资源描述
第01讲 《反应热 焓变》
【基础训练】
题型一:常见的吸热反应与放热反应
1.(2021·全国·高一课时练习)下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀反应 B.与的反应
C.灼热的炭与反应 D.甲烷在中的燃烧反应
【答案】C
【详解】A.铝片与稀H2SO4的反应为放热反应,故A不符合题意;
B.与的反应为吸热反应,但不属于氧化还原反应,故B不符合题意;
C.灼热的炭与CO2的反应中C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,且为吸热反应,故C符合题意;
D.甲烷在O2中的燃烧反应是放热反应,故D不符合题意。
2.(2021·全国·高二课时练习)下列变化过程属于放热反应的是( )
①碳酸钙高温分解 ②H2在Cl2中燃烧 ③镁与稀硫酸反应 ④水蒸气变成液态水 ⑤酸碱中和
⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合搅拌 ⑦SO3与水反应
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.②③⑤⑦ D.②④⑤⑦
【答案】C
【详解】①碳酸钙高温分解,该反应为吸热反应;②H2在Cl2中燃烧,燃烧为放热反应;③镁与稀硫酸反应,活泼金属与酸的反应为放热反应;④水蒸气变成液态水为物理过程,不是放热反应;⑤酸碱中和为放热反应;⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合搅拌该反应为吸热反应;⑦SO3与水反应为化合反应,反应过程中放热,故属于放热反应为:②③⑤⑦;
3.(2021·全国·高一课时练习)A + B = C + D是化学反应,已知该反应为放热反应,对该反应的说法正确的是( )
A.A的能量一定高于C 的能量
B.B的能量一定高于D的能量
C.反应物A与B的总能量一定低于生成物C与D的总能量
D.反应物A与B的总能量一定高于生成物C与D的总能量
【答案】D
【详解】反应物的总能量大于生成物的总能量的反应是放热反应。已知该反应是放热反应,则反应物A和B的总能量大于产物C和D的总能量。
题型二:中和反应反应热的测定
4.(2021·全国·高二单元测试)下列说法正确的是( )
A.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热叫做中和热
B.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液
C.测定中和热实验时,使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有:容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【详解】A.在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量叫做中和热,A错误;
B.硫酸和氢氧化钡除生成水外还生成硫酸钡沉淀,生成沉淀放热,故B错误;
C.使用环形玻璃搅拌棒是为了使溶液充分混合,加快反应速率,防止热量散失,减小实验误差,故C正确;
D.在测定中和热实验中不需要使用容量瓶,故D错误;
5.(2021·全国·高二单元测试)在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述错误的是( )
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【详解】A. 大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失,减小测量误差,故A正确;
B. 充分反应,放出热量最多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,故B正确;
C. 为了使酸碱充分反应,应当快速一次倒入溶液并搅拌,防止热量散失,故C错误;
D. 塑料材质的环形搅拌棒导热能力差,可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确;
6.(2020·四川·攀枝花市第十五中学校高二阶段练习)下列有关中和热测定实验的叙述中,错误的是( )
A.应准确读取酸碱混合后溶液的最高温度作为最终温度
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中,不断用玻璃棒搅拌
C.用温度计测量盐酸的温度后,用水冲洗干净,再测量氢氧化钠溶液的温度
D.为了保证0.50mol/L的盐酸完全被中和,通常使氢氧化钠溶液稍稍过量
【答案】B
【详解】A.酸碱混合后溶液的最高温度差为中和反应放出的全部能量,故应准确读取酸碱混合后溶液的最高温度作为最终温度,A正确;
B.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中,用环形搅棒搅动,B错误;
C.为了防止残余的盐酸与氢氧化钠反应,造成误差,故用温度计测量盐酸的温度后,用水冲洗干净,再测量氢氧化钠溶液的温度,C正确;
D.为了使0.50mol/L的盐酸完全被中和,准确测量出中和热,氢氧化钠溶液应稍稍过量,D正确;
7.(2022·天津南开·高一期末)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和热,则测定中和热的数值偏高
【答案】D
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,铝片与盐酸、NaOH与盐酸反应属于放热反应,故A错误;
B.铝粉和铝片都是固体,更换为等质量的铝粉后时放出的热量不变,但铝粉与盐酸反应速率快,故B错误;
C.铁是热的良导体,改为铁质搅拌器,造成热量损失增大,测的中和热数值偏小,故C错误;
D.氢氧化钠固体溶解放出热量,因此测定数值结果偏高,故D正确;
8.(2021·河北保定·高二期中)实验室利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的玻璃用品是___________,装置中还存在的错误为___________,这种错误会造成最高温度读数___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是___________。
(3)把温度为13℃,浓度为的酸溶液和的碱溶液各50mL混合[溶液密度均为,生成溶液的比热容],轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如表:
反应物
起始温度/℃
终了温度/℃
中和热
13
