2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量综合训练含解析新人教版选修4

第一章
化学反应与能量综合训练
1.下列变化中,属于放热反应的是(??
)
A.H2O(g)=H2O(l)
△H=-44kJ·mol-1
B.2HI(g)=H2(g)+I2(g)
△H=+14.9kJ·mol-1
C.能量变化曲线如图所示的化学反应
D.形成化学键时放出能量的化学反应
2.已知:H2O(g)=H2O(l)?△H1=-Q1kJ·mol-1,C2H5OH(g)=C2H5OH(l)
△H2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)
△H3=-Q3
kJ·mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ)(??
)
A.Q1+Q2+Q3??
???B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3??
D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
3.已知①
②
则的焓变为(
)
A.
B.
C.
D.
4.已知在25℃、101kPa下,1g液态(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量,能表示辛烷燃烧热的热化学方程式是(
)
A.
B.
C.
D.
5.—种化学冰袋中含有适量的Na2SO4·10H2O、NH4NO3、(NH4)2SO4、NaHSO4,
将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中,使用时将它们混合并用手揉搓就可制冷,制冷效果能维持2~3h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是(??
)
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热过程
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
6.CO(g)与的反应过程中的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是(
)
A.该反应为吸热反应
B.1mol
CO(g)和1mol
的总能量高于1mol
和1mol
的总能量
C.反应的热化学方程式：
D.1mol
和1mol
反应生成1mol
CO(g)和1mol
要放出41kJ热量
7.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋3/2O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)=3/2S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
H2S(g)＋1/2O2(g)=S(g)＋H2O(g)　ΔH3
2S(g)=S2(g)　ΔH4
则ΔH4的正确表达式为（
）
A.ΔH4＝2/3(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B.
ΔH4＝2/3(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C.ΔH4＝3/2(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D.
ΔH4＝3/2(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
8.已知反应：
①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
ΔH＝－221kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)
ΔH＝－57.3kJ·mol－1
下列结论正确的是(
)
A．碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1
B．反应①的反应热为221kJ·mol－1
C．98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为-57.3kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
9.已知25℃、101kPa下,断裂1molC—H键要吸收415kJ的能量,断裂1mol
C—C键要吸收331kJ的能量,断裂1mol
O2中的O=O键要吸收498kJ的能量,形成H2O(g)中的1mol
H—O键要放出465kJ的能量,形成二氧化碳分子中的1mol
C=O键要放出798kJ的能量。已知H2O(l)=H2O(g)
△H=
+44kJ·mol-1,在丙烷燃烧过程中不考虑其他能量转化,下列说法正确的是(??
)
A.丙烧完全燃烧的热化学方程式为C3H8+5O2=3CO2+4H2O
△H=-2212kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)?△H=-2036kJ·mol-1
C.丙烷完全燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)
△H=-2212kJ·mol-1
D.丙烷完全燃烧的能量变化曲线可用下图表示
10.某化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量分别为键946kJ、O=O键498kJ、O-H键463kJ,则断裂1mol
N-H键所需的能量是(
)
A.658kJ
B.516kJ
C.391kJ
D.194kJ
11.用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A:
已知：I.反应A中，4mol
HCl气体被氧化，生成气态水放出115.6kJ热量。
II.
判断下列说法正确的是（
）
A.反应A中4mol
HCl(g)和1mol
的总能量低于2mol
和2mol
的总能量
B.中的H-O键比HCl(g)中的H-Cl键弱
C.由II中的数据可知氯元素的非金属性比氧元素强
D.断开1mol
H-O键比断开1mol
H-Cl键所需能量多31.9kJ
12.用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应
已知:①反应A中,4mol
HCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
②
1.的电子式是________________________。
2.反应A的热化学方程式是___________________________________。
3.断开1mol
H-O键与断开1mol
H-Cl键所需能量相差约为__________kJ。
13.回答下列问题：
1.红磷P(s)和(g)发生反应生成(g)和(g)，该反应过程中的能量变化如图所示。试回答下列问题：
①P(s)和(g)反应生成(g)的热化学方程式是____________。
②P(s)和(g)分两步反应生成1mol
(g)的__________，P(s)和(g)—步反应生成1mol
(g)的_________(填“>”“<”或“=”)。
2.已知热化学方程式：
，则128g
HI(g)完全分解成氢气与碘蒸气时,__________(填“放出”或“吸收”）热量__________kJ。
14.根据要求回答下列问题:
1.如图是1mol
NO2(g)能量和1mol
CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加人催化剂,反应速率增大,E1的变化是__________(填“增大”“减?反应过程小”或“不变”,下同),△H的变化是__________
2.0.1mol
Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为__________
3.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)
△H=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ·mol-1
已知③H2O(g)=H2O(l)?△H=-44kJ·mol-1,则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为__________
4.在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-,这两步的能量变化如图:
第二步反应是__________(填"放热"或"吸热")反应
1mol
NH4+(aq)全部氧化成NO2-(aq)的热化学方程式是__________
15.CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol-1
1.在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量__________(填“>”“<”或“=”)890.3kJ。
2.甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO22CO+2H2,1g
CH4完全反应可释放15.46kJ的热量,则:
①能表示该反应过程中能量变化的是__________(填字母)。
A.????????????????????
B.?????
C.???????????????????
D.
②若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化如图所示,则CH4的转化率为__________。
?
