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第2課時　熱化學方程式　中和熱的測定 課后篇鞏固提升 基礎鞏固 1.下列關于中和熱的說法中正確的是(　　) A.10 L 0.1 molL-1 NaOH溶液與10 L 0.1 molL-1鹽酸反應時的反應熱是中和熱 B.1 mol HCl氣體通入1 L 0.01 molL-1 NaOH溶液中反應時的反應熱是中和熱 C.1 mol CH3COOH與2 mol NaOH溶液反應時的反應熱是中和熱 D.只要強酸與強堿在稀溶液中反應生成1 mol水時的反應熱就是中和熱 解析 B項,1 mol HCl氣體通入1 L 0.01 molL-1 NaOH溶液中反應生成H2O的物質的量不是1 mol,錯誤;C項,醋酸是弱酸,電離時要吸收熱量,會使中和熱偏小,錯誤;D項,如果是硫酸與氫氧化鋇溶液反應,該反應除生成水外還會生成硫酸鋇沉淀,會放出更多的熱量,錯誤。 答案 A 2.在測定中和熱的實驗中,下列說法正確的是(　　) A.使用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了增大反應速率,減小實驗誤差 B.為了準確測定反應混合溶液的溫度,實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸 C.用50 mL 0.55 molL-1的NaOH溶液與60 mL 0.50 molL-1的鹽酸反應,測得的中和熱數(shù)值偏大 D.在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有:天平、量筒、燒杯、滴定管、溫度計 解析 在中和熱的測定中,使用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌,目的是使反應物混合均勻,增大反應速率,減小誤差,A項正確;溫度計水銀球不能接觸燒杯底部,B項錯誤;中和熱的大小與參加反應的酸堿用量無關,C項錯誤;測定中和熱的實驗不需要使用天平、滴定管,D項錯誤。 答案 A 3.已知25 ℃、101 kPa條件下,12 g石墨、金剛石完全燃燒分別釋放出393.5 kJ、395.0 kJ的熱量。據(jù)此判斷,下列說法正確的是(　　) A.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低;石墨比金剛石穩(wěn)定 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高;石墨比金剛石穩(wěn)定 C.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低;金剛石比石墨穩(wěn)定 D.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高;金剛石比石墨穩(wěn)定 解析 由題意可以寫出兩個熱化學方程式: C(石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJmol-1 C(金剛石)+O2(g)CO2(g) ΔH=-395.0 kJmol-1 則有C(石墨)C(金剛石)　ΔH=+1.5 kJmol-1,因此可得石墨的能量比金剛石的能量低,則石墨比金剛石穩(wěn)定。 答案 A 4.實驗測得:101 kPa時,1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ的熱量;1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是(　　) ①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJmol-1 ②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJmol-1 ③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJmol-1 ④2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJmol-1 A.僅有① B.僅有②④ C.僅有② D.全部符合要求 解析 解答本題時要注意:(1)產物的狀態(tài);(2)ΔH的數(shù)值要與熱化學方程式中物質的化學計量數(shù)保持一定比例關系;(3)ΔH的符號,吸熱反應為“+”,放熱反應為“-”。本題中②④正確。 答案 B 5.含 11.2 g KOH的稀溶液與1 L 0.1 molL-1的H2SO4溶液反應放出11.46 kJ熱量,下列有關該反應的熱化學方程式書寫正確的是(　　) A.KOH(aq)+12H2SO4(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-11.46 kJmol-1 B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ C.2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O　ΔH=-114.6 kJmol-1 D.KOH(aq)+12H2SO4(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1 解析 A項,化學計量數(shù)與ΔH不對應;B項,ΔH的單位應為kJmol-1;C項,書寫熱化學方程式時應注明各物質的聚集狀態(tài);D項正確。 答案 D 6.測定中和熱的實驗中,下列操作一定會降低實驗準確性的是(　　) A.用滴定管取所用藥品 B.將鹽酸倒入小燒杯時,有少量濺出 C.大、小燒杯體積相差較大,夾層間放的碎泡沫塑料較多 D.測量HCl溶液的溫度計用水洗凈后再用來測NaOH溶液的溫度 解析 將鹽酸倒入小燒杯時,有少量濺出,實驗中生成水的量減少,則放出的熱量減小,測得中和熱的數(shù)值不準。 答案 B 7.已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱化學方程式用離子方程式可表示為H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJmol-1,又知電解質的電離是吸熱過程。向1 L 0.5 molL-1的NaOH溶液中分別加入下列物質:①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸,恰好完全反應時的焓變分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,則ΔH1、ΔH2、ΔH3的關系是(　　) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3<ΔH2 C.ΔH1=ΔH3>ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2 解析 因為稀醋酸是弱酸,電離時吸熱,濃硫酸溶于水時會放出較多熱量,故中和反應時放出的熱量Q(濃硫酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸),又因放熱反應中焓變?yōu)樨撝?則ΔH2<ΔH3<ΔH1,因而選D。 答案 D 8.用50 mL 0.50 molL-1鹽酸和50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液反應,實驗中測得起始溫度為20.1 ℃,終止溫度為23.4 ℃,反應后溶液的比熱容為4.18 Jg-1℃-1,鹽酸和NaOH溶液的密度都近似認為是1 gcm-3,則中和反應生成1 mol水時放熱(　　) A.55.2 kJ B.391 kJ C.336 kJ D.1.38 kJ 解析 代入公式ΔH=-0.418(t2-t1)0.025 kJmol-1≈-55.2 kJmol-1。 答案 A 9.依據(jù)實驗數(shù)據(jù),寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)1 mol C2H4(g)與適量O2(g)反應,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的熱量。 　 。 (2)1 mol C2H5OH(l)與適量O2(g)反應,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 367 kJ的熱量。 　 