内容正文:
第一章 化学反应的热效应 单元检测
基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章 化学反应的热效应(人教版2019选择性必修1)。
5.难度系数:0.5
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 P 31
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
2.和在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下,已知属于放热反应。下列说法不正确的是
A.③→④是吸热过程
B.②→③过程中断裂了非极性共价键
C.合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
3.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
4.常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. B.受热分解是放热反应
C.溶于水会使溶液温度降低 D.
5.下列有关热化学反应的描述正确的是
A.甲醇的燃烧热,表示其燃烧热的化学方程式为
B.已知 ,则有
C.稀盐酸和稀NaOH溶液的反应热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
D.已知 ,则稳定性:
6.下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
B.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
C.测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
7.根据下面的信息,判断下列叙述中正确的是
A.氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量
B.氢气与氧气反应生成水,该反应的反应物的总能量小于反应产物的总能量
C.1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l),释放能量248 kJ
D.2 mol H2 (g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放出能量496 kJ
8.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时各物质均为气态,甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
已知:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为
B.和的总能量大于和的总能量
C.反应Ⅰ中断裂极性键同时生成非极性键
D.在反应中生成又消耗,可认为是催化剂
9.在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的四种燃料完全燃烧时,甲烷放出的热量最多
B.CO燃烧的热化学方程式为
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
10.下列说法正确的是
A.的燃烧热为,则热化学方程式:
B.斜方硫的燃烧热为,则热化学方程式:,斜方硫
C.的燃烧热为,则热化学方程式:
D.白磷和红磷相互转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s),则白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,红磷放出的热量更多
11.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ΔH=-akJ·mol-1
H2+Cl2=2HCl ΔH=-akJ·mol-1
B
1molSO2与0.5molO2完全反应后,放出热量98.3kJ
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ·mol-1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
ΔH=-4bkJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
12.物质变化的同时常伴随有能量变化。下列有关说法正确的是
A.表示摩尔燃烧焓的热化学方程式:
B.已知,则和的总能量高于的能量
C.已知,则
D.已知,则NaOH溶液与醋酸溶液反应生成放出57.3kJ的热量
13.以为原料合成的相关反应为:
① ;② 。部分键能数据如下表所示,则共价键的键能是
共价键
键能/
803
414
326
464
A. B. C. D.
14.甲醇是一种常见的燃料,利用和在一定条件下可合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.断裂中的化学键和中的化学键,释放akJ能量
D.和的总键能大于和的总键能
15.化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一。已知的燃烧热、CO的燃烧热,用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下:
主要热化学方程式有:
; 。下列说法错误的是
A.甲烷的燃烧热
B.相同条件下,通过“化学链燃烧”与直接燃烧所放出的热量相等
C.含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收
D.25℃时,和28gCO的混合气体充分燃烧,恢复至原温度,放出的热量为568.8kJ
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产、生活的主要能源物质。回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,该转化过程如下:
(M) (N) 相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)已知的燃烧热, ,则 (填“>”“<”或“=”)238.6。(l)完全燃烧,转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值),放出 kJ的热量。
(3)催化加氢可以制取乙烯: ,该反应体系的能量随反应过程的变化如图所示,则 (用含的代数式表示)。
(4)工业上用和反应合成二甲醚()。
已知:
则 。
17.(11分)某学习小组用溶液和硫酸进行中和反应的反应热的测定实验。
(1)实验中大约要使用溶液,配制溶液时至少需称量固体 g。
(2)大小烧杯之间填满碎纸条的作用是 。
(3)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏大
B.用环形玻璃搅拌棒搅拌时应围绕温度计旋转做圆周运动
C.将一定量的浓氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液分别和稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为,则
D.可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
