专题1 第1单元 第3课时 能源的充分利用(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

1．下列热化学方程式正确的是(　　) 选项 已知条件 热化学方程式 A H2的燃烧热为a kJ ·mol－1 H2＋Cl22HCl　ΔH＝－a kJ·mol－1 B 1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 C H＋＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D 31 g白磷(P4)比31 g红磷能量多b kJ P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1 解析　燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，应是1 mol气态H2和气态O2反应生成1 mol液态水放出的热量，A错误；根据1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后，放出热量98.3 kJ可知，则2 mol SO2、1 mol O2完全反应后，放出热量196.6 kJ，因此2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，B错误；根据H＋＋OH－===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ ，故H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＜－114.6 kJ·mol－1，C错误；根据31 g即0.25 mol白磷比31 g即1 mol红磷能量多b kJ，白磷转化为红磷会释放能量，1 mol白磷固体变为4 mol 红磷固体释放4b kJ的热量，因此P4===4P　ΔH＝－4b kJ·mol－1，D正确。 答案　D 2．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(　　) A．氢气的标准燃烧热为285.5 kJ/mol，则水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ/mol B．1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量，它的热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ/mol C．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ/mol，则C(s)的标准燃烧热为110.5 kJ/mol D．HF与NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol 解析　根据标准燃烧热的定义，水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571 kJ/mol，A错误；1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890 kJ，则0.5 mol CH4完全燃烧放出的热量为(890×0.5)kJ＝445 kJ，热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ/mol，B正确；C完全燃烧生成CO2，C错误；HF为弱酸，与NaOH反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ，且HF应写成化学式形式，D错误。 答案　B 3．以下热化学方程式，能表示物质标准燃烧热的是(　　) A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－556 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 解析　A项，CO的化学计量数是2，其物质的量不是1 mol，错误；B项，CH4的物质的量为1 mol且与氧气生成了稳定的氧化物，正确；C项，H2的化学计量数是2，其物质的量不是1 mol，错误；D项，H2的标准燃烧热指的是1 mol氢气与氧气反应的热效应，错误。 答案　B 4．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶3 答案　C 5．汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．上述反应中N、O元素的化合价均有变化 B．N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)时吸收183 kJ能量 C．1 mol气态氮原子转化成N2(g)时，能吸收945 kJ能量 D．从图中数据可知N2比O2更稳定 解析　上述反应中N、O元素的化合价均由0分别变为＋2价、－2价，A正确； 旧键的断裂吸热，新键的形成放热，则生成2 mol NO(g)时吸收热量为945 kJ ＋498 kJ －630 kJ×2＝183 kJ，B正确；1 mol气态氮原子结合生成N2(g)时，能放出945 kJ÷2＝472.5 kJ的热量，C错误；从图中数据可知N2的化学键断开需要的能量大于O2的，则N2比O2更稳定，D正确。 答案　C 6．一些烷烃的标准燃烧热如下表所示： 化合物 标准燃烧热 ΔH/(kJ·mol－1) 化合物 标准燃烧热 ΔH/(kJ·mol－1) 甲烷 －891.0 正丁烷 －2878.0 乙烷 －1560.8 异丁烷 －2869.6 丙烷 －2221.5 异戊烷 －3531.3 下列说法正确的是(　　) A．热稳定性：正丁烷<异丁烷 B．正戊烷的标准燃烧热大约为 ΔH＝－2540 kJ·mol－1 C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1560.8 kJ·mol－1 D．在101 kPa下，甲烷的热值是891.0 kJ·g－1 解析　A对，由表格中的数据可知，异丁烷的标准燃烧热比正丁烷的标准燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷<异丁烷；B错，正戊烷和异戊烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的标准燃烧热比较可知，互为同分异构体的化合物，支链多的标准燃烧热小，则正戊烷的标准燃烧热大于异戊烷的标准燃烧热，即正戊烷的标准燃烧热大约为ΔH＜－3531.3 kJ·mol－1；C错，根据乙烷标准燃烧热的含义：1 mol乙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出1560.8 kJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－3121.6 kJ·mol－1；D错，根据表格数据，在101 kPa下，甲烷的标准燃烧热ΔH＝－891.0 kJ·mol－1，1 mol甲烷的质量为16 g，甲烷的热值是 kJ·g－1≈55.69 kJ·g－1。 答案　A 7．下列说法或表示方法中正确的是(　　) A．相同条件下，等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，反应的反应热前者大于后者 B．由C(s，石墨)===C(s，金刚石) 　ΔH＝＋1.9 kJ/mol，可知金刚石比石墨稳定 C．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol硫酸的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ D．