内容正文:
人教版高中化学选择性必修1 颍上二中(东校区)能力提升卷
高二化学同步教学资源(人教版2019选择性必修1)
第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算
限时练习
分数:___________
学校:___________班级:___________姓名:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级等信息;
2.请将答案正确填写在题目对应处;
3.检测卷满分100分,考试时间45分钟。
第I卷(选择题)
评卷人
得分
一、单选题(每小题仅有一个选择符合要求,每题4分,共40分)
1.在298K,条件下,将22gCO2通入375mL2NaOH溶液中充分反应,测得反应放出xkJ热量;已知在该条件下,1通入1L2NaOH溶液中充分反应放出ykJ热量,则与NaOH溶液反应生成的热化学方程式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.已知:
下列说法正确的是( )
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
3.将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中,在250 ℃下只发生如下两个反应:
Cl2(g)+F2(g)=2ClF(g) ΔH1=a kJ·mol-1
Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1
一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303 kJ热量。已知:通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,部分化学键的键能如表所示:
化学键
F—F
Cl—Cl
F—Cl(ClF中)
F—Cl(ClF3中)
键能/(kJ·mol-1)
157
243
248
x
则x为( )
A.172 B.202 C.238 D.258
4.已知制取的反应过程如下:① ;② 。下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是( )
A. B.
C. D.
5.下列说法错误的是( )
A.在热化学方程式中,ΔH数值的大小与热化学方程式的化学计量数成正比
B. ,则
C.已知:500℃、30MPa下, ,将1.5mol 和过量的在此条件下充分反应,放出热量小于46.2kJ
D.HCl和NaOH的稀溶液反应生成1mol (l)的反应热,则和的稀溶液反应生成2mol (l)的反应热
6.一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
A.a、c分别是HCl、
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.反应①:,反应②:
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热
7.下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是( )
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石更稳定
B.稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol H2O(l),放出57.3 kJ热量
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成SO2,前者放出的热量多
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-a kJ/mol,则将14 g N2(g)和足量H2置于一密闭容器中,充分反应后放出0.5a kJ的热量
8.几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B.在中完全燃烧,放出的能量为566.0kJ
C.
D.反应1中,反应物的总能量小于生成物的总能量
9.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
10.是一种储氢材料,可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发的燃烧反应之后,燃烧时的温度随时间变化关系如图所示。
燃烧不同阶段发生的主要变化如下:
下列分析正确的是( )
A.燃烧需要激光加热引发,所以燃烧是吸热反应
B.其他条件相同时,等物质的量的燃烧放热大于燃烧放热
C.在反应过程中,a点时物质所具有的总能量最小
D.
第II卷(非选择题)
评卷人
得分
二、填空题(共3小题,共60分)
11.(每空3分,共9分)已知下列信息:
①
②乙醇的燃烧热
③已知下列反应的反应热
(1)根据信息①,求生成的反应热 。
(2)根据信息②,求乙醇充分燃烧后放出 热量。
(3)根据信息③,计算反应的反应热 。
12.(除标注外其它每空2分,共21分)研究处理氮、硫的化合物对环境保护有着重要的意义,回答下列问题。
(1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。一定条件下,由和CO反应生成S和的能量变化如图所示,每生成,该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ(3分)。
