第一部分 第四章 化学反应与能量、电化学基础(2)

已知：C3H8（g）→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)；?ΔH1=+156.6 kJ·mol?? CH3CH CH2(g) →CH4(g)+HC≡CH(g)；?ΔH2=+32.4 kJ·mol??

则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为________________________。? （2）已知：Na2CO3·10H2O(s)

Na2CO3(s)+10H2O(g)；ΔH1=+532.36 kJ·mol??

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Na2CO3·10H2O(s) Na2CO3·H2O（s）+9H2O(g)；ΔH2=+473.63 kJ·mol?? 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_______________________________。 答案 （1）C3H8（g）→CH3CH(2)Na2CO3·H2O(s)

CH2(g)+H2(g)；ΔH=+124.2 kJ/mol?

Na2CO3(s)+H2O(g)；?ΔH=+58.73 kJ/mol

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解析 (1)由C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)；△H=+156.6kJ?mol ① CH3CH＝CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)；△H=+32.4kJ?mol ②

①-②可以得到C3H8(g)→CH3CH＝CH2(g)+H2(g)；△H=△H1-△H2=+156.6kJ?mol-32.4kJ?mol=+124.2kJ?mol (2)根据盖斯定律，将题中反应①-②得：Na2CO3?H2O(s)＝Na2CO3(s)+H2O(g)；△H=+58.73kJ?mol

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6.把温度为13℃、浓度为1.0 mol/L的酸溶液和1.1 mol/L的碱溶液各50 mL混合［溶液密度均为1 g/mL，所生成

溶液的比热容c=4.184 J/(g·℃)］,轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：

HCl+NH3〃H2O

(1)试计算上述两组实验测出的中和热：ΔH1=________________；ΔH2=___________________。? (2)实验中碱液过量的目的是________________________。? (3)两组实验结果有差异的原因是___________________。?

答案 （1）-56.9 kJ·mol -52.7 kJ·mol??（2）提高实验的准确度? (3)NaOH是强电解质，NH3·H2O是弱电解质，继续电离时吸收热量

解析 (1)根据给出的酸和碱的物质的量，酸为0.050mol，碱为0.055mol，碱是过量的，应以酸计算，算出生成0.050mol水放出的热量，进而得出生成1mol水放出的热量，即可得出两组实验测出的中和热数值。

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反应物 HCl+NaOH 起始温度t1/℃ 13.0 终了温度/t2℃ 19.8 中和热kg·mol ΔH1 ΔH2 -113.0 19.3 4.184J/(g?oC)?(50g?50g)?(19.8oC?13.0oC)4

|△H1|==5.69×10J/mol=56.9kJ/mol

1.0mol/L?0.050L4.184J/(g?oC)?(50g?50g)?(19.3oC?13.0oC)4

|△H2|==5.27×10J/mol=52.7kJ/mol

1.0mol/L?0.050L(2)碱液过量是为了提高实验准确度，保证盐酸完全反应；NH3?H2O易挥发，也使NH3?H2O浓度下降，故应过量。 (3)NaOH是强碱，在水溶液中完全电离，跟HCl中和时放热较多，NH3?H2O是弱碱，只有小部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。

系列实验8 酸碱反应热的测定

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【实验设计】

用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液在如下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热。回答下列问题：?

(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______________________________；?

(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？____________________（填“能”或“不能”），其原因是_____________________；?

(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol/L的原因是______________________；?

实验中若改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L?的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所 放出的热量____________________（填“相等”“不相等”），若实验操作均正确，则所求中和热 ________________________（填“相等”“不相等”）；?

(4)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量，则上述反应的热化学方 程式为：__________________________。? 答案 (1)减少热量损失?

(2)不能 ①铁会和盐酸反应②铁导热性好，热量损失较大? (3)为了确保盐酸完全被中和 不相等 相等? (4)NaOH(aq)+HCl(aq)

NaCl(aq)+H2O(l);?ΔH=-57.3 kJ·mol??

