第一章 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 學(xué)情檢測(cè) 高中化學(xué)人教版(2019)選擇性必修1_第1頁
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第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)學(xué)情檢測(cè)一、選擇題1.下列反應(yīng)中能量變化與其它不同的是()A.活潑金屬與酸的置換反應(yīng) B.酒精燃燒C.酸堿中和反應(yīng) D.紅熱木炭與水蒸氣反應(yīng)2.下列關(guān)于能量和反應(yīng)熱的說法,正確的是()A.反應(yīng)熱都能用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量B.任何反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化C.焓變和反應(yīng)熱是同一概念D.水蒸氣到水是放熱過程,但不屬于放熱反應(yīng)3.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量變化的說法正確的是()A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.水汽化需要吸收能量,所以水汽化屬于吸熱反應(yīng)C.對(duì)于吸熱反應(yīng),生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量D.X(s)=Y(s)是放熱反應(yīng),則Y比X穩(wěn)定4.化學(xué)反應(yīng)不僅有物質(zhì)的變化還伴隨能量的變化,下列說法錯(cuò)誤的是()A.已知3H2(g)+B.熱化學(xué)方程式和化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)的意義相同C.常溫常壓下,1molS(s)完全燃燒比1molS(g)完全燃燒時(shí)的焓變大D.2H25.下列裝置或過程能實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是()A.普通鋅錳電池B.冶煉金屬鈉C.太陽能電池D.天然氣燃燒A.A B.B C.C D.D6.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH=-12Q2H2(g)+12O2(g)=H2O(l)ΔH=-12Q3常溫下取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量(單位:kJ)為()A.0.4Q1+0.05Q3 B.0.4Q1+0.05Q2C.0.4Q1+0.1Q3 D.0.4Q1+0.2Q27.下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是()A.圖1表示某吸熱反應(yīng)分別在有、無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化B.圖2表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影響,甲的壓強(qiáng)比乙的壓強(qiáng)大C.圖3表示A、B兩物質(zhì)的溶解度隨溫度變化的情況,將t1℃時(shí)A、B的飽和溶液分別升溫至t2℃時(shí),溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B>AD.圖4表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時(shí),溶液pH隨加水量的變化,則NaA溶液的pH小于同濃度的NaB溶液的pH8.已知:H2(g)+12O2(g)=H2CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol.現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)放熱2938.75kJ。原混合氣體中H2與CH4的質(zhì)量之比大約是()A.1∶1 B.1∶8 C.1∶4 D.1∶169.水煤氣的主要成分為CO和H2,工業(yè)上常利用CH4和H2O在催化劑和一定條件下來制備水煤氣原理為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H>0。下列條件中最適宜工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的是()A.溫度為25℃,壓強(qiáng)為50kPa B.溫度為25℃,壓強(qiáng)為101kPaC.溫度為500℃,壓強(qiáng)為1000kPa D.溫度為800℃,壓強(qiáng)為250kPa10.101kPa時(shí),下列熱化學(xué)方程式中的?H可用來表示燃燒熱的是()A.4FeS2B.C8C.H2D.1211.由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.反應(yīng)生成1molN2時(shí)轉(zhuǎn)移4mole-B.反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和C.N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)ΔH=-139kJ·mol-1D.?dāng)噫I吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和12.MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg):M2+(g)+CO32?(g)→△H2M2+(g)+O2↑△H1↓△H3MCO3(S)→△HMO(s)+CO2已知:離子電荷相同時(shí),半徑越小,離子鍵越強(qiáng)。下列說法不正確的是()A.△H1(MgCO3)>△H1(CaCO3)>0B.△H2(MgCO3)=△H2(CaCO3)>0C.