1、高中化学 1-2-2 中和反应的反应热 45 分钟作业 新人教版选修 4 一、选择题(每小题 6 分,每小题有 12 个正确选项) 1已知 295k 时,H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3kJ/mol ,推测含 1mol HCl 的稀溶液与含 1mol NH3 的稀溶液反应放出的热 量( ) A大于 57.3kJ B等于 57.3kJ C小于 57.3kJ D无法确定 解析:因 NH3 溶于水形成 NH3H2O,而 NH3H2ONH OH 要吸热,因而反应 4 放出的热量小于 57.3kJ。 答案:C 2将 V1mL 1.0mol/L HCl 溶液和 V2mL 未知浓度的 N
2、aOH 溶液混合均匀后测量并记 录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持 V1V 250mL)。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能转化为热能 CNaOH 溶液的浓度约为 1.0mol/L D该实验表明有水生成的反应都是放热反应 解析:中和反应为放热反应,B 对;中和反应有水生成,但有水生成的反应不一定是 放热反应,如 H2CuO H2OCu 是吸热反应, D 错;从图中分析,当加入= = = = = HCl 溶液 5mL、NaOH 溶液 45mL 时,反应后温度为 22,故实验时环境温度小于 22, A 错;加入 HCl 溶液 30mL 时反应放
3、热最多,因为酸碱恰好中和,故 c(NaOH) 1.0mol/L 1.5mol/L,C 错。 30 mL20 mL 答案:B 3强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为: H (aq)OH (aq)=H2O(l) H 57.3kJ/mol 已知:CH 3COOH(aq)NaOH(aq) =CH3COONa(aq)H 2O(l) HQ 1kJ/mol H2SO4(浓) NaOH(aq)= = Na2SO4(aq)H 2O(l) 12 12 HQ 2kJ/mol HNO3(aq)KOH(aq)= =KNO3(aq)H 2O(l) HQ 3kJ/mol 上述反应均为溶液中的反应,则 Q1、Q 2、Q 3 的
4、绝对值大小的关系为( ) AQ 1Q 2Q 3 BQ 2Q1Q3 CQ 2Q3Q1 DQ 2Q 3Q1 解析:H57.3kJ/mol 表示的是强酸与强碱的稀溶液的中和热, Q357.3kJ;CH 3COOH 与 NaOH 发生中和反应时放热,但由于醋酸的不断电离会吸收热 量,因此最终放出的热量 Q1 比 57.3kJ 小;浓硫酸与 NaOH 溶液中和的同时也在被稀释, 因此放出的热还包含溶解放出的热,Q 257.3kJ。 答案:C 4已知:稀溶液中,强酸和强碱反应的热化学方程式为: H (aq)OH (aq)=H2O(l);H 57.3kJ/mol。下列各中和反应中放出的热量为 57.3kJ
5、的是( ) A. H2SO4(aq) Ba(OH)2(aq)=H2O(l) BaSO4(s) 12 12 12 BCH 3COOH(aq)KOH(aq)= =CH3COOK(aq)H 2O(l) CHNO 3(浓) NaOH(aq)= =NaNO3(aq)H 2O(l) DHCl(aq) Ba(OH)2(aq)= BaCl2(aq)H 2O(l) 12 12 解析:A 中除生成 H2O 外,还生成了 BaSO4 沉淀,故反应放出的热大于 57.3kJ。B 中由于 CH3COOH 为弱酸,反应过程中 CH3COOH 要不断电离吸热,使反应放出的热少 于 57.3kJ。C 中浓 HNO3 溶解时要
6、放热,故放出的热大于 57.3kJ。 答案:D 5已知:强酸和强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为 57.3kJmol1, 101kPa 时辛烷 的燃烧热为 5518kJmol1 。则下列热化学方程式书写正确的是( ) AH OH =H2O H57.3kJmol 1 B2NaOH(aq)H 2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H 2O(l) H 114.6kJmol 1 C2C 8H18(l)25O 2(g)=16CO2(g)18H 2O(g) H11036kJmol 1 D2C 8H18(l)25O 2(g)=16CO2(g)18H 2O(l) H11036kJmol 1 解析:A 项应在
