高中化学第一章化学反应与能量阶段水平测试选修4教案.docx
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高中化学第一章化学反应与能量阶段水平测试选修4教案
第一章化学反应与能量
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分)
1.(双选)下列说法中正确的是( )
A.干冰汽化要吸收大量的热,这就是化学反应中的吸热反应
B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料,说明酒精燃烧是放热反应
C.木炭常温下不燃烧,加热才能燃烧,说明木炭燃烧是吸热反应
D.人们用氢氧焰焊接或切割金属,主要是利用了氢气和氧气化合时所放出的能量
解析:
吸热反应和放热反应是指化学反应过程中的能量变化,A是物理变化;B、D利用了放热反应放出的热量,C把反应条件与放热、吸热混淆了,有的放热反应常温下就可反应,有的需要加热,木炭就需要加热才能燃烧,但仍是放热反应,故正确答案为BD。
答案:
BD
2.0.096kg碳完全燃烧可放出3147.9kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C+O2===CO2 ΔH=-393.49kJ/mol
B.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.49kJ/mol
C.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.49kJ/mol
D.C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-393.49kJ/mol
解析:
0.096kg碳的物质的量为8mol,完全燃烧可放出3147.9kJ的热量,则1mol碳完全燃烧放出393.49kJ的热量。
答案:
C
3.[2014·松原高二检测]下列说法错误的是( )
A.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不相同
D.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
解析:
热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示25℃,101kPa下的数据。
答案:
A
4.下列各组热化学方程式中化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8
A.① B.④
C.②③④D.①②③
解析:
注意ΔH大小的比较应考虑“+”、“-”。
碳与氧气反应放热,即ΔH1<0,ΔH2<0,CO与O2反应继续放热,所以ΔH1<ΔH2;等量的固态硫变为硫蒸气时吸收热量,故在与O2作用产生同样多的SO2时,气态硫放出的热量多,即ΔH3>ΔH4;发生同样的燃烧反应,物质的量越多,放出的热量越多,故ΔH5>ΔH6;碳酸钙分解吸收热量,ΔH7>0,CaO与H2O反应放出热量,ΔH8<0,显然ΔH7>ΔH8,故选C。
答案:
C
5.下列化学用语的相关表述中正确的是( )
A.因H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1,故1molNaOH固体与足量的稀盐酸反应,放出的热量为akJ
B.因CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+bkJ·mol-1,故1molCuSO4(s)溶于水时,放出的热量为bkJ
C.因氢气的燃烧热为ckJ·mol-1,故水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+ckJ·mol-1
D.因N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-dkJ·mol-1,故在某容器中投入1molN2与3molH2充分反应后,放出的热量小于dkJ
解析:
由于NaOH固体溶于水放出大量的热,故A项错误;题中给出的是胆矾分解的化学方程式,不能判断硫酸铜固体溶于水放出热量的大小,故B项错误;C项中的ΔH应为+2ckJ·mol-1。
答案:
D
6.[2014·河北省唐山市调研]已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1 ①
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452kJ·mol-1 ②
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.
H2SO4(aq)+
Ba(OH)2(aq)===
BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH=+135.9kJ·mol-1
解析:
A项,由题意可知H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol-1,错误;C项,有沉淀生成ΔH不等于-57.3kJ·mol-1,错误;根据盖斯定律得D项方程式可由(①×3-②)/2,故ΔH=-131.4kJ·mol-1,错误。
答案:
B
7.[2015·天津汉沽月考]已知热化学方程式:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH1=-57.3kJ·mol-1;
H2SO4(浓)+NaOH(aq)===
Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2=m,下列说法正确的是( )
A.上述热化学方程式中的计量数表示分子数
B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH2=-57.3kJ·mol-1
D.|ΔH1|>|ΔH2|
解析:
热化学方程式各化学式前的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,A项错;浓硫酸溶于水放热,故B项正确,C、D项错。
答案:
B
8.[2014·铜陵质检]氯原子对O3的分解有催化作用:
O3+Cl===ClO+O2 ΔH1
ClO+O===Cl+O2 ΔH2
该反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.反应O3+O===2O2的ΔH=E1-E2
B.反应O3+O===2O2的ΔH=E2-E3
C.反应O3+O===2O2是吸热反应
D.反应O3+O===2O2的ΔH=ΔH1+ΔH2
解析:
A项和B项,依据图象得出反应O3+O===2O2为放热反应,ΔH=E3-E2;C项,该反应为放热反应;D项,根据盖斯定律,得ΔH=ΔH1+ΔH2。
答案:
D
9.在298K、1.01×105Pa下,将22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出xkJ的热量。
已知在该条件下,1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1
D.CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l)
ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1
答案:
C
10.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。
例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1160kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为173.4kJ
B.由反应①可推知:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574kJ·mol-1
