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。
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(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)
已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
| 断裂或形成的化学键 | 能量数据 |
| 断裂1 mol H2分子中的化学键 | 吸收能量436 kJ |
| 断裂1 mol Cl2分子中的化学键 | 吸收能量243 kJ |
| 形成1 mol HCl分子中的化学键 | 释放能量431 kJ |
对于反应:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),下列说法正确的是( )
A.该反应的反应热ΔH>0
B.生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C.氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量