△H1(CaCO3)-△H1(MgCO3)=△H3(CaO)-△H3(MgO)D.對(duì)于MgCO3和CaCO3,△H1+△H2>△H3二、非選擇題13.某實(shí)驗(yàn)小組用100mL0.50mol·L-1NaOH溶液與100mL0.55mol·L-1鹽酸進(jìn)行中和熱的測(cè)定。裝置如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)若實(shí)驗(yàn)共需要400mLNaOH溶液,實(shí)驗(yàn)室在配制該溶液時(shí),則需要稱量NaOH固體g。(2)圖中裝置缺少的儀器是。(3)鹽酸稍過量的原因是。(4)碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是。(5)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng),則測(cè)得的中和熱(ΔH)(填“偏大”“偏小”或“不變”),其原因是。(6)請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械钠骄鶞囟炔睿簩?shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度T1/℃終止溫度T2/℃平均溫度差(T2-T1)/℃HClNaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4(7)若測(cè)得該反應(yīng)放出的熱量為2.865kJ,請(qǐng)寫出鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的中和熱的方程式:。14.化學(xué)反應(yīng)常伴隨熱效應(yīng)。某些反應(yīng)(如中和反應(yīng))的熱量變化,其數(shù)值Q可通過量熱裝置測(cè)量反應(yīng)前后體系溫度變化,用公式Q=cρV(1)鹽酸濃度的測(cè)定:移取20.00mL待測(cè)液,加入指示劑,用0.5000mol?L?1NaOH溶液滴定至終點(diǎn),消耗NaOH①上述滴定操作用到的儀器有。A.B.C.D.②該鹽酸濃度為mol?L(2)熱量的測(cè)定:取上述NaOH溶液和鹽酸各50mL進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)前后體系的溫度值(°C)分別為T0、T1,則該過程放出的熱量為J(c和ρ分別?。?)借鑒(2)的方法,甲同學(xué)測(cè)量放熱反應(yīng)Fe(s)+CuSO4(aq)=FeS序號(hào)反應(yīng)試劑體系溫度/°C反應(yīng)前反應(yīng)后i0.20mol?L?11.20gFe粉abii0.56gFe粉ac①溫度:bc(填“>”“<”或“=”)。②ΔH=(選擇表中一組數(shù)據(jù)計(jì)算)。結(jié)果表明,該方法可行。(4)乙同學(xué)也借鑒(2)的方法,測(cè)量反應(yīng)A:Fe(s)+Fe查閱資料:配制Fe2(S提出猜想:Fe粉與Fe2(S驗(yàn)證猜想:用pH試紙測(cè)得Fe2(SO4)3溶液的pH實(shí)驗(yàn)小結(jié):猜想成立,不能直接測(cè)反應(yīng)A的焓變。教師指導(dǎo):鑒于以上問題,特別是氣體生成帶來的干擾,需要設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)過程中無氣體生成的實(shí)驗(yàn)方案。優(yōu)化設(shè)計(jì):乙同學(xué)根據(jù)相關(guān)原理,重新設(shè)計(jì)了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案,獲得了反應(yīng)A的焓變。該方案為。(5)化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能,寫出其在生產(chǎn)或生活中的一種應(yīng)用。15.(1)在101kPa時(shí),H2在1molO2中完全燃燒生成2mol液態(tài)水,放出571.6kJ的熱量,請(qǐng)寫出H(2)已知1g碳粉在氧氣中完全燃燒放出的熱量是32.8kJ,試寫出相關(guān)的熱化學(xué)方程式。(3)已知在常溫常壓下:①2CH②2CO(g)③H寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:(4)將0.4molNH3和①T2℃下,5min內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率②若不考慮催化劑的影響,5min時(shí)T1℃下和T3℃下逆反應(yīng)速率較快的為(填“T1℃16.白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體,在空氣中燃燒得到磷的氧化物,空氣不足時(shí)生成P4O6,空氣充足時(shí)生成P4O10?;卮鹣铝袉栴}:(1)已知298K時(shí),白磷、紅磷完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下:P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ?mol-1P(紅磷,s)+54O2(g)=14P4O10(s)△H2則該溫度下,白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為。(2)已知298K時(shí)白磷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為P4(白磷,s)+3O2(g)=P4O6(s)△H=-1638kJ?mol-1。在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),控制條件使之恰好完全反應(yīng)。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為,反應(yīng)過程中放出的熱量為kJ(保留2位小數(shù))。