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解析 考查学生对中和热测定的实验能力、对出现问题的分析和理解能力，热化学方程式的书写、误差分析等。由于本实验的关键是如何防止热量的损失，所以填充大量泡沫、使用玻璃搅拌器、稍过量的氢氧化钠等；(3)中由于参加反应的盐酸（60mL 0.50mol/L）与氢氧化钠（50mL 0.55mol/L）完全反应后生成的水的物质的量（50mL×0.55mol/L）比原先（50mL×0.50mol/L）多，所以放出的热量多，但中和热不变。 【实验拓展】

某实验小组设计用50 mL 1.0 mol/L盐酸跟50 mL 1.1 mol/L氢氧化钠溶液在上图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题：?

(1)本实验中用稍过量的NAOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象， 而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热__________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。? (2)该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50 mL，并记录如下原始数据。? 实验序号 1 2 3 盐酸 25.1 25.1 25.1 起始温度t1/℃ NaOH溶液 24.9 25.1 25.1 3

平均值 25.0 31.8 25.1 终止温度t2/℃ 温差(t2-t1) /℃ 6.6 6.7 6.8 -3

31.6 31.8 31.9 已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00 g/cm，中和后混合液的比热容C=4.18×10 kJ/(g·℃),则该反应的中和热为ΔH=__________________________________________。?

(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会________________________（填“偏大”“偏小”或“不变”），其原因是_______________________________。?

(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热_______________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。?

答案 (1)偏小 （2）-56.01 kJ/mol (3)偏小 用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小(4)偏小

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解析 (1)若因为有放热现象导致少量盐酸在反应中挥发，减少了HCl的量，故测得的中和热会偏小。(4)小题也同理，不洗涤温度计上的盐酸溶液，也会造成HCl的量减小，测得中和热偏小。 (2)温差（t2-t1）应取三次实验的平均值6.7℃来计算。 △H=?cm?t

n(H2O)4.18?10?3kJ/(g?oC)?(50?50)mL?1g/mL?6.7oC=?

0.05L?1mol/L=-56.01kJ/mol

1.（2008·上海，3）下列说法正确的是 ( ) A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应? B.放热反应在常温下一定很容易发生?

C.是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定? D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应不需要外界能量 答案 C

解析 化学反应的条件与吸、放热没有必然联系；反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物总能量的相对大小；有些放热反应需从外界吸收能量来引发反应。

2.下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是 ( ) A.2CO（g）+O2(g)B.CH4（g）+2O2(g) C.2H2(g)+O2(g) D.H2(g)+Cl2(g) 答案 B

解析 A、C项中可燃物的物质的量不是1mol；D项中可燃物燃烧所得产物不是稳定的氧化物，与概念不相符。 3.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，下列图示能表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应过程中能量变化的是 ( ) 答案 A

解析 Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应过程中吸收热量，即生成物的总能量大于反应物的总能量。

4.在相同条件下，下列物质分别与H2反应，当消耗等物质的量的氢气时放出热量最多的是 ( ) A.Cl2 B.Br2 C.I2 D.S 答案 A

解析 元素非金属性越强，越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，放出的热量越多。

5.（2008·苏州质检）氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O（l）

2H2

2CO2(g)；ΔH=-566 kJ·mol?

CO2(g)+2H2O(l)；?ΔH=-890 kJ·mol? 2H2O(l)；ΔH=-571.6 kJ·mol? 2HCl(g)；ΔH=-184.6 kJ·mol

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（g）+O2(g)，该反应要吸收大量的热。关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 ( )

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A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级? B.设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气? C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量? D.寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 答案 AC

解析 水本身并不能燃烧，水分解后生成H2，才可以燃烧放出热量，而水的分解是吸热反应，在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化成生成物。

6.实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2（g）+O2(g)

2SO3(g);ΔH=-196.64 kJ/mol，

当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为 ( ) A.40% B.50% C.80% D.90% 答案 C

解析 当放出热量为314.624kJ时，参加反应的SO2的物质的量为3.2mol×100%＝80%。 4mol314.624kJ×2mol＝3.2mol，故SO2的转化率为：

196.64kJ7.已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)Fe2O3(s)+

2Fe(s)+3CO2(g);?ΔH=-24.8 kJ/mol?

1CO(g)323Fe3O4(s)+

1CO(g);?ΔH=-15.73 kJ/mol? 32

Fe3O4(s)+ CO(g)3FeO（s）+CO2(g);?ΔH=+640.4 kJ/mol?

