内容正文:
章末检测试卷(一)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列图像均表示化学反应中的能量变化,其中描述正确的是( )
A.图甲可以表示反应NaHCO3(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)的能量变化
B.图乙说明金刚石比石墨稳定
C.根据图丙可以判断2A(g)=B(g) ΔH>-a kJ·mol-1
D.图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量低于形成生成物中化学键所释放的总能量
【解析】 A.NaHCO3(aq)和HCl(aq)的反应为吸热反应,图像描述的为放热反应,故A错误;B.能量越低越稳定,由图知石墨更稳定,故B错误;C.2A(g)=B(g)中B为气体,气体能量高于液体,结合图像可知ΔH>-a kJ·mol-1,故C正确;D.反应物断键吸热,生成物成键放热,图像描述的为吸热反应,故断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量,故D错误;故选C。
【答案】 C
2.下列说法中,正确的是( )
A.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热量为57.3 kJ
D.1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热量就是H2的燃烧热
【答案】 B
3.101 kPa ,1 mol 物质完全燃烧[氮元素转化为N2(g),氢元素转化为H2O(l),碳元素转化为CO2(g)]的反应热叫做该物质的标准燃烧热,一些物质的标准燃烧热(25℃下)如表所示,下列说法正确的是( )
物质
化学式
ΔH/(kJ·mol-1)
氢气
H2(g)
-285.8
乙烯
C2H4(g)
-1 411.0
乙醇
C2H5OH(l)
-1 366.8
甲烷
CH4(g)
-890.3
A.表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1
B.2 g氢气完全燃烧生成1 mol H2O(g)所放出的热量大于285.8 kJ
C.常温常压下,C2H4(g)+H2O(l)===CH3CH2OH(l)的反应热ΔH=-44.2 kJ·mol-1
D.甲烷完全燃烧时,反应物的总键能大于生成物的总键能
【解析】 A.燃烧热要求应生成液态水,A项错误;B.水由气态变为液体要放热,则2 g H2完全燃烧生成1 mol 气态水放出的热量小于285.8 kJ ,B项错误;C.根据题给数据可知,C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1;C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1,结合盖斯定律可知,C2H4(g)+H2O(l)===CH3CH2OH(l) ΔH=-44.2 kJ·mol-1,C项正确;D.甲烷燃烧是放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,D项错误;故选C。
【答案】 C
4.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定,则测定结果偏高
【答案】 D
5.甲烷与CO2可用于制取合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g),1 g CH4(g)完全反应可释放15.46 kJ的热量,下图中能表示该反应过程的能量变化的是( )
【答案】 D
6.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
【答案】 A
7.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】 C
8.已知:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1;②2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2;③2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH3;④2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH4。下列关于反应焓变的判断正确的是( )
A.H2的燃烧热为ΔH1
B.ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值
D.ΔH3<ΔH2
【答案】 D
9.已知强酸强碱的稀溶液发生中和反应时,生成1 mol H2O(l) 放热57.1 kJ ,若用HNO2与NaOH 的稀溶液反应,每1 mol HNO2完全中和时放热42.0 kJ ,下列说法正确的是( )
A.HNO2是一种强酸
B.浓硫酸与NaOH 反应生成1 mol H2O 时放热为57.1 kJ
C.表示HNO2与NaOH 中和反应的热化学方程式为:HNO2(aq)+OH-(aq)===NO(aq)+H2O(l) ΔH=-42.0 kJ/mol
D.HNO2电离的热化学方程式为:HNO2(aq) H+(aq)+NO(aq) ΔH=-15.1 kJ/mol
【解析】 A.由题干信息可知,HNO2与NaOH 的稀溶液反应,每1 mol HNO2完全中和时放热42.0 kJ ,小于强酸强碱稀溶液中和生成1 mol H2O是放出的热量,故HNO2是一种弱电解质,即为弱酸,A错误;B.浓硫酸稀释过程也是放热过程,故浓硫酸与NaOH 反应生成1 mol H2O 时放热要大于57.1 kJ ,B错误;C.由题干信息可知,表示HNO2与NaOH 中和反应的热化学方程式为:HNO2(aq)+OH-(aq)===NO(aq)+H2O(l) ΔH=-42.0 kJ/mol ,C正确;D.由题干信息可知,①H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.1 kJ/mol,②HNO2(aq)+OH-(aq)===NO(aq)+H2O(l) ΔH=-42.0 kJ/mol ,故②-①得到HNO2电离的热化学方程式为:HNO2(aq)H+(aq)+NO(aq) ΔH=+15.1 kJ/mol ,D错误;故答案为:C。
【答案】 C
10.现有如下3个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1②
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1③
则由下表所列的原因能推导出后面结论的是( )
选项
原因
结论
A
H2的燃烧是放热反应
a、b、c均大于零
B
①和②中物质的化学计量数均相同
a=b
C
①和③中H2O的状态不同,化学计量数不同
a、c不会有任何关系
D
③的化学计量数是②的2倍
ΔH1<ΔH3
【答案】 A
11.C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②
下列推断正确的是( )
A.C(s)的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1