(4)如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,测得的中和反应反应热的数值 (填“相等”或“不相等”)。
(5)如果用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和反应反应热的数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
18.(11分)物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位,它们不仅是化学反应的基本特征,也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化,可以更好地理解和利用化学反应,为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题:
(1)如图所示,有关化学反应和能量变化的说法,不正确的是___________(填字母)。
A.反应物比生成物稳定
B.该反应一定需要加热才能发生
C.表示的是吸热反应的能量变化
D.不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
已知:
共价键
键能
436
247
则键的键能为 。
(3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式: 。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热 (填“有”或“无”)影响。
(4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石转化为,再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下:
i.直接氯化:
ii.碳氯化:
则反应的。
(5)“氧弹量热仪”可以测定蔗糖的燃烧热,“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐,将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃,产生的热量被“氧弹”外的水吸收,通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的燃烧热。已知:蔗糖的质量为,其摩尔质量是;量热计中水的质量为,水的比热容为;忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如下表。
序号
点火前温度/℃
燃烧后测得的最高温度/℃
1
20.73
22.63
2
20.76
21.25
3
20.72
22.82
①上述蔗糖燃烧放出的热量Q= J。
②请写出蔗糖燃烧的热化学方程式: 。
19.(11分)试回答下列有关热化学问题。
(1)根据键能数据计算的反应热 。
化学键
键能/(kJ/mol)
414
489
565
155
(2)已知在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
则全部被氧化成的热化学方程式为: 。
(3)室温下,用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题:
①仪器a的名称为 。
②保持其他条件不变,实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”),原因是 。
③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容:,保留三位有效数字)
④上述实验结果的数值与有偏差,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.在量取盐酸溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用铜棒代替图中a仪器
20.(11分)生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1mol H2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式: 。
(3)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应A+B→C()分两步进行:
(ⅰ)A+B→X()
(ⅱ)X→C()
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。
A. B. C. D.
②已知:
若将46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为 kJ(用含、、的代数式表示)。
(4)已知:
化学键
键能()
460
360
436
431
176
347
则:的反应热 。
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第一章 化学反应的热效应 单元检测
基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章 化学反应的热效应(人教版2019选择性必修1)。
5.难度系数:0.5
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 P 31
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
【答案】C
【详解】A.高温条件下发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温引发,但为放热反应,A错误;
B.水结冰是物理变化,不属于化学反应,B错误;
C.燃烧热为1mol物质完全燃烧的焓变,反应中2mol CO对应ΔH=-566kJ·mol-1,则1mol CO的燃烧热为283kJ·mol-1,C正确;
D.燃烧热要求可燃物和氧气反应生成液态水,乙炔的燃烧热为,则反应的,D错误;
故选C。
2.和在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下,已知属于放热反应。下列说法不正确的是
A.③→④是吸热过程
B.②→③过程中断裂了非极性共价键
C.合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
【答案】A
【详解】A.③→④过程中,N原子和H原子形成了化学键,为放热过程,A错误;
B.②→③过程中,和分子中的非极性共价键断裂,形成N原子和H原子,B正确;
C.已知合成氨反应属于放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量,C正确;
D.已知合成氨反应属于放热反应,则反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,D正确;
答案选A。
3.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.液态水的生成比气态水多一步放热(液化),故更小,成立,A正确;
B.石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即,B错误;
C.生成的更小(完全燃烧放热更多),,C错误;
D.气态硫燃烧释放的热量更多(因气态硫能量更高),更小,,D错误;
故答案选A。
4.常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. B.受热分解是放热反应
C.溶于水会使溶液温度降低 D.
