高三化学-15-化学反应与能量课时测试含解析.doc

1-5 化学反应与能量
（测试时间：45分钟 满分 100分）
姓名： 班级： 得分：

一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列有关反应热的说法正确的是（ ）
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．甲烷的标准燃烧热△H=﹣890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式为
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ•mol﹣1
C．已知常温常压下HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1，则有H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）△H=﹣114.6 kJ•mol﹣1
D．已知S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣Q1 kJ•mol﹣1，
S（g）+O2（g）=SO2（g）△H2=﹣Q2kJ•mol﹣1，则Q1＜Q2
【答案】D
【解析】A、很多的放热反应也需要在加热条件下进行，错误，不选A；B、燃烧热是指生成稳定的氧化物，水为液体时稳定，错误，不选B；C、硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，沉淀的溶解有热量的改变，所以不能使用中和热的数值，错误，不选C；D、固态硫的能量比气态硫的能量低，所以气态硫放热多，正确，选D。
2．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
A．已知C(石墨, s)=C(金刚石, s); ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH=-483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol-1
C．500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ•mol-1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量19.3kJ
D．H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH = -270kJ•mol-1，则相同条件下，2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和
【答案】D
【解析】A中反应是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，因此石墨稳定，A错误；B．氢气的燃烧热是值1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，单位是kJ/mol，气态水不是稳定氧化物，2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=-483.6kJ•mol-1，则燃烧热＞483.6kJ•mol-1/2=241.8kJ•mol-1，B错误；C．合成氨是可逆反应，1.5molH2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成，放出的热量应小于19.3kJ，C错误；D．此反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，D正确；答案为D。
3．一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5mol/L的KOH溶液100ml，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式：C4H10（g）+13/2 O2（g）→4CO2（g）+5H2O（g）的△H为（　　）
A．+2590.4kJ/mol B．-2590.4kJ/mol C．+1295.2kJ/mol D．-1295.2kJ/mol
【答案】B
【解析】KOH的物质的量为n（KOH）=c×V=0.1L×5mol/L=0.5mol，2KOH+CO2═K2CO3+H2O，
根据钾离子守恒，故n（K2CO3）=0.5mol×1/2=0.25mol，根据碳元素守恒由n（CO2）=n（K2CO3）=0.25mol，C4H10+13/2O24CO2+5H2O，根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量为n（C4H10）=0.25mol×1/4=1/16mol，即1/16mol丁烷放出的热量大小为161.9kJ，故1mol丁烷完全燃烧放出的热量为161.9kJ×16=2590.4KJ，则此条件下反应热化学方程式为：C4H10（g）+13/2O2（g）═4CO2（g）+5H2O（g）△H=-2590.4 kJ•mol-1，答案为B。
4．下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ•mol-1，则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol-1
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H>0，则金刚石比石墨稳定
C．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H2O △H=-57.4kJ•mol-1
D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) △H2 则△H1<△H2
【答案】D
【解析】A．表示氢气燃烧热时产物中的水为液态，故A错误； B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H>0，则石墨能量低稳定，故B错误；C．含20.0g即0.5mol的NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH(ag)+HCl(ag)=NaCl(ag)+H2O △H=-57.4kJ•mol-1，没有标明状态，故C错误； D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) △H2 ，完全反应放出的能量高，故△H1<△H2，故D正确；答案为D。
5．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH ＝＋49.0 kJ/mol
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ/mol
根据上述反应，下列说法正确的是（ ）
A．右图表示反应①中的能量变化
B．可推知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) DΔH＝－483.8 kJ/mol
C．1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJ
D．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
【答案】B
【解析】A、图中反应物总能量高于生成物总能量，表示的是放热反应，而反应①是吸热反应，错误；B、依据盖斯定律②-①得到H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-241.9 kJ/mol；所以2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.8 kJ/mol；正确；C、反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变-192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ；错误；D、CH3OH转变成H2的过程按照反应①是吸热反应，按照②反应是放热反应，所以不一定要吸收能量，错误；
6．最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示，已知断裂1molN—N键吸收167kJ热量，生成1molN≡N键放出942kJ热量。根据以上信息和数据，则1molN4(g)生成N2(g)的ΔH为（ ）
A． -882kJ/mol B．+441kJ/mol C．+882kJ/mol D．-441kJ/mol
【答案】A
【解析】由题意知，N≡N的键能为942kJ/mol，N-N键的键能为167kJ/mol，1molN4生成N2(g)的反应为：N4(g)=2N2(g)，反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，所以反应热△H=6×167kJ/mol -2×942kJ/mol= -882kJ/mol，答案选A。
7．根据碘与氢气反应的热化学方程式（碘为气态或固态），下列判断正确的是 （ ）
(ⅰ) I2(g)＋H2(g) 2HI(g)＋9.48 kJ (ⅱ) I2(g)＋H2(g) 2HI(g)－26.48 kJ
A．ⅰ中碘为气态，ⅱ中碘为固态
B．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定
C．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，反应放热9.48 kJ
D．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
【答案】A
【解析】A由于产物的能量相同，是放热反应，ⅱ是吸热反应，说明反应物含有的ⅰ中的高。因此ⅰ中碘为气态，ⅱ中碘为固态，正确；B．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。由于反应(ⅰ)的产物与反应(ⅱ)的产物状态相同，因此稳定性相同，错误；C．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，发生反应，由于该反应是可逆反应，物质不能完全转化，所以放热小于9.48 kJ ，错误；D．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差26.48 kJ +9.48 kJ =35.96 kJ，错误。
8．已知：①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O (g) △H1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)＝2Fe(s)＋3H2O (g) △H2
③2Fe(s)＋3/2O2(g)＝Fe2O3(s) △H3
④2Al(s)＋3/2O2(g)＝Al2O3(s) △H4
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)＝Al2O3(s)＋2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是 （ ）
A．△H1＜0，△H3＞0 B．△H5＜0，△H4＜△H3
C．△H1＝△H2＋△H3 D．△H3＝△H4＋△H5
【答案】B
【解析】A、反应2Fe(s)＋3/2O2(g)＝Fe2O3(s)为放热反应，△H3＜0，错误；B、反应2Al(s)＋Fe2O3(s)＝Al2O3(s)＋2Fe(s)为放热反应，△H5＜0，铝比铁活泼，具有的能量高，等量的铝与氧气反应放出的热量比等量的铁多，△H4＜△H3，正确；C、根据盖斯定律：①=（②+③）×2/3，△H1＝（△H2＋△H3）×2/3，错误；根据盖斯定律：③=④—⑤，△H3＝△H4—△H5，错误。
9．化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 （ ）