答案解析部分1.【答案】D【解析】【解答】活潑金屬與酸的置換反應(yīng)是放熱反應(yīng);酒精燃燒是放熱反應(yīng);酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng);紅熱木炭與水蒸氣反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此D選項(xiàng)與其他選項(xiàng)的能量變化不同,故D符合題意;故答案為:D。

【分析】歸納常見的放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)判斷。2.【答案】D【解析】【解答】A.并非所有反應(yīng)熱都能用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量,有些反應(yīng)進(jìn)行程度不易控制如工業(yè)制氨氣的反應(yīng)為可逆反應(yīng),該反應(yīng)的反應(yīng)熱需利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算,A項(xiàng)不符合題意;B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化除可表現(xiàn)為熱能,還通??赊D(zhuǎn)化為光能和電能等,B項(xiàng)不符合題意;C.焓變是恒壓時(shí)的反應(yīng)熱,如一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在標(biāo)況下開始進(jìn)行,反應(yīng)完全后又回到標(biāo)況下,整個(gè)過程的反應(yīng)熱就是焓變,因此焓變是一種特殊的反應(yīng)熱,C項(xiàng)不符合題意;D.水蒸氣到水會(huì)釋放能量,因此該過程為放熱過程,因沒有新物質(zhì)生成,因此不屬于化學(xué)反應(yīng),D項(xiàng)符合題意;故答案為:D。

【分析】A.有些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不能通過測(cè)量的方法得到;

B.能量的變化可能是熱量的變化,也可能是光、電等形式;

C.焓變是一種特殊的反應(yīng)熱;

D.水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水沒有新物質(zhì)的生成,屬于物理變化。3.【答案】D【解析】【解答】A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),比如碳燃燒需要加熱,但該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A不符合題意;B.水汽化需要吸收能量,所以水汽化屬于吸熱過程,不是吸熱反應(yīng),故B不符合題意;C.對(duì)于吸熱反應(yīng),生成物總能量一定高于反應(yīng)物總能量,故C不符合題意;D.X(s)=Y(s)是放熱反應(yīng),根據(jù)能量越低越穩(wěn)定得到Y(jié)比X穩(wěn)定,故D符合題意。故答案為:D。

【分析】A.需要加熱的反應(yīng)可能為吸熱反應(yīng)也可能為放熱反應(yīng);

B.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)爭(zhēng)對(duì)的是化學(xué)反應(yīng);

C.吸熱反應(yīng)生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量。4.【答案】B【解析】【解答】A.正反應(yīng)放熱,則逆反應(yīng)一定吸熱,故A不符合題意;B.熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量的關(guān)系,而化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以表示個(gè)數(shù),故B符合題意;C.同種物質(zhì)的氣態(tài)能量高于固態(tài)能量,因此1molS(g)完全燃燒時(shí)放出的熱量比1molS(s)完全燃燒放出的熱量多,放熱越多焓變?cè)叫?,故C不符合題意;D.反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)發(fā)生倍數(shù)變化時(shí),焓變的倍數(shù)所之改變,故D不符合題意;故答案為:B。

【分析】A、正逆反應(yīng)的焓變相反;

B、熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為物質(zhì)的量;

C、固體轉(zhuǎn)化為氣體需要吸收更多能量;

D、化學(xué)計(jì)量數(shù)變化,則焓變需要發(fā)生相應(yīng)變化。5.【答案】B【解析】【解答】A.鋅錳電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故A不符合題意;B.冶煉金屬鈉是電解原理,是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故B符合題意;C.太陽能電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能,故C不符合題意;D.天然氣燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,故D不符合題意;故答案為B

