1、1第一章 化学反应与能量检测(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 18 个小题,每小题 3 分,共 54 分)1 中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多,采用沸腾炉的好处在于( )增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源减少炉中杂质气体(如 SO2等)的形成提高煤炭的热效率并减少 CO 的排放使得燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率A. B.C. D.答案 D2 下列反应中 ,放出热量的是 ( )NaOH 溶液中加入盐酸 由乙醇制 C2H4 铝热反应 由氯酸钾制 O2A. B. C. D.答案 C3 下列有关光合作用的说法错误的是( )A.将无机物转化为有机物B.反应物的总能量高于生成
2、物的总能量C.将太阳能转变为化学能D.是自然界碳元素循环的重要途径答案 B4 下列说法中正确的是 ( )A.在化学反应中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化B. H0 表示放热反应, H0答案 D25 根据以下三个热化学方程式:2H 2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l) H=-Q1 kJmol-1;2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(l) H=-Q2 kJmol-1;2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(g) H=-Q3 kJmol-1。判断 Q1、 Q2、 Q3三者关系正确的是( )A.Q1Q2Q3 B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1 D.Q2Q
3、1Q3答案 A6 在一定条件下 ,CO 和 CH4燃烧的热化学方程式分别为:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) H=-566 kJmol-1CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) H=-890 kJmol-1由 1 mol CO 和 3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( )A.2 912 kJ B.2 953 kJ C.3 236 kJ D.3 867 kJ解析 1 mol CO 完全燃烧放出的热量是 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量是 890 kJ3,5662释放的总热量应当是( +8903) kJ=2 953 kJ。566
4、2答案 B7 已知下列热化学方程式:CH 4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) H=-890.31 kJmol-12C 2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l) H=-3 119.6 kJmol-1C 2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) H=-1 411.0 kJmol-12C 2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l) H=-2 599.2 kJmol-1C 3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l) H=-2 219.9 kJmol-13现有由 2 mol 上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃
5、烧后放出 3 037 kJ 热量,则下列组合中不可能的是( )A.C2H4和 C2H6 B.C2H2和 C3H8C.C2H6和 C3H8 D.C2H6和 CH4解析 题给五种烃的燃烧热分别为 890.31 kJmol-1、1 559.8 kJmol -1、1 411.0 kJmol-1、1 299.6 kJmol -1、2 219.9 kJmol -1。2 mol 混合气体完全燃烧放出的热量为 3 037 kJ,所以平均燃烧热为 1 518.5 kJmol-1。根据平均值的意义可知混合物中两种烃的燃烧热应该分别在该数值的两侧。答案 C8(2017 河南洛阳一模 )油酸甘油酯 (相对分子质量 8
6、84)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热 H 为 ( )A.-3.4104 kJmol-1B.3.4104 kJmol-1C.-3.8104 kJmol-1D.3.8104 kJmol-1解析 燃烧热指的是 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。燃烧 1 kg 油酸甘油酯释放出热量 3.8104 kJ,则 1 kg 该化合物的物质的量为 ,则油酸甘油1 000 g884 gmol-1酯的燃烧热 H=- =-3.4104 kJmo
7、l-1。3.8104kJ1 000 g884 gmol-1答案 A9 已知:2CO(g)+O 2(g) 2CO2(g) H=-566 kJmol-1N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=+180 kJmol-1则 2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)的 H 是 ( )A.-386 kJmol-1B.+386 kJmol-1C.-746 kJmol-1D.+746 kJmol-14解析 设提供的两个反应分别为,根据盖斯定律,2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)可以通过-得到,故该反应的 H=-746 kJmol-1。答案 C10 甲醇质子交换膜燃料电池中将
8、甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:CH 3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H=+49.0 kJmol-1CH 3OH(g)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g)12 H=-192.9 kJmol-1下列说法正确的是( )A.CH3OH 的燃烧热为 192.9 kJmol-1B.反应中的能量变化如图所示C.CH3OH 转变成 H2的过程一定要吸收能量D.根据推知反应 CH3OH(l)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g)的 H-192.9 kJmol-112解析 反应中 H2(g)不是稳定的氧化物,A 项不正确;反应为吸热反应,而图示反应为放热反应,B 项不正确;
9、据题给反应可知,CH 3OH 转变成 H2的过程可以吸收能量,也可以放出能量,C 项不正确;由于 CH3OH 在气态时比在液态时能量高,可知等量 CH3OH(l)比 CH3OH(g)反应时放出热量少,D 项正确。答案 D11 根据下列热化学方程式,判断氢化物的稳定性顺序正确的是( )N2(g)+ H2(g) NH3(g)12 32 H=-46.19 kJmol-1H2(g)+ Cl2(g) HCl(g)12 12 H=-92.36 kJmol-15I2(g)+ H2(g) HI(g)12 12 H=+25.96 kJmol-1A.HIHClNH3 B.HClNH3HIC.HClHINH3 D.