7、酸、碱的水溶液里,错误; C 项生成物 H2O 应为液态。 答案:B、D 二、非选择题(共 70 分) 6化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化,这种能量的变化常以 热能的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃 烧热和中和热等。 (1)许多化学反应的反应热可以直接测量,其测量的仪器叫做_。 (2)下列 H 表示物质燃烧热的是_;表示物质中和热的是 _。( 填 “H1”、 “H2”和“H 3”等) A2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H1 BC(s) O2(g)=CO(g) H2 12 CCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2
8、O(g) H 3 DC(s) O 2(g)=CO2(g) H4 EC 6H12O6(s)6O 2(g)=6CO2(g)6H 2O(l) H5 FNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l) H6 G2NaOH(aq)H 2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H 2O(l) H7 HCH 3COOH(aq)NaOH(aq)= =CH3COONa(aq)H 2O(l) H 8 (3)已知在 101kPa、273k 时,15g 乙烷燃烧生成 CO2 和液态水,放出 akJ 的热量,下 列热化学方程式正确的是_。 AC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(l)
9、72 H2akJ/mol BC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(g) 72 H2akJ/mol C2C 2H6(g) 7O2(g)=4CO2(g)6H 2O(l) H4akJ/mol D2C 2H6(g) 7O2(g)=4CO2(g)6H 2O(g) H2akJ/mol (4)充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为 161.9kJ,生成的 CO2 恰好与 5mol/L 100mLkOH 溶液完全反应生成正盐,则燃烧 1mol 丁烷放出的热量为_。 (5)进一步研究表明,化学反应的能量变化(H )与反应物和生成物的键能有关。键能可 以简单地理解为断开 1mol 化学键时所需吸收的能
10、量。下表是部分化学键的键能数据: 化学键 PP PO O=O P=O 键能 kJ/mol 197 360 499 x 已知白磷(P 4)的燃烧热为 2378.0kJ/mol,白磷完全燃烧的产物(P 4O10)的结构如下图所 示,则上表中 x_。 解析:(2)燃烧热强调 1mol 纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量,故 H4、H 5 符合;中和热强调酸和碱反应生成 1mol H2O(l)时所放出的热量,故 H6 符合。 (3)15g 乙烷为 0.5mol,故 1mol 乙烷燃烧放出 2akJ 热量,2mol 乙烷燃烧放出 4akJ 热 量,且 H0,水为液态,可知 C 正确。(4) 根据原
11、子守恒得: n(CO2) n(KOH) 12 0.25mol,1mol C4H10 完全燃烧生成 4mol CO2,故 H161.9kJ/mol 2590.4kJ/mol。(5)P 45O 2=P4H10 需断开 6mol PP、5mol 40.25 O=O,形成 12mol PO、4mol P=O,所以 12mol360kJ/mol4molx kJ/mol(6mol 197kJ/mol5mol499kJ/mol)2378.0kJ/mol,x433.75。 答案:(1)量热计 (2)H 4、H 5 H 6 (3)C (4)2590.4kJ (5)433.75 7(1)在 101kPa 时,H
12、2 在 1.00mol O2 中完全燃烧生成 2.00mol 液态 H2O。放出 571.6kJ 的热量, H2 的燃烧热为_,表示 H2 燃烧热的热化学方程式为 _。 (2)1.00L 1.00mol/L H2SO4 溶液与 2.00L 1.00mol/L NaOH 溶液完全反应,放出 114.6kJ 的热量,该反应的中和热为_,表示其中和热的热化学方程式为 _。 解析:(1)H 2 的燃烧热以燃烧 1mol H2 为标准,当 H2 完全燃烧生成 2.00mol H2O 时, 需燃烧 2.00molH2。故 H2 的燃烧热为 571.6kJ/2mol285.8kJ/mol。 (2)中和热以生