【分析】A.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;B.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;C.光能轉(zhuǎn)化為電能;D.燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。6.【答案】A【解析】【解答】標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L甲烷和氫氣混合氣體的物質(zhì)的量為0.5mol,甲烷和氫氣的體積之比為4:1,所以甲烷的物質(zhì)的量為0.4mol,氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol,由方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1kJ·mol-1可知0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q1kJ?mol-1=0.4Q1kJ,由H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-1/2Q3kJ·mol-1可知,0.1mol氫氣燃燒放出的熱量為0.05Q3kJ,所以放出的熱量為0.4Q1kJ+0.05Q3kJ=(0.4Q1+0.05Q3)kJ,A符合題意;故答案為:A【分析】根據(jù)公式n=VVm計(jì)算混合氣體的物質(zhì)的量,結(jié)合其體積比確定CH47.【答案】D【解析】【解答】A、圖象表示的是反應(yīng)物能量高于生成物能量,反應(yīng)是放熱反應(yīng),A不符合題意;B、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的含量減少,該圖中改變條件后,反應(yīng)物的含量不變,說明平衡不移動(dòng),加入的是催化劑,且乙加入了催化劑,B不符合題意;C、A與B的溶解度隨溫度的升高而增大,t1℃時(shí)A的溶解度大于B的溶解度,所以A的飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于B,將t1℃時(shí)A、B的飽和溶液分別升溫至t2℃時(shí),溶液中溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量沒有變化,所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,仍然A大于B,C不符合題意;D、稀釋起始時(shí)溶液pH相同,稀釋HA酸溶液pH變化大,HA的酸性比HB強(qiáng),越弱越水解,所以NaA的水解程度小于NaB,NaA與NaB水解顯堿性,因此NaA溶液的pH小于同濃度的NaB溶液的pH,D符合題意.故答案為:D。

【分析】A.圖象表示的是反應(yīng)物能量高于生成物能量,反應(yīng)是放熱反應(yīng);

B.該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);

C.A與B的溶解度隨溫度的升高而增大,因此該飽和溶液升溫時(shí),無溶質(zhì)析出;

D.從圖示看出HA的酸性比HB強(qiáng),越弱越水解,所以NaA的水解程度小于NaB。8.【答案】B【解析】【解答】H2與CH4的混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則物質(zhì)的量為112L22.4L/mol設(shè)混合氣中H2的物質(zhì)的量為x,則CH4的物質(zhì)的量為5mol-x.根據(jù)題意,列方程為:285.8kJ/mol×x+890kJ/mol×(5mol-x)=2938.75kJ,解得x=2.5mol;CH4的物質(zhì)的量為5mol-2.5mol=2.5mol.所以混合氣體中H2與CH4的質(zhì)量之比約為(2×2.5):(2.5×16)=1:8。

故答案為:B

【分析】各物質(zhì)的物質(zhì)的量和燃燒熱成正比,解方程可得。9.【答案】D【解析】【解答】對(duì)于反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H>0,反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量小于生成物氣體的物質(zhì)的量之和,則增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),則工業(yè)生產(chǎn)水煤氣,可在高溫下進(jìn)行,排除A、B,而C、D相比較,D壓強(qiáng)較小,有利于平衡正向移動(dòng),故答案為:D。