10、NH3HIHCl解析 由热化学方程式的焓变可知,要分解相同物质的量的三种气体,HCl 吸收的热量最大、NH3吸收的热量次之,而 HI 放热,所以三者的稳定性顺序为 HClNH3HI。答案 B12 已知热化学方程式 :H2O(g) H2(g)+ O2(g) H=+241.8 kJmol-112H2(g)+ O2(g) H2O(l) H=-285.8 kJmol-112当 1 g 液态水变为水蒸气时,其热量变化是( )A.吸热 88 kJ B.吸热 2.44 kJC.放热 44 kJ D.吸热 44 kJ解析 将第 1 个热化学方程式加第 2 个热化学方程式得:H 2O(g) H2O(l) H=-
11、44 kJmol-1,表示 1 mol 气态水变成液态水时放出热量 44 kJ。答案 B13 已知下列热化学方程式:(1)CH3COOH(l)+2O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) H1=-870.3 kJmol-1;(2)C(s)+O2(g) CO2(g) H2=-393.5 kJmol-1;(3)H2(g)+ O2(g) H2O(l) H3=-285.8 kJmol-1。12则反应 2C(s)+2H2(g)+O2(g) CH3COOH(l)的 H 为( )A.-488.3 kJmol-1 B.-244.15 kJmol-1C.+488.3 kJmol-1 D.+244.15 kJm
12、ol-1解析 2(3)+2(2)-(1)可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g) CH3COOH(l) H=-488.3 kJmol-1。答案 A614 下列热化学方程式中 H 的绝对值(单位:kJmol -1)代表燃烧热的是( )A.CH4(g)+ O2(g) 2H2O(l)+CO(g) H132B.S(s)+ O2(g) SO3(s) H232C.C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l) H3D.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) H4解析 在 101 kPa 时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,是该物质的燃烧热;可见只有 C 项正
13、确。答案 C15 单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体。已知:S(单斜,s)+O 2(g) SO2(g) H1=-297.16 kJmol-1S(正交,s)+O 2(g) SO2(g) H2=-296.83 kJmol-1下列说法正确的是( )A.S(单斜,s) S(正交,s) H3=+0.33 kJmol-1B.正交硫比单斜硫稳定C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高D.式表示断裂 1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成 1 mol SO2中的共价键所放出的能量多 297.16 kJ解析 根据盖斯定律,反应式-得 S(s,单斜) S(s,正交) H3=-0.33 kJmol-1,
14、所以正交硫能量低,稳定,故 A、C 项错误,B 项正确;式反应为放热反应,说明形成新键放出的能量大于破坏旧键吸收的能量,D 项错误。答案 B16 反应 A(g)+B(g) C(g) H 分两步进行:A(g)+B(g) X(g) H1;X(g)C(g) H2,反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是( )7A. H1= H- H20B. H2= H- H10C.X 是反应 A(g)+B(g) C(g)的催化剂D. H=E1-E2解析 根据盖斯定律可知, H= H1+ H2,即 H1= H- H2,再结合图像可知 H10, H20,A 项正确,B 项错误;从图中看出,X 为该反应的中间产物,不
15、是催化剂,C 项错误;由图像可知, H 不等于 E1-E2,D 项错误。答案 A17 通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应热( H),化学反应的 H 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。化学键 AA BB AB键能/(kJmol -1) 436 243 431则下列热化学方程式错误的是( )A. A2(g)+ B2(g) AB(g) H=-91.5 kJmol-112 12B.A2(g)+B2(g) 2AB(g) H=-183 kJmol-1C. A2(g)+ B2 AB(g) H=+91.5 k
16、Jmol-112 12D.2AB(g) A2(g)+B2(g) H=+183 kJmol-1解析 H=E(反应物)- E(生成物)=(436 kJmol -1+243 kJmol-1)-2431 kJmol-1=-183 kJmol-1,说明 A2(g)+B2(g) 2AB(g)是一个放热反应,由此可知 A、B、D 三项正确,C 选项热化学方程式错误。答案 C18 已知:C(s)+O 2(g) CO2(g) H=-393.5 kJmol-182H 2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1现有 0.2 mol 木炭粉和氢气组成的悬浮气,在氧气中完全燃烧,共放出 67
