金牌教程高中化学 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化(第2课时)热化学方程式中和热

热化学方程式中和热的测定
基础 中档 稍难 热化学方程式 1、2 3、8、9、10
中和热的测定 4 11 综合提升
5、6、7
12
A ．与反应方程式的书写有关
B ．与反应物和生成物的能量有关
C ．与反应物和生成物的化学键有关
D ．与是否使用催化剂有关 答案 D
解析 焓变取决于反应物与生成物的相对能量的大小，它等于反应物中化学键断裂时吸收的总能量与生成物中化学键形成时放出的总能量的差，与化学方程式中各物质的化学计量数成正比；与是否使用催化剂无关。

2．根据碘与氢气反应的热化学方程式 (ⅰ)I 2(g)＋H 2(g)2HI(g) ΔH ＝－9.48 kJ·mol －1
(ⅱ)I 2(s)＋H 2(g)
2HI(g)
ΔH ＝＋26.48 kJ·mol －1
下列判断正确的是( )
A ．254 g I 2(g)中通入2 g H 2(g)，反应放热9.48 kJ
B ．1 mol 固态碘与1 mol 气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C ．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定
D ．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低 答案 D
解析 因H 2(g)＋I 2(g)
2HI(g)为可逆反应，故254 g I 2与2 g H 2不可能完全反应
生成2 mol HI ，放出的热量小于9.48 kJ ，A 项错误；1 mol 固态碘与1 mol 气态碘所含的能量差为9.48 kJ －(－26.48 kJ)＝35.96 kJ ，B 项错误；产物相同均为HI ，稳定性一致，C 项错误；因反应物中氢气相同，而固态碘比气态碘所含的能量低，故D 项正确。

3．以N A 代表阿伏加德罗常数，则关于下列热化学方程式的说法中，正确的是( ) C 2H 2(g)＋5
2
O 2(g)===2CO 2(g)＋H 2O(l)
ΔH ＝－1300 kJ·mol －1
A ．有N A 个电子转移时，该反应放出1300 kJ 的能量
B ．有N A 个水分子生成且为液体时，吸收1300 kJ 的能量
C ．有2N A 个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ 的能量
D ．有8N A 个碳氧共用电子生成时，放出1300 kJ 的能量 答案 D
解析 A 项，有N A 个电子转移时，只有0.1 mol 乙炔反应，反应放出130 kJ 的能量，锗误；B 项，有N A 个水分子生成且为液体时，反应放出1300 kJ 的能量，错误；根据方程式放
出1300 kJ的能量即生成2 mol CO2，含8N A个碳氧共用电子对，C错误，即D项正确。

4．[2016·洛阳联考]某实验小组学生按照课本实验要求，用50 mL 0.5 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放出的热量计算中和热。

下列说法正确的是( )
A．实验过程中没有热量损失
B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C．烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯
D．酸或碱的物质的量越大，所测中和热的数值越大
答案 B
解析为了防止热量散失，大小烧杯之间应用碎泡沫塑料，A、C错误；酸或碱的物质的量越大，反应放热越多，但中和热数值不变，D错误。

5．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( )
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
答案 C
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。

6．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)。

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 由图可知，在盐酸体积为30 mL 前，随着盐酸体积的增大，混合液的温度升高，而盐酸体积为5 mL 时，混合液温度为22 ℃，所以做该实验时的环境温度低于22 ℃，A 错；当V 1＝30时，盐酸和NaOH 溶液恰好完全反应，因V 1＋V 2＝50，则V 2＝20，NaOH 溶液浓度为3
2
mol·L －1
，C 错；消石灰与NH 4Cl 反应有水生成，但该反应吸热，故D 错。

7．[2015·福建联考]在常温常压时，充分燃烧一定量的丁烷(C 4H 10)气体，放出热量Q kJ(Q ＞0)，将生成的二氧化碳全部通入足量NaOH 溶液中，发生的反应为CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O ，共消耗了4 mol·L －1
的NaOH 溶液200 mL 。

则此条件下，下列热化学方程式正确的是( )
A ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－Q kJ·mol －1
B ．
C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－10Q kJ·mol －1
C ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝＋10Q kJ·mol －1
D ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－10Q kJ
答案 B
解析 利用方程式计算可知NaOH 溶液吸收的CO 2为0.4 mol ，即C 4H 10(g)燃烧，每产生0.4 mol CO 2，放出热量Q kJ ，利用热化学方程式书写规则，只有B 正确。

8．在36 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO 占13体积，CO 2占23体积，且C(s)＋1
2
O 2(g)===CO(g)
ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1；CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283 kJ·mol －1。

与这些碳完
全燃烧相比，损失的热量是( )
A ．172.5 kJ
B ．1149 kJ
C ．283 kJ
D ．566 kJ
答案 C
解析 36 g 碳的物质的量为3 mol ，所以生成物中含有1 mol CO 、2 mol CO 2。

