同步测试 第一章化学反应与能量 检测(人教选修4)1.doc

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同步测试 第一章化学反应与能量 检测(人教选修4)
(限时90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．下列变化为放热的化学反应的是(　　)
A．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ/mol
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋14.9 kJ/mol
C．形成化学键时共放出862 kJ能量的化学反应
D．能量变化如下图所示的化学反应

解析：A项不是化学反应；B项为吸热反应；C项，如破坏化学键时吸收的能量比862 kJ多，则反应为吸热反应；D项，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应。
答案：D
2．(2012·盐城中学高二期末)一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)如下表：
化合物
燃烧热
化合物
燃烧热
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
2­甲基丁烷
3 531.3
下列表达正确的是(　　)
A．热稳定性：正丁烷>异丁烷
B．乙烷燃烧的热化学方程式为
2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1 560.8 kJ/mol
C．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ/mol
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
解析：正丁烷和异丁烷燃烧都生成CO2和H2O，正丁烷燃烧热大，说明正丁烷的能量高，能量越低越稳定，所以异丁烷比正丁烷稳定，A错误；燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，B中ΔH与热化学方程式的化学计量数不成比例且生成的水应为液态，B错误；由题给信息可推知，正戊烷的燃烧热比2­甲基丁烷大，所以C正确。通过计算可得，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，所以D错误。
答案：C
3．下列关于反应热的说法正确的是(　　)
A．当ΔH为“－”时，表示该反应为吸热反应
B．已知C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝110.5 kJ·mol－1，
说明碳的燃烧热为110.5 kJ·mol－1
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
解析：当ΔH为“－”时，表示该反应为放热反应；碳的燃烧热为1 mol碳完全燃烧生成CO2(g)时对应的热量，而B项产物为CO(g)，不符合定义；反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关。
答案：D
4．(2012·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℃，101 kPa下的数据。
答案：A
5．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　　)
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．等量H2在O2中完全燃烧，生成H2O(g)与生成H2O(l)放出的能量相同
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
解析：放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；等量H2在O2中完全燃烧，生成H2O(g)比生成H2O(l)放出的能量少，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C选项正确；同一反应的ΔH不因反应条件的改变而改变，D选项错误。
答案：C
6．实验室进行中和热测定的实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是(　　)
A．0.50 mol·L－1盐酸，0.50 mol·L－1NaOH溶液，100 mL量筒1个
B．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1NaOH溶液，100 mL量筒2个
C．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1NaOH溶液，50 mL量筒1个
D．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1NaOH溶液，50 mL量筒2个
解析：为了减少热量散失，HCl和NaOH应有一方过量，取HCl和NaOH溶液不能用同一个量筒。
答案：D
7．我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔。下列关于地热能说法正确的是 (　　)
①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面
②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源
③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量
④与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面；地热能是来自地球内部的能量，不属于化石能源，是地球内部放射性元素衰变释放的能量；地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽，这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成温泉等。
答案：C
8．航天燃料从液态变为固态，是一项技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(　　)
A．Be＋O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
B．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)
ΔH＝＋564.3 kJ·mol－1
C．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)
ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
D．Be(s)＋O2(g)===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJ
解析：根据题意，1 mol Be完全燃烧放出的热量为62 700 kJ÷(1 000÷9) mol＝564.3 kJ·mol－1。根据热化学方程式的书写规则，必须标明反应物和生成物的状态，可知A错误；放出热量的反应，ΔH符号为“－”，B错误；ΔH的单位应该是“kJ·mol－1”，D错误。
答案：C
9．(2012·长郡检测)下列关于反应能量的说法正确的是(　　)
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)
ΔH＝－216 kJ·mol－1，
则反应物总能量大于生成物总能量
B．若一定条件下，A===B　ΔH<0，说明A物质比B物质稳定
C．101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，
含1 mol NaOH的溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
解析：ΔH<0，说明该反应为放热反应，A项正确；物质所具有的能量越低其稳定性越好，B物质更稳定，B错误；燃烧热是1 mol该物质燃烧放出的热量，C项错误；在稀溶液中的强酸与强碱的反应，才放出57.3 kJ热量，D项错误。
答案：A
10．已知反应：
①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论正确的是(　　)
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
解析：1 mol C不完全燃烧生成CO放出热量221 kJ÷2＝110.5 kJ，则1 mol C完全燃烧生成CO2放出热量大于110.5 kJ，即C的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1；反应①的反应热为－221 kJ·mol－1；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1；醋酸是弱酸，与NaOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量应小于57.3 kJ。
答案：A
11．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol。

