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文档简介
第一章章末归纳总结思维导图思维导图常见考向常见考向考向一吸热、放热反应【例1】下列变化中属于吸热反应的是()①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④KClO3分解制取O2⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥CaCO3高温分解⑦CO2+C2CO⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)CO+H2⑩Al与盐酸反应A.②④⑥⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧⑨C.①③④⑤⑥⑧⑩ D.①②④⑧⑨【一隅三反】1.(2022·上海市川沙中学高一期末)有关反应热效应的说法正确的是A.铝热反应是放热反应 B.氧化还原反应都属于放热反应C.需要加热的反应都是吸热反应 D.有化学键断裂的反应是吸热反应2.(2022·四川甘孜·高二期末)下列各组物质之间的相互反应,说法错误的是A.是吸热反应B.与是放热反应C.燃烧是放热反应D.与是吸热反应3.某化学反应过程的能量变化如图所示,下列叙述正确的是A.该反应为吸热反应B.该反应为放热反应C.反应物的总能量等于生成物的总能量D.反应物的总能量低于生成物的总能量考向二热化学方程式【例2】写出下列反应的热化学方程式:(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸热131.5kJ:(2)用CO(g)还原1molFe2O3(s),放热24.8kJ。(3)1molHgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸热90.7kJ(4)1molN2(g)与适量H2(g)起反应,生成NH3(g),放出92.2kJ热量。(5)1molN2(g)与适量O2(g)起反应,生成NO2(g),吸收68kJ热量。(6)1molCu(s)与适量O2(g)起反应,生成CuO(s),放出157kJ热量。【一隅三反】1.(2022·湖南·雅礼中学高一期末)部分物质的燃烧热如下表,下列关于CH4和水蒸气反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是物质H2(g)CO(g)CH4(g)△H/(kJ·mol−1)−285.8−283.0−890.3已知1molH2O(g)转化生成1molH2O(l)时放出热量44.0kJ。A.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H1=+206.1kJ·mol−1B.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H2=−206.1kJ·mol−1C.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H3=+365.5kJ·mol−1D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H4=−365.5kJ·mol−12.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)1molCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量(2)1mol(g)与适量(g)反应生成(g)和(l),放出1411.0kJ的热量(3)1molC(s)与适量(g)反应生成CO(g)和(g),吸收131.5kJ的热量。(4)11.2L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量。已知1molC(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量。(6)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67kJ的热量。(7)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol−1,请写出1molNH3分解对应的热化学方程式。若1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应,放出的热量___________92kJ(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________。考向三中和热【例4】分别取40mL的0.50mol·L-1盐酸与40mL的0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热。回答下列问题:(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式____________________________________________。(2)从实验装置上看,可知下图装置中缺少的仪器是___________。(3)某学生实验记录数据如下:①近似认为0.55mol·L-1的NaOH溶液和0.50mol·L-1的盐酸的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。则中和热△H=__________(取小数点后一位)。②上述实验数值结果与理论值有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。a.实验装置保温、隔热效果差b.实验量取盐酸时误取了浓硫酸c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度(4)实验中改用50mL0.50mol·L-1的盐酸跟40mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热_________(填“相等”或“不相等”),所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).【一隅三反】1.关于中和热测定的叙述中错误的是A.碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和B.该实验可以直接在烧杯中进行C.该实验需要重复2~3次,实验数据可取平均值代入计算D.不可以用铜丝代替玻璃搅拌器2.中和反应是放热反应,下列关于中和反应热测定的说法错误的是A.等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向空气中释放的热量就是反应的热效应B.测定中和反应热时,需要快速的将两种溶液混合C.测定中和反应热时,最重要的是要保证实验装置的隔热效果D.不同的酸碱反应生成1mol水释放的热量可能不相同3.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。请回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是_______。(2)实验中改用6.94mL15mol/L硫酸溶液与60mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求得的生成1molH2O(l)时放出的热量_______(填“相等”或“不相等”),简述理由:_______。(3)若三次平行操作测得数据中,起始时盐酸与NaOH溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为①3.3℃、②3.5℃、③4.5℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为_______℃。4.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50mL0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH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?_______。