13
① 计算上述两组实验测出的中和热:提示。;
___________;___________。
②两组实验结果差异的原因是___________。
③根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式:___________。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 大小烧杯口未平齐 偏小
(2)提高装置的保温效果
(3) 一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,要吸收热量,因而总体放热较少
【解析】(1)由量热计的构造可知,该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;由题中图示可知,装置中还存在的错误为放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口不相平,会导致热量散失,保温效果不好,使最高温度读数偏小,所求中和热偏小;答案为环形玻璃搅拌棒;大小烧杯口未平齐;偏小。
(2)在中和反应中,必须确保热量不散失,即提高装置的保温效果;答案为提高装置的保温效果。
(3)①浓度为1.0mol/L的HCl溶液和1.1mol/L的NaOH溶液各50mL混合,反应生成了0.05mol水,t1=13℃,t2=19.8℃,代入公式ΔH=-0.4184t2-t1nH2OkJmol,得△H1=-0.4184(19.8−13)0.05kJ/mol=-56.9 kJ/mol ;浓度为1.0mol/L的HCl溶液和1.1mol/L的NH3·H2O溶液各50mL混合,反应生成了0.05mol水,t1=13℃,t2=19.3℃,代入公式ΔH=-0.4184t2-t1nH2OkJmol,得△H2=-0.4184(19.3−13)0.05kJ/mol=-52.7 kJ/mol;答案为−56.9;−52.7。
②两组实验结果差异的原因是一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,即NH3·H2O⇌ NH4++OH-,要吸收热量,因而总体放热较少;答案为一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,要吸收热量,因而总体放热较少。
② 氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式为:
题型三:焓变
9.(2021·全国·高二课时练习)下列说法正确的是
A.浓硫酸溶于水放出大量的热,是放热反应
B.碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量
C.反应C(石墨)→C(金刚石)的ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.气态水比液态水稳定
【答案】B
【详解】A.浓硫酸溶于水是物理变化,不是化学反应,A错误;
B.碳酸钙受热分解的反应是吸热反应,则生成物总能量高于反应物总能量,B正确;
C.反应C(石墨)→C(金刚石)的ΔH>0,则石墨能量更低,则石墨比金刚石稳定,C错误;
D.相同物质的量的气态水含有的能量较高,气态水没有液态水稳定,D错误
10.下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”
答案 D
解析 A项,ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,错误;B项,ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,错误;C项,反应热有正、负,反应放出的热量越多,ΔH越小,反应吸收的热量越多,ΔH越大,错误;D项,由于反应物的总焓大于生成物的总焓,故由反应物转化为生成物时,该反应为放热反应,ΔH为“-”,正确。
11.(2021·辽宁·庄河高中高二阶段练习)下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替玻璃搅拌器,测得的偏大
B.强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成的均为
C.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
D.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反成反应热,造成这一结果的原因不可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度
【答案】A
【详解】A.铜为热的良导体,容易导致热量散失,测得的的绝对值偏小,使测得的偏大,A正确;
B.部分强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应不仅生成,还生成沉淀,如一定量的稀硫酸与稀溶液反应生成时还有沉淀生成,与结合生成时放热,则该反应的,B项错误;
C.测定中和反应反应热时,混合溶液的最高温度为终止温度,C项错误;
D.用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度会导致部分酸碱提前反应,从而使测得的的绝对值偏小,D项错误;
12.(2022·全国·高二专题练习)反应焓变
(1)概念:___________的焓与___________的焓之差。
(2)表达式:ΔH=___________,单位是___________。
(3)反应焓变与反应热的关系:对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化,则反应热Qp与焓变ΔH的关系是___________。
(4)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系
图示
体系能
量变化
反应产物的焓___________反应物的焓
反应产物的焓___________反应物的焓
反应类型
___________反应
___________反应
【答案】(1) 反应产物 反应物 (2) H(反应产物)-H(反应物) kJ·mol-1
(3) Qp=ΔH (4) 小于 大于 放热 吸热
题型四:从微观角度分析反应热的实质
13.(2021·全国·高二课时练习)CO与O在催化剂表面形成化学键时的能量变化如下图所示.下列说法错误的是( )
A.该反应过程CO中C与O之间化学键发生完全断裂
B.从催化剂上脱离生成的过程是放热反应
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.CO与O反应生成CO2的过程
