高三化學 1_5 化學反應與能量課時測試（含解析）

1-5 化學反應與能量（測試時間：45分鐘 滿分 100分）姓名： 班級： 得分： 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1下列有關反應熱的說法正確的是（ ） A在化學反應過程中，吸熱反應需不斷從外界獲得能量，放熱反應不需從外界獲得能量 B甲烷的標準燃燒熱H=890kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學方程式為 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=890kJmol1 C已知常溫常壓下HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）H=57.3 kJmol1，則有H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）H=114.6 kJmol1 D已知S（s）+O2（g）=SO2（g）H1=Q1 kJmol1，S（g）+O2（g）=SO2（g）H2=Q2kJmol1，則Q1Q2【答案】D【解析】A、很多的放熱反應也需要在加熱條件下進行，錯誤，不選A；B、燃燒熱是指生成穩(wěn)定的氧化物，水為液體時穩(wěn)定，錯誤，不選B；C、硫酸和氫氧化鋇反應生成硫酸鋇沉淀和水，沉淀的溶解有熱量的改變，所以不能使用中和熱的數(shù)值，錯誤，不選C；D、固態(tài)硫的能量比氣態(tài)硫的能量低，所以氣態(tài)硫放熱多，正確，選D。2下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是（ ）A已知C(石墨, s)=C(金剛石, s); H>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定B2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=-483.6kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為241.8kJmol-1C500、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6kJmol-1；將1.5molH2和過量的N2在此條件下充分反應，放出熱量19.3kJDH2(g)+F2(g)=2HF(g) H = -270kJmol-1，則相同條件下，2molHF氣體的能量小于1mol氫氣和1mol氟氣的能量之和【答案】D【解析】A中反應是吸熱反應，說明石墨的總能量低于金剛石的總能量，因此石墨穩(wěn)定，A錯誤；B氫氣的燃燒熱是值1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量，單位是kJ/mol，氣態(tài)水不是穩(wěn)定氧化物，2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H=-483.6kJmol-1，則燃燒熱483.6kJmol-1/2=241.8kJmol-1，B錯誤；C合成氨是可逆反應，1.5molH2在氮氣過量的情況下也不可能全部轉(zhuǎn)化為生成，放出的熱量應小于19.3kJ，C錯誤；D此反應是放熱反應，說明反應物的總能量大于生成物的總能量，D正確；答案為D。3一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷放出熱量161.9kJ，經(jīng)測定完全吸收生成的CO2需消耗5mol/L的KOH溶液100ml，恰好生成正鹽，則此條件下熱化學方程式：C4H10（g）+13/2 O2（g）4CO2（g）+5H2O（g）的H為（）A+2590.4kJ/mol B-2590.4kJ/mol C+1295.2kJ/mol D-1295.2kJ/mol 【答案】B【解析】KOH的物質(zhì)的量為n（KOH）=cV=0.1L5mol/L=0.5mol，2KOH+CO2K2CO3+H2O，根據(jù)鉀離子守恒，故n（K2CO3）=0.5mol1/2=0.25mol，根據(jù)碳元素守恒由n（CO2）=n（K2CO3）=0.25mol，C4H10+13/2O24CO2+5H2O，根據(jù)碳元素守恒可知，丁烷的物質(zhì)的量為n（C4H10）=0.25mol1/4=1/16mol，即1/16mol丁烷放出的熱量大小為161.9kJ，故1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為161.9kJ16=2590.4KJ，則此條件下反應熱化學方程式為：C4H10（g）+13/2O2（g）4CO2（g）+5H2O（g）H=-2590.4kJmol-1，答案為B。4下列有關熱化學方程式的敘述正確的是（ ）A2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJmol-1B已知C(石墨，s)=C(金剛石，s) H>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則該反應中和熱的熱化學方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O H=-57.4kJmol-1D已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) H2 則H1<H2 【答案】D【解析】A表示氫氣燃燒熱時產(chǎn)物中的水為液態(tài)，故A錯誤； B已知C(石墨，s)=C(金剛石，s) H>0，則石墨能量低穩(wěn)定，故B錯誤；C含20.0g即0.5mol的NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則該反應中和熱的熱化學方程式為：NaOH(ag)+HCl(ag)=NaCl(ag)+H2O H=-57.4kJmol-1，沒有標明狀態(tài)，故C錯誤； D已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) H2 ，完全反應放出的能量高，故H1<H2，故D正確；答案為D。5甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H 49.0 kJ/molCH3OH(g)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g) H192.9 kJ/mol根據(jù)上述反應，下列說法正確的是（ ） A右圖表示反應中的能量變化 B可推知2H2(g)O2(g)2H2O(g) DH483.8 kJ/mol C1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量為192.9 kJ DCH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量【答案】B【解析】A、圖中反應物總能量高于生成物總能量，表示的是放熱反應，而反應是吸熱反應，錯誤；B、依據(jù)蓋斯定律-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；正確；C、反應甲醇反應生成二氧化碳和氫氣的焓變-192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃燒生成二氧化碳和水放出的熱量大于192.9 kJ；錯誤；D、CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程按照反應是吸熱反應，按照反應是放熱反應，所以不一定要吸收能量，錯誤；6最近意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示，已知斷裂1molNN鍵吸收167kJ熱量，生成1molNN鍵放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，則1molN4(g)生成N2(g)的H為（ ）A -882kJ/mol B+441kJ/mol C+882kJ/mol D-441kJ/mol【答案】A【解析】由題意知，NN的鍵能為942kJ/mol，N-N鍵的鍵能為167kJ/mol，1molN4生成N2(g)的反應為：N4(g)=2N2(g)，反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，所以反應熱H=6167kJ/mol -2942kJ/mol= -882kJ/mol，答案選A。7根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式（碘為氣態(tài)或固態(tài)），下列判斷正確的是 （ ） () I2(g)H2(g) 2HI(g)9.48 kJ () I2(g)H2(g) 2HI(g)26.48 kJA中碘為氣態(tài)，中碘為固態(tài)B反應()的產(chǎn)物比反應()的產(chǎn)物穩(wěn)定C1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，反應放熱9.48 kJ D1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ【答案】A【解析】A由于產(chǎn)物的能量相同，是放熱反應，是吸熱反應，說明反應物含有的中的高。因此中碘為氣態(tài)，中碘為固態(tài)，正確；B物質(zhì)含有的能量越低，物質(zhì)的穩(wěn)定性就越強。由于反應()的產(chǎn)物與反應()的產(chǎn)物狀態(tài)相同，因此穩(wěn)定性相同，錯誤；C1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，發(fā)生反應，由于該反應是可逆反應，物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化，所以放熱小于9.48 kJ ，錯誤；D1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差26.48 kJ +9.48 kJ =35.96 kJ，錯誤。8已知：2H2(g)O2(g)2H2O (g) H13H2(g)Fe2O3(s)2Fe(s)3H2O (g) H22Fe(s)3/2O2(g)Fe2O3(s) H32Al(s)3/2O2(g)Al2O3(s) H42Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s) H5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是 （ ）AH10，H30 BH50，H4H3CH1H2H3 DH3H4H5【答案】B【解析】A、反應2Fe(s)3/2O2(g)Fe2O3(s)為放熱反應，H30，錯誤；B、反應2Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s)為放熱反應，H50，鋁比鐵活潑，具有的能量高，等量的鋁與氧氣反應放出的熱量比等量的鐵多，H4H3，正確；C、根據(jù)蓋斯定律：=（+）2/3，H1（H2H3）2/3，錯誤；根據(jù)蓋斯定律：=，H3H4H5，錯誤。9化學反應A2B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是 （ ） A該反應是吸熱反應B斷裂2 mol AB鍵需要吸收y kJ的能量C2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量D斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵能放出x kJ的能量【答案】B【解析】A、由能量變化圖可知生成物AB具有的能量低于反應物具有的能量，該反應是放熱反應，A錯誤；B、斷裂2 mol AB鍵需要吸收y kJ的能量，B正確；C、2 mol AB的總能量低于1 mol A2和1 mol B2的總能量，C錯誤；D、斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵需吸收x kJ的能量，D錯誤；答案選B。