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(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_______(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1L1mol·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_______。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1.为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=_______(结果保留一位小数)。(6)_______(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_______。考向四盖斯定律【例4】室温下,将1mol的CuSO4•5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1;将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4•5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4•5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH3>ΔH1C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3【一隅三反】1.下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的有()①②③④⑤⑥A.2项 B.3项 C.4项 D.5项2.(2022·湖北十堰·高一期末)工业上高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料,而将赤铁矿中的转化为铁的过程中实际起作用的是CO。反应过程中发生的一系列变化:则反应的为A. B.C. D.考向五综合运用【例5】化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴随能量的变化。(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________(填字母序号)反应释放的热量加热食物。A.生石灰和水
B.浓硫酸和水
C.钠和水(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol,该反应的能量变化可用图中的___________(填a或b)表示。(3)已知常温下红磷比白磷稳定,在下列反应中:①4P(红磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H=﹣Q1kJ•mol﹣1②P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H=﹣Q2kJ•mol﹣1若Q1、Q2均大于零,则Q1和Q2的关系为___________(填字母序号)。A.Q1>Q2B.Q1=Q2C.Q1<Q2D.无法确定(4)已知拆开2molHCl分子中的化学键需要消耗862kJ的能量,则③、④的数值为:③___________kJ;④___________kJ。(5)已知298K时:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ·mol-1写出C与O2反应生成CO的热化学方程式:___________。【一隅三反】1.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)下图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:___________。(2)已知化学键键能是形成或拆开1mol化学键放出或吸收的能量,单位kJ·mo1-1.若已知下列数据:化学键H-HN≡N键能/kJ·mo1-1435943试根据表中及图中数据计算N-H的键能为___________kJ·mo1-1.(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-akJ·mo1-1①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=-bkJ·mo1-1②若1molNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=___________kJ·mo1-1(用含a、b的式子表示)。2.根据信息书写热化学方程式:(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5.回答下列问题:已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为___________。(2)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为___________。(3)在一定条件下,将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出QkJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式为___________。(4)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式:___________。(5)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气,在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是___________。3.回答下列问题(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)
△H1=+83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)
△H2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)
△H3=-121kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的
△H=_______kJ·mol-1(2)甲烷CH4是一种高效清洁的新能源,0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ,则甲烷燃烧的热化学方程式为_______。(3)已知常温下红磷比白磷稳定,在下列反应中①4P(红磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)
△H=-Q1kJ/mol②P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)
△H=-Q2kJ/mol
若Q1、Q2均大于零,则Q1和Q2的关系为_______(填字母序号)。A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q1<Q2 D.无法确定(4)现有反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