【答案】A
【详解】A.由图可知,该反应过程CO中C与O之间化学键没有发生完全断裂,故A错误:
B.由图可知从催化剂上脱离生成的过程,能量降低,是放热反应,故B正确;
C.CO2的结构式为,CO2分子中存在碳氧极性共价键,故C正确;
D.CO和O原子反应生成CO2的过程是放热反应,则,故D正确;
14.(2022·全国·高一课时练习)反应A+B→C(放热)分两步进行:①A+B→X(吸热),②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A+B→X(吸热),说明A、B的总能量小于X的能量;X→C(放热),说明X能量大于C的能量;A+B→C(放热),说明A、B的总能量大于C的能量;故选A。
15.(2019·全国·高一课时练习)某化学反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应一定需要加热才能发生
B.该反应反应物的总能量比生成物的低
C.该反应断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量多
D.该反应是放热反应
【答案】D
【详解】A.该反应不一定需要加热才能发生,如和在阴暗处可迅速化合发生爆炸,故A错误;
B.该反应中反应物的总能量比生成物的高,故B错误;
C.该反应生成物的总能量低,该反应是放热反应,断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量少,故C错误;
D.由C分析可知该反应是放热反应,故选D;
16.(2021·全国·高二课时练习)化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.断裂2molA-B键需要吸收ykJ的能量
C.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
D.断裂1molA-A键和1molB-B键能放出xkJ的能量
【答案】B
【详解】A.因反应物的能量高于生成物的能量时,反应是放热反应,故A错误;
B.因旧键的断裂吸收能量,由图可知断裂2molA-B键需要吸收ykJ能量,故B正确;
C.由图可知,1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量,故C错误;
D.因旧键的断裂吸收能量,而不是释放能量,故D错误;
题型五:物质的稳定性
17.(2022·全国·高二课时练习)根据下表中所列键能数据,判断下列分子中,最不稳定的分子是( )
化学键
H-H
H-Cl
H-I
Cl-Cl
Br-Br
键能/ kJ·mol-1
436
431
299
247
193
A.HCl B.HBr C.H2 D.Br2
【答案】D
【详解】分子中,键能越小,分子越不稳定,从表中读出键能最小的是溴,故选D。
18.(2021·广西壮族自治区北流市高级中学高二阶段练习)如图所示,ΔE1=393.5kJ,ΔE2=395.4kJ,下列说法正确的是 ( )
A.1mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9kJ热量
B.石墨和金刚石之间的转化是物理变化
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.1mol金刚石具有的总能量高于1molCO2的总能量
【答案】A
【详解】A.据图可知,1 mol金刚石和1mol O2的总能量高于1 mol石墨和1mol O2的总能量,则金刚石的能量比石墨高395.4kJ /mol-393.5kJ/mol=1.9 kJ/mol ,所以1mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9kJ热量,A正确;
B.石墨和金刚石是不同物质,二酯之间的转化是化学变化,B错误;
C.能量高不稳定,因此石墨的稳定性强于金刚石,C错误;
D.据图可知1mol金刚石和1mol氧气具有的总能量高于1molCO2的总能量,但1mol金刚石与1molCO2具有的总能量无法比较,D错误;
【能力提升】
1.(2020·全国·高二课时练习)已知某反应A(g)+B(g)=C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=________kJ/mol (用含E1、E2的代数式表示),1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量______(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
【答案】 吸热 E1-E2 一定低
【解析】
(1)由图像可以知道该反应是一个能量升高的反应,所以属于吸热反应;ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,所以ΔH=E1−E2;由图像可以知道可以知道该反应是一个能量升高的反应,所以比1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量低,
2.(2021·山东·微山县第二中学高二阶段练习)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑。 精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl。
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
(1)(a)是_______反应,(b)是_______反应,(c)是_______反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量_______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
【答案】 吸热 放热 吸热 小于
【解析】(1)根据化学反应与能量变化图可知,(a)是吸热反应,(b)是放热反应,(c)是吸热反应;
(2)反应(b)是个放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
3.(2021·全国·高二课时练习)某些化学键的键能如下表:
键
H-H
H-I
H-F
H-Cl
H-Br
I-I
Cl-Cl
Br-Br
键能
436
299
568
432
366
153
243
194
根据表中数据回答问题:
(1)下列物质本身具有的能量最低的是___________(填字母,下同)。A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是___________