【分析】對(duì)于反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H>0,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),以此解答該題。10.【答案】B【解析】【解答】A.不是1mol純物質(zhì)完全燃燒,A不符合題意;B.1molC8H8完全燃燒生成的穩(wěn)定的二氧化碳和液態(tài)水,放出的熱量為C8H8的燃燒熱,B符合題意;C.不是在氧氣中燃燒放出的熱量,C不符合題意;D.不是1mol純物質(zhì)完全燃燒,D不符合題意。故答案為:B【分析】燃燒熱是1mol純物質(zhì)在氧氣中完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量。11.【答案】A【解析】【解答】A.化學(xué)方程式:N2O+NO=N2+NO2,生成1molN2時(shí)轉(zhuǎn)移電子2mol,故A符合題意;B.根據(jù)能量變化圖,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),故B不符合題意;C.根據(jù)能量變化圖,N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)ΔH=(209-348)kJ·mol?1=-139kJ·mol?1,故C不符合題意;D.斷鍵吸收能量,成鍵釋放能量,此反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和,故D不符合題意。故答案為:A?!痉治觥糠艧岱磻?yīng)斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和;吸熱反應(yīng)斷鍵吸收能量之和大于成鍵釋放能量之和。12.【答案】C【解析】【解答】A.根據(jù)蓋斯定律,得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,由于Ca2+半徑大于Mg2+半徑,所以CaCO3的離子鍵強(qiáng)度弱于MgCO3,CaO的離子鍵強(qiáng)度弱于MgO。ΔH1表示斷裂CO32-和M2+的離子鍵所吸收的能量,離子鍵強(qiáng)度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,選項(xiàng)正確,A不符合題意;B.ΔH2表示斷裂CO32-中共價(jià)鍵形成O2-和CO2吸收的能量,與M2+無關(guān),因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,選項(xiàng)正確,B不符合題意;C.由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量,ΔH3為負(fù)值,CaO的離子鍵強(qiáng)度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,選項(xiàng)錯(cuò)誤,C符合題意;D.上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,選項(xiàng)正確,D不符合題意;故答案為:C【分析】A.ΔH1表示斷裂CO32-和M2+的離子鍵所吸收的能量,離子鍵強(qiáng)度越大,吸收的能量越大;

B.ΔH2表示斷裂CO32-中共價(jià)鍵形成O2-和CO2吸收的能量,與M2+無關(guān);

C.ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量,并結(jié)合離子鍵強(qiáng)弱分析;

D.根據(jù)ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0分析;13.【答案】(1)10.0(2)環(huán)形玻璃攪拌棒(3)讓NaOH溶液完全反應(yīng)(4)保溫、隔熱,減少熱量損失(5)偏大;醋酸在溶液中電離吸收熱量,使測(cè)得的中和熱(ΔH)偏大(6)4.0(7)HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1【解析】【解答】(1)因?yàn)闆]有400mL容量瓶,實(shí)際配制的是500mL(0.5L)溶液,即m(NaOH)=0.50mol·L-1×0.5L×40g/mol=10.0g;(2)為減少熱量損失,需縮短反應(yīng)時(shí)間,要攪拌,應(yīng)用環(huán)形玻璃攪拌棒;(3)為確保NaOH完全反應(yīng),減少誤差,鹽酸需要過量,故答案為讓NaOH完全反應(yīng);(4)它們的作用都是保溫,隔熱、減少熱量損失;(5)因?yàn)榇姿犭婋x會(huì)吸熱,所以用醋酸測(cè)中和熱,放出的熱量比鹽酸要少,ΔH偏大,故答案為偏大、醋酸在溶液中電離吸收熱量,使測(cè)得的中和熱(ΔH)偏大;(6)四組數(shù)據(jù)計(jì)算的溫差分別為4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃,明顯第2組數(shù)據(jù)應(yīng)舍去,所以平均溫度差為4.0℃;(7)在該中和實(shí)驗(yàn)中,生成水的物質(zhì)的量為0.05mol,放出的熱量為2.865kJ,則生成1mol水放出的熱量為2.865kJ÷0.05mol=57.3J·mol-1,則ΔH=-57.3kJ·mol-1,故反應(yīng)的中和熱化學(xué)方程式為HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1?!痉治觥?1)實(shí)驗(yàn)室配制0.5mol/L的NaOH溶液400mL,應(yīng)選擇500mL容量瓶,依據(jù)n=cV、m=nM計(jì)算需要溶質(zhì)的質(zhì)量;

(2)根據(jù)量熱器的構(gòu)造解答;

(3)為了確保定量的NaOH反應(yīng)完全,所用鹽酸稍過量;

(4)中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是保溫工作、減少熱量損失;

