高中化學 第一章 化學反應與能量練習 新人教版選修4

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第一章 化學反應與能量 (時間:60分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個正確選項) 1.2011年7月21日,世界各國領導人在南非德班共同商討應對氣候變化的道路——“拯救人類的最后機會”。要想節(jié)能減排下列屬最有希望的新能源是(　　) ①天然氣　②煤?、凼汀、芩堋、萏柲堋、薜責崮堋、唢L能?、鄽淠? A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③④⑤⑥ D.除①②外 答案:B 2.化學反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化: N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化 下列說法中正確的是(　　) A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反應放出的能量為180 kJ B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的總能量小于2 mol NO(g)具有的總能量 C.通常情況下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO D.NO是一種酸性氧化物,能與NaOH溶液反應生成鹽和水 解析:選項A,根據(jù)圖示可以看出拆開1 mol N2和1 mol O2需要吸收的能量分別為946 kJ和498 kJ,生成2 mol NO(g)放出的能量=2 mol632 kJmol-1=1 264 kJ。故反應吸收能量為180 kJ。選項B,N2和O2的反應是吸熱反應,反應物的總能量小于生成物的總能量。選項C,N2與O2在高壓放電時才能化合生成NO。選項D,NO不是酸性氧化物,不能與NaOH溶液反應。 答案:B 3.據(jù)報道,科學家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關水分解過程的能量變化示意圖正確的是(　　) 解析:分解水屬于吸熱反應,催化劑可以降低活化能。 答案:B 4.分析下表中的四個熱化學方程式,判斷氫氣和丙烷的燃燒熱分別是(　　) “嫦娥一號”發(fā)射火箭燃料 液氫(H2) ①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJmol-1②2H2(l)+O2(l)2H2O(g)　ΔH=-482.6 kJmol-1 北京奧運會“祥云”火炬燃料 丙烷(C3H8) ③C3H8(l)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 013.8 kJmol-1④C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 221.5 kJmol-1 A.571.6 kJmol-1,2 221.5 kJmol-1 B.241.3 kJmol-1,2 013.8 kJmol-1 C.285.8 kJmol-1,2 013.8 kJmol-1 D.285.8 kJmol-1,2 221.5 kJmol-1 解析:燃燒熱是指1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量,由①②得H2的燃燒熱為285.8 kJmol-1,由③④知,C3H8的燃燒熱為2 221.5 kJmol-1,故選D。 答案:D 5.已知在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出48.40 kJ熱量,表示上述反應的熱化學方程式正確的是(　　) A.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O　ΔH=-48.40 kJmol-1 B.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 518 kJmol-1 C.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=+5 518 kJmol-1 D.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=+48.40 kJmol-1 解析:因反應放熱,顯然C、D錯誤,而A項放熱數(shù)值是錯的,并且H2O未標注狀態(tài)。1 g C8H18燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40 kJ熱量,即1 mol C8H18燃燒放出5 518 kJ熱量,因此熱化學方程式可表示為C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 518 kJmol-1。 答案:B 6.在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學方程式分別為: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJmol-1 由1 mol CO和3 mol CH4組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為(　　) A.2 912 kJ B.2 953 kJ C.3 236 kJ D.3 867 kJ 解析:1 mol CO完全燃燒放出的熱量是 kJ,3 mol CH4完全燃燒放出的熱量是890 kJ3,釋放的總熱量應當是(+8903) kJ=2 953 kJ。 答案:B 7.根據(jù)以下三個熱化學方程式:2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q1 kJmol-1;2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)　ΔH=-Q2 kJmol-1;2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)　ΔH=-Q3 kJmol-1。 判斷Q1、Q2、Q3三者關系正確的是(　　) A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2 C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3 解析:S(s)+O2(g)SO2(g)放熱,Q1>Q2;H2O(g)H2O(l)放熱,Q2>Q3。 答案:A 8.根據(jù)蓋斯定律判斷如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中正確的是(　　) A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4 C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 解析:從A轉(zhuǎn)變?yōu)镈有兩條途徑:一是由A直接得到D;二是由A生成B,再轉(zhuǎn)變?yōu)镃,最后得到D。根據(jù)蓋斯定律,這兩條途徑的能量變化應相同,即有ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。 答案:D 二、非選擇題(本題共4小題,共52分) 9.(13分)(1)已知:H2(g)+O2(g)H2O(g),反應過程中能量變化如圖所示,則: ①a、b、c分別代表什么意義? a　; b　; c　。 ②該反應是反應(填“吸熱”或“放熱”),ΔH0(填“>”或“<”)。 (2)發(fā)射“天宮”一號的火箭使用的推進劑是液氫和液氧,這種推進劑的優(yōu)點是　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　。(請寫兩條) (3)已知:H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJmol-1 H2(g)H2(l)　ΔH=-0.92 kJmol-1 O2(g)O2(l)　ΔH=-6.84 kJmol-1 H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJmol-1 請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學方程式:　。 解析:(1)化學反應是舊鍵斷裂(吸熱)和新鍵生成(放熱)的過程。該反應是吸熱還是放熱要看這兩個過程中能量變化的相對大小。 (3)根據(jù)題中所給數(shù)據(jù),可求出H2(l)+O2(l)H2O(g)的焓變ΔH的數(shù)值,ΔH=(-285.8+0.92+6.84+44) kJmol-1=-237.46 kJmol-1。 答案:(1)①1 mol H2分裂為H、0.5 mol O2分裂為O時吸收的熱量　H、O結(jié)合生成1 mol H2O(g)放出的熱量　1 mol H2和0.5 mol O2生成1 mol H2O(g)時,反應放出的熱量 ②放熱　< (2)相同質(zhì)量時,氫氣放出的熱量多　產(chǎn)物為水,無污染(其他合理答案均可) (3)H2(l)+O2(l)H2O(g)　ΔH=-237.46 kJmol-1 10.(2012北京理綜,26節(jié)選)(9分)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應A,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應A:4HCl+O22Cl2+2H2O 已知:ⅰ反應A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。 ⅱ (1)反應A的熱化學方程式是　。 (2)斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為　　　　 kJ,H2O中H—O鍵比HCl中H—Cl鍵(填“強”或“弱”)　　　　。 解析:由題給條件可知,4 mol HCl被氧化,放出熱量為115.6 kJ,可知ΔH=-115.6 kJmol-1;由ΔH=-(生成物鍵能之和-反應物鍵能之和)可得,E(H—O)-E(H—Cl)= kJmol-1=31.9 kJmol-1,鍵能越大,化學鍵越穩(wěn)定、越強,所以水中的H—O鍵比氯化氫中H—Cl鍵強。 答案:(1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJmol-1　(2)32　強 11.(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。 已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.2 kJmol-1 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247.4 kJmol-1 2H2S(g)2H2(g)+S2(g)　ΔH=+169.8 kJmol-1 (1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為　　　　　　　　。 (2)H2S熱分解制氫時,常向反應器中通入一定比例空氣,使部分H2S燃燒,其目的是　　　　　　　　　　;燃燒生成的SO2與H2S進一步反應,生成物在常溫下均非氣體,寫出該反應的化學方程式:　　　　　　　　。 (3)H2O的熱分解也可得到H2,高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數(shù)與溫度的關系如下圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是　　　　　　　。 解析:本題以新能源為背景涉及元素化合物性質(zhì)、熱化學方程式和電極反應方程式的書寫、讀圖讀表的綜合題,是以化學知識具體運用的典型試題。 (1)利用蓋斯定律即可得出;(2)H2S熱分解制氫屬于吸熱反應,需要提供能量;(3)在很高的溫度下,氫氣和氧氣會分解生成氫原子和氧原子。 答案:(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165.0 kJmol-1 (2)為H2S熱分解反應提供能量 2H2S+SO22H2O+3S(或4H2S+2SO24H2O+3S2) (3)H、O(或氫原子、氧原子) 12.(16分)某化學興趣小組要完成中和熱的測定。 (1)實驗桌上備有大、小兩個燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌棒、0.5 molL-1鹽酸、0.55 molL-1NaOH溶液,實驗尚缺少的玻璃用品是　　　　、　　　　。 (2)實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?　　　　(填“能”或“否”),其原因是　。 (3)他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下: 實驗用品 溶液溫度 中和熱 t1 t2 ΔH ① 50 mL0.55 molL-1NaOH溶液 50 mL0.5 molL-1HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃ ② 50 mL0.55 molL-1NaOH溶液 50 mL0.5 molL-1HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃ 已知:Q=cm(t2-t1),反應后溶液的比熱容c為4.18 kJ℃-1kg-1,各物質(zhì)的密度均為1 gcm-3。 ①計算完成上表。 ②根據(jù)實驗結(jié)果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學方程式:　。 (4)若用KOH代替NaOH,對測定結(jié)果　　　　(填“有”或“無”)影響;若用醋酸代替HCl做實驗,對測定結(jié)果　　　　(填“有”或“無”)影響。 解析:(1)中和熱測定的關鍵是減少熱量損失,需要的儀器中除題目中的儀器外,還要量取液體體積,用量筒。測量液體的溫度,用溫度計。 (2)否,銅絲易傳導熱,會增大熱量散失。 (3)①由題意知:①中t2-t1=23.3 ℃-20 ℃=3.3 ℃。 ②中t2-t1=23.5 ℃-20 ℃=3.5 ℃ 故=3.4 ℃。 由Q=cm(t2-t1)=4.18 kJ℃-1kg-10.1 kg3.4 ℃=1.42 kJ 則ΔH=-=-=-56.8 kJmol-1 ②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8 kJmol-1 (4)KOH、NaOH都是強堿,對結(jié)果無影響。而用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH為弱酸,電離需吸熱,故對測定結(jié)果有影響。 答案:(1)量筒　溫度計 (2)否　金屬易導熱,熱量散失多,導致誤差偏大 (3)①-56.8 kJmol-1 ②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8 kJmol-1 (4)無　有