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文档介绍
高中化学第一章化学反应与能量1-2热化学方程式中和反应反应热的测定同步检测含解析 人教版选修4 2
第2课时 热化学方程式 中和反应反应热的测定 记一记 1．1个数值：强酸、强碱在稀溶液申发生中和反应生成1 mol水，放出57.3 kJ的热量。 2．1个公式：中和反应反应热的计算公式： ΔH＝kJ·mol－1[其中c＝4.18 J/(g·℃)]。 3．热化学方程式书写“三步骤”： (1)写出配平的化学方程式。 (2)注明物质的聚集状态。 (3)注明反应热的正、负号，数值和单位。 探一探 1.(1)热化学方程式中ΔH的正、负如何确定？ (2)同一物质的不同状态在写热化学方程式时的ΔH相同吗？ (3)同一反应用不同的计量数来表示，热化学方程式中的ΔH相同吗？ [提示] (1)放热反应ΔH<0，吸热反应ΔH>0。 (2)同一物质不同状态对应的ΔH不相同。 (3)同一反应用不同的计量数来表示热化学方程式ΔH不相同，如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol，那么H2(g)＋O1(g)===H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol。 2．酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ [提示] 因为本实验的关键是尽可能减少热量的损失，若动作迟缓，将会使热量损失多而使实验误差增大。 3．若改用100 mL 0.50 mol·L－1的盐酸和100 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)? [提示] 否。因中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同)。 4．中和热的测定结果经常出现偏差，可能的原因有哪些？ - 15 - [提示] 可能的原因有： (1)量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或少于50 mL都会造成误差)。 (2)温度计的读数有误。 (3)实验过程中有液体洒在外面。 (4)混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 (5)隔热措施不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 (6)测量酸后的温度计未用水清洗而立即去测戚的温度，致使热量损失而引起误差。 判一判 1.判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”(注：焓变数据均正确) (1)CaCO3(s)===CaO＋CO2(g) ΔH＝＋177.7 kJ(×) (2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ·mol－1(×) (3)C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1(√) (4)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1(√) (5)2H2(g)十O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1(√) (6)热化学反应方程式书写必须注明反应时的条件如“加热”、“点燃”等。(×) 2．判断下列关于中和热的说法是否正确(对的打“√”，错的打“×”) (1)H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12 kJ，那么该反应的中和热为5.12 kJ·mol－1。(×) (2)表示中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。(×) (3)在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含有0.5 mol H2SO4的浓硫酸和含有1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ。(√) (4)中和热的数值57.3 kJ·mol－1表示所有酸碱反应生成1 mol H2O的反应热。(×) 练一练 1.[2019·太原高二检测]1 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是 ( ) A．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 - 15 - B．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ D．H2＋O2===H2O ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 答案：A 2．[2019·徐州高二月考]对热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1最准确的理解是 ( ) A．1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时吸收131.3 kJ热量 B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时放出131.3 kJ热量 C．固体碳和水蒸气反应吸收131.3 kJ热量 D．1个碳原子和1个水分子反应，吸热131.3 kJ 答案：A 3．[2019·南京高二模拟]已知中和热的数值是57.3 kJ·mol－1。下列物质反应时产生热量为57.3 kJ的是( ) A．稀盐酸和稀NaOH溶液 B．1.0 mol·L－1稀盐酸和1.0 mol·L－1 NaOH溶液 C．500 mL 2.0 mol·L－1稀盐酸和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液 D．500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 moL·L－1 Ba(OH)2溶液 答案：C 4．[2019·苏州高二月考]下列有关中和热的说法正确的是 ( ) A．中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B．准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次 C．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小 D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH的物质的量相等，则所测中和热数值更准确 答案：C 知识点一 热化学方程式的意义 1.已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是( ) A．2 L氟化氢气体分解生成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量 B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量 D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量 - 15 - 解析：热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，A、D项错误；B项中由HF(g)到HF(l)会放热，所以生成液态氟化氢放出的热量应大于270 kJ，B项错误。 答案：C 2．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1，则关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2的说法正确的是 ( ) A．热化学方程式中的化学计量数表示分子数 B．该反应的ΔH2大于零 C．该反应的ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1 D．该反应的ΔH2可表示36 g水分解时的热效应 解析：热化学方程式中的化学计量教只表示物质的量，ΔH2与ΔH1数值相等，符号相反，ΔH2＝＋571.6 kJ·mol－1可表示36 g液态水分解时的热效应。 答案：B 知识点二 热化学反应方程式的书写 3.下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A．2SO2＋O22SO3 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1C.