2021_2022版高中化学课时分层作业2中和反应的反应热及其测定含解析新人教版选修.doc

中和反应的反应热及其测定(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)1. (2019·保定高二检测)已知25、101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol-1,下列关于中和热的说法正确的是()A.中和热指的是酸碱发生中和反应放出的热量B.HCl和NaOH的稀溶液反应的热化学方程式为HCl(aq)+NaOH(aq)H2O(l)+NaCl(aq)H=-57.3 kJ·mol-1C.若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJD.稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)2H2O(l)+Na2SO4(aq)H=-57.3 kJ·mol-1【解析】选B。中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量,A错误、B正确、D错误;因H2SO4的浓溶液与水混合时要放热,故放出的热量大于57.3 kJ,C错误。2.(2019·保定高二检测)在进行中和热的测定中,下列操作错误的是()A.反应前酸、碱溶液的温度要相同B.环形玻璃棒搅拌能加快反应速率,减少实验误差C.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)D.为了使反应更完全,可以使酸或碱适当过量【解析】选C。反应前酸、碱溶液温度要相同,不相同时误差较大,A项正确;环形玻璃棒搅拌能加快反应速率,减小实验误差,B项正确;分次加入混合时,容易造成热量损失,使测定结果不准确,C项错误;为了使反应进行更完全,可以使酸(碱)适当过量,D项正确。【补偿训练】 (2019·淄博高二检测)某同学用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液进行中和反应并计算中和热,造成测得的结果偏高的原因可能是()A.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓B.做本实验的当天室温较高C.将50 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液取成了50 mL 0.55 mol·L-1的氨水D.在量取盐酸时仰视读数【解析】选D。A项,把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,会导致一部分能量的散失,实验测得的中和热的数值偏小,错误;B项,做本实验的室温和反应热的数据之间无关,错误;C项,将50 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液取成了50 mL 0.55 mol·L-1的氨水,由于氨水是弱碱,弱碱的电离是吸热过程,所以导致实验测得的中和热的数值偏小,错误;D项,在量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量的体积,生成的水偏多,放出的热量也偏多,会使得中和热的测定数据偏高,正确。3.(2019·厦门高二检测)实验室进行中和反应反应热的测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外,所用的其他仪器和试剂均正确的一组是()A.0.50 mol·L-1盐酸,0.50 mol·L-1NaOH溶液,100 mL量筒1个B.0.50 mol·L-1盐酸,0.55 mol·L-1氨水溶液,100 mL量筒2个C.0.50 mol·L-1醋酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒1个D.0.50 mol·L-1盐酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒2个【解析】选D。本实验中为了保证0.50 mol·L-1的盐酸完全被中和,采用0.55 mol·L-1NaOH溶液,使碱稍过量,故A项不符合;所需酸、碱量均为50 mL且碱为弱碱,故B项不符合;酸、碱分别用不同的量筒量取,且酸为弱酸,故C项不符合。4.(2019·大庆高二检测)在做中和热实验测定中和热时,应使用的仪器组合正确的是()天平量筒烧杯容量瓶温度计试管酒精灯A.B. C.D.全部【解析】选B。中和热测定的实验装置如图 ,需要温度计测定溶液温度、烧杯盛放溶液,环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液混合均匀,还需要量筒量取一定量的酸、碱溶液,所以应使用的仪器组合正确的是量筒烧杯温度计,所以B选项是正确的。【补偿训练】某实验小组学生按照实验要求,用50 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH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【解析】选B。该装置的保温效果并不如量热计那样好,肯定存在热量的散失,A项错误;根据量热计的构造可知,该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒,B项正确;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失,C项错误;因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关,中和热数值相等,D项错误。5.(2019·太原高二检测)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 mol·L-1。以下四个化学反应方程式:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)HCl(aq)+NH3·H2O(aq)NH4Cl(aq)+H2O(l)CH3COOH(aq)+NH3·H2O(aq)CH3COONH4(aq)+H2O(l)其中反应热为-57.3 mol·L-1的是()A.和B.C.D.以上都不对【解析】选D。 “中和热”是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol水时放出的热量。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 mol·L-1表示强酸和强碱反应时的中和热。反应都生成2 mol水,反应放出的热量一定大于57.3 mol·L-1;中NH3·H2O是弱碱,电离时吸收热量,HCl和NH3·H2O反应放出的热量一定小于57.3 mol·L-1;中CH3COOH是弱酸,NH3·H2O是弱碱,电离时都吸热,CH3COOH和NH3·H2O反应放出的热量一定小于57.3 mol·L-1,因此都不对。