(2)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
则反应Ⅱ的热化学方程式为 (5分)。
(3)机动车发动机工作时会引发与的反应,该反应是吸热反应,则与的总能量比2molNO的总能量 (填“高”或“低”),NO与继续反应,可生成 色气体。
(4)是一种温室气体,其存储能量的能力是的上万倍,在大气中的寿命可长达740年。下表所示是断裂1mol某化学键所需要的能量数据:
化学键
F-F
N-F
能量
946
154.8
283
根据上述数据分析最稳定的物质是 (填“”“”或“”),写出和生成的热化学方程式:
(5分)。
13.(每空5分,共30分)完成下列问题:
(1)已知:(i)H2(g)=H2(l) △H=0.92kJ/mol
(ii)O2(g)=O2(l) △H=-6.84kJ/mol
(iii)H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
(iv)H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)科学家提出以TiO2为催化剂,光热化学循环分解法达到减少大气中CO2含量的目的,反应机理和相关数据如图所示,全过程的热化学方程式为 。
物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量
1mol
CO2
1598kJ
1mol
CO
1072kJ
1mol
O2
496kJ
(3) 贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为 。
[已知温度为T时:;]
(4)用将HCl转化为,可提高经济效益。传统上该转化通过如图1所示的催化循环实现。其中,反应①为。
反应②生成1(g)的反应热为,则总反应的热化学方程式为 (反应热用和表示)。
(5)CO2与H2在某催化剂的作用下反应,如图2所示,断开1mol化学键所需要吸收的能量(kJ)如表所示:
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
(6)LiBH4是近年来常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下:
则Mg(s)与B(s)反应生成MgB2(s)的热化学方程式是 。
第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
B
D
D
C
C
B
C
1.D
【详解】设22与375氢氧化钠溶液充分反应生成a、b,由碳原子守恒可得:,由钠原子守恒可得:,解得a=b=0.25,
由反应放出xkJ热量可知,反应的热化学方程式为①,
由1mol与1L2氢氧化钠溶液充分反应放出ykJ热量可知,
反应的热化学方程式为②,
由盖斯定律可知,反应①-②可得反应;
故选D。
2.B
【详解】A.燃烧热是指1mol物质完全燃烧的焓变。已知反应中2molH2燃烧放热571.6kJ,因此H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,A错误;
B.计算单位质量放热量:H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,每克放热≈142.9kJ/g;CH₃OH的燃烧热为726kJ·mol⁻¹(),每克放热≈22.7kJ/g,H2放热更多,B正确;
C.与反应生成沉淀,除中和反应外还释放沉淀生成的热量,总ΔH应比-114.6kJ·mol-1(2×-57.3)更小,而选项C的ΔH=-57.3kJ·mol-1,不符合实际,C错误;
D.已知:①,②,通过盖斯定律,(①×3-②)计算目标反应的ΔH为-131.4kJ·mol-1,而选项D的ΔH=+135.9kJ·mol-1,D错误;
故选B。
3.A
【分析】根据反应热与键能的关系△H=∑D(反应物)−∑D(生成物),可求出a,以及用x把b表示出来,然后根据化学方程式的计算可解。
【详解】根据反应热与键能的关系△H=∑D(反应物)−∑D(生成物),由题意Cl2+F2═2ClF ΔH1=akJ/mol;Cl2+3F2═2ClF3 ΔH2=bkJ/mol可知;ΔH1=(243+157−2×248)kJ/mol=−96kJ/mol,ΔH2=(243+3×157−2×3x)kJ/mol=(714−6x)kJ/mol,即a=−96,b=714−6x,设参与Cl2+F2═2ClF ΔH1=akJ/mol的氯气物质的量为m,则消耗的氟气也为m,剩下的氯气和氟气正好按Cl2+3F2═2ClF3 ΔH2=bkJ/mol的系数比反应,即,解之得,m=1.5mol,则有1.5mol×(−96kJ/mol)+0.5mol×(714−6x)kJ/mol=303kJ,解之得x=172,
故答案选A。
4.B
【详解】已知制取的反应过程如下:① ,故第一步反应为吸热反应,这一步的反应物总能量低于生成物总能量,D项错误;② ,故第二步反应为放热反应,这一步的反应物总能量高于生成物总能量,C项错误;根据盖斯定律,将这两个反应的反应热相加可得总反应的,总反应为吸热反应,总反应的反应物总能量低于生成物总能量
,A项错误。
故选B。
5.D
【详解】A.ΔH的数值与化学计量数成正比,当反应式系数变化时ΔH按比例变化,A正确;
B.原反应的ΔH除以2得到H2的燃烧热,计算正确,B正确;
