高中化学 第1章 化学反应与能量学业质量标准检测 新人教版选修4.doc

1、a第1章 化学反应与能量(90分钟，100分)一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)1化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是(B)加快化石燃料的开采与使用研发易降解的生物农药应用高效洁净的能源转换技术田间焚烧秸秆推广使用节能环保材料ABC D解析：会使化石燃料更快地枯竭并造成环境污染；造成空气污染。2下列说法中，正确的是(C)A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，反应为吸热反应 C生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，H0DH的大小与热化学方

2、程式的化学计量数无关解析：化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，在化学键断裂和形成中都会有能量的变化，故化学反应的过程中，发生物质变化时，一定有能量的变化，A错误；B项即形成生成物化学键时放出的能量多，应为放热反应，B错误；C项，H生成物的总能量反应物的总能量，H0时为吸热反应，正确；D项，H与化学方程式中物质的化学计量数成正比，错误。3下列反应的能量变化与其他三项不相同的是(B)A铝粉与氧化铁的反应 B氯化铵与消石灰的反应C锌片与稀硫酸反应 D钠与冷水反应解析：氯化铵与消石灰的反应属吸热反应，其他皆为放热反应。4已知气体A和气体B反应生成液态C为放热反应，则下列热化学方程式书写正确

3、的是(a0)(D)AA(g)2B(g)=C(l)Ha kJ/molBA2B=CHa kJ/molCA(g)2B(g)=C(l)Ha kJDA(g)2B(g)=C(l)Ha kJ/mol解析：A项中应为H0)B2A(g)B(g)=2C(g)Ha(a0)C2AB=2CHa(a0)解析：C、D两项均未标明反应物和生成物的聚集状态，所以错误；反应物(A和B)的总能量高于生成物(C)的总能量，故正反应为放热反应，H0，所以B项正确，A项错误。6下列关于热化学反应的描述中正确的是(B)AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJ/m

4、olBCO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H(2283.0) kJ/molC用酒精灯加热打磨过的镁条燃烧，该反应是吸热反应D1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析：中和热是定值，与反应物无关，A错；镁条燃烧是放热反应，C错；1 mol甲烷燃烧生成液态水和CO2放出的热量才是燃烧热，D错。7下列有关反应热的说法正确的是(D)A在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量B甲烷的燃烧热H890 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O

5、(g)H890 kJmol1C已知常温常压下：HCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1，则有：H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H114.6 kJmol1D已知：S(s)O2(g)=SO2(g)H1Q1 kJmol1，S(g)O2(g)=SO2(g)H2Q2 kJmoI1，则Q1Q2解析：A项，有的放热反应需要从外界获得一定的能量来引发；B项，甲烷燃烧的热化学方程式中，水应为液态；C项，H2SO4与Ba(OH)2反应生成沉淀也释放出热量，H小于114.6 kJmolaa1：D项，S(s)变为S(g)要吸收热量，所

6、以Q1Q2。8下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)(D)AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJmol1(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)C2NO2=O22NOH116.2 kJmol1(反应热)DS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(反应热)解析：燃烧热必须是可燃物生成稳定的氧化物对应的热效应，而气态水不是稳定的氧化物，故A错误。中和反应是放热反应，H452 kJmol1DCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.

7、021023解析：A项中燃烧热单位错误，应为283 kJ/mol，所以A项不正确；B项1 mol CO生成1 mol CO2放热283 kJ，B项不正确；由Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H226 kJ/mol知2Na2O2(s)2CO2(g)=2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJ/mol，由CO2(s)至CO2(g)需吸热，所以2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)，放热数值小于452 kJ，即H452 kJ/mol，C项正确；由题给两个方程2得CO(g)Na2O2(s)=Na2CO3(s)H509 kJ/mol，分析知此反应放出5

8、09 kJ热量时消耗1 mol CO，转移2 mol电子，所以D项不正确。10半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅：SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g) H682.44 kJmol1，(石英砂)(粗硅)Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(g) H657.01 kJmol1SiCl4(g)2Mg(s)=2MgCl2(s)Si(s) H625.63 kJmol1aa (纯硅)生产1.00 kg纯硅的总反应热为(D)A2.43104 kJ B2.35104 kJ C2.23104 kJ D2.14104 kJ 解析：利用盖斯定律将可得：SiO2(s)2C(s)2Cl2(g

