2019-2020年高中化学 1.1.2 反应热的测量与计算 能源的充分利用同步精练 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 1.1.2 反应热的测量与计算 能源的充分利用同步精练 苏教版选修41下列说法中正确的是()A物质燃烧放出的热量是燃烧热B1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热C1 mol H2燃烧生成水放出的热量是H2的燃烧热D相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量数值相等解析：燃烧热是指在25 ，101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，显然A项错误；B项中碳燃烧生成稳定化合物应为CO2，C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定，1 mol H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的燃烧热，故B、C错误；根据能量守恒定律可知D项正确。答案：D2已知下列热化学方程式Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H1Q1 kJ/molHg(l)O2(g)=HgO(s)H2Q2 kJ/mol则Zn(s)HgO(s)=Hg(l)ZnO(s)HQ kJ/mol中的Q值为()AQ2Q1 BQ2Q1CQ1Q2 DQ1Q2解析：由题意知：Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H1Q1 kJ/molHg(l)O2(g)=HgO(s)H2Q2 kJ/molZn(s)HgO(s)=Hg(l)ZnO(s)HQ kJ/mol由盖斯定律得：所以HH1H2Q1 kJ/mol(Q2 kJ/mol)(Q2Q1)kJ/mol则QQ2Q1，即QQ1Q2。答案：C32H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A11 B13 C14 D23解析：设H2和CH4的物质的量分别为x、y，则2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol12 mol571.6 kJx Q1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)；H890 kJmol11 mol 890 kJy Q2由题意得解得x1.25 mol，y3.75 mol，两者之比为13。答案：B4已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)HQ1 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(g)HQ2 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(l)HQ3 kJ/mol常温下取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到室温，则放出的热量为()A(0.4Q10.05Q3)kJ B(0.4Q10.05Q2)kJC(0.4Q10.1Q3)kJ D(0.4Q10.2Q2)kJ解析：0.4 mol CH4完全燃烧放出的热量为0.4 molQ1 kJ/mol0.4Q1 kJ,0.1 mol H2完全燃烧放出的热量为0.1 molQ3 kJ/mol0.05Q3 kJ，故放出的热量为(0.4Q10.05Q3)kJ。答案：A5把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径：C(s)O2(g)=CO2(g)H10再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H302H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4Q3Q11根据热化学方程式：S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol1(a297.2)。分析下列说法，其中不正确的是()AS(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应BS(g)O2(g)=SO2(g)Hb kJmol1，则abC1 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D16 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Ha kJmol1297.2 kJmol1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。答案：D2C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)是吸热反应，则CO(g)H2(g)=C(s)H2O(g)是()A放热反应，也是氧化还原反应B吸热反应，也是置换反应C既不是放热反应，也不是吸热反应D无法判断是吸热反应还是放热反应解析：某一反应为吸热反应，则逆向进行的反应为放热反应。答案：A3下列说法正确的是()ACO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应B在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C物质燃烧都需要氧气D物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关解析：A中CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应；B中碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热；任何发光放热的剧烈的化学反应都叫燃烧，如H2在Cl2中燃烧。答案：D4已知：(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol1(4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列关系式中正确的是()Aacd0C2ab0解析：H2和O2反应，H应为负值，故推知B、D错误，又H2O(g)H2O(l)，要放出热量，(1)、(3)反应热比较应为ca0，故A项错；对于(1)、(2)反应热为2ab生成物总能量BCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.5 kJmol1，反应物总能量生成物总能量C101 kPa时，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，H2的燃烧热为571.6 kJmol1DH(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ 的热量解析：当反应物总能量生成物总能量时，该反应为放热反应，H0。燃烧热的衡量标准是1 mol的可燃物，即H2的燃烧热为285.8 kJmol1。中和热的定义是针对强酸强碱的稀溶液而言的，不考虑浓溶液和弱电解质。答案：A6已知下列热化学方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为()A11 B12 C23 D32解析：设炭粉的物质的量为x，H2的物质的量为y，由题意知解得xy11。答案：A7在298 K,101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。一些烷烃的燃烧热如表：化合物燃烧热/kJmol1化合物燃烧热/kJmol1甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.5异戊烷3 531.3下列表达正确的是()A正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol1B相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多C正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为：CH3CH2CH2CH3(g)=CH3CH(CH3)CH3(g)H8.4 kJmol1D甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H891.0 kJmol1解析：由正丁烷燃烧热比异丁烷大，可推知正戊烷燃烧热大于3 531.3 kJmol1，故A项正确；以甲烷和乙烷为例，同是1 g完全燃烧放热分别为55.7 kJ和52.0 kJ，故B项不正确；由燃烧热可知正丁烷转化为异丁烷是放热反应，故C项不正确；生成的不是稳定的液态水，反应热不等于燃烧热，故D项不正确。