化学科第36章标准燃烧中和溶解和生成焓变.docx

化学科第36章标准燃烧中和溶解和生成焓变.docx

《化学科第36章标准燃烧中和溶解和生成焓变.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学科第36章标准燃烧中和溶解和生成焓变.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学科第36章标准燃烧中和溶解和生成焓变

第34章補充練習

甲部：

選擇題

1.下列哪項方程式正確顯示二氧化氮的標準生成焓變？

A.N（g）+2O（g）NO2（g）B.½N2（g）+O2（g）NO2（g）

C.½N2O4（g）NO2（g）D.NO（g）+½O2NO2（g）

2.下表顯示當燃燒1.0g四種有機化合物（甲烷、乙醇、丙醇和辛烷）時所釋出的熱能。

名稱

釋出的熱能/kJg1

甲烷

55.7

乙醇

29.8

丙醇

33.6

辛烷

48.4

以上哪種有機化合物的標準燃燒焓變是2016kJmol1？

A.甲烷B.乙醇C.丙醇D.辛烷

3.H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）H=184.6kJmol1

下列有關上述反應的陳述，哪項正確？

A.一個氫分子與一個氯分子反應，釋出184.6kJ能量。

B.1摩爾氫完全反應後生成2摩爾氯化氫氣體，釋出184.6kJ能量。

C.在1atm和25C下，1摩爾氫與1摩爾氯完全反應，生成2摩爾氯化氫，並釋出184.6kJ

能量。

D.在1atm和25C下，1摩爾氫與1摩爾氯完全反應，生成2摩爾氯化氫，並吸收184.6kJ能量。

4.下列哪項方程式正確表示Fe3O4（s）的標準生成焓變？

A.3Fe（s）+2O2（g）Fe3O4（s）B.3Fe（s）+4O（g）Fe3O4（s）

C.3FeO（s）+H2O（g）Fe3O4（s）+H2（g）D.FeO（s）+Fe2O3（s）Fe3O4（s）

5.下列哪項方程式正確表示標準燃燒焓變？

A.C（s）+½O2（g）CO（g）B.CH4（g）+O2（g）CO（g）+2H2O（g）

C.H2S（g）+½O2（g）S（s）+H2O（g）D.H2（g）+½O2（g）H2O（l）

6.下列哪項或哪些標準焓變必然是負數？

（1）標準生成焓變

（2）標準中和焓變（3）標準溶解焓變

A.只有

（1）B.只有

（2）C.只有

（1）和（3）D.只有

（2）和（3）

7.下列哪組物質混合時會產生最大的標準中和焓變？

酸鹼酸鹼

A.CH3COOHNaOHB.HNO3NaOH

C.HCNNH3D.HClNH3

8.以下熱化學方程式顯示氨的燃燒作用。

4NH3（g）+3O2（g）2N2（g）+6H2O（g）Hc=xkJ

下列有關這反應的陳述，哪些正確？

（1）x是負數。

（2）氨的標準燃燒焓變是¼xkJmol1。

（3）反應的標準焓變是4×ΔHc[NH3（g）]。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

9.下列有關元素的標準態之陳述，哪些正確？

（1）它是元素在25C和1atm下最穩定的形態。

（2）它是量度焓變時採用的其中一項標準狀況。

（3）它是元素的一般物理狀態。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

10.參看以下熱化學方程式：

2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H=566.0kJ

CO（g）的標準燃燒焓變是多少？

A.+283.0kJmol1B.283.0kJmol1C.+566.0kJmol1D.566.0kJmol1

11.參看以下化學方程式：

2C（s）+2O2（g）2CO2（g）H=790.0kJ

下列有關以上反應的陳述，哪些正確？

（1）標準反應焓變是790.0kJ。

（2）反應可被視為燃燒反應或生成反應。

（3）反應焓變是在標準狀況下量度。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

12.下列哪項是標準溶解焓變的正確定義？

A.物質的標準溶解焓變是指在標準狀況下，把1g該物質完全溶於溶劑時的焓變。

B.物質的標準溶解焓變是指在標準狀況下，把1摩爾該物質溶於1摩爾水時的焓變。

C.物質的標準溶解焓變是指在標準狀況下，把1摩爾該物質完全溶於溶劑時的焓變。

D.物質的標準溶解焓變是指在標準狀況下，把1摩爾該物質在273K和1atm下完全溶於溶劑時的焓變。

13.某物質的質量和比熱容分別是mg和cJg1K1，把物質加熱，直至溫度上升tC，加熱過程的焓變是多少？

A.mctB.mc（t+273）C.

