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第一章测评 同步练(含解析) 2023-2025学年高二化学人教版(2019)选择性必修1

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第一章测评
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意。
1.《天工开物》中提到“明年田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”。下列能量变化与上述不一致的化学反应是(  )
A.铝热反应
B.干冰升华
C.食物氧化腐败
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
2.下列说法不正确的是(  )
A.化学反应中的能量变化的形式一定是热量的吸收或释放
B.在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
C.一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的
D.热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,而且表明了化学反应中的能量变化
3.下列有关热化学方程式的描述正确的是(  )
A.一定条件下,表示甲烷(CH4)燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.氢氧化钾稀溶液和稀盐酸反应,热化学方程式为KOH(aq)+HCl(aq)KCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1
C.16 g N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出133.5 kJ热量:N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-267 kJ·mol-1
D.若2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1,则1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应放出热量为98 kJ
4.在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
①H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+O2(g)S(g)+H2O(g) ΔH3
④2S(g)S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为(  )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
5.一个简易测量某反应是吸热还是放热的实验装置如图。将铝片加入小试管内,然后向小试管中注入足量的NaOH浓溶液,下列有关说法错误的是(  )
A.小试管中产生气体的速率为慢—快—慢
B.U形管中液面左低右高,说明该反应为放热反应
C.该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
D.该反应的焓变小于CaCO3分解的焓变
6.我国研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。物质中化学键键能如下表所示。若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是(  )
化学键 H—O OO H—H O—O
460 498 436 134
A.过程Ⅰ吸收了920 kJ能量
B.过程Ⅱ放出了570 kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应
D.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
7.金刚石、石墨反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是(  )
A.石墨与金刚石之间的转化是物理变化
B.C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量少
8.点阵能(U)是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究NaCl的离子键强弱,设计如图所示的循环:
由此可得U为(  )
A.+786.5 kJ·mol-1 B.-786.5 kJ·mol-1
C.+749.6 kJ·mol-1 D.-785.6 kJ·mol-1
9.某教师设计了如图所示的装置测定中和反应的反应热。磁力搅拌器通电后,搅拌磁子能高速转动。三次实验数据如下表所示,溶液密度均近似为1 g·mL-1,反应后生成的溶液比热容c约为4.18 J·g-1·℃-1,且忽略量热计等的比热容,盐酸与NaOH溶液反应时体系的温度变化情况如下表:
实验 组号 反应前体系 的温度T1/℃ 反应后体系 的温度T2/℃ 温度差 (T2-T1)/℃
1 20.8 24.1 3.3
2 20.8 24.2 3.4
3 20.9 24.3 3.4
下列说法错误的是(  )
A.隔一段时间需打开止水夹放出气体,防止容器内压强过大,但此操作会造成一定的热量损失
B.相同条件下,用醋酸溶液代替盐酸会使测得放出热量偏小
C.该实验测得生成1 mol H2O时放出的热量约为56.3 kJ
D.用注射器分多次缓慢注入50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,以保证盐酸完全反应
10.1 mol常见金属M和卤素反应的ΔH(单位:kJ·mol-1)如图,反应物和生成物均为常温下的稳定状态。下列叙述不正确的是(  )
A.MBr2与Cl2反应的ΔH<0
B.化合物的热稳定性顺序:MI2>MBr2>MCl2>MF2
C.MBr2(s)+F2(g)MF2(s)+Br2(l) ΔH=-600 kJ·mol-1
D.由MCl2(s)制得M的反应是吸热反应
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) 
ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) 