【答案】D
【详解】A.根据盖斯定律,,A错误;
B.受热分解是吸热反应,B错误;
C.溶于水放出热量,会使溶液温度升高,C错误;
D.由图可知,、,则,D正确;
故答案选D。
5.下列有关热化学反应的描述正确的是
A.甲醇的燃烧热,表示其燃烧热的化学方程式为
B.已知 ,则有
C.稀盐酸和稀NaOH溶液的反应热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
D.已知 ,则稳定性:
【答案】B
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,要求生成液态水,而选项中生成的是气态水,不符合燃烧热的定义,A错误;
B.原反应式化学计量数减半且方向逆转,反应热符号改变并减半,计算正确,B正确;
C.Cu(OH)2是固体、弱碱,溶解和电离过程存在额外热效应,焓变不能直接取中和热的两倍,C错误;
D.正丁烷生成异丁烷为放热,反应说明产物(异丁烷)能量更低更稳定,故稳定性正丁烷<异丁烷,D错误;
故选B。
6.下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
B.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
C.测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
【答案】C
【详解】A.在测定盐酸与NaOH溶液反应的反应热时,为了保证盐酸完全被中和,可以采用稍过量的NaOH溶液,故A正确;
B.反应热的测定实验需要用量筒量取一定体积的酸、碱溶液,用温度计测量反应前酸、碱溶液的温度以及反应后的最高温度,用玻璃搅拌器搅拌,同时反应在烧杯内进行,故B正确;
C.测盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测量氢氧化钠溶液的温度时,所测NaOH溶液的温度偏高,温度差偏小,反应热数值偏小,但该反应热为负值,所以测得的偏大,故C错误;
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,由于醋酸电离吸热,反应放热减少,则计算所得反应热偏大,故D正确;
故答案为C。
7.根据下面的信息,判断下列叙述中正确的是
A.氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量
B.氢气与氧气反应生成水,该反应的反应物的总能量小于反应产物的总能量
C.1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l),释放能量248 kJ
D.2 mol H2 (g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放出能量496 kJ
【答案】D
【详解】依据反应的热效应=反应物键能之和-生成物的键能之和,反应为放热反应,热化学方程式为:,据此解答。
A.据分析,该反应为放热反应,A错误;
B.据分析,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B错误;
C.据分析,与反应生成,释放能量248kJ,气态水变为液态水时放出热量,所以与反应生成,释放能量大于248kJ,故C错误;
D.依据反应的热化学方程式可知:,D正确;
故答案为D。
8.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时各物质均为气态,甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
已知:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为
B.和的总能量大于和的总能量
C.反应Ⅰ中断裂极性键同时生成非极性键
D.在反应中生成又消耗,可认为是催化剂
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应Ⅱ是放热反应,热化学方程式为: ,A错误;
B.由图可知,和生成和的反应是吸热反应,则 和 的总能量小于 和 的总能量,B错误;
C.根据图示可以知道,反应Ⅰ中极性键、等键断开,同时生成非极性键,C正确;
D.在反应中生成,又在反应中消耗,所以是中间产物,不是催化剂,D错误;
故选C。
9.在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的四种燃料完全燃烧时,甲烷放出的热量最多
B.CO燃烧的热化学方程式为
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
【答案】D
【详解】A.CO、H2、CH4、CH3OH的相对分子质量分别为28、2、16、32,又因为它们每1mol分别完全燃烧时,放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、726.5kJ,所以1gCO、H2、CH4、CH3OH完全燃烧时,放出热量分别为:10.0kJ、142.9kJ、55.6kJ、22.7kJ,则相同质量的以上四种燃料,完全燃烧时放出热量最多的是H2,A错误;
B.CO燃烧热∆H为-283.0 kJ·mol-1,表示1molCO完全燃烧释放283.0 kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式为:∆H=-566.0kJ·mol-1,B错误;
C.甲醇燃烧热的数据指的是1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时释放热量726.5kJ,若生成气态水,释放的热量小于726.5kJ,C错误;
D.标准状况下,相同体积的CO、H2、CH4物质的量相同,根据C元素守恒,完全燃烧的碳排放量:CO=CH4>H2,D正确;
故选D。
10.下列说法正确的是
A.的燃烧热为,则热化学方程式:
B.斜方硫的燃烧热为,则热化学方程式:,斜方硫
C.的燃烧热为,则热化学方程式:
D.白磷和红磷相互转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s),则白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,红磷放出的热量更多
【答案】C
【详解】A.燃烧热对应的产物水应为液态,而选项中H2O为气态,不符合燃烧热定义,A错误;
B.燃烧反应为放热,ΔH应为负值,但选项B中ΔH为正值,B错误;
C.H2S的燃烧热为562.2kJ/mol,方程式表示2molH2S完全燃烧生成液态水,ΔH=-1124.4 kJ/mol,符合燃烧热定义,C正确;