D.mc（t273）

14.在彈式量熱器中，1.0g己烷樣本（C6H14）在過量氧中燃燒，量熱器常數是10.3kJC1，量熱器的溫度由22.64C上升至29.30C，下列哪項是己烷的燃燒焓變？

A.68.6kJmol1B.8.92×102kJmol1

C.5.91×103kJmol1D.6.73×103kJmol1

15.把鎂在過量氧中燃燒可製備成氧化鎂，MgO的標準生成焓變是1203kJmol1，生成1.0gMgO所釋出的熱能是多少？

A.0.025kJB.29.8kJC.40.0kJD.1203kJ

16.把30.0cm3的0.10MBa（OH）2（aq）加入盛有30.0cm3的0.10MH2SO4（aq）的發泡膠內，溫度升幅為ΔT1。

使用60.0cm3每種溶液來重複實驗，溫度升幅為ΔT2。

ΔT1和ΔT2有何關係？

A.ΔT2相等於ΔT1B.ΔT2是ΔT1的兩倍

C.ΔT2是ΔT1的三倍D.ΔT2是ΔT1的一半

17.某學生使用以下裝置進行實驗，求出液態丙-1-醇的標準燃燒焓變。

所記錄的數據如下：

已燃燒的丙-1-醇的質量=0.60g

燒杯內水的質量=200.0g

水的開始溫度=21.0C

水的終結溫度是多少？

（已知丙-1-醇的標準燃燒焓變的理論值是2021kJmol1，而水的比熱容是4.2Jg1K1。

）

A.24.2CB29.1CC.45.1CD.48.4C

18.使用簡單量熱器來求出反應焓變時，會作出下列哪些假設？

（1）反應混合物的密度與水相同。

（2）量熱器和溫度計的比熱容沒有計算在內。

（3）沒有熱能向四周流失。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

19.下列哪幾項可直接利用簡單量熱法求出？

（1）燃燒焓變

（2）溶解焓變（3）生成焓變

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

20.下列有關硝酸和氫氧化鈉的反應之陳述，哪些正確？

（1）標準反應焓變是負數。

（2）硝酸根離子和鈉離子是旁觀離子。

（3）可利用簡單量熱法來求出標準反應焓變。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

21.在25.0C下，把25.0cm3的3.0M氫氯酸樣本和25.0cm3的3.0M氫氧化鈉在簡單量熱器內混合，經攪拌後，我們錄得反應混合物的最高溫度是45.0C，計算氫氯酸和氫氧化鈉反應的焓變。

（假設反應混合物的比熱容和密度分別為4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

A.28.0kJmol1B.42.0kJmol1C.56.0kJmol1D.112.0kJmol1

22.參看以下反應：

2Na2O（s）+O2（g）2Na2O2（s）ΔH=176.0kJ

下列有關以上反應的陳述，哪項或哪些正確？

（1）Na2O2（s）的標準生成焓變是88.0kJmol1。

（2）標準反應焓變是176.0kJ。

（3）可透過簡單量熱法來求出標準反應焓變。

A.只有

（1）B.只有

（2）C.只有

（1）和（3）D.只有

（2）和（3）

23.下圖顯示求出HCl（aq）和NaOH（aq）的中和焓變的實驗裝置。

下列有關以上實驗的陳述，哪些正確？

（1）應在真空瓶中進行實驗以減少誤差。

（2）實驗值的負值較HCl（aq）和NaOH（aq）的中和焓變的理論值的小。

（3）實驗的主要誤差是由於熱能因對流、傳導和蒸發而向四周流失。

A.只有

（1）和

（2）B.只有

（1）和（3）C.只有

（2）和（3）D.

（1）、

（2）和（3）

24.已知：

CH3COOH（aq）+NaOH（aq）CH3COONa（aq）+H2O（l）ΔHneut=xkJmol1

下列有關以上反應焓變的陳述，哪項或哪些不正確？

（1）x的值可能是正數或負數。

（2）以上反應涉及CH3COOH的完全電離。

（3）可透過簡單量熱法來求出x。

A.只有

（1）B.只有

（2）C.只有

（1）和（3）D.只有

（2）和（3）

第一敘述句

第二敘述句

25.