答案：A8将V1 mL 1.00 molL1 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V1V250 mL)。下列叙述正确的是()A做该实验时环境温度为22 B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约为1.00 molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：从图中曲线可以看出，温度为22 时，V1为5 mL，则V2为45 mL，此时已经开始发生反应，所以22 一定不是室温，A错；曲线随V1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V130 mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)1.5 molL1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的。答案：B9下列说法正确的是()A热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既可表示微粒数，又可表示物质的量B热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，则表示在标准状况下测得的数据C书写热化学方程式时，不仅要写明反应热的符号和数值，还要注明各物质的聚集状态D凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应解析：热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，故A错；当表示“25 、101 kPa”时测得的数据时，可以不用注明，而标准状况是指“0 、101 kPa”，故B错；D中，大多数化合反应是放热的，大多数分解反应是吸热的，但也有例外，如CCO2=2CO属化合反应，但为吸热反应，故D错。答案：C10在25 、101 kPa下，0.1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58 kJ，下列热化学方程式正确的是()ACH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJ/molB2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 451.6 kJ/molCCH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJ/molD2CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 451.6 kJ/mol解析：由题意知，1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热725.8 kJ。A中，放热反应H应小于0，故A错；反应生成的为液态水，故B、D错。答案：C11根据盖斯定律计算：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)H395.41 kJmol1，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.51 kJmol1，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为_。由此看来更稳定的碳的同素异形体为_。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol在O2中完全燃烧，产生热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为_(用含Q的代数式表示)。解析：由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H3H1H2395.41 kJmol1393.51 kJmol11.90 kJmol1。即C(金刚石，s)=C(石墨，s)H19.0 kJmol1可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。由十字交叉法：可得两者的物质的量之比。答案：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H1.90 kJmol1石墨12已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)，反应过程中能量变化如图，问：(1)a、b、c分别代表什么意义？a_；b_；c_。(2)该反应是放热反应还是吸热反应？_。H大于零还是小于零？_。(3)若已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1Q12H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ2则H1_H2，Q1_Q2(填“”、“13发射“嫦娥二号”卫星的长征三号丙火箭的推进剂是液氢和液氧。(1)这种推进剂的优点是_；_。(请写两条)(2)下列是298 K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是_，通过计算说明等质量的氢气和碳完全燃烧时产生热量的比是_(保留1位小数)。(3)已知：H2(g)=H2(l)H0.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H6.84 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_。解析：(1)H2的密度小，相同质量的H2比其他燃料燃烧放出的热量多，产物只有水不会污染大气。(2)根据各物质燃烧的燃烧热数据可算出，等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，H2放出热量最多。等质量的H2和C燃烧产生的热量比为：285.8(393.5)4.41。(3)根据H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，以及题给各物质状态变化时的焓变，可求出H2(l)O2(l)=H2O(g)的焓变H的数值，H(285.80.926.8444.0) kJmol1237.46 kJmol1。答案：(1)相同质量时，氢气放出的热量多产物为水，无污染(其他合理答案均可)(2)H24.41(3)H2(l)O2(l)=H2O(g)H237.46 kJmol114盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题：(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铜丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铜丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是_，原因是_。(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：编号盐酸氢氧化钠t/10.05 molL10.05 molL13.520.1 molL10.1 molL1x30.2 molL10.2 molL114则x_。(3)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是_。从原理上讲，该实验设计的不合理之处为_。请你在此实验装置的基础上提出修改方案_。解析：(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降、右边升高。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.5103 mol，温度升高3.5 ，3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是2103 mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是4倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。 2号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1号反应量的2倍，故温度变化也应为2倍，为7 。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下。如图：答案：(1)U形管内液面左边下降、右边升高盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大(2)7(3)没打开分液漏斗上部塞子稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管