ΔH2=b kJ·mol-1
其他数据如下表:
化学键 CO OO C—H O—H
键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463
下列说法正确的是(  )
A.a>b
B.上表中x=×(1 796+b)
C.H2O(g)H2O(l) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
D.当有4NA个C—H断裂时,该反应放出热量一定为a kJ
12.AlH3是一种储氢材料,可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发AlH3的燃烧反应,燃烧时温度随时间的变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下:
2AlH3(s)2Al(s)+3H2(g) ΔH1
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2
Al(s)Al(g) ΔH3
Al(g)+O2(g)Al2O3(s) ΔH4
下列分析正确的是(  )
A.AlH3燃烧需要激光加热引发,所以AlH3燃烧是吸热反应
B.其他条件相同时,等物质的量的Al(s)燃烧放热大于Al(g)燃烧放热
C.在反应过程中,a点时物质所具有的总能量最大
D.2AlH3(s)+3O2(g)Al2O3(s)+3H2O(g) ΔH=ΔH1+3ΔH2+2ΔH3+2ΔH4
13.肼(N2H4)在不同条件下分解的产物不同,200 ℃时肼在Cu表面分解的机理如图1。
已知200 ℃时:
反应Ⅰ:3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
下列说法不正确的是(  )
A.图1所示过程①是放热反应、②是吸热反应
B.反应Ⅱ的能量变化示意图如图2所示
C.200 ℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=-50.7 kJ·mol-1
D.断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
14.已知反应:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ·mol-1;
②2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1;
③CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ·mol-1。
则反应C2H4(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g) ΔH4中,ΔH4等于(  )
A.-48.5 kJ·mol-1 B.+48.5 kJ·mol-1
C.-45.5 kJ·mol-1 D.+45.5 kJ·mol-1
15.2023年10月26日我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F遥十七运载火箭成功将“神舟十七号”送入太空,运载火箭第三级使用液氧—液氢作推进剂。已知:①H2(g)H2(l) ΔH1=-0.92 kJ·mol-1;②O2(g)O2(l) ΔH2=-6.84 kJ·mol-1。
下列说法正确的是(  )
A.H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ·mol-1
B.氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
C.火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)+O2(l)2H2O(g) ΔH=-474.92 kJ·mol-1
D.H2O(g)H2O(l) ΔH=-88 kJ·mol-1
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(13分)已知:①H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1;
②H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=+241.8 kJ·mol-1;
③C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1;
④C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)上述反应中属于吸热反应的是   (填序号)。
(2)表示C(s)的燃烧热的热化学方程式为    (填序号)。
(3)写出CO燃烧的热化学方程式:                   。
(4)反应CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔH=      kJ·mol-1。
(5)在相同条件下,质量相等的两份H2与足量的O2充分反应,分别生成液态水(反应Ⅰ)和水蒸气(反应Ⅱ),反应Ⅰ放出的热量     (填“>”“<”或“=”)反应Ⅱ放出的热量。
(6)4 g H2完全燃烧生成液态水,放出的热量为     。
17.(14分)某化学兴趣小组用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。试回答下列问题:
(1)实验时玻璃搅拌器的使用方法是 ;
不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是                    。
(2)NaOH溶液稍过量的原因是  。
(3)某同学记录的实验数据如表所示。(已知:实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1 g·cm-3,发生中和反应后溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1)
实验 序号 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.2 23.3
2 20.2 20.4 23.4
3 20.4 20.6 23.8
依据该同学的实验数据计算,该实验测得反应放出的热量为      J。
