第一章化学反应与能量课下30分钟演练(三节共4份)

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名称 第一章化学反应与能量课下30分钟演练(三节共4份)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2012-06-17 14:35:02

文档简介

一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.下列关于燃烧热的说法中正确的是(  )
A.1 mol物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在1.01×105 Pa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
解析:解答本题关键是:
答案:C
2.(2012·广东汕头摸底)美国总统奥巴马就环境问题公开表示,到2020年,美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%,此外美国将把新能源比重提高到30%。奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物能源等,并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是(  )
A.CO2、甲烷都属于温室气体
B.用甘蔗生产的乙醇燃料属于可再生能源,利用乙醇燃料不会产生温室气体
C.太阳能、风能和生物能源属于新能源
D.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
解析:CH4是一种温室气体;乙醇燃料属于可再生资源,燃烧时会产生温室气体CO2。
答案:B
3.强酸与强碱稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=
-57.3 kJ·mol-1。向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①浓硫酸 ②稀硝酸,恰好完全反应的热效应依次为ΔH1、ΔH2,则二者的关系正确的是(  )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH2>ΔH1 D.无法比较
解析:浓硫酸与NaOH溶液混合除中和反应,还存在浓硫酸稀释放热,故从放出热量多少来看应为①>②,但用ΔH表示时应为ΔH1<ΔH2。
答案:C
4.[双选题]以下几个热化学方程式,能表示固态碳或气态氢气燃烧热的热化学方程式是(  )
A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=+110.5 kJ/mol
B.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
D.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
解析:1 mol C完全燃烧生成CO2(g)[而不是CO(g)]的反应热为C的燃烧热。1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)的反应热为H2的燃烧热。
答案:BD
5.下列说法中,不正确的是(  )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更高
解析:化石燃料只有在适当的温度和有充足氧气存在的情况下才能充分燃烧;化石燃料不经处理直接燃烧可产生CO、SO2等有害气体;化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅能减少对大气的污染,而且能提高燃料的燃烧效率。
答案:A
6.(2012·太原高二检测)下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是(  )
A.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ/mol
B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g)
ΔH=-110.5 kJ/mol
C.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)
ΔH=-11 036 kJ/mol
解析:根据燃烧热的概念“101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量”知,CO(g)和气态水均不是稳定的氧化物,故B、C错误,而D项中C8H18(l)的化学计量数为2,不符合燃烧热的概念。
答案:A
7.已知在一定条件下,CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为(  )
A.2 912 kJ B.2 953 kJ
C.3 236 kJ D.3 867 kJ
解析:1 mol CO完全燃烧放出热量:
1 mol×283 kJ/mol=283 kJ,
3 mol CH4完全燃烧放出热量:
3 mol×890 kJ/mol=2 670 kJ,
共释放热量为283 kJ+2 670 kJ=2 953 kJ。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(7分)下表是几种常用燃料(1 mol)完全燃烧时放出的热量:
物质 炭粉(C) 一氧化碳(CO) 氢气(H2) 甲烷(CH4) 乙醇(C2H5OH)
状态 固体 气体 气体 气体 液体
热量(kJ) 392.8 282.6 285.8 890.3 1 367
(1)从热量角度分析,目前最适合家庭使用的优质气体燃料是________。
(2)写出管道煤气中一氧化碳燃烧的化学方程式________________________________。1 mol一氧化碳充分燃烧,需消耗氧气的物质的量是________________________________mol。
(3)充分燃烧1 mol表中各种燃料,排放出二氧化碳的量最多的是________。
解析:(1)表中1 mol气体燃料,CH4燃烧放出热量最多;
(2)2CO+O22CO2,1 mol CO充分燃烧消耗0.5 mol O2;
(3)表中1 mol CH3CH2OH燃烧生成2 mol CO2,是最多的。
答案:(1)CH4 (2)2CO+O22CO2 0.5 (3)C2H5OH
9.(10分)(2012·东北师大附中高二期中检测)1 mol O2与足量氢气反应产生水蒸气放热483.6 kJ,写出该反应的热化学方程式:___________________________________________。
若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式:__________________________________。
解析:据题意知1 mol O2与足量H2反应的热化学方程式为:O2(g)+2H2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1。
上述反应中共生成36 g气态水,1 g H2O(g)―→H2O(l)放出的热量为2.444 kJ,所以36 g H2O(g)―→H2O(l)放出的热量为2.444 kJ·g-1×36 g=88.0 kJ,