10已知：2H2(g)O2(g)2H2O(l) H571.6 kJmol1 2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJm ol1 H(aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1 下列說法正確的是（ ）AH2(g)的燃燒熱為571.6 kJmol1B同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多CH2SO4(aq)Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)H2O(l)H57.3 kJmol1D3H2(g)CO2(g) CH3OH(l)H2O(l)H135.9 kJmol1【答案】B【解析】由題意可知H2(g)的燃燒熱為285.8kJmol1，C項有沉淀生成，H不等于-57.3 kJmol1，由蓋斯定律得D項方程式可由（3）/2, H為-131.4 kJmol1。二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11（15分）參考下列圖表和有關要求回答問題：（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種原理是CH3OH(g)和H2O(g)反應生成CO2和H2。右圖是該過程中能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，正反應活化能 a的變化是_ （填“增大”、“減小”、“不變”），反應熱H的變化是_（填“增大”、“減小”、“不變”）。請寫反應進程出CH3OH(g)和H2O(g)反應的熱化學方程式_。（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的另一種反應原理是：CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) H=c kJ/mol又知H2O(g)H2O(l) H=d kJ/mol。則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為_?！敬鸢浮浚?）減??；不變；CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol（2）2CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(g) H（4a4b6c4d）kJ/mol【解析】（1）催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，即a減小，但催化劑不能改變活化能，即反應熱H不變。根據(jù)圖像可知反應熱akJ/molbkJ/mol，所以CH3OH(g)和H2O(g)反應的熱化學方程式為CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol。（2）已知：CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) H=c kJ/mol，H2O(g)H2O(l) H=d kJ/mol，CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知644即可得到甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為2CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(g) H（4a4b6c4d）kJ/mol。12（15分）化學反應過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱量的形式表現(xiàn)出來，叫做反應熱。由于反應的情況不同，反應熱可分為許多種，如標準燃燒熱和中和反應反應熱等。（1）下列H表示物質(zhì)標準燃燒熱的是_；表示中和反應反應熱的是_。(填“H1”、“H2”、“H3”等)A2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H1BC(s)O2(g)=CO(g) H2=-Q1kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H3DC(s)O2(g)=CO2(g) H4=-Q2kJmol1ENaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H5（2）2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出99.6 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：_。（3）根據(jù)題（1）中B、D判斷1 molCO(g)完全燃燒的H= 。（4）反應E的H6可以用如圖所示的裝置進行測量。實驗中直接測定的數(shù)據(jù)是 ；從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_；大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和反應的反應熱的數(shù)值_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。【答案】（1）H4（2分） H5（2分）（2）2C2H2（g）+5O2=4CO2(g)+2H2O(l)；H2=-2589.6kJmol1 （3分）（3）H=（Q1-Q2）kJmol1 （2分）（4）溫度（2分） 環(huán)形玻璃攪拌棒（2分） 偏?。?