已知在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则有关氢气标准燃烧热的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol 解析　相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液体时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等质量的硫蒸气燃烧时放出的热量会比硫固体放出的要多，A错误；石墨转化为金刚石是吸热反应，说明石墨的总能量小于金刚石，因此石墨比金刚石稳定，B错误；浓硫酸与NaOH溶液混合时放出大量的热，所以含0.5 mol硫酸的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ，C正确；在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol，D错误。 答案　C 8．下列措施或倡议不利于实现碳中和的是(　　) A．多植树造林 B．多用已脱硫的燃煤发电 C．少开私家车，多乘公共交通工具出行 D．开发风能、太阳能等新能源，减少化石燃料的使用 解析　多植树造林能进行更多的光合作用，消耗更多的CO2，有利于实现“碳中和”，A不合题意；多用已脱硫的燃煤发电，仅仅能减少SO2的排放，不能减少CO2的排放，不利于实现“碳中和”，B符合题意；少开私家车，多乘公共交通工具出行，可以提高能源的利用率，减少化石燃料的燃烧，减少CO2的排放，有利于实现“碳中和”，C不合题意；开发风能、太阳能等新能源，减少化石燃料的使用，减少CO2的排放，有利于实现“碳中和”，D不合题意。 答案　B 9．为了合理利用化学能，确保安全生产，进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 (1)实验测得，5 g甲醇(CH3OH)液体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，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为______________________。 (2)现有如下两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝b kJ·mol－1 则a________(填“＞”“＝”或“＜”)b。 (3)从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。 化学键 H—H N—H N≡N 键能/kJ·mol－1 436 391 945 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，根据上表中所列键能数据可计算出a＝________。 解析　(1)5 g液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出113.5 kJ热量，故32 g即1 mol液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出×113.5 kJ＝726.4 kJ热量，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。(2)将两个热化学方程式进行比较，由于H2O由气态变成液态放出热量，故ΔH1＞ΔH2，则a＞b。(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝945 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－93 kJ·mol－1，故a＝－93。 答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1 (2)＞　(3)－93 10．“氢能”是未来最理想的新能源。 (1)实验测得1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为________(填字母)。 A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH ＝－142.9 kJ·mol－1 B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．2H2＋O2===2H2O(l)　ΔH＝ 571.6 kJ·mol－1 D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 (2)某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤： ①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr ②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑ ③HgBr2＋________________ ④2HgO2Hg＋O2↑ ⑤2H2＋O22H2O 请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：___________。并根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：__________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。如图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。 完成下列反应的化学方程式：反应①______________；反应②____________。此法制取氢气的最大优点是______________________。 解析　(1)实验测得1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，则1 mol氢气即2 g氢气完全反应生成液态水放热为285.5 kJ，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol；(2)理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放，原子利用率是指反应物中的所有原子进入期望产物中的百分比，绿色化学的特征之一是提高原子利用率，尽量达到100%，根据原子经济，可知最终反应为：2H2O===2H2↑＋O2↑，根据盖斯定律将(①＋②＋③)×2＋④，可知反应③为HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；该方法中需要750 ℃，消耗能量高，且有重金属污染；(3)由制备氢气的过程可知，反应①发生的反应是SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4，反应②是H2SO4分解为SO2、O2和H2O，故发生的反应为2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O。根据以上分析可知此法制取氢气的最大优点是SO2和I2可循环使用，无污染。 答案　(1)B　(2)HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2　循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染　(3)SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4　2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O　SO2和I2可循环使用，无污染 学科网（北京）股份有限公司 $$