所以1 mol O2与2 mol H2反应生成液态水时的热化学方程式为:
O2(g)+2H2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1。
故H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,表示H2燃烧热的热化学方程式为:
H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
答案:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1
10.(12分)(1)在101 kPa时,CO在1.0 mol O2中完全燃烧,生成2.0 mol CO2,放出566.0 kJ的热量,CO的燃烧热为________,表示CO燃烧热的热化学方程式为:
________________________________________________________________________。
(2)1.0 L 1.0 mol/L H2SO4溶液与2.0 L 1.0 mol/L NaOH溶液完全反应,放出114 .6kJ的热量,该反应的中和热ΔH=________,表示其中和热的热化学方程式为:________________________________________________________________________。
解析:(1)生成2.0 mol CO2时,有2.0 mol CO完全燃烧。而CO的燃烧热应以燃烧1.0 mol CO为标准,故其燃烧热为566.0 kJ/mol×=283.0 kJ/mol,表示其燃烧热的热化学方程式为:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol。
(2)中和热应以生成1.0 mol H2O为标准,故该反应的中和热ΔH=-114.6 kJ/mol×=-57.3 kJ/mol,表示其中和热的热化学方程式为:
H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol。
答案:(1)283.0 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
(2)-57.3 kJ/mol
H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
11.(10分)已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 220 kJ·mol-1
根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为______________,C3H8的燃烧热为________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
(3)已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1,试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式__________________________________________________________。
解析:(1)燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,根据题给的热化学方程式可知,H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1÷2=285.8 kJ·mol-1,C3H8的燃烧热为2 220 kJ·mol-1。
(2)据公式Q放=n(可燃物)×其燃烧热,1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJ·mol-1×1 mol+2 220 kJ·mol-1×2 mol=4 725.8 kJ。
(3)1 mol C3H8(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时ΔH=-2 220kJ·mol-1,则生成H2O(g)时,
ΔH=(-2 220+4×44) kJ·mol-1
=-2 044 kJ·mol-1。
答案:(1)285.8 kJ·mol-1 2 220 kJ·mol-1
(2)4725.8 kJ
(3)C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-2 044 kJ·mol-1一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===1/2H2(g)+1/2 Cl2(g)的ΔH为(  )
A.+184.6 kJ·mol-1     B.-92.3 kJ·mol-1
C.+92.3 kJ D.+92.3 kJ·mol-1
解析:互为逆反应的两个热化学方程式,ΔH数值相等,符号相反;ΔH的大小与化学计量数成正比,故选D。
答案:D
2.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,实验室测得4 mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ热量,SO2的转化率最接近于(  )
A.40% B.50%
C.80% D.90%
解析:参加反应的SO2为=3.2 mol,SO2的转化率为×100%=80%。
答案:C
3.[双选题]已知25℃、101 kPa条件下:
①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2 834.9 kJ/mol
②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ/mol
由此得出的正确结论是(  )
A.等质量的O2比O3的能量低,由O2变O3为放热反应
B.等质量的O2比O3的能量低,由O2变O3为吸热反应
C.O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应
D.O2比O3稳定,由O2变O3为吸热反应
解析:第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得:3O2(g)===2O3(g) ΔH=284.2 kJ/mol>0,即O2变为O3为吸热反应,等质量的O2比O3的能量低,O2比O3稳定。
答案:BD
4.(2012·吉林一中质检)根据下列热化学方程式:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
(2)H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH2=-285.8 kJ/mol
(3)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(  )
A.ΔH=+244.1 kJ/mol B.ΔH=-488.3 kJ/mol
C.ΔH=-996.6 kJ/mol D.ΔH=+996.6 kJ/mol
解析:该反应可以应用盖斯定律,即(1)×2+(2)×2-(3)得到,其ΔH=-393.5 kJ/mol×2-285.8 kJ/mol×2+870.3 kJ/mol=-488.3 kJ/mol。