则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为 （ ） A.-218 kJ/mol B.-109 kJ/mol? C.+218 kJ/mol D.+109 kJ/mol 答案 B

解析 该问题可以转化为

1111CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g)；△H=？所以应用盖斯定律，若把已知给出的3222231-③]×即可。 26个热化学方程式按照顺序编号为①、②、③，那么[（①-②）×

8.（2009临沂模拟）如图所示，把盛有几小块镁片的试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，再用滴管向试管中A.烧杯中出现白色浑浊，原因是试管中的反应放出热量使烧杯中饱和石灰水温度升高，溶质析出 B.烧杯中出现白色浑浊，原因是试管中的反应吸收热量使烧杯中饱和石灰水 温度降低，溶质析出

C.烧杯中没有任何现象，原因是试管中的反应与烧杯中饱和石灰水没有关系? D.烧杯中没有任何现象，原因是试管中的反应既不放出热量，也不吸收热量 答案 A

解析 金属镁与酸反应放出热量，而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。?

9.2007年10月下旬，我国的“嫦娥一号”卫星发射升空。用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点 燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵分解，其化学方程式可表示为：2NH4ClO4A.上述反应属于分解反应?

B.上述反应瞬间产生的大量高温气体推动卫星发射升空? C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能? D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用

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N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑，反应放出

大量的热，下列有关此反应的叙述中错误的是 ( )

滴入2 mL的稀盐酸下列对烧杯中的实验现象的描述及原因说明中正确的是 （ ）

?答案 D

解析 2NH4ClO4＝N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑是分解反应，同时产生的大量高温气体推动卫星发射。从能量变化的角度分析，主要是化学能转变为热能和动能。至于高氯酸铵在反应中的作用，由于Cl元素的化合价由Cl→Cl，N元素的化合价从N→N，O元素的化合价从O→O，故NH4ClO4在反应中既是氧化剂又是还原剂。? 10.（2009·莱芜质检）已知25℃、101 kPA下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：?

C（石墨，s）+O2（g）C(金刚石,s)+O2（g）

CO2(g);ΔH=-393.51 kJ·mol

-1?

?70?30?20?

CO2(g);ΔH=-395.41 kJ·mol??

-1

据此判断，下列说法中正确的是 ( ) A.由于石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的能量低? B.由于石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的能量高? C.由于石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的能量低? D.由于石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的能量高 ? 答案 A

解析 将石墨燃烧的热化学方程式减去金刚石燃烧的热化学方程式得：C(石墨，s)＝C(金刚石，s)；△H=+1.9kJ?mol，由于△H＞0，所以石墨制备金刚石是吸热反应，即石墨吸收能量才能成为金刚石，故石墨的能量比金刚石的能量低。?

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11.（2009·三亚模拟）通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量

化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（ΔH），化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。?

化学键 键能/kJ〃mol 请回答下列问题：?

(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“＞”或“＜”)：?SiC_________________Si；SiCl4_____________SiO2。(2)工业上用高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)该反应的反应热ΔH=______________kJ·mol。 答案 （1）＞ ＜ (2)+236

解析 本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系。(1)SiC与Si皆为原子晶体，由于Si－C键能大于Si－Si键能，故SiC的熔点比Si高；SiCl4为分子晶体，SiO2为原子晶体，前者的熔点低于后者。 (2)根据题意所给反应的旧化学键键能之和为：

4×360kJ?mol+2×436kJ?mol=2312kJ?mol，新化学键键能之和为4×431kJ?mol+2×176kJ?mol（每摩硅原子相当于形成2mol Si－Si）=2076kJ?mol，所以反应热为： 2312kJ?mol-2076kJ?mol=236kJ?mol。

12.近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究得到了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能 源，如石油、煤、原子能等的能量来制取的“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一 级能源，如煤、石油、太阳能和原子能。发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。?

(1)下列可供开发又较经济且可持续利用的制氢气的方法是 ( ) A.电解水 B.锌和稀硫酸反应? C.光解海水 D.以石油天然气为原料

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-1Si-O 460 Si-Cl 360 H-H 436 H-Cl 431 Si-Si 176 Si-C 347 Si(s)+4HCl(g)?

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