C.反应①②转移的电子数相同
D.反应②中当4.48LCH4反应完全时转移的电子总数为1.60mol
解析:
D选项未说明标况,4.48L不能确定CH4为0.2mol,该说法错误。
答案:
D
11.[2014·广东省执信模拟]心脏起搏器电源—锂碘电池的电池反应为:
2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知:
4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1①
4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2 ②
则下列说法正确的是( )
A.ΔH=
ΔH1-ΔH2B.ΔH=
ΔH1+ΔH2
C.ΔH=
ΔH1-
ΔH2D.ΔH=
ΔH1+
ΔH2
解析:
锂碘电池的电极反应方程式可以由已知的方程式根据盖斯定律得到,即(①-②)÷2得ΔH=1/2(ΔH1-ΔH2),故选C项。
答案:
C
12.[2014·天津市和平区模拟]下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是( )
A.密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时,放出19.12kJ热量。
则Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6kJ·mol-1
B.稀醋酸与0.1mol·L-1NaOH溶液反应:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5kJ·mol-1
D.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则可知C的燃烧热ΔH=-110.5kJ·mol-1
解析:
A项,9.6g硫粉与11.2g铁粉的物质的量分别为0.3mol、0.2mol,则根据方程式Fe+S===FeS可知,反应中S是过量的,则1mol参加反应放出的热量是19.12kJ×1mol/0.2mol=95.6kJ,因此该反应的热化学反应方程式为Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6kJ·mol-1,正确;B项,醋酸是弱酸,存在电离平衡,电离是吸热的,所以醋酸与NaOH溶液反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ,错误;C项,已知1molH2完全燃烧生成液态水时所放出的热量为285.5kJ,则水分解的化学反应方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.0kJ·mol-1,错误;D项,燃烧热是在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,碳完全燃烧时生成物应该是CO2,而不是CO,错误。
答案:
A
13.[2014·衡水中学三调]通常人们把拆开1mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。
键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
工业上高纯硅可通过下列反应制取:
SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH为( )
A.+412kJ·mol-1B.-412kJ·mol-1
C.+236kJ·mol-1D.-236kJ·mol-1
解析:
反应物的总键能为360kJ·mol-1×4+2×436kJ·mol-1=2312kJ·mol-1,生成物的总键能为4×431kJ·mol-1+2×176kJ·mol-1=2076kJ·mol-1,ΔH=2312kJ·mol-1-2076kJ·mol-1=+236kJ·mol-1。
答案:
C
14.设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列关于C2H2(g)+
O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300kJ·mol-1的说法正确的是( )
A.有10NA个电子转移时,吸收1300kJ能量
B.有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ能量
C.有NA个水分子生成且为液体时,吸收1300kJ能量
D.有2NA个碳氧双键生成时,放出1300kJ能量
解析:
1molC2H2反应转移10NA个电子,应放出1300kJ·mol-1的能量,故A项错误;1molCO2分子中有4NA个碳氧共用电子对,则有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ能量,故B项正确;C项中应放出1300kJ能量,故C项错误;1molCO2中含有2NA个碳氧双键,生成1molCO2放出
×1300kJ能量,故D项错误。
答案:
B
15.[2014·中山市高二检测]将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。
下列叙述正确的是( )
A.实验时的环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.0mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析:
中和反应为放热反应,B正确;分析图中数据知,当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL时,反应后温度为22℃,故实验时环境温度应低于22℃,A错误;加入HCl溶液30mL时反应放热最多,此时酸碱正好完全中和,c(NaOH)=1.0mol·L-1×30mL÷20mL=1.5mol·L-1,C错误;有水生成的反应不一定是放热反应,D错误。
答案:
B
16.已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566kJ·mol-1
Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+
O2(g)
ΔH=-226kJ·mol-1
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为283kJ
B.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)===2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452kJ·mol-1
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
解析:
利用相关知识逐项分析解答,特别要注意对图象的分析。
A项,燃烧热的单位错误,应为kJ·mol-1;B项,图象中CO与CO2的物质的量都应是2mol,且没有标明物质的聚集状态;由Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+
O2(g) ΔH=-226kJ·mol-1知2Na2O2(s)+2CO2(g)===2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH1=-452kJ·mol-1,因CO2(g)的能量大于CO2(s)的能量,所以当2Na2O2(s)+2CO2(s)===2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH2时,放出的能量应比452kJ小,而ΔH为负值,故ΔH2>ΔH1=-452kJ·mol-1,C项正确;根据盖斯定律,将题中下式乘以2,然后与上式相加,再除以2,即得Na2O2(s)+CO(g)===Na2CO3(s) ΔH3=-509kJ·mol-1,此时转移电子数为1.204×1024,D项错误。
答案:
C
