内容正文:
章末过关检测(一)
一、选择题:本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.下列不能作为火箭推进剂的是( )
A. 液氮-液氢 B. 液氧-液氢
C. 液态肼 D. 液氧-煤油
【答案】A
【解析】选。火箭推进剂通常包括燃料、氧化剂,二者混合遇高温、明火能燃烧,液体燃料主要有液氢、肼、偏二甲肼、煤油等,液体氧化剂主要有液氧、二氧化氮、过氧化氢等,液氢具有强还原性,但液氮较稳定,二者混合遇高温、明火不能燃烧,项符合题意。
2.已知、时,。请结合下面的水的聚集状态变化时的焓变示意图分析,下列说法错误的是( )
A. 冰熔化为液态水时,需要吸收热量
B. 冰变为水蒸气后化学键数目不变
C. 的燃烧热
D. 的单位中“”指每摩尔反应
【答案】C
【解析】选。冰的能量比 液态水的低,所以冰熔化为液态水时需要吸收热量,故 正确;冰变为水蒸气只是分子间距离发生改变,并未改变分子内部的化学键,所以 冰变为 水蒸气后化学键数目不变,故 正确;燃烧热是指在 下,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,氢气燃烧的指定产物为液态水,故 错误;的单位中“”指每摩尔反应,故 正确。
3.高纯硅是光伏电池的核心材料,制备高纯硅的热化学方程式为。下列说法正确的是( )
A. 断开放出能量
B. 反应物的总能量小于生成物的总能量
C. 吸热反应都需要在高温条件下进行
D. 研发高效的催化剂可降低反应热
【答案】B
【解析】选。断开化学键吸收能量,项错误;该反应是吸热反应,因此反应物的总能量小于生成物的总能量,项正确;反应的热效应与反应所需的条件没有直接的关系,吸热反应也可以在常温下进行,如 与 的反应,项错误;催化剂不能改变化学反应的反应热,项错误。
4.已知、时,。分别使用3组稀溶液来测定中和反应反应热,下列说法正确的是( )
序号
①
②
③
稀溶液
硫酸和氢氧化钠
硫酸和氨水
硫酸和氢氧化钡
A.
B. 生成的水越多,中和反应反应热越小
C. 酸碱混合要迅速,否则热量容易散失
D. 实验中的玻璃搅拌器可换成铁制搅拌器
【答案】C
【解析】选。①中硫酸和氢氧化钠反应生成 的反应热为中和反应反应热,放出的热量为;②中硫酸和氨水反应生成 放出的热量小于,因为 为弱碱,电离要吸热;③中硫酸和氢氧化钡反应生成 时还生成了硫酸钡沉淀,放出的热量大于;因此焓变大小应为,错误。中和反应反应热指的是强酸与强碱的稀溶液完全反应生成可溶性盐和 时的反应热,与生成的水的多少无关,错误。测定中和反应反应热时,酸碱混合要迅速,否则热量容易散失,导致测定结果不准确,正确。铁制搅拌器导热性好,会使热量散失加快,所以实验中的玻璃搅拌器不可换成铁制搅拌器,错误。
5.丙烷常用作运动会火炬燃料。一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化如右图所示。二甲醚也是一种新型燃料,应用前景广阔,二甲醚完全燃烧生成和时放出热量。下列说法正确的是( )
A. 丙烷和二甲醚燃烧过程中化学能全部转化为热能
B. 丙烷的燃烧热为
C.
D. 若丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成,则释放出热量
【答案】D
【解析】选。丙烷和二甲醚燃烧过程中化学能部分转化为热能,部分转化为光能等,错误;根据题图可知,表示丙烷燃烧热的热化学方程式为,燃烧热 为,、错误;二甲醚完全燃烧生成 和 时放出 热量,表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为,设混合气体中丙烷的物质的量为,二甲醚的物质的量为,则有、,联立解得,释放出 热量,正确。
6.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是( )
A. 向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,则说明A中发生了放热反应
B. 将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,则说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C. 由图3可知,
D. 由图3可知,
【答案】C
【解析】选。很多物质的溶解过程也是放热的,图1的试管 中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,则不能说明 中发生了放热反应,错误;由于锌粒与稀硫酸反应生成了,因此将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,则不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应,错误;等质量气态硫的能量比固态硫的能量高,反应①放出的热量比反应②的多,放热反应的焓变为负值,因此,正确;由图3可知,,错误。
7.二氧化碳-甲烷重整是资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
已知键能为,键能为,键能为,则中的碳氧键键能(单位:)为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】选。根据盖斯定律,由 可得,根据 反应物键能总和-生成物键能总和可得 中的碳氧键键能,解得 中的碳氧键键能,故 正确。
8.测定中和反应反应热的数字化实验如下图所示,将图b装置嵌入挖好孔的泡沫板中,如图a所示,两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是 ( )
A. 由于实验实行数字化,因此搅拌器可为铜丝或塑料
B. 泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用
C. 数字温度计测量盐酸的温度后,可直接测量溶液的温度
D. 应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器,记录温度最大值
【答案】D
【解析】选。铜丝的传热率比玻璃大,会导致反应中的热量损失大,测量不准确引起误差,错误;泡沫板具有良好的隔热性能,除了起到支撑稳固仪器的作用,还有保温效果,减小实验误差,错误;数字温度计测量盐酸的温度后,如果不洗涤,直接测量 溶液的温度,会因残留的盐酸与 反应导致测量的 溶液温度偏高产生误差,错误;在中和反应反应热的测定中,温度最高时酸碱恰好完全中和,放出的热量最多,此时计算的数据最准确,正确。
9.常温下,某小组进行如下实验:
编号
实验
热效应
①
将溶于水,溶液温度升高
②
将无水溶于水,溶液温度升高
③
将加热后得到无水和液态水
由实验可知,下列关系式错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】选。溶于水,溶液温度升高,属于放热过程,即;无水 溶于水,溶液温度升高,属于放热过程,即;加热后得到无水 和液态水,即;由盖斯定律可得,即,故,又,,故,,。
10.物质的生成热可定义为在标准状态下,由最稳定单质生成物质所放出的热量,用表示。已知下列几种物质的生成热见下表:
物质
生成热
0
0
已知:。下列说法正确的是( )
A. 相同物质的量的和能量之和比等物质的量的能量低
B.