9、)2Mg(s)=Si(s)(石英砂)(纯硅)2CO(g)2MgCl2(s)H600.2 kJmol1。生产1.00 kg纯硅时总反应热为：600.2 kJmol12.14104 kJ。11已知以下三个热化学方程式4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H14Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H22Al(s)Fe2O3(s)=2Fe(s)Al2O3(s)H3H2 BH1H2CH1H2 D无法比较解析：由题干所给方程式中前两个相减可得4Al(s)2Fe2O3(s)=4Fe(s)2Al2O3(s)H1H2。所得反应为第三个化学反应2，故H1H22H30，则H1H2。12今有如下3个热化学

10、方程式：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol1(1)H2(g)O2(g)=H2O(l)H2b kJmol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3c kJmol1(3)关于它们在下列表述中的原因和结论都正确的是(A)选项原因结论AH2的燃烧是放热反应a、b、c均大于零B方程式(1)和(2)的物质种类和系数均相同abC方程式(1)和(3)中H2O的状态不同，系数不同a、c不会有任何关系D方程式(3)的系数是(2)的2倍H2H3，错误。13下列说法或表示方法正确的是(B)A已知C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)O2(g)=CO(g)H2，则H1H2B在稀溶液中，

11、H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJC由C(石墨)(s)=C(金刚石)(s)H1.90 kJmol1可知，金刚石比石墨稳定D在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1解析：A项，1 mol碳完全燃烧放出的热量应大于不完全燃烧放出的热量，因H1、H2均小于零，所以H1H2，所以A错；B项，浓硫酸稀释过程中要放热，因此放出的热量大于57.3

12、 kJ，B正确；石墨转化为金刚石为吸热反应，则金刚石所具有的能量高于石墨所具有的能量，能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定，C错；2 g即1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，所以热化学方程式中2 mol H2反应对应的焓变应为571.6 kJmol1，所以D错。14以NA表示阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1300 kJ/mol的说法中，正确的是(D)A当有6 NA个电子转移时，该反应放出1300 kJ的能量B当有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300 kJ的能量 C当有4NA个碳氧共用电子对生成时，放出

13、1300 kJ的能量D当有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量解析：A、热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示微粒数，C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1300 kJ/mol，乙炔中1价的碳经过反应变为产物二氧化碳中4价的碳，所以每当放出1300 kJ的能量，转移的电子数为10NA，故A错误；B、该反应为放热反应，故B错误；C、1个CO2分子中含有4个共用电子对，有4NA个碳氧共用电子对生成时，说明有1 mol CO2生成，放出650 kJ的能量，故C错误：D、1个CO2分子中含有4个共用电子对，有8NA个碳氧共用电子对生成时，说明有2 mol

14、CO2生成，放出1300 kJ的能量，故D正确。15管道煤气的主要成分是H2、CO和少量的甲烷。相应的热化学反应方程式为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1aa2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1当使用管道煤气的用户改用天然气后，在相同条件下燃烧等体积的天然气，理论上所获得的热值，后者大约是前者的多少倍？(D)A0.8 B1.3C1.6 D3.1解析：H2和CO的反应热相当，则倍数为3.1。16利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)2H2(

15、g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是(C)A该反应物H91 kJmol1B加入催化剂，该反应的H变小C反应物的总能量大于生成物的总能量D如果该反应生成液态CH3OH，则H增大解析：根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故选项A错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，选项B错误；生成液态CH3OH时释放出的热量更多，H更小，选项D错误。17已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb k

16、Jmol1，P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为c kJmol1，PCl3中PCl键的键能为1.2c kJmol1。下列叙述正确的是(C)APP键的键能大于PCl键的键能B可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反应热HCClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmol1DPP键的键能为(5a3b12c)/8 kJmol1解析：Cl的非金属性大于P的非金属性，故PCl键的键能大于PP键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去Paa4，得到ClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmol1，C项

