高中化学 第一章 化学反应与能量 2-2 中和反应的反应热课后作业(含解析)新人教版选修4-新人教版

中和反应的反应热
作业时限：45分钟作业满分：100分
一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)
1．下列说法或表示法不正确的是( D )
A．测定HCl和NaOH的中和热时，每次实验均应测量三个温度，即盐酸起始温度、NaOH 起始温度和反应后的终止温度
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ/mol，E反应物>E生成物
D．放热反应不需要任何条件即可发生
解析：浓H2SO4溶于水(放热)，故放出的热量大于57.3 kJ，B项正确；放热反应反应物能量之和大于生成物能量之和，C项正确；许多放热反应也需要一定条件才能发生，D项错误。

2．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
下列说法中错误的是( C )
A．①式表示25 ℃，101 kPa时，2 mol H2和1 mol O2完全燃烧生成2 mol H2O(l)放热571.6 kJ
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中ΔH大于－571.6 kJ·mol－1
C．将含1 mol NaOH的水溶液与50 g 98%的硫酸溶液混合后放出的热量为57.3 kJ D．将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ
解析：C项过程在发生中和反应放出热量之外，还伴随着浓硫酸稀释所放出的热量，故该项错。

3．在中和热的测定实验中，使用下列用品不是为了减少实验误差的是( D )
A．碎泡沫塑料 B．环形玻璃搅拌棒
C．底部垫纸条 D．两个量筒
解析：碎泡沫塑料和底部垫纸条，目的是保温，以减小实验中的误差；环形玻璃棒，使溶液混合更均匀，测量更准确；量筒是测量溶液体积的，不能减少实验误差，答案选D。

4．已知298 K时，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，推测含1 mol HCl
的稀溶液与含1 mol NH 3的稀溶液反应放出的热量( C )
A ．大于57.3 kJ
B ．等于57.3 kJ
C ．小于57.3 kJ
D ．无法确定
解析：因NH 3溶于水形成NH 3·H 2O ，而NH 3·H 2O
NH ＋4＋OH －
要吸热，因而反应放出的热量小于57.3 kJ 。

5．强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为：
H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ/mol
已知：CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ/mol
12H 2SO 4(浓)＋NaOH(aq)===12
Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ/mol
HNO 3(aq)＋KOH(aq)===KNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 3 kJ/mol
上述反应均为溶液中的反应，则Q 1、Q 2、Q 3的绝对值大小的关系为( C )
A ．Q 1＝Q 2＝Q 3
B ．Q 2>Q 1>Q 3
C ．Q 2>Q 3>Q 1
D ．Q 2＝Q 3>Q 1
解析：ΔH ＝－57.3 kJ/mol 表示的是强酸与强碱的稀溶液的中和热，Q 3＝57.3；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Q 1 kJ 比57.3 kJ 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 2>57.3。

6．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)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ/mol 。

下列各中和反应中放出的热量为57.3 kJ 的是( D )
A.12H 2SO 4(aq)＋12Ba(OH)2(aq)===H 2O(l)＋12
BaSO 4(s) B ．CH 3COOH(aq)＋KOH(aq)===CH 3COOK(aq)＋H 2O(l)
C ．HNO 3(浓)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l)
D ．HCl(aq)＋12Ba(OH)2(aq)===12
BaCl 2(aq)＋H 2O(l) 解析：A 中除生成H 2O 外，还生成了BaSO 4沉淀，故反应放出的热大于57.3 kJ 。

B 中由于CH 3COOH 为弱酸，反应过程中CH 3COOH 要不断电离吸热，使反应放出的热少于57.3 kJ 。

C 中浓HNO 3溶解时要放热，故放出的热大于57.3 kJ 。

7．下列有关热化学方程式的叙述正确的是( D )
A ．已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol －1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH 4(g)
＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B．已知：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知中和热为ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，则1 mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应的反应热就是中和热
D．已知：S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2解析：H2O的状态应为液态，A项错误；反应为吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，由于能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，B项错误；1 mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应生成2 mol H2O(l)，故该反应热为2×(－57.4 kJ·mol－1)，C项错误；S(g)→S(s)为放热过程，则S(g)===S(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，D项正确。