现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶3 D．3∶2
解析：设混合物中有炭粉x mol，氢气y mol，
则x＋y＝0.2 mol　①，
393．5x＋241.8y＝63.53　②，
解①②组成的方程组得：x＝0.1 mol，y＝0.1 mol，
即两者的物质的量之比为1∶1。
答案：A
12．(2012·抚顺一中高二期中检测)充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q。完全吸收它生成的CO2气体生成正盐，需5 mol·L－1的NaOH溶液100 mL，则丁烷的燃烧热为
(　　)
A．16Q B．8Q
C．4Q D．2Q
解析：由C4H10～4CO2～8 NaOH得，
n(C4H10)＝×0.1 L×5 mol·L－1＝ mol，
所以丁烷的燃烧热为＝16Q kJ/mol。
答案：A
13．有关键能(破坏1 mol共价键吸收的能量)数据如表
化学键
Si—O
O===O
Si—Si
键能/kJ·mol－1
X
498.8
176
晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，则X的值为(已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键)(　　)
A．423.3 B．460
C．832 D．920
解析：反应热等于反应物键能总和减去生成物的键能总和，则：ΔH＝2×176＋498.8－4X＝－989.2 (kJ·mol－1)，X＝460 (kJ·mol－1)。
答案：B
14．(2012·抚顺六校模拟)在25℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、870.3 kJ/mol，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A．－488.3 kJ/mol B．＋488.3 kJ/mol
C．－191 kJ/mol D．＋191 kJ/mol
解析：由题意可知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ/mol　①
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol　②
CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－870.3 kJ/mol　③
①×2＋②×2－③即得：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)ΔH＝－488.3 kJ/mol。
答案：A
15．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3
下列说法正确的是(　　)
A．ΔH3＝＋0.33 kJ·mol－1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定
D．S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定
解析：由题意知，根据盖斯定律③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16 kJ·mol－1－(－296.83 kJ·mol－1)＝－0.33 kJ·mol－1，所以S(单斜，s)===S(正交，s)为放热反应，说明S(单斜，s)能量高，相对不稳定，S(正交，s)能量低，相对稳定，故选C。
答案：C
16．(2012·济源一中高二月考)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－Q2②
H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－Q3③
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112 L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为(　　)
A．4Q1＋0.5Q2 B．4Q1＋Q2＋10Q3
C．4Q1＋2Q2 D．4Q1＋0.5Q2＋9Q3
解析：③×2＋①得CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－(Q1＋2Q3)，③×2＋②得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－(Q2＋2Q3)。112 L混合气体中含甲烷、H2的物质的量分别为4 mol、1 mol，则该混合气体完全燃烧后恢复到常温放出的热量为：4×(Q1＋2Q3)＋(Q2＋2Q3)＝4Q1＋0.5Q2＋9Q3。
答案：D
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(8分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，
1 mol CH3OH燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出热量为32 g×＝725.76 kJ。
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)，生成2 mol NO2
吸收的热量为92 g×kJ＝67.8 kJ。
(3)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)，反应中转移20 e－，因此转移20NA个电子放出的热量为20NA×＝2 600 kJ。
答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76 kJ·mol－1
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(3)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
18．(8分)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ/mol，
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1 160 kJ/mol；
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为______kJ。
解析：将两热化学方程式相加得
2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1734 kJ/mol，
可以看出2×22.4 L CH4被氧化转移电子总数为16NA，放出热量1 734 kJ，故4.48 L转移电子总数为1.6NA，放出热量173.4 kJ。
答案：1.60NA(或1.6NA)　173.4
19．(8分)(2012·东北师大附中期中模拟)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图，然后回答问题：

(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)下列4个反应中，符合示意图描述的反应的是________(填代号)。
a．盐酸与NaOH反应
b．Na与H2O反应生成H2
c．铝热反应
d．灼热的碳与CO2反应
解析：(1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，ΔH＝(E2－E1)kJ/mol。
(2)由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热，而且该反应为放热反应，c正确。
答案：(1)放热　(E2－E1)kJ/mol
(2)c
20．(8分)(2010·北京高考改编)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。这两步的能量变化示意图如下：

(1)第二步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是___________________。
解析：(1)由题意知，NH第一步氧化为NO，第二步NO氧化为NO，第二步反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故第二步反应为放热反应。
(2)1 mol NH全部氧化成NO时，放出273 kJ的热量，则反应的热化学方程式为：NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJ/mol。
答案：(1)放热　ΔH＝－73 kJ/mol(或反应的总能量大于生成物的总能量)
(2)NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJ/mol
21．(10分)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，氧气不足时它们燃烧生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳， 反应中放出的热量如图所示。

(1)等量金刚石和石墨完全燃烧________(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式________________________________________________。
(2)在通常状况下，________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式__________________________________________。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该反应放出的热量为______________。
解析：(1)根据图示可知：C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.4 kJ/mol　①，C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol＋(－283.0 kJ/mol)＝－393.5 kJ/mol　②，所以等量金刚石和石墨燃烧时，金刚石放出热量多，石墨相对更加稳定。
(2)根据盖斯定律，②－①得C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ/mol。
(3)12 g石墨完全燃烧生成44 g CO2，不完全燃烧全生成CO质量为28 g，所以36 g气体必为CO2和CO的混合气，设CO、CO2的物质的量分别为x、y，
则
解得
所以放出热量为0.5 mol×110.5 kJ/mol＋0.5 mol×393.5 kJ/mol＝252.0 kJ。
答案：(1)金刚石
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ/mol
(2)石墨
C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9kJ/mol
(3)252.0 kJ
22．(10分)环境保护是目前人类面临的一项重大课题。为应对燃料使用造成的环境污染，科学家构想了利用太阳能促进燃料的循环使用，其构想可用下图表示：

其中主要的反应为：
①2CO22CO＋O2
②2H2O2H2＋O2
③2N2＋6H2O4NH3＋3O2
④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2
⑤________＋H2OCH4＋________。
请你填空：
(1)请你将反应⑤补充完整_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)过程Ⅱ中的ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)。
(3)下列对过程Ⅰ和Ⅱ的描述中正确的是________。
a．太阳能最终转化为化学能贮存于化学物质中
b．太阳能最终主要转化为热能
c．经过上述一个循环后放出O2
d．经过上述一个循环后不会产生新物质
(4)要实现上述循环，当前需要解决的关键问题是过程________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，此过程的设计可参考自然界中________作用。
解析：分析图示，其主要的反应均生成的是可燃物和氧气，结合质量守恒，可将反应⑤补充完整；过程Ⅱ是燃烧反应，均放热，故ΔH<0；综合两过程，其将化学能转化为热能使用，一个循环后没有新物质生成；当前需要解决的关键是过程Ⅰ。
答案：(1)CO2＋2H2OCH4＋2O2
(2)<　(3)bd　(4)Ⅰ　光合
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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