(4)下列操作会导致实验结果出现偏差的是     (填字母)。
a.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中
c.将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液取成50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钾溶液
d.做本实验的当天室温较高
(5)若将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,实验中测得的中和反应反应热(ΔH)     (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)如果用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行实验,与上述实验相比,二者所放出的热量     (填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应的反应热(ΔH)     。
18.(15分)研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以N和NH3·H2O的形式存在,处理过程中N在微生物的作用下经过两步反应被氧化成N,反应过程中的能量变化如图所示:
1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)    (填“吸收”或“放出”)的热量是      kJ,写出相应反应的热化学方程式:   。
(2)已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
键能/(kJ·mol-1) 436 200 a
则表中a=     。
(3)热化学硫碘循环分解水制得绿氢,全程零碳排放。反应如下。
反应ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)H2SO4(l)+2HI(g) ΔH1=-82 kJ·mol-1
反应ⅱ:2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH2=+544 kJ·mol-1
反应ⅲ:……
反应ⅰ~ⅲ循环实现分解水:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1。
写出反应ⅲ的热化学方程式:                     。
(4)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1;
2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH3=-21.0 kJ·mol-1
则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH为          。
19.(13分)利用太阳能分解H2O获得氢气,再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料,从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。
(1)CO2非常稳定,活化它需从外界输入电子。CO2中易于获得电子的原子是     。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ是典型的人工光合作用过程:4H2O+2CO22CH3OH+3O2,该反应是     (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇的反应如下:
主反应①为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
副反应②为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
则CO、H2生成CH3OH的热化学方程式为  。
(4)多步热化学循环分解水是制氢的重要方法,如“铁-氯循环”法,该方法涉及的反应如下:
ⅰ.4H2O(g)+3FeCl2(s)Fe3O4(s)+6HCl(g)+H2(g) ΔH1
ⅱ.Fe3O4(s)+8HCl(g)FeCl2(s)+2FeCl3(s)+4H2O(g) ΔH2
ⅲ.2FeCl3(s)2FeCl2(s)+Cl2(g) ΔH3
ⅳ.            ΔH4
反应ⅰ~ⅳ循环可分解水,可利用ΔH1~ΔH4计算反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的ΔH。在横线处写出反应ⅳ的化学方程式。
第一章测评
1.D 解析 题中所述过程是有能量放出。铝热反应是放热反应,A不符合题意;干冰升华为物理变化,是吸热过程,B不符合题意;食物腐败为化学反应,且为放热反应,C不符合题意;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应,D符合题意。
2.A 解析 化学反应中能量变化的形式可能是热量的吸收或释放,也可能是产生光能或电能等,A错误;根据燃烧热的定义可知,B正确;依据盖斯定律,对于一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,C正确;热化学方程式不仅指明了反应物的物质的量及状态,还指明反应放出或吸收的热量,也就是既表明了化学反应中的物质变化,又表明了化学反应中的能量变化,D正确。
3.C 解析 表示甲烷燃烧热的热化学方程式中水应该是液态,A错误;中和反应是放热反应,则ΔH为负值,B错误;16 g N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出133.5 kJ热量,则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出133.5 kJ×2=267 kJ热量,C正确;反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为可逆反应,则1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应放出热量小于98 kJ,D错误。
4.A 解析 分析题中四个热化学方程式,反应④=×①+×②-2×③,根据盖斯定律,ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