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝393.5 kJ·mol－1 解析：未注明各物质的聚集状态，且热化学方程式中不需要标注反应条件，A项错误；ΔH的单位应为kJ·mol－1项错误；C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，放热反应的ΔH<0，D项错误。 答案：B 4．完全燃烧m g液态乙醇得到液态水时放出的热量为a kJ，经测定m g液态乙醇与Na反应时最多可生成0.5 g H2，则液态乙醇完全燃烧的热化学方程式为 ( ) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝＋a kJ·mol－1 C.C2H5OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋a kJ·mol－1 D．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2a kJ·mol－1 解析：根据相关化学方程式进行计算： 2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑ 2 mol 2 g n(C2H5OH) 0.5 g - 15 - 则有n(C2H5OH)＝0.5 mol，即m g液态乙醇的物质的量为0.5 mol，其完全燃烧得到液态水放出的热量为a kJ，D项正确。 答案：D 5．[2019·福建厦门一中期中考试]298 K、1.01×105 Pa下，O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应热数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与H2化合的热化学方程式的书写正确的是 ( ) A．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1 B．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝－20 kJ·mol－1 C．Se(g)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝＋81 kJ·mol－1 D．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝＋81 kJ·mol－1 解析：能量越低越稳定，H2O、H2S、H2Se、H2Te的稳定性逐渐减弱，所以b表示H2Se，故A、B项错误；Se在题述条件下是固体，所以Se与H2化合的热化学方程式是Se(s)＋H2(g)===H25e(g) ΔH＝＋81 kJ·mol－1，故C项错误，D项正确。 答案：D 6．工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是 ( ) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 C．SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝＋98.3 kJ·mol－1 D．SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－49.2 kJ·mol－1 解析：根据题意可知，实际参加反应的SO2为1 mol，即1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应时，放出热量98.3 kJ，那么当2 mol SO2完全反应时，即可放出热量196.6 kJ，A项正确。 答案：A 知识点三 中和反应反应热的测定 7.下列说法正确的是 ( ) A．中和热是强酸与强碱反应放出的热量 - 15 - B．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热 C．在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 D．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液 解析：中和热是指稀酸、稀碱发生中和反应生成 1 mol H2O(l)时的反应热．C项正确；H2SO4与Ba(OH)2溶液反应时，除生成水外，还有BaSO4生成，所以其反应热不是中和热，D项错误。 答案：C 8．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 mol·L－1 NaOH溶液的试管中分五次加入1～5 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃，4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是 ( ) A．20.8 mol·L－1 B．6.9 mol·L－1 C．5.2 mol·L－1 D．4.16 mol·L－1 解析：滴加H2SO4时，溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和，此时用去H2SO4为4 mL。设H2SO4的物质的量浓度为c mol·L－1，则20×10－3L×2.08 mol·L－1＝c×4×10－3L×2，c＝5.2 mol·L－1。 答案：C 9．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol.·L－1 NaOH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。回答下列问题： (1)仔细观察实验装置，图中是否缺少一种玻璃仪器，如果缺少，缺少的是______________(填仪器名称，如果不缺少，此空不填)，图中是否有不妥之处，如果有请指出：____________________________(如果没有，此空不填)。 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (4)用相同浓度和体积的醋酸代替盐酸进行上述实验，测得的中和热ΔH会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)如果用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL0.55 mol·L－1 - 15 - NaOH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”)，所求中和热____________(填“相等”或“不相等”)，简述理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒；装置的不妥之处有：大烧杯口与小烧杯口不相平，且未填满碎纸条。(2)中和热测定实验成败的关键是保温效果，烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，会造成热量损失，使求得的中和热数值偏小，ΔH偏大。(4)醋酸为弱酸，其电离为吸热过程，所以用醋酸代替稀盐酸进行实验，反应放出的热量偏小，求得的中和热数值偏小，ΔH偏大。(5)反应放出的热量和所用酸和碱的量有关，用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量增加，但中和热指的是强酸和强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时放出的热量，与酸和碱的用量无关。 答案： (1)环形玻璃搅拌棒 大烧杯口与小烧杯口不相平，且未填满碎纸条 (2)隔热，减少实验中热量的损失 (3)偏大 (4)偏大 (5)不相等 相等 中和热是一个定值，与实验中药品的用量多少无关 基础达标 1.已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2＝m kJ·mol－1。下列说法正确的是 ( ) A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1 D．|ΔH1|>|ΔH2| 解析：A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水赦热，故含mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2，B、C、D项错误。 答案：A 2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则H2(g)＋Cl - 15 - 2(g)===HCl(g)的ΔH为 ( ) A．＋184.6 kJ·mol－1 B. －92.3 kJ·mol－1 C．