题目内容


某兴趣小组做了如下实验:取两支试管,试管A中加入约1 g Na2CO3固体粉末,试管B中加入约1 g NaHCO3固体粉末;在两试管内同时加入约2 mL 3 mol/L的盐酸;观察现象,待反应停止后,用手触摸两试管外壁。

实验现象记录如下:

①两试管中的反应都较快,产生无色无味的气体,但试管B反应更剧烈;

②反应停止后,用手触摸试管外壁,发现试管A发热,试管B变得冰凉。

该小组同学查阅资料,得到了Na2CO3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如下。

(注:碳酸钠与碳酸氢钠的溶解过程的热效应忽略不计)

请回答下列问题:

(1)为什么试管B中产生气泡的速率更快?__________________。

(2)请写出CO与H+反应生成CO2和H2O的热化学方程式:________________。

(3)相同条件下,结合H+的能力:CO________HCO(填“>”、“=”或“<”)。

(4)HCO+H+===CO2↑+H2O是一个________(填“吸”或“放”)热反应,该反应在常温常压下能自发进行的原因是________。


解析:本题考查了反应热、化学反应速率与化学平衡知识,意在考查考生对化学反应原理的综合运用能力。(1)CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑,可见,碳酸钠需两步反应产生二氧化碳,而碳酸氢钠只需后一步即可生成二氧化碳。(2)根据碳酸钠溶液与盐酸反应过程中的能量变化示意图可以得出:CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(ΔH1+ΔH2+ΔH3)kJ/mol。(3)相同条件下,CO结合H+的能力强。(4)HCO+H+===H2O+CO2↑是一个吸热反应,因该反应的熵增效应大于吸热效应,故该反应在常温常压下能够自发进行。

答案:(1)CO+H+===HCO,HCO+H+===CO2↑+H2O,碳酸钠需两步反应产生CO2,碳酸氢钠只需最后一步即可(2分)

(2)CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(ΔH1+ΔH2+ΔH3)kJ/mol(2分)

(3)>(1分)

(4)吸(1分) 常温常压下,该反应的熵增效应大于吸热效应(1分)


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