17、正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到PP键的键能为(5a3b12c)/12 kJmol1，D项错误。二、非选择题(本题包括5小题，共49分)18(10分)(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、_环形玻璃搅拌棒_、_量筒_。(2)量取反应物时，取50 mL 0.50 molL1的盐酸，还需加入的试剂是_B_(填序号)。 A50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液B50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液 C1.0 g NaOH固体(3)由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。反应物起

18、始温度t1/终了温度t2/中和热/kJmol1A1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NaOH溶液50 mL13.0H1B1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NH3H2O溶液50 mL13.0H2甲在实验之前预计H1H2。他的根据是_A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同_；乙在实验之前预计H1H2，他的根据是_NaOH是强碱，NH3H2O是弱碱，弱碱电离吸热_。实验测得的温度是：A的起始温度为13.0 、终了温度为19.8 ；B的起始温度为13.0 、终了温度为19.3 。设充分反应后溶液的比热容c4.184 J/(g)，忽略实验

19、仪器的比热容及溶液体积的变化，则H1_56.9_kJ/mol_；H2_52.7_kJ/mol_。(已知溶液密度均为1 g/cm3)解析：(1)中和热测定实验中用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。(2)所用NaOH溶液的浓度要略大于盐酸的浓度。(3)根据Hmc(t2t1)/n(H2O)计算，其中n(H2O)0.050 mol。19(9分) 断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：化学键HHClClO=OCClCHOHHClE/(kJmol1)436247x330413463431请回答下

20、列问题：aa(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为_放热_(填“吸热”或“放热”)反应，其中H_(ab)kJmol1_(用含有a、b的关系式表示)。(2)若图示中表示反应H2(g)O2(g)=H2O(g) H241.8 kJmol1，则b_926_kJmol1，x_496.4_kJmol1。(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_O24HCl2Cl22H2O_。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为_放出能量31.4_kJ_。解

21、析：(1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差，即H(ab)kJmol1。(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化，其数值为4632926；436x926241.8，则x496.4。(3)根据题意写出方程式。反应的H(496.4431424724634)kJmol1125.6 kJmol1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。20(10分)(1)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中

22、的括号内填入“”或“”。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)_H2215.0 kJ/mol_。二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为_13_。aa(2)试运用盖斯定律回答下列问题：已知：H2O(g)=H2O(l)_H1Q1 kJ/mol(a)C2H5OH(g)=C2H5OH(l)_H2Q2 kJ/mol(b)C2H5OH(g)3O

23、2(g)=2CO2(g)3H2O(g)_H3Q3 kJ/mol(c)若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_3Q1Q2Q3_kJ。碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应： C(s)O2(g)=CO(g)的H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的H，计算时需要测得的实验数据有_碳和CO的燃烧热_。 解析：(1)丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)时放热，H为负值。燃烧热是1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H

24、2O(l)H2215.0 kJmol1。n(二甲醚)1455 kJmol11 moln(二甲醚)2215.0 kJmol11645 kJ，解得n(二甲醚)0.75 mol，n(丙烷)0.25 mol。(2)由(a)3(c)(b)可得C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H4(3Q1Q2Q3)kJmol1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1Q2Q3)kJ。利用盖斯定律计算反应C(s)O2(g)=CO(g)的H，需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。21(9分)已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ的热量；

25、1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ的热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ的热量。(1)写出氢气燃烧的热化学方程式：_H2(g)O2(g)=H2O(l)_H286 kJmol1或2H2(g)O2(g)=2H2O(l)_H572 kJmol1_；(2)若1 mol液态水汽化时需要吸收44 kJ的热量，请写出CH4燃烧生成气态水的热化学方程式：_CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)_H802 kJmol1_；(3)若将a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，则放出热量(Q)的取值范围是_283a_

26、kJQ890a_kJ_；解析：(1)由题意可知，氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1或2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1；(2)由题意可知，CH4燃烧生成液态水的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)aaH890 kJmol1，又知2H2O(l)=2H2O(g)H244 kJmol188 kJmol1，将两式相加得CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJmol188 kJmol1802 kJmol1；(3)由题意可知，a mol CO完全燃烧生成CO2气体，放出的热量最少，为283a kJ，a mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量最多，为890a kJ，故a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时放出的热量(Q)的取值范围是283a kJQ”“”或