13、成 1mol H2O 为标准,而 1.00L 1.00mol/L H2SO4 溶液与 2.00L 1.00mol/L NaOH 溶液反应生成 2mol H2O,故该反应的中和热为 114.6kJ/2mol 57.3kJ/mol。注意在书写燃烧热与中和热的热化学方程式时,必须体现燃烧 热与中和热的研究标准。 答案:(1)285.8kJ/mol H 2(g) O2(g)=H2O(l); 12 H285.8kJ/mol (2)57.3kJ/mol H2SO4(aq) NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H 2O(l);H57.3kJ/mol 12 12 8已知热化学方程式 H (aq)OH (a
14、q)=H2O(l) H57.3kJ/mol ,问: (1)实验室用 0.025 L 0.10mol/L 的一元强酸和强碱互相中和,则滴定过程中释放的热量 为_kJ 。 (2)若中和后溶液体积为 0.05 L,又已知中和后的溶液的比热容为 4.2103 kJ/(g) , 且密度为 1.0g/mL,则溶液温度升高 _。 (3)由(2)说明为什么需要用 12mol/L 的强酸和强碱反应测定中和热? _ _。 解析:(1)根据中和热的定义,生成 1mol 水放出 57.3kJ 的热量,0.025 L 0.10mol/L 的 强酸和强碱中和后生成 0.0025mol 水,放出的热量为 57.3kJ/mo
15、l0.0025mol0.14kJ。 (2)0.05103mL1.0g/mL4.2103 kJ/(g) t0.14kJ,解得 t0.7,即溶液温度升高了 0.7。 答案:(1)0.14 (2)0.7 (3) 根据(2)的计算可知,当溶液的浓度过小,则释放的热量较 少,且由于是逐渐产生热量,故测定的中和热误差较大。若浓度过高,则溶液中阴、阳离 子间的相互牵制较大,中和过程产生热量的一部分将补偿给电离分子解离所需要的热量, 同样会造成较大的误差 950mL 0.50mol/L 盐酸与 50mL 0.55mol/L NaOH 溶液在如右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
16、中和热。回答下列问题: (1)从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是_ 。 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是_。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_(填“偏大” 、 “偏小”或“无 影响”) 。 (4)实验中改用 60mL 0.50mol/L 盐酸跟 50mL 0.55mol/L 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: _。 (5)用相同浓度和体积的氨水代替 NaOH 溶液进行上述实验,测得的中和热数值会 _(填“偏大” 、 “偏小 ”或“无影响”) ;用 50mL 0.50m
17、ol/L NaOH 溶液进行上述 实验,测得的中和热数值会_。(填“偏大” 、 “偏小 ”或“无影响”) 解析:中和反应放出的热量跟生成 H2O 的物质的量有关,而中和热是指强酸跟强碱的 稀溶液发生中和反应生成 1mol H2O 的反应热,与酸碱的用量无关。 答案:(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 1mol H2O 所放 出的能量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小 10将 200mL 0.1mol/L 的稀硫酸与 300mL 0.1mol/L 的 NaOH 溶液混合后,能放出多 少热量?如果溶液的密度为 1g/mL,比热容按 4.18kJ/(kg)计算,这些热量能使混合液的 温度升高多少度?(忽略溶液混合后的体积变化 ) 答案:强酸与强碱中和:H OH =H2O,估算可知硫酸过量,按 NaOH 计算可生 成水的物质的量为 0.03mol,中和反应放出的热量为:003mol57.3kJ/mol1.72kJ。 混合后溶液的总质量为(200mL 300mL) 1g/mL500g0.5kg, 则有:0.5kgT4.18kJ/(kg)1.72kJ。 T0.823 答:该中和反应能放出热量 1.72kJ,可使混合液的温度升高 0.823。