△H1=-91kJ·mol-1已知该反应中相关的化学键键能数据如下:化学键H-HC-OH-OC-HE/(kJ·mol-1)436343465413则气态CO中C≡O中的键能为_______kJ·mol-1(5)下列反应属于吸热反应的是_______A.炭燃烧生成一氧化碳B.中和反应C.锌粒与稀硫酸反应制取H2D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应第一章章末归纳总结思维导图思维导图常见考向常见考向考向一吸热、放热反应【例1】下列变化中属于吸热反应的是()①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④KClO3分解制取O2⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥CaCO3高温分解⑦CO2+C2CO⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)CO+H2⑩Al与盐酸反应A.②④⑥⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧⑨C.①③④⑤⑥⑧⑩ D.①②④⑧⑨【答案】A【解析】②将胆矾加热变为白色粉末、④KClO3分解制取O2、⑥CaCO3高温分解等属于分解反应,为吸热反应;而⑦CO2+C2CO、⑨C+H2O(g)CO+H2等属于以C、氢气为还原剂的吸热反应;⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合,为吸热反应;①液态水汽化、③浓硫酸稀释为物理变化,不是吸热反应,也不是放热反应;⑤生石灰与水反应生成熟石灰、⑩Al与盐酸反应为放热反应,故选:A。【一隅三反】1.(2022·上海市川沙中学高一期末)有关反应热效应的说法正确的是A.铝热反应是放热反应 B.氧化还原反应都属于放热反应C.需要加热的反应都是吸热反应 D.有化学键断裂的反应是吸热反应【答案】A【解析】A.铝热反应是剧烈的放热反应,放出的热量能使生成的铁熔化为铁水,用于焊接钢轨,故A正确;B.氧化还原反应与反应吸放热之间无必然关系,氧化还原反应既可能是放热反应也可能是吸热反应,如氢气的燃烧为放热反应,而C与CO2反应生成CO为吸热反应,故B错误;C.需要加热的反应不一定是吸热反应,如煤炭的燃烧需要加热,却是放热反应,故C错误;D.任何反应均有化学键的断裂,故有化学键断裂的不一定是吸热反应,还可能是放热反应,故D错误;答案选A。2.(2022·四川甘孜·高二期末)下列各组物质之间的相互反应,说法错误的是A.是吸热反应B.与是放热反应C.燃烧是放热反应D.与是吸热反应【答案】A【解析】A.氧化钙和水化合生成氢氧化钙的反应是放热反应,不是吸热反应,A项错误;B.HCl和KOH发生中和反应生成KCl和水,酸碱中和反应属于放热反应,B项正确;C.甲烷燃烧放出大量的热,甲烷燃烧是放热反应,C项正确;D.Ba(OH)2∙8H2O和NH4Cl发生复分解反应生成BaCl2、NH3和H2O,该反应是吸热反应,D项正确;答案选A。3.某化学反应过程的能量变化如图所示,下列叙述正确的是A.该反应为吸热反应B.该反应为放热反应C.反应物的总能量等于生成物的总能量D.反应物的总能量低于生成物的总能量【答案】B【解析】A.根据图中信息可知,反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,选项A错误;B.根据图中信息可知,反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,选项B正确;C.根据图中信息可知,反应物总能量大于生成物总能量,选项C错误;D.根据图中信息可知,反应物总能量大于生成物总能量,选项D错误;答案选B。考向二热化学方程式【例2】写出下列反应的热化学方程式:(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸热131.5kJ:(2)用CO(g)还原1molFe2O3(s),放热24.8kJ。(3)1molHgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸热90.7kJ(4)1molN2(g)与适量H2(g)起反应,生成NH3(g),放出92.2kJ热量。(5)1molN2(g)与适量O2(g)起反应,生成NO2(g),吸收68kJ热量。(6)1molCu(s)与适量O2(g)起反应,生成CuO(s),放出157kJ热量。【答案】(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ/mol(2)3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol(3)2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g)△H=+181.4kJ/mol(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol(5)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+68kJ/mol(6)2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)
△H=-314kJ/mol【解析】(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸热131.5kJ,则反应的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ/mol;(2)用CO(g)还原1molFe2O3(s),放热24.8kJ,则该反应的热化学方程式为3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol;(3)1molHgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸热90.7kJ,则2molHgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸收热量Q=90.7kJ×2=181.4kJ,故该反应的热化学方程式为:2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g)△H=+181.4kJ/mol;(4)1molN2(g)与适量H2(g)起反应,生成2molNH3(g),放出92.2kJ热量,由于该反应为可逆反应,则该反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol;(5)1molN2(g)与适量O2(g)起反应,生成NO2(g),吸收68kJ热量,则该反应的热化学方程式为:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+68kJ/mol;(6)1molCu(s)与适量O2(g)起反应,生成CuO(s),放出157kJ热量,则2molCu(s)与适量O2(g)反应,生成CuO(s),放出热量Q=157kJ×2=314kJ,故该反应的热化学方程式为:2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=-314kJ/mol。【一隅三反】1.(2022·湖南·雅礼中学高一期末)部分物质的燃烧热如下表,下列关于CH4和水蒸气反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是物质H2(g)CO(g)CH4(g)△H/(kJ·mol−1)−285.8−283.0−890.3已知1molH2O(g)转化生成1molH2O(l)时放出热量44.0kJ。A.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H1=+206.1kJ·mol−1B.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H2=−206.1kJ·mol−1C.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H3=+365.5kJ·mol−1D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H4=−365.5kJ·mol−1【答案】A【解析】由表中数据结合燃烧热概念可知:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ•mol-1②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ•mol-1③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ•mol-1④H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ•mol-1利用盖斯定律将④+③-②-3×①可得:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=(-44.0kJ•mol-1)+(-890.3kJ•mol-1)-(-283.0kJ•mol-1)-3×(-285.8kJ•mol-1)=+206.1kJ•mol-1,即CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.1kJ•mol-1。故选A。2.