这一结果的原因不可能是(　B　)‎ 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．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 D．用温度计测定盐酸初始温度后，直接测定氢氧化钠溶液的温度 解析：若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热偏大，A项可能；仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，此种情况下测得的ΔH<－57.3 kJ·mol－1，B项不可能；C项操作会导致较多的热量损失，C项可能；D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。‎ ‎9．将V1 mL 1.0 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是(　B　)‎ A．做该实验时环境温度为22 ℃‎ B．NaOH溶液的浓度约为1.5 mol·L－1‎ C．该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒在水平方向轻轻转动搅拌 D．该实验可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和热 解析：A.由图可知，加入5 mL盐酸时混合液的温度是22 ℃，故环境的温度应低于22 ℃，故A错误；B.恰好反应时参加反应的盐酸的体积是30 mL，由V1＋V2＝50‎ 9‎ ‎ mL可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL，设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n，‎ ‎　HCl　　 ＋　 　NaOH===NaCl＋H2O ‎ 　1 　 1‎ ‎1．0 mol·L－1×0.03 L 　 n 则n＝1.0 mol·L－1×0.03 L＝0.03 mol，所以浓度是＝1.5 mol·L－1，故B正确；C.该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒在上下方向轻轻转动搅拌，故C错误；D.该实验不可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和热，否则因NaOH溶解放热，使得测定数值偏高，故D错误。‎ ‎10．下列有关中和热的说法正确的是(　C　)‎ A．表示中和热的热化学方程式为H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol B．准确测量中和热的实验过程中，至少需测定4次温度 C．测量中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小 D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ/mol，则该反应的中和热为114.6 kJ/mol ‎11．甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，1 g CH4(g)完全反应可释放15.46 kJ的热量，下图中能表示该反应过程的能量变化的是(　D　)‎ 解析：1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量，则1 mol CH4完全反应放出的热量为247.36 kJ，只有D项符合题意。‎ 二、非选择题(56分)‎ 9‎ ‎12．(14分)(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图1所示，则图1中三种分子最稳定的是N2，图1中对应反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1。‎ ‎(2)图2是NO2与CO反应转化为CO2和NO过程中的能量变化示意图，根据图2分析，若0.5 mol CO被氧化，该过程放出的热量Q＝117 kJ。若该反应是可逆反应，在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合，则充分反应后放出的热量<(填“>”“<”或“＝”)Q kJ。‎ ‎(3)仿照图2的形式，在图3的坐标中绘制出N2(g)、O2(g)反应生成NO(g)的能量变化曲线。‎ 答案：如图所示 解析：(1)键能越小，化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。由图1可知1 mol N2变成氮原子、1 mol O2变成氧原子吸收的能量与氮原子和氧原子生成1 mol NO时释放出的能量，由此可求出N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热：ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1。(2)由图2知，消耗1 mol CO时放出的热量为368‎ 9‎ ‎ kJ－134 kJ＝234 kJ，由此可得出答案；可逆反应中反应物不可能消耗完，因此放出的热量小于Q kJ。(3)作图时注意两点：生成物的总能量比反应物的高，过渡态的能量最高。‎ ‎13．(12分)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，回答下列问题：‎ ‎(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出28.65 kJ的热量。‎ ‎(2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应，此反应的中和热为57.3_kJ/mol。‎ ‎(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量小于(填“大于”“小于”或“等于”)原来(1)放出的热量。‎ 解析：(1)0.5 mol NaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0.5 mol×57.3 kJ/mol＝28.65 kJ。(2)根据中和热的定义可知，中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关，中和热为57.3 kJ/mol。(3)因醋酸为弱酸，用NaOH中和时，需不断地电离出H＋，而电离过程要吸收热量，故反应放出的热量会减小。‎ ‎14．(14分)(1)已知葡萄糖完全燃烧生成1 g液态水时放出的热量为26.0 kJ，则葡萄糖完全燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－2 808 kJ/mol。‎ ‎(2)已知2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ/mol。‎ ‎(3)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4 mol液态肼与足量H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。‎ ‎①写出热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.625 kJ/mol。‎ ‎②已知H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是408.812_5 kJ。‎ 解析：(1)1 mol葡萄糖C6H12O6完全燃烧生成6 mol液态水，放热：×6 mol×18 g/mol＝2 808 kJ，因此热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)‎ ΔH＝－2 808 kJ/mol。(2)1 mol C2H2燃烧生成液态水和CO2，放热：×26 g＝1 294.8 kJ，热化学方程式为：C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ/mol。(3)1 mol液态肼与足量H2O2反应生成氮气和水蒸气，放热：×1 mol＝641.625 kJ，热化学方程式为：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－641.625 kJ/mol,16 g液态肼的物质的量为：＝0.5 mol，燃烧生成水蒸气时放热：×0.5 mol＝320.812 5 kJ，生成气态水2 mol，变为液态水放热：44‎ 9‎ ‎ kJ×2＝88 kJ，因此共放出热量：320.812 5 kJ＋88 kJ＝408.812 5 kJ。‎ ‎15．(16分)利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：‎ ‎①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：‎ ‎(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？确保盐酸被完全中和。‎ ‎(2)倒入NaOH溶液的正确操作是C(填序号)。‎ A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入 ‎(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是D(填序号)。‎ A．用温度计小心搅拌 B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 ‎(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1＝ΔH2<ΔH3。‎ ‎(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：‎ 序号实验 起始温度t1/℃‎ 终止温度t2/℃‎ 9‎ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 ‎1‎ ‎20.0‎ ‎20.1‎ ‎23.2‎ ‎2‎ ‎20.2‎ ‎20.4‎ ‎23.4‎ ‎3‎ ‎20.5‎ ‎20.6‎ ‎23.6‎ 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝－51.8_kJ·mol－1(结果保留一位小数)。‎ ‎(6)不能(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热。‎ ‎ 解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失，倒入NaOH溶液时应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故放出热量的数值要小一些，ΔH大一些。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。‎ 9‎