《2025年高中总复习优化设计高中化学》

5.(2023·北京卷，16节选)20世纪初，工业上以$ CO_2 $和$ NH_3 $为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ.$ CO_2 $和$ NH_3 $生成$ NH_2COONH_4 $；
ⅱ.$ NH_2COONH_4 $分解生成尿素。

结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是ac(填字母)。ab
a. 活化能：反应ⅰ＜反应ⅱ
b. ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c.$ CO_2(l) + 2NH_3(l) \xlongequal\ CO(NH_2)_2(l) + H_2O(l) \ \ \Delta H = E_1 - E_4 $

答案： ab 解析 反应Ⅰ的活化能是 E₁，反应Ⅱ的活化能是 E₃，E₁ ＜ E₃，a 项正确；从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，b 项正确；总反应的 ΔH = E₁ − E₂ + E₃ − E₄，c 项错误；故选 ab。

1. 中和反应反应热
在 $25^{\circ}C$ 和 $101kPa$ 下，在稀溶液中，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成________时，放出________的热量。

答案： 1.1 mol $\mathrm{H_2O(l)}$ 57.3 kJ

2. 中和反应反应热的测定
(1)测定原理：通过简易量热计测定体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容来计算反应热。
(2)实验装置

(3)实验步骤
测量并记录反应前体系的平均温度为 $t_1^{\circ}C$，测量并记录反应后体系的最高温度为 $t_2^{\circ}C$，重复上述步骤两次。
(4)数据处理：取三次测量所得温度的平均值作为计算依据。中和反应反应热：$\Delta H = -\frac{(m_{酸} + m_{碱}) \cdot c \cdot (t_2 - t_1)}{n}$，$m_{酸}$、$m_{碱}$分别代表酸溶液、碱溶液的质量，反应后生成的溶液的比热容 $c = 4.18J \cdot g^{-1} \cdot ^{\circ}C^{-1} = 4.18kJ \cdot kg^{-1} \cdot ^{\circ}C^{-1}$，$n$ 为生成 $H_2O$ 的物质的量。

答案： 2.
(1)温度
(3)平均 最高

应用示例
在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热绝对值偏低(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是弱酸或弱碱在水溶液中部分电离，在反应过程中，分子会继续电离，而电离是吸热的过程。

答案： 应用示例：偏低 弱酸或弱碱在水溶液中部分电离，在反应过程中，分子会继续电离，而电离是吸热的过程

例 某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热，实验采用 $50mL\ 0.5mol \cdot L^{-1}$ 盐酸与 $50mL\ 0.55mol \cdot L^{-1}NaOH$ 溶液反应。下列说法错误的是(D)


A.采用稍过量的 $NaOH$ 溶液是为了保证盐酸完全被中和
B.仪器 $a$ 的作用是搅拌，减小测量误差
C.$NaOH$ 溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中
D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入 $NaOH$ 溶液中测量温度

答案： 例D 解析 若分多次倒入则热量损失大，C正确；反应前测完盐酸温度的温度计应洗净、擦干后再插入NaOH溶液中测量温度，D错误。