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)1molCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量(2)1mol(g)与适量(g)反应生成(g)和(l),放出1411.0kJ的热量(3)1molC(s)与适量(g)反应生成CO(g)和(g),吸收131.5kJ的热量。(4)11.2L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量。已知1molC(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量。(6)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67kJ的热量。(7)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol−1,请写出1molNH3分解对应的热化学方程式。若1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应,放出的热量___________92kJ(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________。【答案】(1)Cu(s)+(g)=CuO(s)△H=-157.3kJ/mol(2)(g)+3(g)=2(g)+2(l)△H=-1411.0kJ/mol(3)C(s)+(g)=CO(g)+(g)△H=+131.5kJ/mol(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-183kJ·mol−1(5)C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol−1(6)NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(g)
ΔH=-226.7kJ·mol−1(7)
NH3(g)⇌N2(g)+H2(g)
ΔH=+46kJ·mol−1
小于
由于该反应是可逆反应,不能进行完全【解析】(1)1molCu(s)与适量(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量,该热化学方程式为:Cu(s)+(g)=CuO(s)△H=-157.3kJ/mol,故答案为:Cu(s)+(g)=CuO(s)△H=-157.3kJ/mol;(2)1mol(g)与适量(g)反应生成(g)和(l),放出1411.0kJ的热量,该热化学方程式为:(g)+3(g)=2(g)+2(l)△H=-1411.0kJ/mol,故答案为:(g)+3(g)=2(g)+2(l)△H=-1411.0kJ/mol;(3)1molC(s)与适量(g)反应生成CO(g)和(g),吸收131.5kJ的热量,该热化学方程式为:C(s)+(g)=CO(g)+(g)△H=+131.5kJ/mol,故答案为:C(s)+(g)=CO(g)+(g)△H=+131.5kJ/mol。(4)11.2L(标准状况)H2的物质的量是0.5mol,11.2L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量,则1mol氢气和氯气反应放出能量183kJ,其热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-183kJ·mol−1;(5)已知1molC(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量,该反应的热化学方程式为C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol−1;(6)1.7gNH3(g)的物质的量是0.1mol,1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成NO气体和水蒸气,放出22.67kJ的热量,则1mol氨气发生催化氧化放出能量226.7kJ,其热化学方程式为NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(g)
ΔH=-226.7kJ·mol−1;(7)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol−1,1mol氨气分解吸收46kJ的能量,1molNH3分解对应的热化学方程式为NH3(g)⇌N2(g)+H2(g)
ΔH=+46kJ·mol−1。N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)是可逆反应,不能进行完全,若1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应,生成氨气的物质的量小于2mol,所以放出的热量小于92kJ。考向三中和热【例4】分别取40mL的0.50mol·L-1盐酸与40mL的0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热。回答下列问题:(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式____________________________________________。(2)从实验装置上看,可知下图装置中缺少的仪器是___________。(3)某学生实验记录数据如下:①近似认为0.55mol·L-1的NaOH溶液和0.50mol·L-1的盐酸的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。则中和热△H=__________(取小数点后一位)。②上述实验数值结果与理论值有偏差,产生偏差的原因可能是________(填字母)。a.实验装置保温、隔热效果差b.实验量取盐酸时误取了浓硫酸c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度(4)实验中改用50mL0.50mol·L-1的盐酸跟40mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热_________(填“相等”或“不相等”),所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).【答案】(1)环形玻璃搅拌棒①-51.8kJ/mol②ac相等不相等偏小【解析】(1)中和热是指稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时释放的热量,故表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式为,故答案为:;(2)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器;故答案为:环形玻璃搅拌棒;(3)①第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃,反应后温度为:23.2℃,反应前后温度差为:3.15℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,反应前后温度差为:3.1℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃,反应前后温度差为:3.05℃;40mL的0.50mol/L盐酸与40mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为:m=80mL×1g/cm3=80g,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•℃)×80g×℃=1.036kJ,即生成0.02mol的水放出热量为:1.036kJ,所以生成1mol的水放出热量为:1.036kJ×=-51.8kJ,即该实验测得的中和热△H=,故答案为:-51.8kJ/mol;②根据上述测量数据可知,结果偏小,即下列属于导致结果偏小的原因:a.实验装置保温、隔热效果差,即散失的热量增多,故导致实验结果偏小,a符合题意;b.