D.白磷转化为红磷放热,说明白磷能量更高,燃烧生成等量P2O5时白磷放热更多,D错误;
故选C。
11.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ΔH=-akJ·mol-1
H2+Cl2=2HCl ΔH=-akJ·mol-1
B
1molSO2与0.5molO2完全反应后,放出热量98.3kJ
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ·mol-1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
ΔH=-4bkJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.氢气的燃烧热对应的反应物是和,产物是液态水,故A错误;
B.该反应为可逆反应,1molSO2与0.5molO2不能完全反应,若描述为生成1mol时放出98.3kJ热量,该反应热化学方程式书写为:,故B错误;
C.根据,该反应额外生成沉淀,则反应放出的热量应大于,故C错误;
D.31g白磷(0.25mol)转化为红磷时放出bkJ热量,则1mol白磷转化为4mol红磷的ΔH=-4bkJ/mol,故白磷,s红磷,s),故D正确;
故选D。
12.物质变化的同时常伴随有能量变化。下列有关说法正确的是
A.表示摩尔燃烧焓的热化学方程式:
B.已知,则和的总能量高于的能量
C.已知,则
D.已知,则NaOH溶液与醋酸溶液反应生成放出57.3kJ的热量
【答案】B
【详解】A.燃烧焓要求生成物为稳定氧化物,H2的燃烧焓应生成液态水,选项A生成气态水,故A错误;
B.ΔH为负说明反应放热,反应物总能量高于生成物,故B正确;
C.S(s)的能量小于S(g),等物质的量的S(g)燃烧放出的热量大于S(s)燃烧放出的热量,所以,故C错误;
D.醋酸为弱酸,电离吸热,所以NaOH溶液与醋酸溶液反应生成放出的热量小于57.3kJ,故D错误;
选B。
13.以为原料合成的相关反应为:
① ;② 。部分键能数据如下表所示,则共价键的键能是
共价键
键能/
803
414
326
464
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据盖斯定律:反应①+②得CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-46 kJ/mol,设 H—H 键能为x kJ/mol,根据键能计算反应热的公式:ΔH=反应物总键能-生成物总键能,反应物总键能:CO2中含2个C=O键:2×803kJ/mol=1606 kJ/mol,3个H2分子:3×xkJ/mol,合计:(1606+3x)kJ/mol,生成物总键能:CH3OH中含3个C—H 键、1个C-O 键、1个O-H 键:3×414kJ/mol+326kJ/mol+464kJ/mol=2032kJ/mol,H2O中含2个O-H 键:2×464kJ/mol=928kJ/mol,合计:2032+928=2960kJ/mol,根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能:即-46kJ/mol=(1606+3x)kJ/mol-2960kJ/mol,解得:x=436kJ/mol,
故选:C。
14.甲醇是一种常见的燃料,利用和在一定条件下可合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.断裂中的化学键和中的化学键,释放akJ能量
D.和的总键能大于和的总键能
【答案】B
【详解】A.ΔH=生成物总能量-反应物总能量,由图像知,反应物()总能量高于生成物()总能量,故ΔH <0,A错误;
B.由图像知,第一步为吸热反应, >0;第二步反应为放热反应, <0,,B正确;
C.断裂化学键需要吸收能量, C错误;
D.ΔH=反应物总键能-生成物总键能,该反应ΔH<0,故反应物总键能<生成物总键能,D错误;
故答案选B。
15.化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一。已知的燃烧热、CO的燃烧热,用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下:
主要热化学方程式有:
; 。下列说法错误的是
A.甲烷的燃烧热
B.相同条件下,通过“化学链燃烧”与直接燃烧所放出的热量相等
C.含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收
D.25℃时,和28gCO的混合气体充分燃烧,恢复至原温度,放出的热量为568.8kJ
【答案】D
【详解】A.甲烷燃烧热的计算:将反应②: ,反应①×2: ;二者相加,得,,A正确;
B.化学链燃烧总反应与甲烷直接燃烧相同,根据盖斯定律,ΔH相同,放出热量相等,B正确;
C.化学链燃烧中燃料与空气不直接接触,CO2在燃料反应器单独生成,无N2混入,利于分离回收,C正确;
D.4g H2为2mol,燃烧放热2×285.8=571.6 kJ;28g CO为1mol,燃烧放热283.0 kJ,总热量=571.6kJ+283.0kJ=854.6 kJ,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产、生活的主要能源物质。回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,该转化过程如下:
(M) (N) 相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)已知的燃烧热, ,则 (填“>”“<”或“=”)238.6。(l)完全燃烧,转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值),放出 kJ的热量。
(3)催化加氢可以制取乙烯: ,该反应体系的能量随反应过程的变化如图所示,则 (用含的代数式表示)。
(4)工业上用和反应合成二甲醚()。
已知:
则 。
【答案】
(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)物质能量越低越稳定,该反应吸热,M的能量低于N,较稳定的是M;
(2)燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,甲醇燃烧生成属于不完全燃烧,放出的热量小于燃烧热,则;根据反应方程式,完全反应转移6mol电子,(l)的物质的量为,转移电子的数目为,放出能量;
(3)由图可知,该反应为放热反应,放出的热量为,则该反应的;
(4)①,
②,
则2×①-②可得,由盖斯定律可知,
。
17.(11分)某学习小组用溶液和硫酸进行中和反应的反应热的测定实验。
(1)实验中大约要使用溶液,配制溶液时至少需称量固体 g。