5.C 解析 刚开始温度较低,反应速率较慢,随着反应进行,反应为放热反应,温度升高反应速率加快,后由于NaOH浓度减小,反应速率又变慢,因此小试管中产生气体的速率为慢—快—慢,A正确;U形管中液面左低右高,说明锥形瓶中压强增大,温度升高使压强增大,则该反应为放热反应,B正确;由于反应是放热反应,该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;该反应是放热反应,CaCO3分解是吸热反应,该反应的焓变小于CaCO3分解的焓变,D正确。
6.C 解析 断裂化学键吸收能量,结合题中数据可知,过程Ⅰ吸收了460 kJ·mol-1×2 mol=920 kJ能量,A正确;形成化学键释放能量,则过程Ⅱ放出了436 kJ·mol-1×1 mol+134 kJ·mol-1×1 mol=570 kJ能量,B正确;由过程Ⅲ可知,H2O2中的O—H断裂,有H—H形成,ΔH=460 kJ·mol-1×2-436 kJ·mol-1=+484 kJ·mol-1,为吸热反应,C错误;太阳光在催化剂表面实现高效分解水,总反应为2H2O2H2↑+O2↑,D正确。
7.B 解析 石墨转化为金刚石是化学变化,A错误;由图可知,石墨的能量低于金刚石,可得C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,B正确;等质量时,金刚石的能量大于石墨的总能量,物质的能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,C错误;依据热化学方程式C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量多,D错误。
8.D 解析 由题干信息可得:
①Na(s)Na(g) ΔH1=+108.4 kJ·mol-1,
②Na(g)Na+(g) ΔH2=+495.0 kJ·mol-1,
③Cl2(g)Cl(g) ΔH3=+119.6 kJ·mol-1,
④Cl(g)Cl-(g) ΔH4=-348.3 kJ·mol-1,
⑤Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s) ΔH5=U kJ·mol-1,
⑥Na(s)+Cl2(g)NaCl(s) ΔH6=-410.9 kJ·mol-1。分析题中过程可知,①~⑤相叠加可得⑥,根据盖斯定律,ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=(+108.4 kJ·mol-1)+(+495.0 kJ·mol-1)+(+119.6 kJ·mol-1)+(-348.3 kJ·mol-1)+U=-410.9 kJ·mol-1,解得U=-785.6 kJ·mol-1。
9.D 解析 隔一段时间需打开止水夹放出气体,放出气体同时会有热量带出,因此会造成一定的热量损失,A正确;相同条件下,用醋酸溶液代替盐酸,醋酸电离要吸热,最终放出热量偏小,B正确;根据Q=cm·Δt=4.18 J·g-1·℃-1×100 mL×1 g·mL-1×() ℃≈1.407 kJ,则生成1 mol水放出的热量为≈56.3 kJ,C正确;用注射器注入50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液要一次性迅速注入,以减少热量损失,D错误。
10.B 解析 由题给物质的转化及能量变化可写出热化学方程式:①M(s)+F2(g)MF2(s) ΔH=-1 124 kJ·mol-1;②M(s)+Cl2(g)MCl2(s) ΔH=-641.3 kJ·mol-1;③M(s)+Br2(l)MBr2(s) ΔH=-524 kJ·mol-1;④M(s)+I2(s)MI2(s) ΔH=-364 kJ·mol-1。由②-③可得反应:MBr2(s)+Cl2(g)MCl2(s)+Br2(l),根据盖斯定律,该反应的ΔH=(-641.3 kJ·mol-1)-(-524 kJ·mol-1)=-117.3 kJ·mol-1<0,A正确。根据金属M和卤素反应的焓变推知,具有能量高低:MI2>MBr2>MCl2>MF2,故热稳定性:MI2 11.B 解析 反应①②都是放热反应,等量CH4(g)完全燃烧生成H2O(l)比生成H2O(g)放出的热量多,则有a 12.D 解析 由图可知,AlH3燃烧在激光加热引发后,体系温度能升高到接近于1 600 ℃,故AlH3燃烧是放热反应,A错误;其他条件相同时,等物质的量的Al(g)具有的能量高于Al(s),故Al(g)燃烧放出热量多,B错误;AlH3的燃烧是放热反应,反应过程中各点物质具有的总能量均低于反应物具有的总能量,C错误;将题给热化学方程式依次编号为①②③④,由①+②×3+③×2+④×2可得反应:2AlH3(s)+3O2(g)Al2O3(s)+3H2O(g),根据盖斯定律,该反应的ΔH=ΔH1+3ΔH2+2ΔH3+2ΔH4,D正确。
13.C 解析 图1所示过程①发生的是反应Ⅰ,该过程的ΔH<0,是放热反应,过程②是NH3的分解,由反应Ⅰ-反应Ⅱ×3可得,2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.5 kJ·mol-1,该过程是吸热反应,A正确;反应Ⅱ是放热反应,生成物能量小于反应物能量,可用图2所示能量变化示意图表示,B正确;根据盖斯定律,反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol-1,C错误;由于反应Ⅰ为放热反应,因此断开反应物中的化学键吸收的能量小于形成生成物中的化学键释放的能量,D正确。
14.C 解析 根据题给信息,由①-②-③可得反应:C2H4(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g),根据盖斯定律,则有ΔH4=(-23.9 kJ·mol-1)-(-29.1 kJ·mol-1)-(+50.7 kJ·mol-1)=-45.5 kJ·mol-1。
15.C 解析 由题图可知,每2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放热483.6 kJ,A选项中未指明反应物的物质的量,A错误;氢气的燃烧热ΔH= kJ·mol-1=-285.8 kJ·mol-1,B错误;由盖斯定律可知,火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)+O2(l)2H2O(g) ΔH=-(483.6-2×0.92-6.84) kJ·mol-1=-474.92 kJ·mol-1,C正确;H2O(g)H2O(l) ΔH= kJ·mol-1=-44 kJ·mol-1,D错误。