A.HF B.HCl C.HBr D.HI
(3)X2+H2=2HX(X代表F、Cl、Br、I,下同)的反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)1molCl2在一定条件下与等物质的量的H2反应,放出的热量是___________kJ。相同条件下,X2分别与H2反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出的热量最多的是___________。
【答案】(1)A (2)A (3)放热 (4) 185 F2
【解析】(1)键能越大能量越低,H-H的键能最大,则能量最低的是H2,故选:A;
(2)键能越大能量越低物质越稳定,H-F的键能最大,最稳定的是HF,故选:A;
(3)以X为Cl为例,断裂旧键需要吸收热量,形成新键放出能量,则Cl2+H2=2HCl反应,吸收热量为436+243=679kJ,放出热量为2×432=864kJ,放出的热量多,则为放热反应;
(4)1molCl2在一定条件下与等物质的量的H2反应,放出的热量是2×432-(436+243)= 185kJ,破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高,生成物越稳定,发生该反应放出的热量越多,根据表中数据可知,H-F键能最大,反应放热最多,则放出的热量最多的是F2。
4.(2020·江西·九江一中高二阶段练习)I.实验室利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)该图中缺少的仪器或用品有__。
(2)①如用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的“中和热”绝对值将___(填“偏大”“偏小”或“不变")
②如用0.5mol/L的CH3COOH与0.5mol/LNaOH进行实验,则实验中测得的“中和热”△H将___(填“偏大”“偏小”或“不变")
③如用18.4mol/L的H2SO4与0.5mol/LNaOH进行实验,则实验中测得的“中和热”△H将___。(填“偏大”“偏小”或“不变")
II.CO2和CH4催化重整可制备合成气,对减缓燃料危机具有重要的意义,其反应历程示意图如图所示:
(3)该过程用化学反应方程式表示为___,反应的△H___0(填“<”>”或“=”)。
(4)从起始到过渡态断裂的化学键有___,该过程___(填“放出”或“吸收”)能量。
【答案】(1)环形玻璃搅棒
(2) 偏大 偏大 偏小
(3) CH4+2CO2=2CO+2H2 <
(4) C—H 吸收
【解析】测定中和热时,要确保热量不散失、一定量的硫盐酸反应完全,故一次性迅速把NaOH溶液倒入小烧杯中,并用环形玻璃搅拌棒、量取最高温度;
(1)该图中缺少的仪器或用品有环形玻璃搅棒。
(2)①氢氧化钠固体溶于水时大量放热。由盖斯定律知:如用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的“中和热”绝对值将偏大。
②醋酸电离吸热,由盖斯定律知:如用0.5mol/L的CH3COOH与0.5mol/LNaOH进行实验,反应放出的热量将比盐酸时小、焓变的绝对值变小!△H<0,则实验中测得的“中和热”△H将偏大。
③18.4mol/L的H2SO4(浓硫酸)溶于水时大量放热。由盖斯定律知:如用18.4mol/L的H2SO4与0.5mol/LNaOH进行实验,反应放出的热量将比盐酸时大、焓变的绝对值变大!△H<0,则实验中测得的“中和热”△H将偏小。
(3)由图知:该过程CH4与CO2在Ni催化作用下反应生成CO和H2,则化学反应方程式表示为CH4+2CO2 =Ni2CO+2H2,反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应,反应的△H<0。
(4)从起始到过渡态,二氧化碳分子不变、甲烷分子被破坏,则断裂的化学键有C-H,该过程中能量升高、吸收能量。
5.(2021·全国·高二课时练习)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)写出该反应的中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJ/mol):___________;
(2)装置图中碎泡沫塑料所起作用为:___________________;
(3)①取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,
实验数据如下表.请填写下表中的空白:
温度
实验次数
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
温度差平均值(T2-T1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②若上述实验所测中和热数值偏小,产生偏差的原因可能是___________________
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】 H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 保温、隔热,防止热量损失 4.0 a、c、d
【解析】(1)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水,热化学方程式为12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol ;答案为12H2SO4(aq)+NaOH(aq)===12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol ;
(2)碎泡沫的作用是保温、隔热、减少热量损失,故答案为保温、隔热、减少热量损失;(3)①根据表格数据求得温差平均值为3.5+4+3.9+4.14℃=4.0℃,故答案为4.0;
②a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,可保证实验成功,故c选;d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故选;故答案为acd。
6.(2021·全国·高二期末)用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠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热。回答问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________;
