人教版高中化学选修四第一章《化学反应与能量》单元检测题（解析版）

《化学反应与能量》单元检测题
一、单选题
1.已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。现将一定量的稀盐酸、浓硫酸、稀醋酸分别和1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，其中放热最少的是(　　)
A． 稀盐酸 B． 浓硫酸 C． 稀醋酸 D． 稀盐酸和稀醋酸
2.在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式是(　　)
A． CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝725.8 kJ·mol－1
B． 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452 kJ·mol－1
C． CH3OH(l)＋O2(g)===CO2＋2H2O　ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D． CH3OH(l) ＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
3.已知25 ℃、101 kPa条件下：
①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－2834.9 kJ·mol－1
②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－3119.1 kJ·mol－1
由此得出的正确结论是(　　)
A． 等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B． 等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
C． O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D． O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
4.C、CO、CH4、C2H5OH是常用的燃料，它们每1 mol 分别完全燃烧生成CO2(g)及H2O(l)时，放出的热量依次为393.5 kJ、283.0 kJ、890.3 kJ、1366.8 kJ。相同质量的这4种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是(　　)
A． C B． CO C． CH4 D． C2H5OH
5.下列反应属于吸热反应的是(　　)
A． C6H12O6(葡萄糖，aq)＋6O26CO2＋6H2O
B． CH3COOH＋KOHCH3COOK＋H2O
C． 反应物的总能量小于生成物的总能量
D． 需要加热才能发生的反应
6.已知：（1）Zn（s）+O2（g）====ZnO（s）ΔH=﹣348.3 kJ·
（2）2Ag（s）+O2（g）====Ag2O（s）ΔH=﹣31.0 kJ·
则Zn（s）+Ag2O（s）====ZnO（s）+2Ag（s）的ΔH等于（　　）
A． ﹣317.3 kJ· B． ﹣379.3 kJ·
C． ﹣332.8 kJ· D． +317.3 kJ·
7.已知下列反应的热化学方程式：
6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）====2C3H5（ONO2）3（l）ΔH1
2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）ΔH2
C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH3
则反应4C3H5（ONO2）3（l）====12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的ΔH为（　　）
A． 12ΔH3+5ΔH2﹣2ΔH1 B． 2ΔH1﹣5ΔH2﹣12ΔH3
C． 12ΔH3﹣5ΔH2﹣2ΔH1 D． ΔH1﹣5ΔH2﹣12ΔH3
8.已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（ ）
A． －69.4 kJ·mol－1 B． －45.2 kJ·mol－1
C． ＋45.2 kJ·mol－1 D． ＋69.4 kJ·mol－1
9.已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1
则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔH为(　　)
A． 262.6 kJ·mol－1 B． －131.3 kJ·mol－1
C． －352.3 kJ·mol－1 D． 131.3 kJ·mol－1
10.关于中和热测定的实验中，下列说法正确的是(　　)
A． 用量热计测定中和热时，为了操作方便，可用温度计直接搅拌
B． 在中和热的测定实验中，将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的量热计中，立即读出并记录溶液的起始温度，充分反应后再读出并记录反应体系的最高温度
C． 用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度，计算反应热，取2～3 次的实验平均值
D． 测定中和热时，可用稀硫酸和稀氢氧化钡溶液混合后，根据记录的温度变化来计算
11.下列说法中错误的是(　　)
A． 燃烧一定有发光现象 B． 燃烧一定是氧化还原反应
C． 燃烧一定要有氧气参加 D． 燃烧一定要放出热量
12.已知(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝akJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝bkJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝ckJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝dkJ·mol－1
下列关系式正确的是(　　)
A．ad>0 C． 2a＝b<0 D． 2c＝d>0
13.下列有关能量转换的说法不正确的是(　　)
A． 煤燃烧主要是化学能转化为热能的过程
B． 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C． 动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程
D． 植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
14.已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH，反应过程中生成1 mol CH3OH(g)的能量变化如下图所示。曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示无或有催化剂两种情况。下列判断正确的是（ ）