实验量取盐酸时误取了浓硫酸,浓硫酸溶解过程为放热过程,故导致实验结果偏大,b不合题意;c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度,由于温度计中含有NaOH溶液导致局部中和反应,测量的盐酸初始温度偏高,故实验结果偏小,c符合题意;故答案为:ac;(4)由于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,所以用50mL0.50mol/L盐酸跟40mL0.55mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等,反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用500mL0.50mol/L盐酸跟40mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增加,所放出的热量偏高,即放出热量不相等;故答案为:相等;不相等;(5)NH3•H2O是弱电解质,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ;故答案为:偏小。【一隅三反】1.关于中和热测定的叙述中错误的是A.碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和B.该实验可以直接在烧杯中进行C.该实验需要重复2~3次,实验数据可取平均值代入计算D.不可以用铜丝代替玻璃搅拌器【答案】B【解析】A.测定中和热时,为了使氢离子和氢氧根离子完全反应,需要让其中一种反应物稍稍过量,即碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和,A正确;B.中和热测定成败的关键是保温,直接在烧杯中进行,热量散失较多,测量结果不准确,B错误;C.为了使实验结果更准确,该实验需要重复2~3次,实验数据可取平均值代入计算,C正确;D.铜的导热性强,会造成热量散失较多,因此不可以用铜丝代替玻璃搅拌器,D正确;答案选B。2.中和反应是放热反应,下列关于中和反应热测定的说法错误的是A.等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向空气中释放的热量就是反应的热效应B.测定中和反应热时,需要快速的将两种溶液混合C.测定中和反应热时,最重要的是要保证实验装置的隔热效果D.不同的酸碱反应生成1mol水释放的热量可能不相同【答案】A【解析】A.等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向环境中释放的热量就是反应的热效应,环境是指与体系相互影响的其他部分,如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等,A错误;B.测定中和反应热时,需要快速的将两种溶液混合,防止热量散失,测量不准确,B正确;C.测定中和反应热时,最重要的是要保证实验装置的隔热效果,防止热量散失,测量不准确,C正确;D.不同的酸碱反应生成1mol水释放的热量可能不相同,比如若用的是弱酸或弱碱,其电离需吸收一部分热量,D正确;故答案为A。3.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。请回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是_______。(2)实验中改用6.94mL15mol/L硫酸溶液与60mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求得的生成1molH2O(l)时放出的热量_______(填“相等”或“不相等”),简述理由:_______。(3)若三次平行操作测得数据中,起始时盐酸与NaOH溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为①3.3℃、②3.5℃、③4.5℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为_______℃。【答案】(1)环形玻璃搅拌棒(2)
不相等
浓硫酸稀释会放出热量(3)3.4【解析】(1)从实验装置上看,图中尚缺少的-种玻璃仪器是玻璃搅拌器;(2)15mol/L硫酸是浓硫酸,浓硫酸稀释要放出热量,所以改用6.94mL15mol/L硫酸溶液跟60mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热偏小,故答案为:不相等;浓硫酸稀释会放出热量;(3)三次平行操作测得数据中③4.5℃,数值误差太大,应该舍弃,计算①3.3℃、②3.5℃数值的平均值,故温度平均值=。4.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50mL0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH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?_______。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(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_______(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1L1mol·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_______。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1.为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=_______(结果保留一位小数)。(6)_______(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_______。【答案】(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3(5)-51.8kJ·mol-1(6)
不能
H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定【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,加入过量氢氧化钠是为确保盐酸被完全中和;(2)为了减小热量损失,倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入;(3)A.温度计是用来测量温度的,不能使用温度计搅拌,故A错误;B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌,会有大量热量散失,测定结果偏低,故B错误;C.轻轻地振荡烧杯,反应不能快速充分反应,也可能导致液体溅出,影响测定结果,故C错误;D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,能使反应快速、充分反应,热量损耗小,故D正确;答案选D;(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,故反应热的数值要小一些,因此ΔH1=ΔH2<ΔH3;(5)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃,反应前后温度差为3.15℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,反应前后温度差为3.1℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃,反应前后温度差为3.05℃;三组数据均有效,平均温差为3.1℃,50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的总质量m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J/(g•℃),生成0.025mol的水放出热量Q=cmΔT=4.18J/(g•℃)×100g×3.1℃=1295.8J=1.2958kJ,则该实验测得的中和热ΔH=;(6)因为硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应中和热的测定,故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。