A．该反应是吸热反应
B．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
C．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量
【答案】B
【解析】A、由能量变化图可知生成物AB具有的能量低于反应物具有的能量，该反应是放热反应，A错误；B、断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量，B正确；C、2 mol AB的总能量低于1 mol A2和1 mol B2的总能量，C错误；D、断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键需吸收x kJ的能量，D错误；答案选B。
10．已知：
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 ①
2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452 kJ·m ol－1 ②
H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 下列说法正确的是（ ）
A．H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·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＝－57.3 kJ·mol－1
D．3H2(g)＋CO2(g)＝ CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋135.9 kJ·mol－1
【答案】B
【解析】由题意可知H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol－1，C项有沉淀生成，△H不等于-57.3 kJ·mol－1，由盖斯定律得D项方程式可由（①×3－②）/2, △H为-131.4 kJ·mol－1。

二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．（15分）参考下列图表和有关要求回答问题：

（1）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种原理是CH3OH(g)和H2O(g)反应生成CO2和H2。右图是该过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，正反应活化能 a的变化是_____ （填“增大”、“减小”、“不变”），反应热△H的变化是_____（填“增大”、“减小”、“不变”）。请写反应进程出CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式_____。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的另一种反应原理是：
CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=c kJ/mol
又知H2O(g)H2O(l) △H=d kJ/mol。
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_____。
【答案】（1）减小；不变；CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol
（2）2CH3OH(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) △H＝－（4a－4b－6c－4d）kJ/mol
【解析】（1）催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，即a减小，但催化剂不能改变活化能，即反应热△H不变。根据图像可知反应热＝akJ/mol－bkJ/mol，所以CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式为CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol。
（2）已知：①CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=c kJ/mol，②H2O(g)H2O(l) △H=d kJ/mol，③CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol，则根据盖斯定律可知①×6＋②×4－③×4即可得到甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为2CH3OH(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) △H＝－（4a－4b－6c－4d）kJ/mol。
12．（15分）化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可分为许多种，如标准燃烧热和中和反应反应热等。
（1）下列ΔH表示物质标准燃烧热的是________；表示中和反应反应热的是________。(填“ΔH1”、“ΔH2”、“ΔH3”等)
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1
B．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2=-Q1kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4=-Q2kJ·mol－1
E．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH5
（2）2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_________________。
（3）根据题（1）中B、D判断1 molCO(g)完全燃烧的ΔH= 。
（4）反应E的ΔH6可以用如图所示的装置进行测量。实验中直接测定的数据是 ；