8．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( C ) A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1
C．＋45.2 kJ·mol－1 D．＋69.4 kJ·mol－1
解析：由题意可知①HCN(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)＋CN－(aq)；ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

对比①②两个热化学方程式可知，反应①比反应②放热少的原因是HCN是弱酸，电离过程吸热。

1 mol HCN与NaOH反应比1 mol HCl与NaOH反应时少放出45.2 kJ的热量，故HCN在水溶液中电离的ΔH等于＋45.2 kJ·mol －1，所以选C。

9．下列说法中正确的是( C )
A．在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．由“C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1”可知，金刚石比石墨稳定
C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
解析：等量硫蒸气的能量大于固体硫的能量，所以将等量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，硫蒸气放出热量多；石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，当反应物的能量小于产物能量时表现为吸热反应，其物质的能量越低，说明物质越稳定；浓硫酸与NaOH的溶液混合，会释放出热量，因为浓硫酸的稀释一定放热，该反应放出的热量大于57.3 kJ；2 g H2(1 mol)完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则2 mol H2完全燃烧生成液态水，放出571.6 kJ
热量。

10．下列说法中正确的是( B )
A ．中和热的测定实验中需要用的主要玻璃仪器：两个大小相同的烧杯、两个大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒
B ．可以用保温杯代替烧杯做有关中和热测定的实验
C ．在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录的温度是3次
D ．测定中和热实验中，若所使用的稀NaOH 溶液的物质的量稍大于稀盐酸，则会导致所测得的中和热数值偏高
解析：为了防止散热，在中和热测定的实验中应选用一大一小两个烧杯，小烧杯和大烧杯之间应用碎泡沫塑料隔开，A 项错误。

从防止散热的效果看，使用保温杯完全可以，B 项正确。

中和热测定的原理是首先根据公式Q ＝cm Δt 求出反应过程中放出的热量，然后再根据ΔH ＝－Q /n (H 2O)计算中和热。

式中Δt 表示反应后的最高温度与反应前盐酸与氢氧化钠溶液的平均温度之差，因此每次实验至少需要测定3次温度，由于中和热的测定属于定量实验，因此至少平行做三次实验才能求出其正确值，所以在整个实验过程中最少需要测定并记录温度的次数是9次，C 项错误。

在中和热测定过程中为了提高实验的准确度，须保证酸和碱完全反应，在实验中通常使一种物质稍过量，这是正确的操作方法，D 项错误。

11．下列有关热化学方程式的叙述中，正确的是( D )
A ．含20.0 g NaOH 的稀溶液与足量的稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ 的热量，则表示中和热的热化学方程式为2NaOH(aq)＋H 2SO 4(aq)===Na 2SO 4(aq)＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.8 kJ·mol －1
B ．已知热化学方程式：SO 2(g)＋12O 2(g)SO 3(g) ΔH ＝－98.32 kJ·mol －1，在容器中充入2 mol SO 2和1 mol O 2充分反应，最终放出的热量为196.64 kJ
C ．已知：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－483.6 kJ·mol －1
，则H 2的燃烧热为241.8 kJ·mol －1
D ．已知：①S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1；
②S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2，则ΔH 1>ΔH 2
解析：中和热表示的是生成1 mol H 2O(l)的反应热，A 项错误；该反应为可逆反应，故在容器中充入2 mol SO 2和1 mol O 2充分反应，生成SO 3(g)的物质的量小于2 mol ，放出的热量小于196.64 kJ ，B 项错误；氢气的燃烧热表示的是生成液态水，C 项错误；S(s)→S(g)为吸热过程，故①－②得：S(s)===S(g) ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2>0，即ΔH 1>ΔH 2，D 项正确。

二、非选择题(共56分)
12．(20分)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，其测量的仪器叫做量热计。