(2)大小烧杯之间填满碎纸条的作用是 。
(3)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏大
B.用环形玻璃搅拌棒搅拌时应围绕温度计旋转做圆周运动
C.将一定量的浓氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液分别和稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为,则
D.可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
(4)如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,测得的中和反应反应热的数值 (填“相等”或“不相等”)。
(5)如果用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和反应反应热的数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
(1)5.0
(2)保温,减少热量散失
(3)CD
(4)相等
(5)偏小
【详解】(1)配制的溶液,应选择容量瓶,需要的质量。
(2)反应热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是保温、隔热、减少热量损失。
(3)A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,测得碱溶液的初始温度偏高,实验测得的反应热数值将偏小,A错误;
B.用玻璃搅拌棒搅拌时应围绕温度计上下运动,B错误;
C.将一定量的浓氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液分别和、稀盐酸恰好完全反应,浓氢氧化钠稀释放热,其反应热分别为、,则,C正确;
D.塑料材质导热性差,可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒,D正确;
故选CD。
(4)中和反应的反应热是强酸和强碱的稀溶液反应生成水时放出的热量,与酸碱的用量无关,因此测得的中和反应反应热的数值与上述实验相等。
(5)氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液,测得的反应热的数值会偏小。
18.(11分)物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位,它们不仅是化学反应的基本特征,也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化,可以更好地理解和利用化学反应,为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题:
(1)如图所示,有关化学反应和能量变化的说法,不正确的是___________(填字母)。
A.反应物比生成物稳定
B.该反应一定需要加热才能发生
C.表示的是吸热反应的能量变化
D.不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
已知:
共价键
键能
436
247
则键的键能为 。
(3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式: 。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热 (填“有”或“无”)影响。
(4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石转化为,再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下:
i.直接氯化:
ii.碳氯化:
则反应的。
(5)“氧弹量热仪”可以测定蔗糖的燃烧热,“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐,将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃,产生的热量被“氧弹”外的水吸收,通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的燃烧热。已知:蔗糖的质量为,其摩尔质量是;量热计中水的质量为,水的比热容为;忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如下表。
序号
点火前温度/℃
燃烧后测得的最高温度/℃
1
20.73
22.63
2
20.76
21.25
3
20.72
22.82
①上述蔗糖燃烧放出的热量Q= J。
②请写出蔗糖燃烧的热化学方程式: 。
【答案】
(1)BD
(2)434
(3)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH = −252 kJ/mol 无
(4)-223
(5)6000c C12H22O11(s) + 12O2(g) =12CO2(g) +11H2O(l) ΔH=-1200c kJ/mol
【详解】(1)A.物质的能量越低,越稳定,由图可知,反应物的能量低于生成物,则反应物比生成物稳定,A正确;
B.由图可知,反应物的能量低于生成物,该反应为吸热反应,吸热反应不一定需要加热才能发生,B错误;
C.由图可知,反应物的能量低于生成物,该反应为吸热反应,C正确;
D.由图可知,反应物的能量低于生成物,该反应为吸热反应,强酸与强碱发生中和反应的过程中放热,该图像不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化,D错误;
故选BD。
(2)ΔH=反应物的总键能- 生成物的总键能=436 kJ/mol+ 247 kJ/mol-2×E(H-Cl)= ,则 E(H-Cl) = 434 kJ/mol。
(3)①由题图提供的E1=134 kJ/mol、E2=386 kJ/mol可推知,该反应的焓变ΔH = E1-E2 = 134 kJ/mol-386kJ/mol=-252 kJ/mol,对应热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH = −252 kJ/mol;
②若在该反应体系中加入催化剂,只改变反应途径,不改变反应的热效应,则对反应热没有影响。
(4)利用盖斯定律,将反应ⅱ-ⅰ得的-51-172 =-223。
(5)①利用表中数据,计算三次实验中反应前后的温度变化分别为实验1:1.9℃,实验2:0.49℃,实验3:2.1℃,由于实验2的测定结果与另两次实验的误差过大,数据不能采用。反应放出的热量Q= c J·g-1·C-1×3000g×℃=6000cJ;