答案:B
5.物质A在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误的是(  )
A.A→F,ΔH=-ΔH6
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=1
C.C→F,|ΔH|=|ΔH1+ΔH2+ΔH6|
D.|ΔH1+ΔH2+ΔH3|=|ΔH4+ΔH5+ΔH6|
解析:由盖斯定律可知:
A→F,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=-ΔH6,
即ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,
故A正确,B错误;由C→F可以判断,
ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5=-(ΔH1+ΔH2+ΔH6),
故C正确;由A→D知:
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6),
故D正确。
答案:B
6.已知:
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1②
计算反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反应热ΔH的值为(  )
A.-283.01 kJ·mol-1   B.+172.51 kJ·mol-1
C.+283.1 kJ·mol-1 D.+504.00 kJ·mol-1
解析:根据盖斯定律,知①×2-②即得
C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=(-110.5)×2-(-393.5)=+172.51 (kJ·mol-1)。
答案:B
7.(2012·湖州期末)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ/mol、1 411.0 kJ/mol和1 366.8 kJ/mol,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(  )
A.-44.2 kJ/mol B.+44.2 kJ/mol
C.-330 kJ/mol D.+330 kJ/mol
解析:由题意可知:
C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-1 411.0 kJ/mol,
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.8 kJ/mol,
由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得:
C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH=-44.2 kJ/mol。
答案:A
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(8分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)在25℃、101 kPa时,16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ,则CH4燃烧的热化学方程式是____________________________________________________。
(2)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ/mol,
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol,
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol,
则煤气化的主要反应的热化学方程式是C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=________kJ/mol。
解析:(2)根据盖斯定律,反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)为第1个反应减去第2,3个反应,所以ΔH=-393.5 kJ/mol+241.8 kJ/mol+283.0 kJ/mol=+131.3 kJ/mol。
答案:(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.31 kJ/mol
(2)+131.3
9.(16分)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1,
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1,
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,
回答下列各问:
(1)上述反应中属于放热反应的是________。
(2)H2的燃烧热ΔH=________;C的燃烧热ΔH=________。
(3)燃烧10 g H2生成液体水,放出的热量为________。
(4)CO的燃烧热ΔH=__________;其热化学方程式为____________________________。
解析:通过热化学方程式可以对(1)、(2)问做出解答;10 g氢气为5 mol,燃烧生成液体水放出的热量为285.8 kJ·mol-1×5 mol=1 429 kJ;利用盖斯定律,反应④-③得:
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。
答案:(1)①②③④
(2)-285.8 kJ·mol-1 -393.5 kJ·mol-1
(3)1 429 kJ
(4)-283 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
10.(5分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题。
利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
ΔH=-90.8 kJ/mol,
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH=-23.5 kJ/mol,
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.3 kJ/mol,
总反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=________。
解析:由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式,则ΔH=-90.8×2-23.5-41.3=-246.4 (kJ/mol)。
答案:-246.4 kJ/mol
11.(10分)随着人类对环境问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视,目前工业上有一种方法可用CO2来生产燃料甲醇。
