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

第一章 化學(xué)反應(yīng)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(lǐng)導(dǎo)人在南非德班共同商討應(yīng)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()天然氣煤石油水能太陽能地?zé)崮茱L(fēng)能氫能A.B.C.D.除外答案:B2.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)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時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 kJB.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NOD.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(yīng)。答案:B3.據(jù)報道,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:B4.分析下表中的四個熱化學(xué)方程式,判斷氫氣和丙烷的燃燒熱分別是()“嫦娥一號”發(fā)射火箭燃料液氫(H2)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-12H2(l)+O2(l)2H2O(g)H=-482.6 kJmol-1北京奧運會“祥云”火炬燃料丙烷(C3H8)C3H8(l)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=-2 013.8 kJmol-1C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 221.5 kJmol-1A.571.6 kJmol-1,2 221.5 kJmol-1B.241.3 kJmol-1,2 013.8 kJmol-1C.285.8 kJmol-1,2 013.8 kJmol-1D.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,由得H2的燃燒熱為285.8 kJmol-1,由知,C3H8的燃燒熱為2 221.5 kJmol-1,故選D。答案:D5.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)+9H2OH=-48.40 kJmol-1B.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJmol-1C.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=+5 518 kJmol-1D.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=+48.40 kJmol-1解析:因反應(yīng)放熱,顯然C、D錯誤,而A項放熱數(shù)值是錯的,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)H=-5 518 kJmol-1。答案:B6.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)H=-566 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-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 kJB.2 953 kJC.3 236 kJD.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:B7.根據(jù)以下三個熱化學(xué)方程式:2H2S(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。判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是()A.Q1>Q2>Q3B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1D.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:A8.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.H1=H2=H3=H4B.H1+H2=H3+H4C.H1+H2+H3=H4D.H1=H2+H3+H4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H1=H2+H3+H4。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:a、b、c分別代表什么意義?a;b;c。該反應(yīng)是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),H0(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)H=-285.8 kJmol-1H2(g)H2(l)H=-0.92 kJmol-1O2(g)O2(l)H=-6.84 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1請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H的數(shù)值,H=(-285.8+0.92+6.84+44) kJmol-1=-237.46 kJmol-1。答案:(1)1 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(yīng)放出的熱量放熱<(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)H=-237.46 kJmol-110.(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(yīng)A,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A:4HCl+O22Cl2+2H2O已知:反應(yīng)A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。(1)反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是。(2)斷開1 mol HO鍵與斷開1 mol HCl鍵所需能量相差約為 kJ,H2O中HO鍵比HCl中HCl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H=-115.6 kJmol-1;由H=-(生成物鍵能之和-反應(yīng)物鍵能之和)可得,E(HO)-E(HCl)= kJmol-1=31.9 kJmol-1,鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定、越強,所以水中的HO鍵比氯化氫中HCl鍵強。答案:(1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-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(lǐng)域的研究熱點。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJmol-12H2S(g)2H2(g)+S2(g)H=+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,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氣體的體積分數(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(yīng),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)H=+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t(yī)1t2H50 mL0.55 molL-1NaOH溶液50 mL0.5 molL-1HCl溶液20 23.3 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。計算完成上表。根據(jù)實驗結(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(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。測量液體的溫度,用溫度計。(2)否,銅絲易傳導(dǎo)熱,會增大熱量散失。(3)由題意知:中t2-t1=23.3 -20 =3.3 。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H=-=-=-56.8 kJmol-1NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-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(dǎo)熱,熱量散失多,導(dǎo)致誤差偏大(3)-56.8 kJmol-1NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-56.8 kJmol-1(4)無有