第1章 化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的反应热
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1. 下列叙述正确的是( )
A.伴有能量变化的物质变化都是化学变化 B.化学反应总是伴随着能量的变化
C.化学反应中放出的热量一定等于吸收的热量 D.化学反应中放出的热才是反应热
答案:B
解析:物质三态变化也伴有能量变化,故A错误;化学反应总伴随能量变化,B正确;化学反应不是吸热反应就是放热反应,不可能同时吸热和放热,故C错误;化学反应中吸收的热也是反应热,D错误。
2.下列说法正确的是( )
A.干冰蒸发要吸收大量的热,这就是化学反应中的吸热现象
B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料,说明酒精燃烧是放热反应
C.木炭常温下不燃烧,加热才能燃烧,说明木炭燃烧是吸热反应
D.人们用氢氧焰焊接金属,主要是利用了H2和O2化合时所放出的热量
答案:BD
解析:干冰蒸发是物理变化,A不正确。燃烧反应都是放热反应,B对,C错。H2在O2中燃烧放出大量的热,可使金属熔化,常用于焊接金属,D正确。
3.已知:(1)H2(g)+ (g)====H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+(g) ====H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是( )
A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0
答案:C
解析:H2的燃烧反应为放热反应故B、D错误。考虑H2O的状态及ΔH<0,故a>c,A错误。ΔH与方程式前面的计量数成正比,故2a=b<0,C正确。
4.某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y====2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时,看到试管中甲处液面下降,乙处液面上升。关于该反应的下列叙述正确的是( )
①该反应为放热反应;
②生成物的总能量比反应物的总能量高;
③该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来。
A.①②③ B.①③ C.①② D.③
答案:B
解析:甲处液面下降,乙处液面上升,说明反应放热,故①③正确
5.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+Q1 kJ·mol-1,室温下,若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q1<Q2 D.无法比较
答案:A
解析:则ΔH=ΔH1+ΔH2=Q1-Q2>0
故Q1>Q2。
6. CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如下图所示,有关两者反应的说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C.反应的热化学方程式是CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量
答案:B
解析:由图象知CO(g)+H2O(g)总能量大于CO2(g)+H2(g)总能量,故CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g)为放热反应,ΔH=-41 kJ·mol-1,故B正确。
7.将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL).下列叙述正确的是
( )
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
答案:B
解析:从图中曲线可以看出,温度为22℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以22℃一定不是室温,A错.从曲线随V1的增多而升高,随反应的进行,溶液温度升高说明反应放热,化学能转化为热能,B正确.当V1=30
mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.5 mol/L,C错.该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的.
二、非选择题(本题包括4个大题,共58分)
8.如图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5 mL稀盐酸,试完成下列问题。
(1)实验中观察到的现象是__________________。
(2)产生上述现象的原因是__________________。
(3)写出有关反应的离子方程式__________________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量__________________(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
答案:(1)镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解;烧杯中有晶体析出 (2)镁与盐酸反应放出H2,是放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体 (3)Mg+2H+====Mg2++H2↑ Ca2++2OH-====Ca(OH)2↓ (4)小于
解析:(1)镁与盐酸反应产生氢气,此反应为放热反应,使烧杯内温度升高,Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小,故有晶体Ca(OH)2析出。(4)由镁和盐酸反应生成MgCl2和H2,是放热反应,根据能量变化规律知MgCl2和H2的总能量加上放出的能量应等于Mg和盐酸的总能量,故MgCl2和H2总能量小于Mg和盐酸的总能量。
9.根据下图所示的能量变化,写出下列反应的热化学方程式并回答相关问题:
(1)_________________________________________;
(2)__________________________________________。
Q1与Q2的关系:Q1____________(填“大于”“小于”或“等于”)Q2。
反应过程(1)
反应过程(2)
答案:(1)A(g)+B(g)====C(g)
ΔH=-Q1 kJ·mol-1
(2)C(g)A(g)+B(g)
ΔH=+Q2 kJ·mol-1 等于
解析:由图(1)知反应物为A(g)、B(g),生成物为C(g),反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应为放热反应;该反应的热化学方程式为:A(g)+B(g)====C(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
。由图(2)知,反应物为C(g),生成物为A(g)、B(g),生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应为吸热反应;其热化学方程式为:C(g)====A(g)+B(g) ΔH=+Q2 kJ·mol-1。从上述两反应的热化学方程式可知,上述两过程互为逆过程,因此反应过程中的热量数值应相等,即Q1=Q2
10.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁管感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案.
甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是__________________________,________,说明反应放热.(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)
乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①和②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①)________,(接②)________,说明反应放热.
丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是________________ ,说明反应放热,其原因是________________________________________.
答案:方案甲:小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升
方案乙:①有气泡产生 ②左边水柱下降,右边水柱上升
方案丙:无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量,使水蒸发
解析:实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象,合理地设计了实验探究方案.
11.50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L 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反应热.
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是________.
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应热数值________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”).
(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应热数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应热的数值会________.
答案:(1)环形玻璃搅拌棒
(2)偏小
(3)偏小 偏小
解析:(1)据图知,装置中缺少环形玻璃搅拌捧.
(2)若大烧杯上不盖硬纸板,则会导致热量损失使中和热的数值偏小.
(3)因氨水是弱碱,在发生中和反应时,逐步电离出OH-会吸收热量,故测得中和热的数值偏小;若用50 mol 0.50 mol/L的NaOH溶液来做实验难以保证50 mL 0.50 mol/L的盐酸完全反应,故测得中和热数值也会偏小.
■反思总结—自我学习评价
□错题序号xx
□错因分析及对策