(1)实验测得,5 g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量,甲醇的燃烧热ΔH=______________________;
(2)在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出的CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。已知H2的燃烧热为:ΔH=-285.8 kJ/mol,又知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和气态水的热化学方程式:
________________________________________________________________________;
解析:(1)1 mol CH3OH完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为32 g×=726.4 kJ;
(2)H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ/mol,①
CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-726.4 kJ/mol,②
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol③
根据盖斯定律,由①×3-②+③可得化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(g),则其ΔH=(-285.7 kJ/mol×3)-(-726.4 kJ/mol)+44 kJ/mol=-87 kJ/mol。
答案:(1)-726.4 kJ/mol
(2)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(g)
ΔH=-87 kJ/mol一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol表示(  )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol 碳和 1 mol水反应生成 1 mol一氧化碳和 1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和 1 mol氢气,吸收热量131.3 kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热 131.3 kJ
解析:依据反应热的概念,反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时,吸收或放出的热量,单位是 kJ/mol,该热化学方程式表示:1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol氢气,并吸收131.3 kJ的热量.特别要指明水的状态。
答案:C
2.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,则关于方程式2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)的ΔH的说法中正确的是(  )
A.方程式中的化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH大于零
C.该反应ΔH=-571.6 kJ/mol
D.该反应可表示36 g 水分解时的热效应
解析:热化学方程式中的计量数表示物质的量,A错误。在书写热化学方程式时,若反应物和生成物对换,则ΔH的符号相反,数值不变,故B正确,C不正确;D项未指明水的状态。
答案:B
3.已知298 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ/mol,将此温度下的 1 mol N2和 3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)(  )
A.一定大于92.2 kJ     B.一定等于92.2 kJ
C.一定小于92.2 kJ D.不能确定
解析:不论化学反应是否可逆,热化学方程式中反应热ΔH表示反应物完全转化的能量变化,1 mol N2和3 mol H2 不可能完全转化,故放出的热量一定小于92.2 kJ。
答案:C
4.[双选题]乙醇燃料是一种清洁的能源燃料。燃烧a g乙醇(液态)生成CO2气体和液态H2O,放出热量为Q kJ,经测定a g乙醇与足量Na反应能生成H2 5.6 L(标准状况),则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是(  )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH(298 K)=-Q kJ/mol
B.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH(298 K)=-Q kJ/mol
C.C2H5OH(l)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l)
ΔH(298 K)=-Q kJ/mol
D.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH(298 K)=-2Q kJ/mol
解析:据化学方程式:
2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
2 mol            22.4 L
n(C2H5OH) 5.6 L
n(C2H5OH)=0.5 mol,即0.5 mol C2H5OH完全燃烧生成CO2和H2O的反应热为ΔH=-Q kJ·mol-1,C项正确; 将C项方程式两边同乘以2得D项。
答案:CD
5.为了测定酸碱反应的中和反应反应热,计算时至少需要的数据是(  )
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容
④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后溶液温度变化 ⑦操作所需的时间
A.①②③⑥          B.①③④⑥
C.③④⑤⑥ D.全部
解析:在本题中,生成H2O的量可由酸、碱的量决定,而反应的热效应可先由公式Q=cm(T2-T1)求算热量。由于酸、碱的稀溶液的密度可近似认为是1 g·cm-3,因此当知道①②时,也就确定了溶液的质量,再利用溶液的比热容和反应前后的温度变化值,即可求出反应的反应热。
答案:A
6.[双选题]已知25℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-395.4 kJ·mol-1
据此推理所得到的下列结论中,正确的是(  )
A.金刚石燃烧比石墨燃烧放出的热量少
B.石墨晶体的能量低于金刚石
C.石墨的能量比金刚石的能量高
D.由石墨制备金刚石一定是吸热反应
解析:相同物质的量的金刚石和石墨,生成相同物质的量CO2(g),所得反应热不同,且金刚石放出的热量多,可知金刚石的能量比石墨的高,故A、C两项错误。再由能量越低燃烧时放出的热量越少,B项正确。能量低的石墨转化为能量高的金刚石需要吸热,D项正确。