強酸和強鹼的標準中和焓變較弱酸和強鹼的標準中和焓變的負值大。

弱酸和強鹼的中和作用釋放較少能量，因為有部分能量要用作把弱酸完全電離。

26.

強酸和強鹼的標準中和焓變大約是57.0kJmol1。

強酸和強鹼的中和作用是氫離子和氫氧離子的反應。

27.

發泡膠杯常用作構成簡單量熱器的儀器之一。

發泡膠杯是良好的隔熱物料。

乙部：

長題目

1.甲烷、丁烷和氫都可用作火箭燃料，這些燃料的標準燃燒焓變如下所示：

Hc[甲烷]=890.0kJmol1Hc[丁烷]=2877kJmol1Hc[氫]=286.0kJmol1

（a）寫出每種燃料的燃燒作用的平衡方程式。

（b）計算1.0g的每種燃料燃燒時所釋出的熱能。

（c）根據以上答案，建議哪種物質最適合作為火箭燃料，試加以解釋。

2.很多人都會使用即用暖包來保暖或治療肌肉疲勞。

（a）建議一種可用作即用暖包內的化學試劑之常見的鹽。

（b）根據以上答案，解釋即用暖包的運作原理。

（c）寫出（a）項所建議的常見的鹽之標準溶解焓變的熱化學方程式，以x代表標準溶解焓變的值。

3.下圖顯示當3.0MNaOH加入20.0cm3的3.0MHCl時所產生的溫度變化。

這實驗在發泡膠杯內進行。

（a）根據圖表，

（i）求出需要多少體積的NaOH來把酸完全中和。

（ii）求出中和作用所引致的溫度變化。

（b）寫出反應的方程式。

（需清楚顯示物態符號。

）

（c）寫出「標準中和焓變」的定義。

（d）計算氫氧化鈉和氫氯酸的標準中和焓變。

（e）（d）項所計算出來的實驗值之負值較理論值（57.1kJmol1）小，試寫出兩項原因來解釋兩者的差異。

（f）建議兩項措施來改善實驗以獲得較準確的結果。

（假設反應混合物的比熱容和密度分別是4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

4.把50.0cm3的0.5M氫氧化鉀與50.0cm3的0.5M氫氯酸在玻璃燒杯中迅速混合，反應混合物的溫度由19.6C上升至23.1C。

（a）寫出這反應是放熱的還是吸熱的。

（b）寫出反應的方程式。

（c）解釋為甚麼需要把溶液迅速混合。

（d）計算反應的焓變（以kJmol1為單位）。

（e）列舉以上實驗步驟中的主要誤差來源，並建議一項減少誤差的措施。

（f）以0.51MHCl取代0.5MHCl來重複實驗，寫出溫度變化，並加以解釋。

（假設反應混合物的比熱容和密度分別是4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

5.下圖顯示用作求出乙醇的標準燃燒焓變的實驗裝置。

實驗結果記錄如下：

酒精燈的開始質量=221.4g水的開始溫度=19.0C

酒精燈的終結質量=219.1g水的終結溫度=59.0C

燒杯內水的質量=250.0g水的比熱容=4.2Jg1K1

（a）根據以上數據，求出乙醇的燃燒焓變。

（b）計算出來的乙醇的燃燒焓變的數值與理論值並不相符，試舉出一項原因加以解釋。

（c）建議兩項修正以上裝置的方法來改善實驗結果的準確度。

6.在20.3C下，把30.0cm3的1.0M氫氯酸樣本與50.0cm3的0.50M氫氧化鈉溶液在簡單量熱器內混合，經攪拌後，我們錄得反應混合物的最高溫度是24.4C。