从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_____________；大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和反应的反应热的数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
（1）ΔH4（2分） ΔH5（2分）
（2）2C2H2（g）+5O2=4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH2=-2589.6kJ·mol－1 （3分）
（3）ΔH=（Q1-Q2）kJ·mol－1 （2分）
（4）温度（2分） 环形玻璃搅拌棒（2分） 偏小（2分）
【解析】（1）A、2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1中氢气的物质的量不是1mol，所以△H1不能表示燃烧热，故A错误；B、C（s）+O2（g）═CO（g）△H2=-Q1kJ•mol-1，生成产物不是最稳定氧化物，所以△H2不能表示燃烧热，故B错误；C、CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3，生成水为气体，不是最稳定氧化物，所以△H3不能表示燃烧热，故C错误；D、C（s）+O2（g）═CO2（g）△H4=-Q2kJ•mol-1，碳的物质的量为1mol生成物二氧化碳为稳定氧化物，所以△H5能表示燃烧热，故D正确；E、NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H5，符合中和热定义，△H5能表示中和反应反应热，故E正确；故答案为：△H4；△H5；
（2）C2H2气体完全燃烧反应的化学方程式为：2C2H2+5O24CO2+2H2O，2.00g C2H2气体n（C2H2）==mol，放出99.6kJ的热量，则1molC2H2燃烧放出的热量为：99.6kJ×13=1294.8KJ，则热化学方程式为：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2589.6kJ•mol-1；故答案为：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2589.6kJ•mol-1；
（3）依据盖斯定律D-B的CO（g）+O2（g）=CO2（g），所有反应的焓变为△H=（Q1-Q2）kJ•mol-1；故答案为：（Q1-Q2）kJ•mol-1；
（4）反应E的△H6可以用如图所示的装置进行测量，实验中直接测定的数据是温度；量热计应带环形玻璃搅拌棒；大烧杯上如不盖硬纸板，导致热量损失，所有求得的中和反应的反应热的数值偏小；故答案为：温度；环形玻璃搅拌棒；偏小。
13．（8分）常温常压下，断裂1 mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1 mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ·mol－1) 请根据下表一些键能数据完成下列问题。
化学键
键能
化学键
键能
化学键
键能
C－F
427
C－Cl
330
C－I
218
H－H
436
S＝S
255
H－S
339
（1）由表中数据规律预测C－Br键的键能范围：________<C－Br键能<________(填写数值和单位)。
（2）已知下列热化学方程式：
O2 (g) = O2+(g)＋e－ ΔH1＝ ＋1 175.7 kJ/mol
PtF6(g)＋e－= PtF6-(g) ΔH2＝ —771.1 kJ/mol
O2+PtF6-(s) = O2+(g)＋PtF6-(g) ΔH3＝ ＋482.2 kJ/mol
则反应O2(g) ＋________(g)=O2+PtF6-(s) ΔH＝________kJ·mol－1。
【答案】（每空2分，共8分）
（1） 218 kJ·mol－1＜C—Br键能＜330 kJ·mol－1
（2） PtF6 －77.6
【解析】（1）根据表中数据可得规律：卤族元素C—X键的键能由上到下依次减小，预测C—Br键的键能范围：218 kJ·mol－1＜C—Br键能＜330 kJ·mol－1；
（2） 依据盖斯定律①－②－③得到，反应热化学方程式为：O2(g)＋PtF6(g)===O2+PtF6-(s)的ΔH＝－77.6 kJ·mol－1。
14．（12分）按要求写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_________________________.
（2）25℃、101 kPa条件下充分燃烧1kg丁烷生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104 kJ，写出表示丁烷燃烧热化学方程式________________
（3）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)═2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)═CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③H2(g)＋O2(g)═H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式__________________
（4）已知：C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g) △H1＝Q1kJ·mol－1
2CO2(g)＋H2 (g)＝C2H2(g)＋2O2(g) △H2＝Q2kJ·mol－1。
写出由C(s，石墨)和H2(g)生成C2H2(g)的热化学方程式:________________
【答案】（每空3分，共12分）
（1）H2SO4(aq)＋NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol‾1
（2）C4H10(g)＋O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2900 kJ•mol‾1
（3）2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ•mol‾1
（4） 2C(石墨, s) + H2(g) ═ C2H2(g) ΔH＝(2Q1+Q2) kJ•mol‾1
【解析】（1）中和热是生成1molH2O时放出的热量，即H2SO4(aq)＋NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol；（2）利用△H与系数的关系，燃烧1kg丁烷，产生的热量，得出燃烧1mol丁烷放出的热量为2900kJ，即C4H10(g)＋O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2900 kJ/mol；（3）2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)，因此有②×2＋③×2－①得出：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l) △H=－488.3kJ·mol－1；（4）2C(s，石墨)＋H2(g)=C2H2(g)，C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ①，2CO2(g)＋H2 (g)＝C2H2(g)＋2O2(g) ②，①×2＋2得出：(石墨, s) + H2(g) ═ C2H2(g) ΔH＝(2Q1+Q2) kJ/mol。