答案:BD
7.(2012·宝鸡统考)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的焓变(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 H—H Cl—Cl H—Cl
生成1 mol化学键时所放出的能量/(kJ/mol) 436 243 431
则下列热化学方程式不正确的是(  )
A.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=-91.5 kJ/mol
B.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
C.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=+91.5 kJ/mol
D.2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+183 kJ/mol
解析:根据表中数据可以计算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=436 kJ/mol+243 kJ/mol-2×431 kJ/mol=-183 kJ/mol,然后根据热化学方程式的书写要求对照选项判断,确定C项不正确。
答案:C
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(8分)(1)某反应过程中的能量变化如图所示:
写出该反应的热化学方程式:______________________________________________。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为__________________________________________。
解析:(1)由图可知,该反应为放热反应,然后据物质的状态和物质的量多少,以及热量的大小和单位,写出热化学方程式。
(2)0.3 mol B2H6燃烧放出热量为649.5 kJ,则1 mol B2H6燃烧放出2 165 kJ的热量。
答案:(1)A(g)+2B(g)===C(l)+3D(l)
ΔH=-432 kJ·mol-1
(2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2 165 kJ·mol-1
9.(9分)我国成功发射“天宫一号”飞行器的长征Ⅱ火箭推进器中盛有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水(H2O2)。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知:0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应放出256.0 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为________________________________________________。
(2)则16 g液态肼与液态双氧水反应生成气态水时放出的热量是________kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。
解析:(1)N2H4(肼)与H2O2发生氧化还原反应生成N2和H2O,反应方程式为:N2H4+2H2O2===N2+4H2O。1 mol肼反应生成气态水时放出的热量为=640 kJ,故其热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ/mol。
(2)16 g液态肼与H2O2完全反应2 mol气态水时放出=320 kJ热量。
(3)反应产物是N2和水。对环境不会造成污染。
答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640.0 kJ/mol
(2)320
(3)对环境无污染
10.(10分)根据下图所示,写出反应的热化学方程式并回答问题。
(1)反应过程(1)的热化学方程式:___________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)反应过程(2)的热化学方程式:_______________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)Q与Q1的关系:Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析:图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热,热化学方程式不难写,但两个反应互为可逆反应,因此两反应的反应热数值相等,符号相反。
答案:(1)A2(g)+B2(g)===C(g) ΔH=-Q kJ/mol
(2)C(g)===A2(g)+B2(g) ΔH=+Q1 kJ/mol
(3)等于
11.(12分)实验室用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液和如图所示装置,进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 NaOH溶液
1 20.2 20.3 23.7
2 20.3 20.5 23.8
3 21.5 21.6 24.9
完成下列问题:
(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是____________,不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是__________________。
(2)经数据处理,t2-t1=3.4℃。则该实验测得的中和热ΔH=________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)-1计算]。
解析:(1)对于本实验,让氢氧化钠溶液和盐酸尽可能完全反应是减小误差的一个方面,所以实验时用环形玻璃搅拌棒上下搅动,以防将温度计损坏。做好保温工作是减小误差的另一个重要方面,所以选用环形玻璃搅拌棒,而不是铜丝搅拌棒。
(2)ΔH=-[100 g×4.18×10-3 kJ·(g·℃)-1×3.4℃]÷0.025 mol=-56.8 kJ·mol-1。
答案:(1)上下搅动(或轻轻搅动)
Cu传热快,热量损失大
(2)-56.8 kJ·mol-1一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.下列对化学反应的认识错误的是(  )
A.会引起化学键的变化
B.会产生新的物质
C.必然引起物质状态的变化
D.必然伴随着能量的变化
解析:化学反应的本质是旧键断裂、新键形成,A正确;同时原来的物质减少,有新物质生成,B正确;从能量角度看,要么吸热,要么放热,即一定伴随着能量变化,D正确;化学反应不一定有物质状态的变化,C错误。
答案:C
2.[双选题]下列对化学反应中热现象的说法不正确的是(  )
A.放热反应发生时不必加热
B.化学反应中一定有能量变化
C.吸热反应加热后才能发生
D.化学反应的热效应数值与参加反应的物质的多少有关