（假設反應混合物的比熱容和密度與水相同，分別是4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

（a）寫出以上反應的方程式。

（b）計算氫氯酸和氫氧化鈉的中和作用之標準焓變。

（c）以上的中和作用之標準焓變的理論值是57.1kJmol1，在（b）部所求出的數值是低於、高於還是相等於這個理論值？

試加以解釋。

（d）若以相同體積和摩爾濃度的乙酸取代以上反應中的氫氯酸，你預期在（b）項所求出的數值是否有分別？

試加以解釋。

7.某學生利用以下裝置進行實驗，求出氫氧化鈉和氫氯酸的中和焓變。

他發現40.0cm3的0.6M氫氧化鈉需要30.0cm3的氫氯酸來達致反應混合物的最大溫度升幅，溫度變化為4.3C。

（a）建議改善以上裝置的兩個方法從而得出較準確的結果。

（b）根據所提供的資料，計算HCl和NaOH的中和焓變。

（假設溶液的比熱容和密度分別為4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

（c）若加入30.0cm3的HCl後仍不停把HCl加入溶液中，溶液的溫度會有何變化？

8.下圖顯示求出丙-1-醇的燃燒焓變的實驗裝置。

（a）寫出丙-1-醇的完全燃燒作用之方程式。

（b）建議一項減少熱能從上圖裝置向四周流失的方法。

（c）燃燒2.88g丙-1-醇令500.0cm3水的溫度上升46.0C。

計算丙-1-醇的燃燒焓變。

（d）實驗後燒杯底出現一些黑色物質。

（i）這些黑色物質是甚麼？

（ii）這些物質量是如何形成的？

（e）為甚麼在（c）部分求出的焓變不可稱為「標準焓變」？

（假設水的比熱容和密度分別是4.2Jg1K1和1.0gcm3。

）

9.酒精燃燒器盛有5.0g丙醇樣本，用作把一燒杯水（0.65L）由25.0C加熱至58.0C。

丙醇的標準燃燒焓變是2010kJmol1。

（假設水的密度和比熱容分別是1.0gcm3和4.2Jg1K1。

）

（a）寫出本實驗的一項假設。

（b）計算實際用作加熱水的丙醇的質量。

（c）計算樣本中丙醇的純度百分比，然後評論純度百分比對實驗結果的影響。

第34章補充練習答案

甲部：

選擇題

1.B二氧化氮的標準生成焓變是指在標準狀況下，當成分元素在它們的標準態下，即N2（g）和

O2（g），生成一摩爾NO2（g）時的焓變。

2.C甲烷的標準燃燒焓變=55.7kJg1×（12.0×1+1.0×4）gmol1=891.2kJmol1

乙醇的標準燃燒焓變=29.8kJg1×（12.0×2+1.0×6+16.0）gmol1=1370.8kJmol1

丙醇的標準燃燒焓變=33.6kJg1×（12.0×3+1.0×8+16.0）gmol1=2016kJmol1

辛烷的標準燃燒焓變=48.4kJg1×（12.0×8+1.0×18）gmol1=5517.6kJmol1

3.CA項以分子來形容氫和氯的分量，並不正確。

B項應提及反應的狀況。

D項亦不正確，因

為H0表示反應是放熱的，所以沒有吸收能量。

4.A標準生成焓變是指在標準狀況下，當某物質的成分元素（在它們的標準態下）生成一摩爾

該化合物時的焓變。

根據定義，Fe（s）和O2（g）是Fe3O4（s）的成分元素。

5.DA和B項中的燃燒生成物應是CO2（g），而不是CO（g）。

6.B由於中和作用是放熱反應，標準中和焓變也必然是負數。

相反，標準生成焓變和標準溶

解焓變則可以是正數或負數。

7.B若中和作用涉及弱酸或弱鹼，則反應會釋出較少能量，因為有部分能量被用作把弱酸或

弱鹼完全電離。

8.D

9.D

10.B熱化學方程式顯示當2摩爾CO（g）在標準狀況下於氧氣中完全燃燒的標準焓變，因此，

CO（g）的標準燃燒焓變是=283.0kJmol1

11.D

12.C

13.A

14.C釋出的熱能=c×ΔT=10.3kJC1×（29.3022.64）C=68.598kJ

己烷的摩爾質量=12.0×6+1.0×14gmol1=86.0gmol1

己烷的摩爾數==0.0116mol

∴己烷的燃燒焓變==5.91×103kJmol1

15.BMgO的摩爾質量=24.3+16.0gmol1=40.3gmol1

1.0gMgO的摩爾數==0.0248mol

∴釋出的熱能=1203kJmol1×0.0248mol=29.8kJ