考向四盖斯定律【例4】室温下,将1mol的CuSO4•5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1;将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4•5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4•5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH3>ΔH1C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3【答案】B【解析】A.根据分析可知ΔH3>0,而ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,故A错误;B.根据分析可知ΔH2=ΔH1-ΔH3,由于ΔH2<0,ΔH3>ΔH1,故B正确;C.ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH1=ΔH3+ΔH2,故C错误;D.ΔH2<0,ΔH1>0,且ΔH1=ΔH3+ΔH2,则ΔH1+ΔH2<ΔH3,故D错误。综上所述答案为B。【一隅三反】1.下列各组热化学方程式中,化学反应的前者小于后者的有()①②③④⑤⑥A.2项 B.3项 C.4项 D.5项【答案】B【解析】①通过比较氢气与氯气、溴蒸气反应的条件及现象可知,氢气与氯气反应放出的热量多,则,符合题意;②固态硫变为气态硫过程中吸热,所以气态硫燃烧放出的热量多,则,符合题意;③,,则,不符合题意;④为吸热反应,,为放热反应,,则,不符合题意;⑤浓硫酸稀释要放出热量,,符合题意;⑥一氧化碳是碳单质不完全燃烧的产物,碳单质完全燃烧生成二氧化碳时放热更多,所以,不符合题意。符合题意的有3项,故选B。答案选B。2.(2022·湖北十堰·高一期末)工业上高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料,而将赤铁矿中的转化为铁的过程中实际起作用的是CO。反应过程中发生的一系列变化:则反应的为A. B.C. D.【答案】A【解析】①②③由盖斯定律计算可得方程式,则;故选A。考向五综合运用【例5】化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴随能量的变化。(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________(填字母序号)反应释放的热量加热食物。A.生石灰和水
B.浓硫酸和水
C.钠和水(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol,该反应的能量变化可用图中的___________(填a或b)表示。(3)已知常温下红磷比白磷稳定,在下列反应中:①4P(红磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H=﹣Q1kJ•mol﹣1②P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H=﹣Q2kJ•mol﹣1若Q1、Q2均大于零,则Q1和Q2的关系为___________(填字母序号)。A.Q1>Q2B.Q1=Q2C.Q1<Q2D.无法确定(4)已知拆开2molHCl分子中的化学键需要消耗862kJ的能量,则③、④的数值为:③___________kJ;④___________kJ。(5)已知298K时:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ·mol-1写出C与O2反应生成CO的热化学方程式:___________。【答案】(1)A(2)a(3)C(4)
679
862(5)2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ·mol-1或C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol-1【解析】(1)A.生石灰和水反应放热,故选A;
B.浓硫酸溶于水放热,但是浓硫酸具有强腐蚀性,故不选B;
C.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放热,但是氢氧化钠具有强腐蚀性,故不选C;选A;(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol,反应放热,反应物的总能量大于生成物总能量,该反应的能量变化可用图中的a表示;(3)常温下红磷比白磷稳定,红磷的能量低于白磷,所以相同质量的白磷和氧气反应生成P4O10(s)放出的热量大于红磷,则Q1<Q2,选C;(4)拆开2molHCl分子中的化学键需要消耗862kJ的能量,则④的数值为862kJ;根据盖斯定律,③的数值为(862-183)=679kJ;(5)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ·mol-1根据盖斯定律①-②得C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol-1。【一隅三反】1.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)下图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:___________。(2)已知化学键键能是形成或拆开1mol化学键放出或吸收的能量,单位kJ·mo1-1.若已知下列数据:化学键H-HN≡N键能/kJ·mo1-1435943试根据表中及图中数据计算N-H的键能为___________kJ·mo1-1.(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-akJ·mo1-1①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=-bkJ·mo1-1②若1molNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=___________kJ·mo1-1(用含a、b的式子表示)。【答案】(1)N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)∆H=-46kJ/mol或N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92kJ/mol(2)390(3)(3b-a)/4【解析】(1)由图象可知该反应的反应热∆H=E1-E2=254kJ·mol-1-300kJ·mol-1=-46kJ/mol,所以其热化学方程式为N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)∆H=-46kJ/mol,或者N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92kJ/mol;答案为:N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)∆H=-46kJ/mol或N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92kJ/mol。(2)已知∆H=反应物键能总和-生成物键能总和=943kJ/mol+3×435kJ·mol-1-6E=-92kJ/mol,E=390kJ/mol,即N-H的键能为390kJ/mol;答案为:390(3)根据盖斯定律,(①-②×3)/4即得1molNH;还原NO至N2的过程中的反应热∆H3=(3b-a)/4kJmol-1;答案为:(3b-a)/4。2.根据信息书写热化学方程式:(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5.回答下列问题:已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为___________。(2)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为___________。(3)在一定条件下,将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出QkJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式为___________。(4)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示试写出N2(g)和H2(g)
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