解析:化学反应吸热还是放热与反应条件是否需要加热无关。
答案:AC
3.对于放热反应2H2+O22H2O,下列说法中正确的是(  )
A.产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B.反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的能量
C.反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D.反应物H2和O2所具有的总能量与产物H2O所具有的能量之间没有直接关系
解析:放热反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量。
答案:B
4.[双选题]下列说法正确的是(  )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应在一定条件下也能发生
解析:放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。吸热反应若开始时需加热,则需不断加热才能使反应继续进行下去;放热反应若开始需加热,反应中放出的热量足够大可使反应维持下去,则反应过程不需要再加热,如煤的燃烧。
答案:CD
5.(2012·南京学业水平模拟)关于化学反应的说法错误的是 (  )
A.如图所示的反应为放热反应
B.化学反应中有物质变化也有能量变化
C.需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D.化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量
解析:由图知,反应物总能量小于生成物总能量,故图中表示的反应为吸热反应;需要加热的化学反应不一定是吸热反应,如H2+Br22HBr为放热反应。
答案:A
6.(2012·苏州高二检测)已知反应A+B===C+D为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是(  )
A.A的能量一定高于C
B.B的能量一定高于D
C.A和B的能量总和一定高于C和D的能量总和
D.因该反应为放热反应,故不必加热就可自动进行
解析:所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时,反应为放热反应。
答案:C
7.下列说法中,错误的是(  )
A.干冰升华要吸收大量的热,这就是化学反应中的吸热反应
B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料,说明酒精燃烧是放热反应
C.木炭常温下不燃烧,加热才能燃烧,但木炭燃烧是放热反应
D.人们用氢氧焰焊接或切割金属,主要是利用了氢气和氧气化合时所放出的能量
解析:干冰升华吸热是物理变化。
答案:A
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(6分)在一定条件下,A和B反应可生成C和D,其能量变化如下:
(1)下列有关反应A+B===C+D的说法正确的是(  )
A.反应前后原子的种类和数目一定不变
B.该反应若有热量变化,则一定是氧化还原反应
C.若该反应为放热反应,则不需加热反应就一定能自发进行
D.反应物的总质量与生成物的总质量一定相等,且遵循能量守恒
(2)若E1”、“<”或“=”)反应物的总能量,为________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析:化学反应既遵循质量守恒,又遵循能量守恒,在能量变化上体现为吸热反应或放热反应,任何化学反应都伴随着能量变化。当E1>E2时为放热反应,当E1答案:(1)AD (2)> 吸热
9.(10分)(2012·衡阳一模)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。请回答下列问题:
(1)图中A点表示:____________________________________;
C点表示:___________________________________________________________。
E的大小对该反应的反应热________(填“有”或“无”)影响。
(2)图中ΔH=________kJ/mol。
解析:(1)图中A点表示:反应物的总能量;C点表示:生成物的总能量;E的大小对该反应的反应热无影响。
(2)图中ΔH表示2 mol SO2(g)氧化为2 mol SO3(g)的ΔH,为-198 kJ/mol。
答案:(1)反应物的总能量 生成物的总能量 无
(2)-198
10.(12分)如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将镁片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,请根据要求完成下列问题:
(1)有关反应的离子方程式是____________________________________________,
试管中看到的现象是___________________________________________________。
(2)U形管中左侧液面________(填“上升”或“下降”),原因是__________________;说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
解析:镁片与盐酸的反应是放热反应,是由于反应物的总能量高于生成物的总能量,放出的热量使锥形瓶内气压增大,导致U形导管左端液面下降,右端液面上升。
答案:(1)Mg+2H+===Mg2++H2↑ 镁片溶解,有气泡产生
(2)下降 反应放出的热量使锥形瓶内气压增加 放热
(3)小于
11.(11分)下表中的数据是破坏1 mol不同物质的化学键所消耗的能量(kJ):
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)~(6)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(  )
A.H2         B.Cl2
C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是(  )
A.HCl   B.HBr   C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是______反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:________。你的根据是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的两原子形成1 mol该物质放出的能量相等,放出的能量越多,物质本身具有的能量越低,分子越稳定。
(1)生成1 mol H2时放出的能量最多,为436 kJ。
(2)生成1 mol HCl 时放出的能量最多,为432 kJ。
(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为:185 kJ、103 kJ和9 kJ。
答案:(1)A (2)A (3)放热 (4)Cl2
(5)能 生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定