A． 加入催化剂，ΔH变小 B． ΔH＝+91 kJ·mol-1
C． 生成1 mol CH3OH(l)时，ΔH值增大 D． 反应物的总能量大于生成物的总能量
15.我们今天使用的能源有化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、电能、生物质能等，下列对这些能源分类正确的是(　　)
A． 地热能、电能、生物质能都是“一次能源”
B． 太阳能、地热能、电能都是“二次能源”
C． 化石能源、核能、太阳能都是“不可再生能源”
D． 风能、水能、生物质能都是“可再生能源”

二、填空题
16.50 mL 1.0 mol·L－1盐酸与50 mL 1.1 mol·L－1NaOH溶液在图示装置进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。试回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是____________。
(2)大烧杯上有硬纸板，如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)，硬纸板上面有两个小孔，两个小孔不能开得过大，其原因是____________
________________________________________________________________________。
(3)如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1NaOH溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”、“减少”或“不变”)，理由是
_______________________________________________________________________________；
所求中和热数值________(填“增加”、“减少”或“不变”)，理由是__________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
17.氮及其化合物在工、农业生产、生活中有着重要作用。

如图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式： ______________________________________________________________。
18.第16届广州亚运会的潮流火炬采用丙烷作燃料，已知1 g丙烷完全燃烧生成液态水时放出50.45 kJ的热量，写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___________________。
三、实验题
19.某实验小组用0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L－1NaOH溶液。
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体________g。
(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器(填字母)：________。

Ⅱ.测定稀硫酸和稀NaOH中和热的实验装置如下图所示。

(1)写出该反应的热化学方程式(中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1)：__________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：

②近似认为0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。则中和热ΔH＝________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是________(填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

四、计算题
20.乙炔(C2H2)气体的燃烧热为ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1，分别写出表示乙炔燃烧反应的热化学方程式和表示乙炔燃烧热的热化学方程式。
21.已知：450 ℃时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。将0.050 mol SO2和0.030 mol O2放入容积为1 L的密闭容器中反应，在一定条件下测得c(SO3)＝0.040 mol·L－1，计算此过程中放出的热量________。
22.白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2====P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·、P—ObkJ·、P==OckJ·、O==OdkJ·根据图示的分子结构和有关数据计算该反应的反应热　　。