16.答案 (1)② (2)④
(3)CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
(4)+172.5 (5)> (6)571.6 kJ
解析 (3)根据盖斯定律,由反应④-③可得CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。
(4)根据盖斯定律,由反应③×2-④可得CO2(g)+C(s)2CO(g),则该反应的ΔH=2×(-110.5 kJ·mol-1)-(-393.5 kJ·mol-1)=+172.5 kJ·mol-1。
(6)由反应②可知,H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,又由于①H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,故可得H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,4 g H2的物质的量为2 mol,则4 g H2完全燃烧生成液态水放出的能量为2 mol×285.8 kJ·mol-1=571.6 kJ。
17.答案 (1)上下匀速搅动 Cu是热的良导体,传热快,热量损失大
(2)使盐酸充分反应 (3)1 337.6
(4)ab (5)偏小
(6)不相等 相等
解析 (1)玻璃搅拌器套在温度计上,只能上下搅拌;铜的导热性良好,用铜质搅拌器会引起热量损失。
(2)氢氧化钠过量可以使盐酸充分反应,减小实验误差。
(3)由表中数据可得平均温差为3.2 ℃,实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1 g·cm-3,混合溶液的质量为100 g,则Q=cmΔT=4.18 J·g-1·℃-1×100 g×3.2 ℃=1 337.6 J。
(4)用量筒量取盐酸的体积时仰视读数,会造成所取盐酸的体积偏大,实验结果出现偏差;把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中,会造成热量损失,实验结果出现偏差;将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液换成50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钾溶液,对实验无影响;做本实验的当天室温较高,对测量温差没有影响,故对实验结果无影响。
(5)氢氧化钠固体溶于水放热,整体反应是放热反应,故会导致最终测得放出的热量偏多,放热反应的ΔH<0,最终结果偏小。
(6)最终反应放出的热量取决于盐酸的量,盐酸的量增大,最终放出的热量增多;中和反应的反应热是生成1 mol水时所放出的热量,所以求得中和反应的反应热相等。
18.答案 (1)放出 346 N(aq)+2O2(g)N(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1
(2)369
(3)2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=+52 kJ·mol-1
(4)-946.5 kJ·mol-1
解析 (1)由图可知,第一步反应的热化学方程式为N(aq)+O2(g)N(aq)+H2O(l)+2H+(aq) ΔH=-273 kJ·mol-1,第二步反应的热化学方程式为N(aq)+O2(g)N(aq) ΔH=-73 kJ·mol-1,将上述两步反应相加得到反应N(aq)+2O2(g)N(aq)+H2O(l)+2H+(aq) ΔH=-346 kJ·mol-1。
(2)根据题意得到H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=436 kJ·mol-1+30 kJ·mol-1+200 kJ·mol-1-2a kJ·mol-1=-72 kJ·mol-1,解得a=369。
(3)将反应ⅰ的2倍加上反应ⅱ,再减去2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1得到2H2(g)+2I2(g)4HI(g) ΔH=-104 kJ·mol-1,故反应ⅲ为2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=+52 kJ·mol-1。
(4)由题目所给的第二个方程式的2倍减去第一个方程式,再减去第三个方程式可得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),则ΔH=-393.5 kJ·mol-1×2-180.5 kJ·mol-1-(-21.0 kJ·mol-1)=-946.5 kJ·mol-1。
19.答案 (1)C(或碳原子) (2)吸热
(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.2 kJ·mol-1
(4)Cl2(g)+H2O(g)2HCl(g)+O2(g)
解析 (1)CO2中O元素显-2价,处于最低价态,不能获得电子;C元素显+4价,处于最高价态,故易于获得电子的原子是碳原子。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ是典型的人工光合作用过程:4H2O+2CO22CH3OH+3O2,该反应需要吸收太阳光,属于吸热反应。
(3)根据盖斯定律,由①-②可得反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2=(-49.0 kJ·mol-1)-(+41.2 kJ·mol-1)=-90.2 kJ·mol-1。
(4)根据盖斯定律,由ⅰ+ⅱ+ⅲ可得反应ⅴ:2HCl(g)Cl2(g)+H2(g),利用反应ⅰ~ⅳ循环可分解水,可利用ΔH1~ΔH4计算2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的ΔH,将反应ⅴ与2H2O(g)2H2(g)+O2(g)综合可得,反应ⅳ为Cl2(g)+H2O(g)2HCl(g)+O2(g)。
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