。 (3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應,生成Al2O3(s),放出1 669.8 kJ的熱量。 　 。 (4)18 g葡萄糖與適量O2(g)反應,生成CO2(g)和H2O(l),放出280.4 kJ的熱量。 　 。 解析 書寫熱化學方程式時,要注意反應熱與化學計量數(shù)是否對應。放熱時ΔH<0,吸熱時ΔH>0。 答案 (1)C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1 411 kJmol-1 (2)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 367 kJmol-1 (3)2Al(s)+32O2(g)Al2O3(s) ΔH=-1 669.8 kJmol-1 (4)C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)　ΔH=-2 804 kJmol-1 10.如圖所示,寫出對應反應的熱化學方程式,并回答問題。 (Ⅰ)放熱反應 (Ⅱ)吸熱反應 (1)寫出反應過程(Ⅰ)的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)寫出反應過程(Ⅱ)的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Q1與Q2的關系:Q1　　　　(填“>”“<”或“=”)Q2。 解析 由圖示數(shù)據(jù)可知,反應(Ⅰ)的熱化學方程式為A2(g)+B2(g)C(g)　ΔH=-Q1 kJmol-1,反應(Ⅱ)的熱化學方程式為C(g)A2(g)+B2(g)　ΔH=+Q2 kJmol-1。反應(Ⅰ)的反應物和反應(Ⅱ)的生成物以及反應(Ⅰ)的生成物和反應(Ⅱ)的反應物,物質及其狀態(tài)均相同,故反應熱的絕對值相等,符號相反。 答案 (1)A2(g)+B2(g)C(g) ΔH=-Q1 kJmol-1 (2)C(g)A2(g)+B2(g)　ΔH=+Q2 kJmol-1 (3)= 能力提升 11.將V1 mL 1.00 molL-1 HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結果如圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50)。下列敘述正確的是(　　) A.做該實驗時環(huán)境溫度為22 ℃ B.該實驗表明化學能可以轉化為熱能 C.NaOH溶液的濃度約為1.00 molL-1 D.該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應 解析 從圖中曲線可以看出,溫度為22 ℃時,V1=5,則V2=45,此時已經開始發(fā)生中和反應,所以22 ℃不是做該實驗時的環(huán)境溫度,A錯;由曲線可知,隨V1的增大,溶液溫度升高說明反應放熱,化學能轉化為熱能,B正確;當V1=30時對應溫度最高,說明此時兩者恰好完全反應,則c(NaOH)=30 mL1.00molL-1(50-30) mL =1.50 molL-1,C錯;該實驗不能證明有水生成的反應都是放熱反應,D錯。 答案 B 12.根據(jù)下圖所給信息,得出的結論正確的是(　　) A.48 g碳完全燃燒放出的熱量為1 574 kJmol-1 B.2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.0 kJmol-1 C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJmol-1 D.C(s)+O2(g)CO2(s)　ΔH=-393.5 kJmol-1 解析 48 g碳完全燃燒生成二氧化碳氣體,放出的熱量為1 574 kJ,A項錯誤;根據(jù)圖像可知C(s)+12O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJmol-1,故2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.0 kJmol-1,B項正確;根據(jù)圖像可知CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJmol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJmol-1,C項錯誤;根據(jù)圖像可知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJmol-1,D項錯誤。 答案 B 13.在一定條件下,CH4和CO燃燒的熱化學方程式分別為: CH4(g)+2O2(g)2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890.31 kJmol-1 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJmol-1 如果有CH4和CO的混合氣體充分燃燒,放出的熱量為262.96 kJ,生成的CO2用過量的飽和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。則混合氣體中CH4和CO的體積比約為(　　) A.1∶2 B.1∶3 C.2∶3 D.3∶2 解析 設燃燒后共生成CO2的物質的量為x,混合氣體中CH4、CO的物質的量分別為a、b。石灰水過量時只生成碳酸鈣,據(jù)CaCO3~CO2得x=0.5 mol,則: a+b=0.5mol890.31 kJmol-1a+283 kJmol-1b=262.96 kJ 解得a≈0.2 mol,b≈0.3 mol,a∶b=2∶3。 答案 C 14.某實驗小組用0.50 molL-1 NaOH溶液和0.50 molL-1硫酸溶液進行中和熱的測定。 Ⅰ.配制0.50 molL-1 NaOH溶液 (1)若實驗中大約要使用245 mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體　　　　 g。 (2)從下表中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是　　　　(填字母)。 名稱 托盤天平(帶砝碼) 小燒杯 坩堝鉗 玻璃棒 藥匙 量筒 儀器 序號 a b c d e f Ⅱ.利用稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應測定中和熱的實驗裝置如下圖所示。 (1)寫出該反應的熱化學方程式(設中和熱對應的焓變ΔH=57.3 kJmol-1): 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。 ①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻? 溫度 實驗　　　 次數(shù)　　 起始溫度t1/℃ 終止溫 度t2/℃ 溫度差平 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 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②近似認為0.50 molL-1 NaOH溶液和0.50 molL-1硫酸溶液的密度都是1 gcm-3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 Jg-1℃-1。則中和熱ΔH=　　　　　　　(取小數(shù)點后一位小數(shù))。 ③上述實驗數(shù)值結果與57.3 kJmol-1有偏差,產生偏差的原因可能是　　　(填字母)。 a.實驗裝置保溫、隔熱效果差 b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù) c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中 d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度 答案 Ⅰ.(1)5.0　(2)abe Ⅱ.(1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJmol-1 (2)①4.0　②-53.5 kJmol-1?、踑cd