(2)下列ΔH 表示物质燃烧热的是ΔH 4、ΔH 5；表示物质中和热的是ΔH 6。

(填“ΔH 1”“ΔH 2”和“ΔH 3”等)
A ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1
B ．C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH 2 C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 3
D ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 4
E ．C 6H 12O 6(s)＋6O 2(g)===6CO 2(g)＋6H 2O(l) ΔH 5
F ．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH 6
G ．2NaOH(aq)＋H 2SO 4(aq)===Na 2SO 4(aq)＋2H 2O(l) ΔH 7
H ．CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH 8
(3)已知在101 kPa 、273 K 时，15 g 乙烷燃烧生成CO 2和液态水，放出a kJ 的热量，下列热化学方程式正确的是C 。

A ．C 2H 6(g)＋72
O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝＋2a kJ/mol B ．C 2H 6(g)＋72
O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝－2a kJ/mol C ．2C 2H 6(g)＋7O 2(g)===4CO 2(g)＋6H 2O(l) ΔH ＝－4a kJ/mol
D ．2C 2H 6(g)＋7O 2(g)===4CO 2(g)＋6H 2O(g) ΔH ＝－2a kJ/mol
(4)充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为161.9 kJ ，生成的CO 2恰好与5 mol/L 100 mL KOH 溶液完全反应生成正盐，则燃烧1 mol 丁烷放出的热量为2_590.4_kJ 。

(5)进一步研究表明，化学反应的能量变化(ΔH )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1 mol 化学键时所需吸收的能量。

下表是部分化学键的键能数据：
键能kJ/mol 197 360 499 x
已知白磷(P 4)的燃烧热为2 378.0 kJ/mol ，白磷完全燃烧的产物(P 4O 10)的结构如下图所示，则上表中x ＝433.75。

解析：(2)燃烧热强调1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，故ΔH 4、ΔH 5符合；中和热强调酸和碱反应生成1 mol H 2O(l)时所放出的热量，故ΔH 6符合。

(3)15 g 乙烷为0.5 mol ，故1 mol 乙烷燃烧放出2a kJ 热量，2 mol 乙烷燃烧放出4a kJ 热量，且ΔH <0，水为液态，可知C 正确。

(4)根据原子守恒得：n (CO 2)＝12
n (KOH)＝0.25 mol ，1 mol C 4H 10完全燃烧生成4 mol CO 2，故ΔH ＝－161.9 kJ/mol×40.25
＝－2 590.4 kJ/mol 。

(5)P 4＋5O 2===P 4O 10需断开6 mol P —P 、5 mol O===O ，形成12 mol P —O 、4 mol P===O ，所以12 mol×360 kJ/mol＋4 mol×x kJ/mol －(6 mol×197 kJ/mol＋5 mol×499 kJ/mol)＝2 378.0 kJ/mol ，x ＝433.75。

13．(20分)某实验小组用0.50 mol·L －1 NaOH 溶液和0.50 mol·L －1
硫酸溶液进行中和热的测定。

Ⅰ.配制0.50 mol·L －1 NaOH 溶液。

(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH 溶液，至少需要称量NaOH 固体5.0 g 。

(2)从上图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)：a、b、e。

Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如右图所示。

(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol－1)：H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1。

(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

①请填写下表中的空白：
②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)－1。

则中和热ΔH＝－53.5_kJ·mol－1(取小数点后一位)。

③上述实验数据结果与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)a、c、d。

a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
14．(16分)将200 mL 0.1 mol/L的稀硫酸与300 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液混合后，能放出多少热量？如果溶液的密度为1 g/mL，比热容按4.18 kJ/(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)
解：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0.03 mol，中和反应放出的热量为：0.03 mol×57.3 kJ/mol≈1.72 kJ。

混合后溶液的总质量为(200 mL＋300 mL)×1 g/mL＝500 g＝0.5 kg，
则有：0.5 kg×ΔT×4.18 kJ/(kg·℃)＝1.72 kJ。

ΔT≈0.823 ℃
答：该中和反应能放出热量1.72 kJ，可使混合液的温度升高0.823 ℃。