D.将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g),至少需要提供4×463 kJ的热量
【答案】 C
12.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.反应①②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
【答案】 C
二、不定项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分)
13.下列图示与对应的叙述不相符的是( )
A.(a)图表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
B.(b)图是金刚石与石墨分别被氧化生成CO2的能量关系曲线,说明石墨转化为金刚石的反应的ΔH>0
C.由(c)图可知,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=(b-a)kJ·mol-1
D.(d)图是某反应:A→C(由两步反应A→B→C完成,B为中间产物)的能量曲线(E表示能量),整个反应中ΔH=E4-E1-E2-E3
【解析】 A.由题图(a)中反应物能量低于生成物可知,反应为吸热反应,表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,故A正确;B.由题图(b)可知,石墨的能量低于金刚石的能量,所以石墨转化为金刚石的反应的ΔH>0,故 B正确;C.由题图(c)可知,反应为吸热反应,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1,故C错误;D.由图(d)可知,整个反应中ΔH=E1+E3-E2-E4,故D错误;故答案选CD。
【答案】 CD
14.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH>-574 kJ·mol-1
C.反应①②中,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
【答案】 BD
15.在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
①H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4,则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
【解析】 根据盖斯定律,①×+②×-③×2得2S(g)===S2(g) ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3),A正确。
【答案】 A
16.已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
2Na2O2(s)+2CO2(g)===2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=-452 kJ·mol-1。
根据以上热化学方程式,判断下列说法正确的是( )
A.1 mol CO完全燃烧,放出热量为283 kJ
B.Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ·mol-1
C.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为1.204×1024
D.CO的燃烧热为-283 kJ
【答案】 AB
17.已知: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
设有氢气和丙烷的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量3 847 kJ,则混合气体中氢气和丙烷的体积比是( )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶4 D.1∶1
【解析】 方法一:已知:
1 mol H2燃烧所放出的热量为 kJ,
1 mol混合气体燃烧所放出的热量为 kJ。
=≈。
方法二:设混合气体H2、C3H9分别为x mol、y mol,
解得
【答案】 B
18.断裂1 mol化学键所需的能量如下:
( )
A.O2比N2稳定
B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534 kJ·mol-1
C.表中的a=194
D.图中的ΔH3=+2 218 kJ·mol-1
【解析】 由表中数据知N≡N的键能比O===O的键能大,故N2比O2稳定,A错误;反应物断键吸收的能量是2 752 kJ·mol-1-534 kJ·mol-1=2 218 kJ·mol-1,则4a kJ·mol-1+154 kJ·mol-1+500 kJ·mol-1=2 218 kJ·mol-1,解得a=391,C错误;图中的ΔH3表示断裂化学键时需要吸收的能量,D正确。
【答案】 AC
三、非选择题(本题包括4小题,共52分)
19.(13分)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、玻璃搅拌器、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是__________、________。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器________(填“能”或“否”),其原因是_____________________________________________________________________。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品
溶液温度
生成1 mol
H2O放出的热量
t1
t2
a
50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液
50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
b
50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液
50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表。
②根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)若用氢氧化钾代替氢氧化钠,对测定结果____________(填“有”或“无”,下同)影响;若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果____________影响。
【解析】 (1)中和反应反应热测定的关键是减少热量损失,需要的玻璃仪器除题目中的仪器外,还需要量取液体体积的量筒,测量液体温度的温度计。
(3)①由题意知:a中t2-t1=23.3 ℃-20 ℃=3.3 ℃;b中t2-t1=23.5 ℃-20 ℃=3.5 ℃,故=3.4 ℃。
由Q=cm(t2-t1)=4.18 kJ·℃-1·kg-1×0.1 kg×3.4 ℃≈1.42 kJ
则生成1 mol H2O(l)放出的热量为56.8 kJ。