6.(2019·太原高二检测)下列有关中和热的说法正确的是()A.中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度4次C.环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小D.若稀酸溶液中H+与稀碱溶液中OH-的物质的量相等,则所测中和热数值更准确【解析】选C。H+和OH-不能用“l”符号,应该用“aq”, A项错误;每次实验中需要测量NaOH溶液的温度、盐酸的温度和反应后溶液的温度,一般实验要重复操作,所以至少需要测温度6次,B项错误;铜容易导热,使热量损失,所以测量的中和热数值偏小,C项正确;当酸与碱中的H+和OH-物质的量相等时,实验过程中稍有误差就不能确定反应是否充分进行,一般都是有一种物质稍微过量,D项错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)7.(2019·天门高二检测)中和热测定是中学化学中的重要定量实验,如图所示装置是一定浓度的盐酸和NaOH溶液测定中和热的实验装置。回答下列问题:(1)实验时使用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是_。不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 (2)向盛装稀盐酸的烧杯中加入NaOH溶液的正确操作是_(填字母)。 A.沿玻璃棒缓慢加入B.一次性迅速加入C.分三次加入(3)用一定浓度的盐酸和NaOH溶液测中和热为H1,若将盐酸改为相同体积、相同浓度的醋酸,测得中和热为H2,则H1与H2的关系为H1_(填“<”“>”或“=”)H2,理由是_。 【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)该实验成功的保证是保温、隔热,减少热量的损失。(2)醋酸是弱电解质,电离需要吸收热量。【解析】(1)环形玻璃搅拌棒上下搅动使溶液充分反应;不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体。(2)酸碱中和放出热量,为了减少热量的损失应该一次性迅速加入NaOH溶液。(3)醋酸为弱酸,电离过程为吸热过程,所以用醋酸代替稀盐酸溶液反应,反应放出的热量偏小,所以H1<H2。答案:(1)上下轻轻移动(或上下轻轻搅动)Cu传热快,防止热量损失(2)B(3)<因弱电解质的电离过程是吸热的,将盐酸改为相同体积、相同浓度的醋酸反应后放出的热量少,所以H1<H2【延伸探究】(1)该中和热的热化学方程式如何书写?提示:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1(2)用等物质的量的浓硫酸(浓度为18.4 mol·L-1)代替盐酸与NaOH溶液反应,测得的中和热的数值是否是57.3 kJ·mol-1?为什么?提示:浓硫酸稀释时会放出大量的热,所以测得的中和热数值应比57.3 kJ·mol-1大。【补偿训练】某实验小组设计用50 mL 1.0 mol·L-1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L-1 氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料,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,大烧杯上用硬纸板作盖板,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)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热会_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)若用等浓度的氨水与盐酸反应,则测得的中和热会_(填“偏大”“偏小”或“不变”),其原因是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 【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,则测得的中和热会偏小。(2)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,其目的是防止温度计上面的残液与氢氧化钠反应,若无此操作步骤,会使得测量结果偏小。(3)用氨水代替NaOH溶液,一水合氨电离要吸收能量,造成测得的中和热偏小。答案:(1)偏小(2)偏小(3)偏小用氨水代替NaOH溶液,一水合氨电离要吸收能量,造成测得的中和热偏小(30分钟50分)一、选择题(本题包括5小题,每小题7分,共35分)1.(2019·承德高二检测)下列表述或说法正确的是()A.2NO2O2+2NOH=+116.2 kJ·mol-1(反应的热化学方程式)B.氢氧化钠的稀溶液与浓硫酸反应生成1 mol水时的能量变化就是中和热C.测中和热时所用的盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量一般是相同的D.测中和热时通过环形玻璃搅拌棒的上下移动使溶液混合均匀【解析】选D。未注明物质的聚集状态,所以A错误;浓硫酸稀释时放热,所以B错误;测中和热时为了使反应进行充分,一般让酸或碱中的一种物质稍微过量,所以C错误;环形玻璃搅拌棒是通过上下移动使溶液混合均匀的,所以D正确。2.(2019·枣庄高二检测)运用中和反应反应热的测定方法,即保温、隔热的条件下,向盛有20 mL 2.08 mol·L-1 NaOH溶液的试管中分五次加入15 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡,每次加入1 mL)后,测得溶液的温度分别是1.4 、2.5 、4.2 、5.2 、5.18 ,则该硫酸溶液的物质的量浓度约是()A.20.8 mol·L-1B.6.9 mol·L-1C.5.2 mol·L-1D.4.16 mol·L-1【解析】选C。滴加H2SO4时,溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和时的温度,此时用去的H2SO4为4 mL。设H2SO4的物质的量浓度为c mol·L-1,则20×10-3 L×2.08 mol·L-1=c×4×10-3 L×2,c=5.2 mol·L-1。3.(2019·承德高二检测)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 mol·L-1。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。