答案解析
1.【答案】C
【解析】57.3 kJ·mol－1是稀的强酸与强碱生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时对应的中和热，稀醋酸电离吸热，反应放出的热量小于57.3 kJ；浓硫酸溶于水放热，反应放出的热量大于57.3 kJ；稀硝酸全部以离子存在，反应放出的热量等于57.3 kJ。可见醋酸放热最少。
2.【答案】D
【解析】“表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式”既要符合热化学方程式要求，又要满足燃烧热的条件。燃烧放热，ΔH为“－”，A错误；C中生成物状态未标，错误；燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，B不符合题意；1 g甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，1 mol 甲醇燃烧放热22.68 kJ×32≈725.8 kJ，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.8 kJ·mol－1,D正确。
3.【答案】A
【解析】将①②两个方程式恒等式作差可得：3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝284.2 kJ·mol－1，等质量的O2变O3吸热，O2比O3能量低，能量越低越稳定，A正确，其余均错误。
4.【答案】C
【解析】设4种燃料的质量为m，则n(C)＝m/12 mol，n(CO)＝m/28 mol，n(CH4)＝m/16 mol，n(C2H5OH)＝m/46 mol，完全燃烧时放出热量：C：m/12×393.5 kJ≈32.8mkJ，CO：m/28×283.0 kJ≈10.1mkJ，CH4：m/16×890.3 kJ≈55.6mkJ，C2H5OH：m/46×1 366.8 kJ≈29.7mkJ, C正确。
5.【答案】C
【解析】常见的放热反应有：燃料的燃烧反应，酸碱中和反应，活泼金属与酸的反应，一般的化合反应等；常见的吸热反应有：灼热的木炭与CO2的反应，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应，一般的分解反应等。葡萄糖被氧化的反应是常见放热反应，A错误；中和反应是放热反应，B错误；反应物的总能量小于生成物的总能量是吸热反应，C正确；放热反应中也有反应开始时需要加热才能发生的，如天然气燃烧，D错误。
6.【答案】A
【解析】由（1）Zn（s）++O2（g）===ZnO（s）ΔH=﹣348.3 kJ·，
（2）2Ag（s）+ +O2（g）====Ag2O（s）ΔH=﹣31.0 kJ·，
根据盖斯定律可知，
（1）﹣（2）可得Zn（s）+Ag2O（s）====ZnO（s）+2Ag（s），
则ΔH=（﹣348.3 kJ·）﹣（﹣31.0 kJ·）=﹣317.3 kJ·
7.【答案】A
【解析】已知：
① 6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）====2C3H5（ONO2）3（l）ΔH1
② 2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）ΔH2
③ C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH3
由盖斯定律：5×②+12×③﹣2×①得：4C3H5（ONO2）3（l）====12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）ΔH=12 ΔH3+5ΔH2﹣2ΔH1。
8.【答案】C
【解析】反应的热化学方程式分别为
① HCN（aq）+OH-（aq）===CN-（aq）+H2O（l）ΔH=-12.1 kJ?mol-1…①
② H+（aq）+OH-（aq）===H2O（l）ΔH=-57.3 kJ?mol-1…②
据盖斯定律，用①-②可得HCN电离的热化学方程式为HCN（aq）H+（aq）+CN-（aq）ΔH=-12.1 kJ·mol-1-（-57.3 kJ·mol-1）=+45.2 kJ·mol-1，答案选C。
9.【答案】D
【解析】依据盖斯定律将已知热化学方程式进行叠加得到目标反应方程式，方程式的函数关系同样适用于焓变。目标反应方程式可由(①×－②×)得到，则ΔH＝(ΔH1×－ΔH2×)＝131.3 kJ·mol－1，D正确。
10.【答案】C
【解析】温度计只能用于测量温度，不能用于搅拌溶液，A错误；起始温度应为混合前酸、碱的温度，然后测定混合后反应体系的最高温度，以此计算中和热，B错误；稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成了硫酸钡沉淀，使反应放出的热量增加，不能测定反应的中和热，D错误。
11.【答案】C
【解析】　可燃物燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应，不一定要氧气参加，如氢气在氯气中燃烧，镁在CO2中燃烧，C错误，其余正确。
12.【答案】C
【解析】热化学方程式中的化学计量数与反应热成比例关系，b＝2a；2c＝d；但氢气燃烧是放热反应，ΔH<0，淘汰B和D；水由气态变成液态又放热，ΔH＜0，放出热量越多，ΔH越小，c13.【答案】D
【解析】光合作用将CO2转化为葡萄糖的过程，太阳能转化为化学能；葡萄糖氧化时，化学能转化为热能，C正确，D错误。
14.【答案】D
【解析】加入催化剂，反应热不变，故A错误；反应物总能量大于生成物总能量，该反应放热，故B错误；如果该反应生成液态CH3OH，放出更多的热量，因反应热为负值，则ΔH减小，故C错误；由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故D正确；故选D。
15.【答案】D
【解析】A项，一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，如煤、石油、天然气、太阳能，电能是二次能源，不合题意；B项，太阳能、地热能是一次能源，电能是二次能源，不合题意；C项，太阳能可从自然界不断获得且可重复利用，属于可再生能源，煤、石油、天然气、核能等在地球上的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，不合题意；D项，风能、水能、生物质能等可从自然界不断获得且可重复利用，属可再生能源，符合题意。
16.【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)偏低　减少热量损失
(3)增加　反应消耗的酸、碱增多，生成水增多，放出热量增加　不变　中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)放出的热量，是相对量
(4)偏小
【解析】(1)环形玻璃搅拌棒用来搅拌，便于溶液混合均匀、热量迅速散开。
