資源簡介

反應熱的測量與計算(分值：80分)
A級　合格過關(guān)練
選擇題只有1個選項符合題意(1～7題，每題7分，共49分)
1.下列關(guān)于蓋斯定律的說法不正確的是(　　)
不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同
反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)
有些反應的反應熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計算得到
根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式中ΔH直接相加即可得總反應熱
2.下列有關(guān)測定中和反應反應熱實驗的說法正確的是(　　)
用銅絲代替環(huán)形玻璃攪拌器，測得的ΔH偏大
強酸的稀溶液與強堿的稀溶液反應生成1 mol H2O的ΔH均為－57.3 kJ·mol－1
測定中和反應反應熱的實驗中，混合溶液的溫度不再變化時，該溫度為終止溫度
某同學通過實驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液反應生成1 mol H2O的反應熱ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，造成這一結(jié)果的原因不可能是用測量過稀鹽酸溫度的溫度計直接測量稀NaOH溶液的溫度
3.已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) ΔH＝－181.6 kJ·mol－1
則反應Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH為(　　)
519.4 kJ·mol－1 259.7 kJ·mol－1
－259.7 kJ·mol－1 －519.4 kJ·mol－1
4.用50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸和50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液測定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反應熱(ΔH)的實驗時，下列說法不正確的是(　　)
酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應緩緩倒入量熱計內(nèi)筒中，不斷用玻璃攪拌器攪拌
簡易量熱器裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱，減少熱量損失
用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，測得的反應熱ΔH偏大
改用25 mL 0.50 mol·L－1鹽酸跟25 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液進行測定，ΔH數(shù)值不變
5.已知：①Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s) ΔH1＝234.1 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
則2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是(　　)
－824.35 kJ·mol－1 －627.6 kJ·mol－1
－744.7 kJ·mol－1 －169.4 kJ·mol－1
6.含有11.2 g KOH的稀溶液與1 L 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液反應，生成液態(tài)水，放出11.46 kJ的熱量，表示該中和反應反應熱的熱化學方程式為(　　)
KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－11.46 kJ·mol－1
0.2KOH(aq)＋0.1H2SO4(aq)===0.1K2SO4(aq)＋0.2H2O(l)　ΔH＝－11.46 kJ·mol－1
2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
7.已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.6 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－870.3 kJ/mol
則：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應熱ΔH為(　　)
244.1 kJ/mol 488.3 kJ/mol
－488.3 kJ/mol －996.6 kJ/mol
8.(2分)已知下列熱化學方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝19 kJ·mol－1
寫出FeO(s)與CO反應生成Fe(s)和CO2的熱化學方程式：____________________________________________________________________。
9.(11分)某化學興趣小組要完成中和反應反應熱的測定實驗。
(1)(2分)實驗桌上備有大、小兩個燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、玻璃攪拌器、0.5 mol·L－1 鹽酸、0.50 mol·L－1 氫氧化鈉溶液，實驗尚缺少的玻璃用品是________、________。
(2)(3分)實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器____________(1分)(填“能”或“否”)，其原因是______________________________________(2分)。
(3)(4分)他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：
實驗用品 溶液溫度 生成1 mol H2O 放出的熱量
t1 t2
a 50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L－1 HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃
b 50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L－1 HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃
已知：Q＝cm(t2－t1)，反應后溶液的比熱容c為4.18 J·℃－1·g－1，各物質(zhì)密度均為1 g·cm－3。
①計算完成表格________。
②根據(jù)實驗結(jié)果寫出氫氧化鈉溶液與鹽酸反應的熱化學方程式：____________________________________________________________________。
(4)(2分)若用氫氧化鉀代替氫氧化鈉，對測定結(jié)果________(填“有”或“無”，下同)影響；若用醋酸代替鹽酸做實驗，對測定結(jié)果________影響。
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
(10～11題，每題7分，共14分)
10.研究化學反應原理對于生產(chǎn)、生活及環(huán)境保護具有重要意義。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH＝64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
則H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2＋和H2O的ΔH為(　　)
319.68 kJ·mol－1
259.7 kJ·mol－1
－319.68 kJ·mol－1
－259.7 kJ·mol－1
11.用CH4催化還原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
下列說法不正確的是(　　)
若用標準狀況下4.48 L CH4還原NO2生成N2和水蒸氣，放出的熱量為173.4 kJ
由反應①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＜－574 kJ·mol－1