16.A當使用60.0cm3每種溶液重複實驗，ΔT2與ΔT1差不多。

溶液體積變為雙倍，而發生反應

的H+（aq）和OH（aq）離子的摩爾數亦是原來的兩倍。

雖然反應釋出雙倍熱能，但同時熱能亦需要把雙倍體積的溶液加熱。

17.C轉移至水的熱能=mcT

=200.0g×4.2Jg1K1×[（273+x）（273+21.0）]K=840（x21.0）J

燃燒了的丙-1-醇的摩爾數==0.01mol

焓變=mcT

2021000Jmol1×0.01mol=840（x21.0）J

x=45.1

∴水的終結溫度是45.1C。

18.D以上各項均是使用簡單量熱器來求出反應焓變時需作的假設。

19.A有些反應是不能容易地或安全地在量熱器中進行，此外，有些生成反應是有副產物生成

的。

20.D以上反應是中和作用，由於中和作用是放熱反應，故標準中和焓變必然是負數。

21.A反應混合物的質量=（25.0+25.0）cm3×1.0gcm3=50.0g

釋出的熱能=mcΔT=50.0g×4.2Jg1K1×[（273+45.0）（273+25.0）]K=4200J

HCl（aq）+NaOH（aq）NaCl（aq）+H2O（l）

已反應的HCl的摩爾數=3.0moldm3×0.025dm3=0.075mol

已反應的NaOH的摩爾數=3.0moldm3×0.025dm3=0.075mol

∴生成的H2O的摩爾數=0.075mol

生成每一摩爾H2O所釋出的熱能==56000Jmol1=56.0kJmol1

反應焓變是56.0kJmol1。

22.B簡單量熱法只可用來求出燃燒焓變、中和焓變和溶解焓變。

23.D實驗值的負值較理論值小，因為在中和作用發生時有熱能向四周流失。

24.A以上反應是中和作用。

由於中和作用是放熱反應，故標準中和焓變必然是負數。

25.A

26.A

27.A

乙部：

長題目

1.（a）甲烷：

CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（l）

丁烷：

C4H10（g）+

O2（g）4CO2（g）+5H2O（l）

氫：

2H2（g）+O2（g）2H2O（l）

（b）燃燒1.0g甲烷時的熱能變化=890.0kJmol1×=55.625kJ

釋出的熱能是55.625kJ。

燃燒1.0g丁烷時的熱能變化=2877.0kJmol1×=49.6kJ

釋出的熱能是49.6kJ。

燃燒1.0g氫時的熱能變化=286.0kJmol1×=143.0kJ

釋出的熱能是143.0kJ。

（c）氫最適合作為火箭燃料，因為若燃燒相同質量的燃料，氫能釋出最多能量。

2.（a）氯化鈣（接受任何合理答案）

（b）當暖包內的氯化鈣和水混合時，暖包的溫度上升。

[1]氯化鈣溶於水時是一放熱過程，會

釋出大量熱能，產生放熱效能。

（c）CaCl2（s）+aqCa2+（aq）+2Cl（aq）ΔHsoln=xkJmol1

3.（a）（i）要把酸完全中和，所需NaOH的體積是20.0cm3。

（ii）溫度升幅為18.0C（38.0C20.0C）。

（b）HCl（aq）+NaOH（aq）NaCl（aq）+H2O（l）

（c）標準中和焓變是指標準狀況下，酸和鹼互相中和，生成一摩爾水時的焓變。

（d）反應混合物的質量=（20.0+20.0）cm3×1.0gcm3=40.0g

釋出的熱能=mcΔT=40.0g×4.2Jg1K1×[（273+38）（273+20.0）]K=3024J

已反應的HCl的摩爾數=×3.0moldm3=0.06mol

已反應的NaOH的摩爾數=

×3.0moldm3=0.06mol

∴生成的H2O的摩爾數=0.06mol

生成每一摩爾H2O所釋出的熱能==50400Jmol1=50.4kJmol1

∴中和焓變是50.4kJmol1。

（e）這是因為反應進行時有熱能向四周流失。

此外，反應混合物的比熱容與水並不相同。

（f）以真空瓶來取代發泡膠杯。

在進行實驗前先找出反應混合物的比熱容。

4.（a）這是放熱反應。

（b）KOH（aq）+HCl（aq）KCl（aq）+H2O（l）

（c）減少熱能向四周流失。

/熱能迅速被釋放。

（d）反應混合物的質量=（50.0+50.0）cm3×1.0gcm3=100.0g

釋出的熱能=mcΔT=100.0g×4.2Jg1K1×[（273+23.1）（273+19.6