分）【解析】（1）A、2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H1中氫氣的物質(zhì)的量不是1mol，所以H1不能表示燃燒熱，故A錯誤；B、C（s）+O2（g）CO（g）H2=-Q1kJmol-1，生成產(chǎn)物不是最穩(wěn)定氧化物，所以H2不能表示燃燒熱，故B錯誤；C、CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（g）H3，生成水為氣體，不是最穩(wěn)定氧化物，所以H3不能表示燃燒熱，故C錯誤；D、C（s）+O2（g）CO2（g）H4=-Q2kJmol-1，碳的物質(zhì)的量為1mol生成物二氧化碳為穩(wěn)定氧化物，所以H5能表示燃燒熱，故D正確；E、NaOH（aq）+HCl（aq）NaCl（aq）+H2O（l）H5，符合中和熱定義，H5能表示中和反應反應熱，故E正確；故答案為：H4；H5；（2）C2H2氣體完全燃燒反應的化學方程式為：2C2H2+5O24CO2+2H2O，2.00g C2H2氣體n（C2H2）=mol，放出99.6kJ的熱量，則1molC2H2燃燒放出的熱量為：99.6kJ13=1294.8KJ，則熱化學方程式為：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）H2=-2589.6kJmol-1；故答案為：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）H2=-2589.6kJmol-1；（3）依據(jù)蓋斯定律D-B的CO（g）+O2（g）=CO2（g），所有反應的焓變?yōu)镠=（Q1-Q2）kJmol-1；故答案為：（Q1-Q2）kJmol-1；（4）反應E的H6可以用如圖所示的裝置進行測量，實驗中直接測定的數(shù)據(jù)是溫度；量熱計應帶環(huán)形玻璃攪拌棒；大燒杯上如不蓋硬紙板，導致熱量損失，所有求得的中和反應的反應熱的數(shù)值偏小；故答案為：溫度；環(huán)形玻璃攪拌棒；偏小。13（8分）常溫常壓下，斷裂1 mol(理想)氣體分子化學鍵所吸收的能量或形成1 mol(理想)氣體分子化學鍵所放出的能量稱為鍵能(單位為kJmol1) 請根據(jù)下表一些鍵能數(shù)據(jù)完成下列問題?；瘜W鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能CF427CCl330CI218HH436SS255HS339（1）由表中數(shù)據(jù)規(guī)律預測CBr鍵的鍵能范圍：_<CBr鍵能<_(填寫數(shù)值和單位)。（2）已知下列熱化學方程式：O2 (g) = O2+(g)e H1 1 175.7 kJ/molPtF6(g)e= PtF6-(g) H2 771.1 kJ/molO2+PtF6-(s) = O2+(g)PtF6-(g) H3 482.2 kJ/mol則反應O2(g) _(g)=O2+PtF6-(s) H_kJmol1。【答案】（每空2分，共8分）（1） 218 kJmol1CBr鍵能330 kJmol1（2） PtF6 77.6【解析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得規(guī)律：鹵族元素CX鍵的鍵能由上到下依次減小，預測CBr鍵的鍵能范圍：218 kJmol1CBr鍵能330 kJmol1；（2） 依據(jù)蓋斯定律得到，反應熱化學方程式為：O2(g)PtF6(g)=O2+PtF6-(s)的H77.6 kJmol1。14（12分）按要求寫熱化學方程式：（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4與NaOH溶液恰好完全反應時，放出114.6 kJ熱量，寫出表示H2SO4與NaOH反應的中和熱的熱化學方程式_.（2）25、101 kPa條件下充分燃燒1kg丁烷生成二氧化碳和液態(tài)水時，放出熱量為5104 kJ，寫出表示丁烷燃燒熱化學方程式_（3）已知下列熱化學方程式：CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ/molC(s)O2(g)CO2(g) H2393.5 kJ/molH2(g)O2(g)H2O(l) H3285.8 kJ/mol寫出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的熱化學方程式_（4）已知：C(s，石墨)O2(g)CO2(g) H1Q1kJmol12CO2(g)H2 (g)C2H2(g)2O2(g) H2Q2kJmol1。寫出由C(s，石墨)和H2(g)生成C2H2(g)的熱化學方程式:_【答案】（每空3分，共12分）（1）H2SO4(aq)NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1 （2）C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2900 kJmol1 （3）2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H488.3 kJmol1 （4） 2C(石墨, s) + H2(g) C2H2(g) H(2Q1+Q2) kJmol1 【解析】（1）中和熱是生成1molH2O時放出的熱量，即H2SO4(aq)NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol；（2）利用H與系數(shù)的關系，燃燒1kg丁烷，產(chǎn)生的熱量，得出燃燒1mol丁烷放出的熱量為2900kJ，即C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2900 kJ/mol；（3）2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，因此有22得出：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H=488.3kJmol1；（4）2C(s，石墨)H2(g)=C2H2(g)，C(s，石墨)O2(g)CO2(g) ，2CO2(g)H2 (g)C2H2(g)2O2(g) ，22得出：(石墨, s) + H2(g) C2H2(g) H(2Q1+Q2) kJ/mol。