17、.93 kJ 的热量,则混合物中 C 与 H2的物质的量之比为( )A.11 B.12C.23 D.32解析 设混合物中碳的物质的量为 x mol,H2的物质的量为 y mol解得x+y=0.2393.5x+571.62y=67.93 x=0.1y=0.1答案 A二、非选择题(本题包括 6 小题,共 46 分)19(6 分)如图是一个测量物质反应是吸热还是放热的简易实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。请根据装置回答下列问题:(1)将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,有关反应的离子方程式是 ,小试管中看到的现象是 。 (2)弯管中 A 端液面 (填“上升”或“下
18、降”),原因是 ;说明此反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。 解析 小试管内反应产生的热量使锥形瓶内温度升高,空气膨胀,压强增大,使右侧弯管内液面左低右高。答案 (1)2Al+6H+ 2Al3+3H2 剧烈反应,有大量气泡产生(2)下降 锥形瓶内气体温度升高,压强增大,大于外界大气压,从而使 A 端液面下降 放热20(4 分)发射卫星时常用肼(N 2H4)作为燃料,用二氧化氮为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知:N 2(g)+2O2(g) 2NO2(g) H1=+67.7 kJmol-1;N 2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) H2=-534 kJmol-1。9试
19、计算 1 mol 肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为 kJ,写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式: 。 解析 根据盖斯定律,反应2-反应整理得 2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g), H=2 H2- H1=-534 kJmol-12-67.7 kJmol-1=-1 135.7 kJmol-1。则 1 mol N2H4反应放出的热量为 =567.85 kJ。1 135.7 kJ2答案 567.85 2N 2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) H=-1 135.7 kJmol-121(6 分)近 20 年来,对以氢气作为未来能源的研究获得了较大进展。像
20、电一样,氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二次能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一次能源,如煤、石油、太阳能和原子能等。(1)为了有效发展民用氢能源,必须制得廉价的氢气,下列可供开发的较经济且资源可持续利用的制取氢气的方法是 。 A.电解水 B.锌和稀硫酸反应C.光解海水 D.以石油、天然气为原料(2)氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。已知 C 和 H2燃烧的热化学方程式分别为:C(g)+O2(g) CO2(g) H=-393.5 kJmol-1H2(g)+ O2(g) H2O(l) H=-285.8 kJmol-112试通过计算说明等质量 H2和
21、 C 完全燃烧时产生热量之比是 。 (3)氢能源有可能实现能源的方便贮存,也有可能实现经济、高效的输送。研究表明,过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)中,氢原子填充在金属的晶格间隙之间,其组成不固定,通常是非化学计量的,如 LaH2.76、TiH 1.73、CeH 2.69、ZrH 1.98、PrH 2.85、TaH 0.78。已知标准状况下,1体积的钯粉大约可吸附 896 体积的氢气(钯粉的密度为 10.64 gcm-3,相对原子质量为106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式: 。 解析 (2)由热化学方程式可知,相同质量的 H2和 C 完全燃烧时放出的热量之比为(285.8 kJmol
22、-1 )(393.5 kJmol -1 )=4.361。1 g2 gmol-1 1 g12 gmol-1(3)由题意可知,1 cm 3钯粉可吸收 896 cm3的氢气,Pd 与 H 的物质的量之比为( 2)=10.8,故氢化物的化学式为 PdH0.8。1 cm310.64 gcm-3106.4 gmol-1 0.896 L22.4 Lmol-1答案 (1)C (2)4.361 (3)PdH 0.822(10 分)某化学兴趣小组要完成中和热的测定实验。10(1)实验桌上备有大小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 molL-1盐酸、0.55 molL -1 NaOH
23、溶液,实验尚缺少的玻璃仪器是 、 。 (2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒? (填“能”或“否”),其原因是 。 (3)他们记录的实验数据如下:溶液温度 中和热实验用品t1 t2a50 mL 0.55 molL-1 NaOH 溶液50 mL 0.5 molL-1 HCl 溶液20 23.3 b50 mL 0.55 molL-1 NaOH 溶液50 mL 0.5 molL-1 HCl 溶液20 23.5 H已知: Q=cm ,反应后溶液的比热容 c 为 4.18 kJ -1kg-1,各物质的密度均为 1 gcm- t3。计算上表中 H= 。 根据实验结果写出 NaOH 溶液与 HC