(2)不盖硬纸板、硬纸板上孔太大均会损失部分热量，所测结果数值偏小；尽可能减少实验过程中的热量损失。
(3)反应消耗的酸、碱增多，生成的H2O(l)增多，放出热量增加；由中和热概念可知，中和热是以生成1 mol H2O(l)为标准的，与实验时使用的酸碱量无关。
(4)弱酸(弱碱)电离要吸热，用氨水代替NaOH溶液反应测得的中和热数值偏小。中和反应热测定实验，一是要防止热量损失，如大烧杯上加盖硬纸板、两个烧杯口要相平、在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸条、用环形玻璃搅拌棒搅拌而不能用金属棒(丝)搅拌、实验时动作要迅速；二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大，温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。
17.【答案】N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1或N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1。
【解析】反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应；生成1 mol氨气放出热量：E2－E1＝46 kJ；根据图示物质的物质的量和反应热可得热化学方程式为N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1。
热化学方程式中化学计量数表示的是反应物或生成物的物质的量，ΔH与化学计量数成正比，生成物扩倍时，焓变也对应扩倍，热化学方程式也可写为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。
18.【答案】C3H8(g)＋5O2(g )===3CO2(g )＋4H2O(l)　ΔH＝－2 219.8 kJ·mol－1。
【解析】燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式既要符合热化学方程式要求，又要满足燃烧热的条件。首先正确配平化学反应方程式，然后标出状态，最后计算出焓变。
1 g丙烷完全燃烧生成液态水时放出50.45 kJ的热量，则1 mol丙烷，质量44 g，完全燃烧放出热量44×50.45 kJ ＝2 219.8 kJ，燃烧的热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g )===3CO2(g )＋4H2O(l)　ΔH＝－2 219.8 kJ·mol－1，丙烷的化学计量数为1，可以表示燃烧热。
19.【答案】Ⅰ.(1)5.0　(2)a、b、e
Ⅱ.(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
(2)①4.0　②－53.5 kJ·mol－1　③acd
【解析】Ⅰ.(1)配制0.50 mol·L－1245 mL NaOH溶液，实验室无245 mL容量瓶，需选用略大规格的250 mL容量瓶，则m(NaOH)＝n(NaOH)×M(NaOH)＝c(NaOH)×V(NaOH)×M(NaOH)＝250 mL×10－3L·mol－1×0.50 mol·L－1×40 g·mol－1＝5 g。
(2)NaOH固体易吸湿，称量时需要的仪器为托盘天平、小烧杯、药匙， a、b、e正确。
Ⅱ. (1)根据热化学反应方程式的书写原则，可得H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1或用H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
(2)1、2、3、4次实验的终止温度与初始温度的差值分别为4.0 ℃、6.1 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃。第2组数据与其他三组数据相比，6.1 ℃有悬殊，舍去。其余三次温度差的平均值为4.0 ℃。由于0.5 mol·L－1H2SO4(aq)和0.5 mol·L－1NaOH(aq)的密度为1 g·cm－3，故m[H2SO4(aq)]＝ρ[H2SO4(aq)] ×V[H2SO4(aq)]＝1 g·mL－1×30 mL＝30 g，m[NaOH(aq)]＝ρ[NaOH(aq)] ×V[NaOH(aq)]＝1 g·mL－1×50 mL＝50 g，混合后溶液总质量为80 g。中和后的 [m(NaOH)＋m(H2SO4)]×c×(t2－t1)。由于中和热为1 mol H2O(l)时放出的热量，ΔH＝－×10－3kJ·mol－1≈－53.5 kJ·mol－1；测定结果数值偏小可能的原因是保温差，热量有损失，如多次加入溶液、温度计测完碱溶液后直接测酸的温度，造成起始温度数值偏高等原因，选项a、c、d正确。
20.【答案】2C2H2(g)＋ 5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1
C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1
【解析】首先正确配平化学反应方程式，然后标出状态，最后计算出焓变。先写出2C2H2＋ 5O2===4CO2＋2H2O，后改为2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－QkJ·mol－1，由(C2H2)燃烧热为ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1知Q＝2 599.2。表示燃烧反应的热化学方程式为2C2H2(g)＋ 5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1。表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必为1，则表示燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1，前者也可用后者表示。
21.【答案】3.932 kJ
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比，依据题目书写出的热化学方程式计算参加反应的SO2物质的量进行解答。
c(SO3)＝0.040 mol·L－1，n(SO3)＝0.040 mol，n(SO2)＝0.040 mol。
设放出的热量为x，

x＝3.932 kJ
22.【答案】（6a+5d﹣4c﹣12b）kJ·
【解析】由题意，各化学键键能为P—PakJ·、P—ObkJ·、P==OckJ·、O==OdkJ·。反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能，即ΔH=6akJ·+5dkJ·-（4ckJ·+12bkJ·）=（6a+5d﹣4c﹣12b）kJ·。