C.已知:500℃、30MPa下,,由于该反应是一个可逆反应,故将过量的N2和1.5mol H2在此条件下充分反应H2不可能完全反应,故放出热量小于46.2kJ,C正确;
D.生成BaSO4沉淀会释放额外热量,总ΔH应小于2×(-57.3)kJ·mol-1,D错误;
故选D。
6.D
【分析】由转化关系可知,总反应为NH4Cl分解生成NH3和HCl,反应①为氯化铵与氧化镁反应生成氨气和碱式氯化镁,反应②碱式氯化镁受热分解生成氧化镁和氯化氢,则a为氨气、b为碱式氯化镁、c为氯化氢、d为氧化镁。
【详解】A.由分析可知,a为NH3,c为HCl,A错误;
B.由分析可知,d为MgO,b为Mg(OH)Cl;不能同时为两种物质,B错误;
C.反应②为Mg(OH)Cl分解生成MgO和HCl的反应,为吸热反应,ΔH2>0,反应①为NH4Cl与MgO反应生成NH3和Mg(OH)Cl,反应热为ΔH1,总反应(NH4Cl分解)为吸热,需ΔH1+ΔH2>0,无法确定反应①一定放热,C错误;
D.根据盖斯定律,等压下反应热(ΔH)具有加和性,反应①+反应②=总反应,故反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D正确;
故选D。
7.C
【详解】A.石墨转化为金刚石吸热(ΔH>0),说明石墨能量更低,更稳定,故金刚石更稳定的说法错误,A错误;
B.稀氨水是弱碱,中和反应中会额外消耗热量,导致放出的热量小于57.3 kJ,B错误;
C.硫蒸气的能量高于硫固体,燃烧生成相同产物时前者释放更多热量,C正确;
D.合成氨为可逆反应,14 g N2无法完全反应,实际放热小于0.5a kJ,D错误;
故选C。
8.C
【详解】A.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,A错误;
B.反应2为,28g CO的物质的量为1mol,2mol CO完全燃烧放出566.0kJ能量,则1mol CO完全燃烧放出283.0kJ能量,B错误;
C.由图可知,反应1:,反应2:,反应1+反应2得。反应3为,是上述反应的逆反应,故,C正确;
D.反应1的,为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,D错误;
答案选C。
9.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。
10.C
【详解】A.燃烧反应都是放热反应,所以燃烧是放热反应,A项错误;
B.其他条件相同时,Al(s)具有的能量比Al(g)小,所以等物质的量的Al(s)燃烧放热小于Al(g)燃烧放热,B项错误;
C.在燃烧过程中,a点时温度最高,放出的热量最多,根据能量守恒可知,a点时物质所具有的总能量最小,C项正确;
D.已知:①、②、③、④,利用盖斯定律,将①+②×3+③×2+④×2得,D项错误。
故选C。
11.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据信息①,生成的反应热;
(2)乙醇的燃烧热,则1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出1366.8kJ热量,1kg乙醇完全燃烧放出的热量
;
(3)根据盖斯定律,将已知中的后2个方程式分别乘以2,然后相加,最后减去第一个方程式即得要求的方程式,也进行相应计算处理。即反应热。
12.(1) 放出 540
(2)
(3) 低 红棕
(4)
【详解】(1)由图可知,一氧化碳与二氧化硫反应的热化学方程式为SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2 CO2(g) △H=409 kJ/mol -679 kJ/mol =-270kJ/mol,则生成64g固态硫(为2mol)放出的热量为2mol×270kJ/mol=540kJ;
(2)由图,反应Ⅱ为,结合盖斯定律,-反应Ⅰ-反应Ⅲ得反应反应Ⅱ,故反应Ⅱ的热化学方程式为:;
(3)吸热反应中反应物能量低于生成物的能量和,与的反应,该反应是吸热反应,则与的总能量比2molNO的总能量低,NO与继续反应可生成红棕色气体。
(4)键能越大物质越稳定,所以最稳定的物质是,反应焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和,和生成的热化学方程式:。
13.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)根据盖斯定律,由iv+iii-i-ii×得。
(2)由图可知,该过程的总反应为,由△H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量可得△H=(2×1598-2×1 072-496)kJ·mol-1=+556kJ·mol-1,则热化学方程式为。
(3)已知①;②,由盖斯定律可知,②-①可得。
(4)反应①为。反应②,由盖斯定律①×2+②×2得总反应的热化学方程式为。
(5)所发生的反应为,已知C=O键、H-H键、C-H键、C-O键、O-H键的键能依次为803kJ/mol、436kJ/mol、414 kJ/mol、326kJ/mol、464 kJ/mol,所以△H=[(2×803+3×436)-(3×414+326+3×464)]kJ/mol=-46 kJ/mol。即。
(6)①,②,③,根据盖斯定律,由①-②+③可得。
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