高中化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量練習(xí) 新人教版選修4

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第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 (時(shí)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(gè)正確選項(xiàng)) 1.2011年7月21日,世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在南非德班共同商討應(yīng)對(duì)氣候變化的道路——“拯救人類的最后機(jī)會(huì)”。要想節(jié)能減排下列屬最有希望的新能源是(　　) ①天然氣?、诿骸、凼汀、芩堋、萏柲堋、薜?zé)崮堋、唢L(fēng)能?、鄽淠? A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③④⑤⑥ D.除①②外 答案:B 2.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化: N2(g)和O2(g)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成鹽和水 解析:選項(xiàng)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(yīng)吸收能量為180 kJ。選項(xiàng)B,N2和O2的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。選項(xiàng)C,N2與O2在高壓放電時(shí)才能化合生成NO。選項(xiàng)D,NO不是酸性氧化物,不能與NaOH溶液反應(yīng)。 答案:B 3.據(jù)報(bào)道,科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)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(yīng),催化劑可以降低活化能。 答案:B 4.分析下表中的四個(gè)熱化學(xué)方程式,判斷氫氣和丙烷的燃燒熱分別是(　　) “嫦娥一號(hào)”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(yùn)會(huì)“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(shí)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(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)放熱,顯然C、D錯(cuò)誤,而A項(xiàng)放熱數(shù)值是錯(cuò)的,并且H2O未標(biāo)注狀態(tài)。1 g C8H18燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)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(xué)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(xué)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(shí),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(yīng)當(dāng)是(+8903) kJ=2 953 kJ。 答案:B 7.根據(jù)以下三個(gè)熱化學(xué)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),ΔH0(填“>”或“<”)。 (2)發(fā)射“天宮”一號(hào)的火箭使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧,這種推進(jìn)劑的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　。(請(qǐng)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(qǐng)寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:　。 解析:(1)化學(xué)反應(yīng)是舊鍵斷裂(吸熱)和新鍵生成(放熱)的過程。該反應(yīng)是吸熱還是放熱要看這兩個(gè)過程中能量變化的相對(duì)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?chǔ)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(shí)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(shí),反應(yīng)放出的熱量 ②放熱　< (2)相同質(zhì)量時(shí),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(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A,可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A:4HCl+O22Cl2+2H2O 已知:ⅰ反應(yīng)A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。 ⅱ (1)反應(yīng)A的熱化學(xué)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(qiáng)”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(yīng)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(xué)鍵越穩(wěn)定、越強(qiáng),所以水中的H—O鍵比氯化氫中H—Cl鍵強(qiáng)。 答案:(1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJmol-1　(2)32　強(qiáng) 11.(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 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(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　。 (2)H2S熱分解制氫時(shí),常向反應(yīng)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(jìn)一步反應(yīng),生成物在常溫下均非氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)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?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)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(xué)方程式和電極反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表的綜合題,是以化學(xué)知識(shí)具體運(yùn)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(yīng),需要提供能量;(3)在很高的溫度下,氫氣和氧氣會(huì)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(yīng)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(xué)興趣小組要完成中和熱的測(cè)定。 (1)實(shí)驗(yàn)桌上備有大、小兩個(gè)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(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃用品是　　　　、　　　　。 (2)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(jì)算完成上表。 ②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　。 (4)若用KOH代替NaOH,對(duì)測(cè)定結(jié)果　　　　(填“有”或“無”)影響;若用醋酸代替HCl做實(shí)驗(yàn),對(duì)測(cè)定結(jié)果　　　　(填“有”或“無”)影響。 解析:(1)中和熱測(cè)定的關(guān)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(cè)量液體的溫度,用溫度計(jì)。 (2)否,銅絲易傳導(dǎo)熱,會(huì)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(qiáng)堿,對(duì)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(duì)測(cè)定結(jié)果有影響。 答案:(1)量筒　溫度計(jì) (2)否　金屬易導(dǎo)熱,熱量散失多,導(dǎo)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