二、非选择题(本题包括5个小题,共52分)
17.(8分)以下两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为______,C3H8的燃烧热为________。
(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧所释放的热量为________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共1mol,完全燃烧时放出的热量为769.4kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
解析:
(1)根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、2220kJ·mol-1。
(2)释放总热量的计算式为Q放=1mol×285.8kJ·mol-1+2mol×2220kJ·mol-1=4725.8kJ。
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为x、y,则有
解得:
在相同p、T时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
答案:
(1)285.8kJ·mol-1 2220kJ·mol-1
(2)4725.8kJ (3)3∶1
18.(10分)根据下列叙述写出相应的热化学方程式:
(1)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,该反应的热化学方程式是____________________。
(2)下图是SO2生成SO3反应过程中能量变化的曲线图。
该反应的热化学方程式为:
_________________。
(3)拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ,则1molN2完全反应生成NH3的反应热为________,1molH2完全反应生成NH3所放出的热量为________。
解析:
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),因拆开1molN—H键吸收的能量和生成1molN—H键放出的能量相等,所以此反应放出的热量为2×3×391kJ·mol-1-946kJ·mol-1-3×436kJ·mol-1=92kJ·mol-1,则此题1molN2生成NH3的反应热为ΔH=-92kJ·mol-1,而1molH2只与
molN2反应,所以反应放出的热量为30.7kJ。
答案:
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH=-296.8kJ·mol-1
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-198kJ·mol-1
(3)-92kJ·mol-1 30.7kJ
19.[2014·济南联考](6分)
(1)甲烷自然重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。
向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
①反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
②甲烷的燃烧热为ΔH2,则ΔH2________ΔH1(填“>”“=”或“<”)。
(2)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:
(t-BuNO)22(t-BuNO) ΔH
实验测得该反应的ΔH=50.5kJ·mol-1,活化能Ea=90.4kJ·mol-1。
下列能量关系图合理的是________。
A
B
C
D
解析:
(1)①由蒸汽重整的两个反应可知,利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为ΔH=(165.0-206.2)kJ·mol-1=-41.2kJ·mol-1。
②表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2,生成液态水比生成气态水释放出的热量多,故ΔH2<ΔH1。
(2)由实验测得该反应的ΔH=50.5kJ·mol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量。
可排除能量关系图B和C,又依据活化能Ea=90.4kJ·mol-1,Ea-ΔH<50.5kJ·mol-1,能量关系图A中,Ea-ΔH>50.5kJ·mol-1,Ea与ΔH的比例不对。
而能量关系图D是合理的。
答案:
(1)①-41.2 ②<
(2)D
20.[2014·衡水中学三调](13分)某实验小组用0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol·L-1NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体________g。
(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)________。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。
(1)写出该反应中和热的热化学方程式:
(中和热为57.3kJ·mol-1)________。
(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①上表中的温度差平均值为________℃。
②近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·(g·℃)-1。
则中和热ΔH=______(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)________。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析:
Ⅰ.
(1)要用245mLNaOH溶液,至少要配制NaOH溶液250mL,故mNaOH=0.25L×0.5mol·L-1×40g/mol=5g。
(2)NaOH具有腐蚀性,称量NaOH要在小烧杯中称量,故称量NaOH所需的仪器有托盘天平(a)、烧杯(b)、药匙(e)。
Ⅱ.
(1)该反应的中和热的热化学方程式为
H2SO4(aq)+NaOH(aq)===
Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。
(2)①温度差平均值为
=4.0℃。
②反应放出的热为(50+30)mL×4℃×4.18J·(g·℃)-1=1337.6J,共有
×0.5mol·L-1=0.025molNaOH参加反应,因为中和热为生成1molH2O时的反应热,故中和热ΔH=
=-53.5kJ·mol-1。
③测得的中和反应放出的热量小。
可能原因:
a项,实验室装置保温、隔热效果差,散失了部分热量;b项,仰视读数,实际量取NaOH的体积偏大,中和反应放出的热量应偏大;c项,分多次加入NaOH使热量损失,影响测定结果,故应一次加入NaOH;d项,NaOH会被温度计带入H2SO4,消耗部分H2SO4,使测得中和反应放出的热量偏小。
答案:
Ⅰ.
(1)5.0
(2)abe
Ⅱ.
(1)1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)===1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
(2)①4.0 ②-53.5kJ·mol-1 ③acd
21.[2014·湖北省荆州市一检](15分)
(1)已知:
①Fe(s)+
O2(g)===FeO(s) ΔH1=-272.0kJ·mol-1
②2Al(s)+
O2
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