反應①②中，相同物質(zhì)的量的CH4發(fā)生反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同
反應②中當4.48 L CH4反應完全時轉(zhuǎn)移的電子為1.60 mol
12.(4分)(1)(2分)用NaOH溶液吸收熱電企業(yè)產(chǎn)生的廢氣時，涉及如下轉(zhuǎn)化：
由圖關(guān)系可得：ΔH4＝___________________________________________
(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)(2分)用太陽能分解水制備H2是一項新技術(shù)，其過程如下：
已知：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝483.6 kJ·mol－1
2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝604.8 kJ·mol－1
過程Ⅱ的熱化學方程式是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
反應熱的測量與計算
1.D　[熱化學方程式按一定系數(shù)比加和時其反應熱也按系數(shù)比加和，D錯誤。]
2.A　[銅為熱的良導體，容易導致熱量散失，使測得的ΔH偏大，A項正確；部分強酸的稀溶液與強堿的稀溶液反應不僅生成H2O，還生成沉淀，如一定量的稀硫酸與稀Ba(OH)2溶液反應生成1 mol H2O時還有0.5 mol BaSO4沉淀生成，Ba2＋與SO結(jié)合生成BaSO4時放熱，則該反應的ΔH≠－57.3 kJ·mol－1，B項錯誤；測定中和反應反應熱時，混合溶液的最高溫度為終止溫度，C項錯誤；用測量過稀鹽酸溫度的溫度計直接測量稀NaOH溶液的溫度會導致部分酸堿提前反應，從而使測得的ΔH的絕對值偏小，D項錯誤。]
3.C　[由蓋斯定律，可得：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH＝＝－259.7 kJ·mol－1，故C項正確。]
4.A　[酸堿混合時要迅速，并且不能攪拌，防止熱量的散失，A錯誤；中和反應反應熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是做好保溫工作，B正確；用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，氫氧化鈉溶液體積高于所需量的體積，但生成水的量不變，放出的熱量不變，測得溶液的溫度升高值偏低，測得的反應熱ΔH偏大(數(shù)值偏小)，C正確；反應放出的熱量與所用酸和堿的量有關(guān)，但生成1 mol水時中和反應反應熱的大小與參加反應的酸堿用量無關(guān)，D正確。]
5.A　[根據(jù)蓋斯定律知：將反應②×－①得該反應，故ΔH＝×ΔH2－ΔH1＝×(－393.5 kJ·mol－1)－234.1 kJ·mol－1＝－824.35 kJ·mol－1。]
6.D　[中和反應反應熱是以生成1 mol H2O(l)所放出的熱量來衡量的，故書寫中和反應反應熱的熱化學方程式時，應以生成1 mol H2O(l)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)，再結(jié)合放熱數(shù)值寫出ΔH。]
7.C　[由蓋斯定律，2×反應②＋反應①－反應③可得反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，ΔH＝2×(－393.5 kJ/mol)＋(－571.6 kJ/mol)－(－870.3 kJ/mol)＝ －488.3 kJ/mol。]
8.FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJ·mol－1
解析　根據(jù)蓋斯定律，由－－得：
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJ·mol－1。
9.(1)量筒　溫度計
(2)否　金屬銅絲易導熱，熱量散失多，導致誤差偏大
(3)①56.8 kJ　②NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－56.8 kJ·mol－1　(4)無　有
解析　(1)中和熱的測定實驗中，需要用量筒量取酸溶液和堿溶液的體積，需要使用溫度計測量反應前后的溫度，則還缺少量取溶液體積的量筒和測量溶液溫度的溫度計；(2)銅絲是熱的良導體，若用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，攪拌時銅絲攪拌棒熱量損失大，實驗誤差大，則實驗中不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒；(3)①由題給數(shù)據(jù)可知2次實驗測得溫度差分別為3.3 ℃、3.5 ℃，2組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值為＝3.4 ℃，50 mL 0.50 mol·L－1氫氧化鈉溶液和50 mL 0.5 mol·L－1 鹽酸的質(zhì)量和為100 mL×1 g/mL＝100 g，由放出熱量Q＝cmΔt可得生成0.025 mol的水放出熱量Q＝4.18 J/(g·℃)×100 g ×3.4 ℃＝1 421.2 J＝1.421 2 kJ，則生成1 mol 的水放出熱量為＝56.8 kJ，實驗測得的中和熱ΔH＝－56.8 kJ·mol－1；②氫氧化鈉溶液與鹽酸反應生成氯化鈉和1 mol 水放熱56.8 kJ，故熱化學方程式為NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－56.8 kJ·mol－1；(4)若用KOH代替NaOH，強堿KOH溶液也能和鹽酸完全反應生成等量的水，同樣可以測定反應的中和熱，對測定結(jié)果無影響；若用醋酸代替鹽酸，由于醋酸為弱酸，電離時吸收熱量會導致反應生成等量的水放出的熱量少，對測定結(jié)果有影響。
10.C　[①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)　ΔH＝64.39 kJ·mol－1；②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.46 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.84 kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律①＋×②＋③得到：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。]
11.D　[根據(jù)蓋斯定律，(①＋②)×得到如下熱化學方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，標準狀況下4.48 L CH4的物質(zhì)的量為0.2 mol，放出的熱量為0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ，A正確；由于液態(tài)水生成氣態(tài)水需要吸收熱量，所以生成液態(tài)水的反應放出的熱量多，放熱越多，則ΔH越小，即ΔH＜－574 kJ·mol－1，B正確；反應①②中每1 mol CH4反應完全時均轉(zhuǎn)移8 mol電子，C正確；由于未指明標準狀況，4.48 L CH4的物質(zhì)的量無法計算，D錯誤。
12.(1)ΔH1＋ΔH2－ΔH3
(2)3FeO(s)＋H2O(g)===Fe3O4(s)＋H2(g) ΔH＝－60.6 kJ·mol－1
解析　(1)根據(jù)蓋斯定律分析，反應的能量變化取決于反應物和生成物，與過程無關(guān)，所以根據(jù)圖分析，有ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4，可以計算ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。(2)過程Ⅱ是FeO與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，化學方程式為3FeO(s)＋H2O(g)===Fe3O4(s)＋H2(g)，該反應可通過(①－②)÷2得到， 所以該反應的ΔH＝(483.6 kJ·mol－1－604.8 kJ·mol－1)÷2＝－60.6 kJ·mol－1。

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