－369.2 kJ·mol－1 D．＋92.3 kJ·mol－1 解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示该物质的物质的量，当化学计量数减半时，反应热也减半。 答案：B 3．实验室进行中和反应的反应热测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，其他所用的仪器和试剂均正确的一组是( ) A．0.50 mol·L－1盐酸，0.50 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒1个 B．50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒2个 C．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒1个 D．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒2个 解析：本实验为了保证0.50 mol·L－1的盐酸完全被中和，采用0.55 mol·L－1 NaOH溶液，使碱稍过量。所需酸、碱溶液的量应小于50 mL，且酸、碱溶液分别用不同的量筒量取，故D项正确。 答案： 4．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(已知弱酸电离时吸热) ( ) A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差 B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C．用0.55 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同 D．在测定中和热的实验中，需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒 解析：温度计水银球应浸入溶液中但不能与小烧杯底部接触，B项错误；盐酸是强酸，醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，C项错误；在测定中和热的实验中，不需要滴定管、天平，D项错误。 答案：A 5．已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH1＝a kJ·mol－1，N2O4(l)2NO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1，又知“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，下列有关这两个反应的说法错误的是 ( ) A．ΔH1<0 B．ΔH1＝－ΔH2 C．能量关系如图所示 - 15 - D．消耗2 mol NO2(g)生成1 mol N2O4(g)时，放出的热量为|a| kJ 解析：反应物的总能量比生成物的高，故ΔH1<0，A项正确；由于两个反应中N2O4的状态不同，故ΔH1≠－ΔH2，B项错误；“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，C项正确；由2NO2(g)N2O4(g) ΔH1＝a kJ·mol－1及A项中的分析可知，D项正确。 答案：B 6．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，由此判断下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A．KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B．Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 C．HCN(aq)＋KOH(aq)===KCN(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 解析：因浓硫酸稀释会放出大量的热，所以浓硫酸与KOH反应生成1 mol水时放出的热量大于57.3 kJ，故A错误；Ba(OH)2和H2SO4反应时生成BaSO4沉淀，形成沉淀时套放热，所以Ba(OH)2和H2SO4反应生成1 mol水时放出的热量大于57.3 kJ，故B错误；HCN是弱酸，弱酸电离时吸热，则HCN与NaOH反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ，故C错误；在稀溶液中，稀的酸与碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫做中和热、中和热为ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，故D正确。 答案：D 7．在298 K、1.01×105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为 ( ) A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1 B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1 C．CO2(g)＋NaOH(aq)＝NaHCO3(aq) ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1 D．2CO2(g)＋2NaOH(l)＝2NaHCO3(l) ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1 解析：由题意可知，CO2(g)＋NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l) ΔH1＝－x - 15 - kJ·mol－1，CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l) ΔH2＝－y kJ·mol－1，则CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH＝ΔH1×4－ΔH2＝－(4x－y)kJ·mol－1。 答案：C 8．如图为硫燃烧的能量变化图，下列有关热化学方程式或说法正确的是 ( ) A．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝＋297.16 kJ·mol－1 B．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83 kJ·mol－1 C．S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83 kJ·mol－1 D．单斜硫的稳定性强于正交硫 解析：根据图象可知硫的燃烧反应为放热反应，故A项错误；1 mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16 kJ，故B项错误；由图象可以看出单斜硫具有的能量高于正交硫，物质的能量越高越不稳定，即单斜硫的稳定性弱于正交硫，故D项错误。 答案：C 9．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( ) A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3 kJ的热量 B．一定条件下，0.2 mol SO2(g)与0.1 mol O2(g)混合充分反应时放出的热量为18 kJ，则有2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1 C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a kJ·mol－1、 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝6 kJ·mol－1，则a>b D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH<0，则白磷比红磷稳定 解析：醋酸是弱酸，电离时吸热，与碱发生中和反应生成1 mol水时放出的热量少，A正确；SO2和O2的反应是可逆反应，不能进行完全，当0.2 mol SO2(g)与0.1 mol O2(g)混合充分反应时放出的热量为18 kJ，则当反应掉0.2 mol SO2(g)与0.1 mol O2(g)时，反应放出的热量应大于18 kJ，故2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<－180 kJ·mol－1，B错误；前者为碳的完全燃烧反应，后者为碳的不完全燃烧反应，而完全燃烧时放热较多，但a、b都为负值，所以a查看更多