(4)KOH、NaOH都是强碱,对结果无影响。而用CH3COOH代替盐酸,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。
【答案】 (1)量筒 温度计
(2)否 金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3)①56.8 kJ ②NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ·mol-1
(4)无 有
20.(14分)化学上,由稳定单质生成1 mol 纯物质的热效应称为生成热,稳定单质的生成热定为0。生成热的相对大小可以判断物质的相对能量。硫及其化合物的生成热如图所示。
回答下列问题:
(1)图中三种硫单质中,最稳定的是__________________(填化学式,下同),最活泼的是______________。
(2)已知:ⅰ.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;
ⅱ.S2(g)+2O2(g)===2SO2(g) ΔH2;
ⅲ.S2(s)+2O2(g)===2SO2(g) ΔH3。
①ΔH2-2ΔH1=___________kJ·mol-1。
②ΔH3-ΔH2___________0(填“>”“<”或“=”),判断依据是___________________________________。
(3)根据图像,计算反应SF4(g)+F2(g)===SF6(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
【解析】 (1)物质的能量越低越稳定,三种硫单质中,能量最低的为S8,则最稳定的是S8;物质的能量越高越活泼,三种硫单质中,能量最高的为S,则最活泼的是S;
(2)①ΔH2-2ΔH1表示反应ⅱ.S2(g)+2O2(g)===2SO2(g) ΔH2减去2倍的反应ⅰ.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1所得的反应S2(g)=2S(g)的焓变值,为ΔH=2×279 kJ/mol-128 kJ/mol=+430 kJ/mol;
②ΔH3-ΔH2表示反应S2(s)=S2(s)的焓变,固体升华需要吸收热量,则ΔH3-ΔH2>0;判断依据为同种物质由固态变为气态时吸收热量;
(3)ΔH=生成物的生成焓-反应物的生成焓,则反应SF4(g)+F2(g)===SF6(g)的ΔH=-1 209 kJ/mol-(-775 kJ/mol)-0 kJ/mol=-434 kJ/mol。
【答案】 (1)S8 S
(2)+430 > 同种物质由固态变为气态时吸收热量
(3)-434
21.(12分)共价键都有键能之说,键能是指拆开1 mol共价键所需要吸收的能量或形成1 mol共价键所放出的能量。
(1)已知H—Cl的键能为431.4 kJ·mol-1,下列关于键能的叙述正确的是________(填字母,下同)。
A.每生成1 mol H—Cl吸收431.4 kJ能量
B.每生成1 mol H—Cl放出431.4 kJ能量
C.每拆开1 mol H—Cl放出431.4 kJ能量
D.每拆开1 mol H—Cl吸收431.4 kJ能量
(2)参考下表中的数据,判断下列分子受热时最稳定的是________。
化学键
H—H
H—F
H—Cl
H—Br
键能/(kJ·mol-1)
436
565
431
368
A.H2 B.HF
C.HCl D.HBr
(3)能用键能大小解释的是________。
A.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态
B.氮气的化学性质比氧气稳定
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发而硫酸难挥发
(4)已知:4HCl+O2===2Cl2+2H2O,常温下,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
写出该反应的热化学方程式: ___________________________________________。
(5)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
写出表示S8燃烧热的热化学方程式: ______________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)已知H—Cl的键能为431.4 kJ·mol-1,所以每拆开1 mol H—Cl需要吸收431.4 kJ能量,每形成1 mol H—Cl需要放出431.4 kJ能量。
(2)键能越大,键越稳定,由表格数据可知,HF的键能最大,则HF最稳定。
(3)常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,是因为单质碘的分子间作用力大,与键能无关,故A错误;键能越大,分子越稳定,氮气中的共价键的键能比氧气的大,所以氮气的化学性质比氧气稳定,能用键能解释,故B正确;稀有气体为单原子分子,没有化学键,很难发生化学反应,是因为原子最外层达到8电子稳定结构,不易形成化学键,故C错误;物质挥发性与其沸点有关,与键能无关,故D错误。
(4)在反应4HCl+O2===2Cl2+2H2O中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(l) ΔH=-115.6 kJ·mol-1。
(5)依据图像分析1 mol O2(g)和 mol S8(s)反应生成二氧化硫放热a kJ,依据燃烧热的概念:1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,先写出化学方程式,标注物质的聚集状态,则反应的热化学方程式为S8(g)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1。
【答案】 (1)BD (2)B (3)B
(4)4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(l) ΔH=-115.6 kJ·mol-1
(5)S8(s)+8O2(g)===8SO2(g)ΔH=-8a kJ·mol-1
22.(13分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/kJ·mol-1
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1=________ kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=________ kJ·mol-1。
【解析】 反应热=反应物总键能-生成物总键能,故ΔH1=1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×413+343+465) kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1;根据盖斯定律:反应②-反应①=反应③,故ΔH3=ΔH2-ΔH1=-58 kJ·mol-1-(-99 kJ·mol-1)=41 kJ·mol-1。
【答案】 -99 41
学科网(北京)股份有限公司
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