(5)根據(jù)弱電解質(zhì)電離吸熱和△H為負(fù)值分析解答;

(6)先判斷溫度差的有效性,然后求出溫度差平均值;

(7)根據(jù)?H=?Qn14.【答案】(1)AD;0.5500(2)418((3)>;?20.9(b?a)kJ?mol?1(4)抑制Fe3+水解;Fe+2H+=Fe2++H2↑;將一定量的Cu粉加入一定濃度的Fe(5)燃料燃燒(或鋁熱反應(yīng)焊接鐵軌等)【解析】【解答】(1)①用NaOH溶液滴定鹽酸的濃度,需用堿式滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液,用錐形瓶盛裝待測(cè)鹽酸溶液,因此所需的儀器有錐形瓶、堿式滴定管。

②滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH+HCl=NaCl+H2O,因此該鹽酸的濃度c1=c2×V2V1=0.5000mol·L?1×22.00mL20.00mL=0.5500mol·L?1。

(2)混合后所得溶液的質(zhì)量m=(50mL+50mL)×1.0g·mL-1=100g;反應(yīng)前后溫度的變化量ΔT=(T1-T0)℃。所以反應(yīng)過程中放出的熱量Q=cmΔT=4.18×100×(T1-T0)=418(T1-T0)J。

(3)①由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此反應(yīng)后溶液的溫度身高,故b>c。

②實(shí)驗(yàn)ⅰ中n(Fe)=mM=1.20g56g·mol?1=0.021mol,n(CuSO4)=c×V=0.20mol·L-1×0.L=0.02mol。所以實(shí)驗(yàn)ⅰ中0.02molCuSO4完全反應(yīng),反應(yīng)過程中放出熱量Q=4.18×100×(b-a)×10-3kJ=0.418(b-a)kJ。所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱?H=?0.418b?akJ0.02mol=?20.9b?akJ·mol?1。

實(shí)驗(yàn)ⅱ中n(Fe)=mM=0.56g56g·mol?1=0.01mol,則0.01molFe完全反應(yīng),反應(yīng)過程中放出的熱量Q=4.18×100×(c-a)×10-3kJ=0.418(c-a)kJ。所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱?H=?0.418c?akJ0.01mol=?41.8c?akJ·mol?1。

(4)查閱資料:Fe2SO4溶液中存在Fe3+的水解反應(yīng)Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,配制Fe2(SO4)3溶液時(shí),加入酸,可增大溶液中c(H+),從而抑制Fe3+的水解。

驗(yàn)證猜想:加入鐵粉后Fe3+與Fe反應(yīng)生成Fe2+,使得溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,因此溶液顏色變淺。同時(shí)有氣泡冒出,是由于溶液中Fe3+水解,使得溶液顯酸性,F(xiàn)e與H+反應(yīng)生成H2,該反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑。

優(yōu)化設(shè)計(jì):Fe與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)的過程中,同時(shí)存在Fe與H+的反應(yīng),因此無法直接測(cè)定Fe與Fe2(SO4)3反應(yīng)的反應(yīng),此時(shí)可結(jié)合蓋斯定律,通過測(cè)定反應(yīng)Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu的反應(yīng)熱,從而計(jì)算反應(yīng)Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的反應(yīng)熱。因此實(shí)驗(yàn)方案為:將一定量的Cu加入一定濃度的Fe2(SO4)3溶液中,完全反應(yīng)后測(cè)量反應(yīng)熱,得到反應(yīng)Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓變?chǔ)1;根據(jù)(3)中實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu的焓變?chǔ)2。根據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到反應(yīng)Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓變?chǔ)=ΔH1+ΔH2。

(5)應(yīng)用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為讓熱能,生活中可利用燃料燃燒放出的熱量進(jìn)行加熱。

【分析】(1)①根據(jù)酸堿中和滴定確定所需的儀器。

②根據(jù)公式c1V1=c215.【答案】(1)H(2)C(s)+O2(3)CH3OH(l)+(4)0.032mol/(L?min);T3

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