②蔗糖的物质的量为=0.005mol,则1mol蔗糖燃烧放出的量为=1.2×106cJ=1200ckJ,蔗糖燃烧的热化学方程式:C12H22O11(s) + 12O2(g) =12CO2(g) +11H2O(l) ΔH=-1200c kJ/mol。
19.(11分)试回答下列有关热化学问题。
(1)根据键能数据计算的反应热 。
化学键
键能/(kJ/mol)
414
489
565
155
(2)已知在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
则全部被氧化成的热化学方程式为: 。
(3)室温下,用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题:
①仪器a的名称为 。
②保持其他条件不变,实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”),原因是 。
③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容:,保留三位有效数字)
④上述实验结果的数值与有偏差,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.在量取盐酸溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用铜棒代替图中a仪器
【答案】
(1)−1940kJ/mol
(2)
(3)玻璃搅拌器 相等 中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关 acd
【详解】(1)△H=反应物的总键能−生成物的总键能,△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol−(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=−1940kJ/mol。
(2)由图可知,第一步反应热化学方程式为① ,第二步反应热化学方程式为② ,运用盖斯定律将(①+②得到反应
(3)①测定反应过程中所放出的热量,使用玻璃搅拌器加快反应速率,图中a为玻璃搅拌器;
②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增加,所放出的热量偏高,但是中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等;
③若三次操作测得终止温度与起始温度差(t2 – t1)分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃,计算出平均温度差为 , 盐酸与溶液混合后溶液的质量和为 ,C = ,代入公式得生成0.05mol的水放出热量,即生成0.025mol的水放出热量为:kJ,生成1mol的水放出热量为:,即该实验测得的中和热;
④a.实验装置保温、隔热效果差,会造成测量结果偏小,故a可选;
b.量取盐酸时仰视读数会使所取盐酸体积增大,放出热量增多,故b不选;
c. 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯过程中会有热量损失,使测量结果偏小,故c可选;
d. 用铜棒代替玻璃搅拌器仪会使热量散失,会造成测量结果偏小,故d可选;
故答案为:acd。
20.(11分)生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1mol H2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式: 。
(3)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应A+B→C()分两步进行:
(ⅰ)A+B→X()
(ⅱ)X→C()
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。
A. B. C. D.
②已知:
若将46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为 kJ(用含、、的代数式表示)。
(4)已知:
化学键
键能()
460
360
436
431
176
347
则:的反应热 。
【答案】
(1)吸热
(2)C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol
(3)C (Q3+3Q1-Q2)
(4)+236
【详解】(1)制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化或物理变化来降低温度,达到降温、保鲜、镇痛的目的,故答案为:吸热;
(2)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质时放出的热量,结合题干图示一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中放出553.75kJ/mol的热量,表示丙烷燃烧热的热化学方程式为: C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-553.75×4=-2215kJ/mol,故答案为:C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol;
(3)①由题干信息可知,总反应A+B→C()为放热反应,即A和B的总能量高于C的总能量,历程(ⅰ)A+B→X()为放热反应,即A和B的总能量高于X,(ⅱ)X→C()为放热反应,即X的总能量高于C的,据此可知只有C图符合题意,故答案为:C;
②由题干信息可知,转化① ,转化② ,反应③ ,则③-②+3①可得反应:根据盖斯定律可知,=-Q3-(-Q2)+3(-Q1)=-(Q3+3Q1-Q2)kJ/mol,故若将46g即=1mol液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温即生成液态水,则整个过程中放出的热量为(Q3+3Q1-Q2)kJ,故答案为:(Q3+3Q1-Q2);
(4)已知:反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,故的反应热4E(Si-Cl)+2E(H-H)-2E(Si-Si)-4E(H-Cl)=4×360kJ/mol+2×436kJ/mol-2×176kJ/mol-4×431kJ/mol=+236kJ/mol,故答案为:+236。
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