则下列描述正确的是()A.A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应B.B表示稀醋酸与NaOH溶液的反应C.b=5.73D.C表示浓硫酸与NaOH溶液的反应【解析】选C。CH3COOH是弱酸,电离会吸热,浓硫酸溶解会放出大量热,这些不属于中和热,所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,实际放出的热量的大小顺序为浓硫酸(A)>稀硝酸(B)>稀醋酸(C),b点表示生成0.1 mol H2O(l),所以b=5.73。4.含Ba(OH)2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出114.6 kJ的热量,表示该反应中和热的热化学方程式正确的是()A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)BaCl2(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJ·mol-1B.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)BaCl2(aq)+2H2O(l)H=+114.6 kJ·mol-1C.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)BaCl2(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1D.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)BaCl2(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJ·mol-1【解析】选C。中和反应反应热指稀的强碱溶液和稀的强酸溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,故排除A、B两项;中和反应为放热反应,H<0,故排除B、D两项。5.(2019·临沂高二检测)测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示,某兴趣小组的实验数值结果大于57.3 kJ·mol-1(中和热),原因可能是()A.实验装置中小烧杯杯中低于大烧杯杯口B.用浓硫酸代替了稀硫酸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溶液起始温度后未洗涤,直接测定H2SO4溶液的温度【解析】选B。实验装置中小烧杯杯中低于大烧杯杯口,导致热量散失,则测定的中和热数据偏低,故A错误;用浓硫酸代替了稀硫酸,浓硫酸溶于水放出热量,导致测定的中和热数值偏高,故B正确;分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,导致热量散失较多,测定的中和热数值偏低,故C错误;用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)6.某实验小组用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。.配制0.50 mol·L-1NaOH溶液。(1)若实验中大约要使用240 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体_g。 (2)配制NaOH溶液所需要的玻璃仪器为_。 .测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应中和热的实验装置如图所示。(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol-1):_。 (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。请填写下表中的空白:温度实验次数起始温度t1/终止温度t2/温度差平均值(t2-t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0. 50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·-1。则中和热H=_(取小数点后一位)。 【解析】.(1)需要称量氢氧化钠的质量为0.250 L×0.50 mol·L-1×40 g·mol-1=5.0 g。(2)配制溶液需用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,其中不属于玻璃仪器的是托盘天平和药匙。.(1)按热化学方程式的要求书写。(2)第2次实验温度差较其他三次有较大的偏差,应舍去,剩下的取温度差的平均值,为4.0。H=-cm(t2-t1)=-4.18×80×4.0÷(0.05×0.5)÷1 000=-53.5(kJ·mol-1)。答案:.(1)5.0(2)烧杯、量筒、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管.(1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1(2)4.06.13.94.1-53.5 kJ·mol-1【互动探究】(1)实验中为什么不用25 mL硫酸而用30 mL硫酸?提示:反应中酸过量,使碱反应更快更完全,减少反应的误差。(2)反应中如果用浓硫酸,会对结果有什么影响?提示:浓硫酸溶于水放热,使结果偏高。【补偿训练】50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1的烧碱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所放出的热量可计算中和热,试回答下列问题: (1)环形玻璃搅拌棒的作用是_。 (2)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1的盐酸跟50 mL 0.50 mol·L-1的烧碱溶液进行上述反应,与上述实验相比,所放出的热量_(填“相等”或“不相等”),理由是_。 (3)若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为2.3 2.4 2.9 ,则最终代入计算式的温度差平均值为_。 【解析】用环形玻璃棒上下搅动是为了酸碱充分混合,使之充分反应。实验中如果改用60 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1的NaOH溶液反应,由于实际生成的H2O相等,所以放出的热量也相等。在处理实验数据时,如果有数据明显有错误,应舍去。答案:(1)使酸碱充分混合,使两者反应完全(2)相等生成H2O的物质的量相等(3)2.35【易错提醒】在测定中和热时,如果三次测量时出现异常数据,计算时应舍去。- 10 -