损失的热量即1 mol CO 完全燃烧生成CO 2时放出的热量，即283 kJ 。

9．[2015·唐山一中期中]下列各组反应中的ΔH 大小比较正确的是( )
热化学方程式 ΔH 大小比较 A S(g)＋O 2(g)===SO 2(g)ΔH 1 ΔH 1＜ΔH 2 S(s)＋O 2(g)===SO 2(g)ΔH 2 B 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)ΔH 1 ΔH 1＞ΔH 2 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g)ΔH 2
C
CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l)ΔH 1
ΔH 1＜ΔH 2
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l)ΔH 2
D
2Na(s)＋O 2(g)===Na 2O 2(s)ΔH 1
ΔH 1＞ΔH 2 2Na(s)＋1
2
O 2(g)===Na 2O(s)ΔH 2
解析 在A 项中，S(s)变成S(g)需要吸热，故S(s)燃烧放热少，ΔH 大，A 正确；在B 项中H 2O(l)变成H 2O(g)要吸热，故生成H 2O(l)放热多，ΔH 小，即ΔH 1＜ΔH 2，B 错误；在C 项中，CH 3COOH 电离要吸热，故CH 3COOH 与NaOH 溶液反应放热少，ΔH 大，即ΔH 1＞ΔH 2，C 错误；在D 项中，Na 2O 生成Na 2O 2时要放热，故Na 与O 2生成Na 2O 2时放热多，ΔH 小，即ΔH 1＜ΔH 2，D 错误。

10．红磷P(s)和Cl 2(g)发生反应生成PCl 3(g)和PCl 5(g)。

反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)。

据此回答下列问题：
(1)P 和Cl 2反应生成PCl 3的热化学方程式是______________。

(2)P 和Cl 2分两步反应生成1 mol PCl 5的ΔH 3＝________，P 和Cl 2一步反应生成1 mol
PCl 5的ΔH 4________ (填“>”“<”或“＝”)ΔH 3。

(3)已知热化学方程式：H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ·mol －1。

则将36 g
水蒸气完全分解成氢气与氧气时的反应热为________。

答案 (1)P(s)＋3
2
Cl 2(g)===PCl 3(g)
ΔH ＝－306 kJ·mol －1
(2)－399 kJ·mol －1
＝ (3)＋483.6 kJ·mol －1
解析 (1)由图象可知P 与氯气反应生成1 mol PCl 3(g)时，放出306 kJ 的热量，由此可写出相应的热化学方程式：P(s)＋32
Cl 2(g)===PCl 3(g) ΔH ＝－306 kJ·mol －1。

(2)由图象可知，生成1 mol PCl 5(g)不管是一步完成还是分两步完成，放出的热量一样，均为399 kJ 。

(3)根据题意可知：H 2O(g)===H 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝＋241.8 kJ·mol －1。

36 g H 2O 为
2 mol ，则对应反应热为＋483.6 kJ·mol －1。

11．[2015·兰州一中期中]学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热装置如图。

(1)实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需：________。

(2)该装置中有一处错误是______________________，如果用该错误装置测定，结果会________。

(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(3)如果该生用50 mL 0.25 mol·L －1
的稀硫酸与50 mL 0.55 mol·L －1
的稀烧碱溶液，他用试剂的用量的理由是_______________。

在该实验中需要测定某种数据，完成一次实验，需要测定该数据的次数为________次。

使用正确的装置进行实验，取上述溶液在小烧杯中进行中和反应，三次实验温度平均升高 3.4 ℃。

已知中和后生成的溶液的比热容为 4.18 J·(g·℃)－1
，溶液的密度均为1 g·cm －3。

通过计算可得中和热ΔH ＝________。

答案 (1)温度计、环形玻璃搅拌棒
(2)未用硬纸板(或塑料板)盖住烧杯偏低 (3)保证硫酸完全反应3－56.8 kJ·mol －1
解析 (1)依据量热计的结果和原理分析，测定中和热实验时所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。

(2)实验装置保温、隔热效果必须好，否则影响实验结果，所以装置缺少硬纸板，否则会使一部分热量散失，导致测得中和热数值会偏低。

(3)碱过量，确保酸完全反应，放出的热量更准确；中和热的测定需测定反应前酸、碱的温度以及反应后的最高温度，完成一次实验，需要测定该数据的次数为3次。

利用公式ΔH ＝－0.418Δt 0.025
kJ·mol
－1
求出ΔH 即可。

12．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)在25 ℃、101 kPa 下，1 g 甲醇(CH 3OH)燃烧生成CO 2和液态水时放热22.68 kJ 。

则
表示1 mol 甲醇燃烧的热化学方程式为______。

(2)若适量的N 2和O 2完全反应，每生成23克NO 2需要吸收16.95 kJ 热量。

则N 2和O 2反应生成NO 2的热化学方程式为___________。

(3)已知拆开1 mol H —H 键，1 mol N —H 键，1 mol NN 键分别需要的能量是436 kJ 、391 kJ 、946 kJ ，则
N 2与
H 2反应生成
NH 3的热化学方程式为
___________________________________________。

答案 (1)CH 3OH(l)＋3
2
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)
ΔH ＝－725.76 kJ·mol －1
(2)N 2(g)＋2O 2(g)===2NO 2(g)
ΔH ＝＋67.8 kJ·mol －1
(3)N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g)
ΔH ＝－92 kJ·mol －1
解析 (1)由题意知，1 g CH 3OH 燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时放热22.68 kJ 。

M (CH 3OH)＝32 g·mol －1
，则1 mol CH 3OH 燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时放出热量为725.76 kJ 。

(2)M (NO 2)＝46 g·mol
－1,
23 g NO 2的物质的量为n ＝23 g
46 g·mol
－1＝0.5
mol 。

则生成1 mol NO 2吸收热量为33.9 kJ 。

(3)由ΔH ＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键放出的总能量及N 2＋3H 2
2NH 3，得
ΔH ＝3×436＋946－6×391＝－92 kJ·mol －1。