24、l 溶液反应的热化学方程式: 。 (4)若用 KOH 代替 NaOH,对测定结果 (填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替 HCl 做实验,对测定结果 (填“有”或“无”)影响。 解析 (1)中和热测定的关键是减少实验过程中的热量损失,需要的仪器中除题目中的仪器外,还要用量筒量取液体体积,用温度计测量液体的温度。(2)不可以,铜丝易传导热,会增加热量散失。(3)由题意知:a 中 t2-t1=23.3 -20 =3.3 。b 中 t2-t1=23.5 -20 =3.5 故 =3.4 。 t=3.3 +3.5 2由 Q=cm =4.18 kJ -1kg-10.1 kg3.4 =1.42 kJ,则 H
25、=- =- tQ0.025mol=-56.8 kJmol-1。1.42 kJ0.025mol11NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) H=-56.8 kJmol-1。(4)KOH、NaOH 都是强碱,对结果无影响。而用 CH3COOH 代替 HCl,由于 CH3COOH 为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。答案 (1)量筒 温度计(2)否 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大(3)-56.8 kJmol -1NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) H=-56.8 kJmol-1(4)无 有23(10 分)常温常压下 ,断裂 1 mol(
26、理想)气体分子中的化学键所吸收的能量或形成 1 mol(理想)气体分子中的化学键所放出的能量称为键能(单位为 kJmol-1)。下表是一些键能数据(kJmol -1):化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能CF 427 CCl 330 CI 218HH 436 S S 255 HS 339请完成下列问题。(1)由表中数据规律预测 CBr 键的键能范围: C Br 键能 (填写数值和单位)。 (2)热化学方程式 2H2(g)+S2(g) 2H2S(g) H=Q kJmol-1;则 Q= 。 (3)已知下列热化学方程式: O 2(g) (g)+e- H1= +1 175.7 kJmol-1O+2
27、PtF 6(g)+e- Pt (g) H2= -771.1 kJmol-1F-6 Pt (s) (g)+Pt (g) H3=+482.2 kJmol-1O+2 F-6 O+2 F-6则反应 O2(g)+ (g) Pt (s) H= kJmol-1。 O+2 F-6解析 (1)根据表中数据得规律:卤族元素 CX 键的键能由上到下依次减小,预测 CBr 键的键能范围:218 kJmol -1CBr 键键能330 kJmol -1;(2)根据化学反应的焓变等于反应物的键能之和减生成物的键能之和计算,注意各物质的结构和化学键的数目; H=2436 12kJmol-1+255 kJmol-1-4339
28、kJmol-1=-229 kJmol-1;(3)依据盖斯定律+-得到反应热化学方程式为 O2(g)+PtF6(g) Pt (s) H=-77.6 kJmol-1。O+2 F-6答案 (1)218 kJmol-1 330 kJmol -1(2)-229(3)PtF6 -77.624(10 分)2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示 ,已知 1 mol SO2(g)被氧化为 1 mol SO3(g)的 H=-99 kJmol-1。回答下列问题:(1)图中 A、 C 分别表示: 、 , E 的大小对该反应的反应热有无影响? 。 (2)图中 H= kJmol -1。 (
29、3)V2O5的催化循环机理可能为:V 2O5氧化 SO2时,自己被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式: 。 (4)已知单质硫的燃烧热为 296 kJmol-1,计算由 S(s)生成 3 mol SO3(g)的 H。(写出计算过程)。解析 (1)由 H=-99 kJmol-1可知,该反应为放热反应,则 A 应为反应物能量, C 应为生成物能量。 E 是反应所必经的一个过渡态,它只影响反应的难易程度,而整个反应过程中的反应热只与反应的始终态有关,故 E 的大小对该反应的反应热无影响。(2)由于 1 mol SO2被氧化为 1 mol SO3时放热 99 k
30、J,而图像中表示的是 2 mol SO2被氧化为 2 mol SO3时的能量变化,故 H=-198 kJmol-1。(3)根据元素守恒即可写出化学方程式。(4)S(s)+O2(g) SO2(g) H1=-296 kJmol-1,SO2(g)+ O2(g) SO3(g) H2=-99 12kJmol-1,3S(s)+ O2(g) 3SO3(g) H=( H1+ H2)3=-1 185 kJmol-1。92答案 (1)反应物能量 生成物能量 没有影响13(2)-198(3)SO2+V2O5 SO3+2VO2、4VO 2+O2 2V2O5(4)S(s)+O2(g) SO2(g) H1=-296 kJmol-1,SO2(g)+ O2(g) SO3(g) H2=-99 kJmol-1,123S(s)+ O2(g) 3SO3(g) H=( H1+ H2)3=-1 185 kJmol-192