(2)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”或“不相等”);
(3)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时,放出57.3kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为:___________。
(4)倒入NaOH溶液的正确操作是___________。(填字母)
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(5)某同学利用实验数据计算出的中和热与57.3kJ/mol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.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度;
c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数;
d.倒完NaOH溶液后,发现装NaOH烧杯内有极少量残留液。
【答案】
减少热量损失 不相等 相等 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol C abc
【解析】(1)中和热测定反应过程中放出的热量,故烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是:减少热量损失;
(2)根据反应的量的多少判断反应过程放出的热量,实验中50mL0.50mol/L的盐酸是少量的反应物,放出的热量取决于盐酸,而改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,少量的反应物是50mL0.55mol/L的氢氧化钠,故后者反应的量比实验中反应的量多,故放出的热量不相等,而中和热是计算生成1molH2O所放出的热量,故两者计算出的中和热相等,故答案为:不相等、相等;
(3)根据热化学方程式的写法书写:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
;
(4)由于倒入NaOH溶液后即可发生反应放出热量,为避免产生的热量损失,故加入氢氧化钠时应该一次迅速倒入,故选答案C。
(5)a.实验装置保温效果差,导致热量损失,中和热计算有误差,a符合题意;
b.用温度计测定NaOH溶液后,温度计上沾有碱,直接测定HCl溶液,会发生酸碱中和,导致测定不准确,符合题意;
c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致溶液体积增大,计算中和热有误差,故c符合题意;
d.倒完NaOH溶液后,发现装NaOH烧杯内有极少量残留液,因为烧杯内部残留液不在计算的体积之内,故没有影响,故d不符合题意;
故选答案abc。
7.(2020·宁夏·海原县第一中学高二阶段练习)中和热是一类重要的反应热,也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H1=-57.3 kJ/mol。
(1)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O的是_______(填序号)。
A.稀硫酸与氢氧化钡溶液 B.盐酸与氢氧化钠溶液
C.浓硫酸与氢氧化钠固体 D.硫酸氢钠溶液与氢氧化钾溶液
E.氢氧化镁溶于稀盐酸
(2)若稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1 mol H2O(l),则反应放出的热量__(填“大于”“等于”或“小于”)57.3kJ,原因是_______(从化学键的角度简单解释即可)。
(3)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol H2O(l),则反应放出的热量__(填“大于”“等于”或“小于”)57.3 kJ,原因是_______。
(4)醋酸(CH3COOH)是一种常见弱酸,在水溶液中不能完全电离,而酸碱的中和反应是酸电离出的H+与碱电离出的OH-结合生成H2O的反应。醋酸与氢氧化钠稀溶液反应的离子方程式为CH3COOH(aq)+OH-(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l) △H2=a kJ/mol,则△H1和△H2的大小关系为△H1_______△H2(填“>”“=”或“<”)。
【答案】 BD 大于 生成BaSO4沉淀时有新化学键的形成,会放出更多的热量 大于 氢氧化钠固体溶解放热 <
【解析】
(1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)表示强酸、强碱反应产生可溶性盐和1 mol水;
A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀水,硫酸钡不能拆分为离子,所以离子方程式不是H++OH-=H2O,A错误;
B.盐酸与氢氧化钠溶液反应生成NaCl和水,离子方程式为H++OH-=H2O,B正确;
C.浓硫酸与氢氧化钠固体不是离子反应,不能用离子方程式H++OH-=H2O表示,C错误;
D.硫酸氢钠溶液与氢氧化钾溶液反应生成硫酸钠、硫酸钾和水,离子方程式为H++OH-=H2O,D正确;
E.氢氧化镁溶于稀盐酸生成氯化镁和水,氢氧化镁是难溶物质,不能拆分为离子,所以不能用离子方程式H++OH-=H2O表示,E错误;
故合理选项是BD;
(2)稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成硫酸钡沉淀和水,反应中除了中和热以外,还有形成沉淀过程放出的热量,所以若稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1 mol H2O(l),则反应放出的热量大于57.3 kJ;
(3)氢氧化钠固体溶解会放热,所以稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol H2O(l),则反应放出的热量大于57.3 kJ;
(4)醋酸是弱酸,电离时会吸热,反应放热越多,反应热越小,则醋酸与氢氧化钠稀溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ,则△H1<△H2。
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