3.C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C(s)+2H2(g)CH4(g)的反应热ΔH=__________。
4.目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是__________(填字母)。
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
答案以及解析
1.答案：C
解析：A．H2O(g)==H2O(l)
△H=
-44kJ/mol是放热过程，但不是化学反应，故A项错误；B．2HI(g)==H2(g)+I2(g)
△H=+14.9kJ/mol是吸热反应，故B项错误；C项图，反应物总能量高于生成物总能量，故为放热反应，故C项正确；化学键形成均会放热，故并不一定是放热反应，故D项错误。
考点：化学反应能量变化。
2.答案：D
解析：
3.答案：C
解析：根据盖斯定律,所求方程式为①×-②×所得,故所求方程的,所以C选项正确。
4.答案：B
解析：1mol
完全燃烧生成和液态水时放出的热量为:,故表示辛烷燃烧热的热化学方程式为:。
5.答案：C
解析：A、Na2SO4?10H2O脱水是吸热过程,故A正确;
B、因为十水硫酸钠脱水较慢,它一点点地脱水,水遇上硝酸铵吸热,因此制冷效果可以维持较长,故B正确;
C、铵盐不会自身发生复分解反应,而又不具备与Na2SO4?10H2O发生复分解反应的条件,故C错误;
D、硝酸铵溶解吸热,故D正确;
故选C.
6.答案：B
解析：由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应，A项错误，B项正确；由于反应为放热反应，则,正确的热化学方程式为
，C项错误;由图可知，1mol
和1mol
反应生成1mol
CO(g)和1mol
要吸收41kJ热量，D项错误。
7.答案：A
解析：将题中四个热化学方程式依次编号为①②③④,根据盖斯定律,?①×②+②×2-③×6=④×3,??,即,A正确。
8.答案：A
解析：A项,燃烧热是指在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。反应①中的碳不是1mol,而且产物CO也不是碳完全燃烧生成的最稳定氧化物,CO可以继续燃烧放热,故碳的燃烧热应大于110.5kJ·mol-1,
A项正确B项,表示“反应热”的数值前必须带正负号,B项错误:C项,用文字描述中和热时,数值前不带“且该反应放出的热量大于57.3kJ,C项错误。D项,该反应的反应热包括H+与OH-反应放出的热量和醋酸电离吸收的热量,所以该反应放出的热量小于57.3
kJ,D项错误。
9.答案：D
解析：
10.答案：C
解析：由图中信息可知,，若断裂1mol
N-H键所需的能量为Q,则12Q+3×498kJ=6186kJ,解得Q=391kJ。
11.答案：D
解析：反应A为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量,A项错误;E(H-O)、E(H-Cl)分别表示H-O键键能、H-Cl键键能，反应A中,4mol
HCl被氧化，生成气态水放出115.6kJ的热量,则：,整理得,即,故断开1mol
H-O键比断开1mol
H-Cl键所需能量多，中H-O键比HCl(g)中H-Cl键强，B项错误，D项正确；由反应A可知,能将HCl氧化为，故氯元素的非金属性比氧元素弱,C项错误。
12.答案：1.
2.
3.32
解析：1.水是共价化合物,其电子式为。
2.在400℃时,水为气态,热化学方程式为。
3.设H-Cl键的键能为a,H-O键的键能为b,反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,,则4(a-b)=-127.6kJ/mol,故a-b≈-32kJ/mol。
13.答案：1.①
；②；=；2.吸收；7.45
解析：1.①由图象可知，P(s)与(g)反应生成1mol
(g)时，放出306kJ热量，由此可写出相应的热化学方程式：
。②P(s)和(g)反应生成1mol
(g)时，不管是一步完成还是分两步完成，放出的热量一样，均为399kJ。
2.由题意可知:2HI(g)=(g)+(g)
。128g
HI(g)为1mol，则其分解为(g)和(g)时，吸收热量7.45kJ。
14.答案：1.减小;
不变;
2.2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)?
△H=-85.6kJ·mol-1
3.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=-764.7kJ·mol-1
4.放热;?
NH4+(aq)+3/2O2(g)=NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)
△H=-273kJ·mol-1
解析：1.加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量,即反应热不变
2.根据元素守恒,0.1mol
Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体CO和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物TiCl4(l),放热4.28kJ,则2mol
Cl2反应放热4.28kJ×(2mol/0.1mol)=85.6kJ,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)
△H=-85.6kJ·mol-1
3.已知①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)
△H=+49.0kJ·mol-1,②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)
△H=-192.9kJ·mol-1,③H2O(g)=H2O(l)?△H=-44kJ·mol-1,根据盖斯定律,②×3-①×2+③×2得CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?△H=3×(-192.9kJ·mol-1)-2×(+49.0)kJ·mol-1+(-44
kJ·mol-1)×2=-764.7kJ·mol-1
4.由图可知,第二步反应的反应物总能量高于生成物总能#,该反|应是放热反应;第一步反应的热化学方程式为NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+
NO2-(aq)+H2O(l)
△H=-273kJ·mol-1
15.答案：1.=;
2.D;
50%;
3.-74.8
kJ·mol-1
4.C
解析：1.在甲烷细菌使1mol
甲烷生成CO2气体与液态水的过程中,放出的能量等于890.3kJ。
2.①1g
完全反应释放15.46kJ的热量,则1mol
完全反应放出的热量247.36kJ,故D图符合题意。
3.根据盖斯定律,由②+③-①即得C(s)+2H2(g)CH4(g)
ΔH=-74.8kJ·mol-1
4.已知CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3kJ·mol-1则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热,故A项不可行;使CO2分解生成碳与O2的反应为吸热反应,常温下不能发生,故B项不可行;利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4反应生产合成气(CO、H2)是合理的,C项可行;用固态碳合成C60,以C60作为燃料,是极不经济的,故D项不可行。
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