C. 断裂分子中的化学键要放出的热量
D. 的生成热与燃烧热在数值上相等
【答案】B
【解析】选。根据表格数据可得,,该反应为放热反应,说明相同物质的量的 和 能量之和比等物质的量的 能量高,故 错误;,,根据盖斯定律,由 得,故 正确;断键需要吸收热量,故 错误;的燃烧热在数值上与 的生成热相等,故 错误。
11.由甲醇制备二甲醚涉及如下反应:
;
。
下列说法正确的是( )
A.
B. 反应②为吸热反应
C.
D. 相同条件下,比稳定
【答案】A
【解析】选。根据题图可知,,,故,正确;反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,错误;根据盖斯定律,由反应②-反应①可得反应,错误;由题图可知,和 的总能量小于 的能量,故相同条件下,的能量小于 的能量,比 稳定,错误。
12.设计热循环,可计算反应过程中某一步的能量变化。如下图所示为的热循环过程,可得(单位为)为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】选。根据盖斯定律,代入数据可得。
13.在标准状况下,气态分子断开化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓见下表:
化学键
键焓/
347.7
615.0
812.0
413.4
436.0
242.7
431.0
下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 稳定性:
D. 由上表数据可计算乙烷与氯气发生一氯取代反应的焓变
【答案】B
【解析】选。项,,错误;项,,正确;项,化学键的键焓越大,化学键越稳定,故稳定性:,错误;项,由于缺少 的键焓,故不能计算乙烷与氯气发生一氯取代反应的焓变,错误。
14.的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,下面是该反应中的能量变化示意图。已知:,且、、、均为正值。下列说法错误的是( )
A. 催化氧化反应的热化学方程式为
B. 的
C. 由和形成中所含化学键放出的能量为
D.
【答案】D
【解析】选。由能量变化示意图可知,催化氧化反应的热化学方程式为,正确;由于,故 的,正确;由盖斯定律可得,故 和 形成 中所含化学键放出的能量为,正确;由盖斯定律可得,错误。
15.已知:由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的如下图所示,下列有关判断正确的是( )
A. 的摩尔生成焓
B. 相同状况下,比稳定
C. 依据上图中数据,可求得的燃烧热
D. 与充分反应,放出的热量
【答案】B
【解析】选。变为 释放能量,放热焓变为负值,故 的摩尔生成焓,错误;由题图可知,的摩尔生成焓为正值、的摩尔生成焓为负值,故相同状况下,比 稳定,正确;燃烧热是指在 时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,题图中缺少 的摩尔生成焓数据,不能求得 的燃烧热,错误;氮气和氢气生成氨的反应为可逆反应,反应进行不彻底,故 与 充分反应,放出的热量小于,错误。
二、非选择题:本题包括4个小题,共55分。
16.(12分)
(1) 一种即热饭盒的结构如下图所示,这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭菜就变热了。这说明_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (参考生成物的形式作答)的总键能_ _ (填“大于”或“小于”)和的总键能。
(2) 合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得:。有关化学反应的能量变化如下图所示,则与反应生成和的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 已知、时,石墨,,相关物质的燃烧热数据见下表:
物质
C石墨,
燃烧热
则表示C石墨,燃烧热的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 和;小于
(2)
(3) C石墨, ;
【解析】
(1) 即热饭盒撤去底部的隔板后发生的反应为 ,该反应为放热反应,即 反应物的总键能-生成物的总键能。
(2) 根据题图可写出热化学方程式:;;。根据盖斯定律,由 可得目标热化学方程式:。
(3) 根据表格中的数据可知,表示 石墨,燃烧热的热化学方程式为 石墨,;根据盖斯定律和表格中的数据可知,,解得。
17.(13分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1) 热量的测定:取溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度平均值分别为、,则该过程放出的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 和 分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同。
(2) 借鉴(1)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/
反应前
反应后
溶液
粉
粉
① 温度:_ _ (填“ ”“ ”或“”)。
② _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (选择表中一组数据计算),结果表明,该方法可行。
(3) 化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2) ①
② [或
(3) 燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等,合理即可)
【解析】
(1) 由 可知,题述过程放出的热量为。
(2) ① 溶液含有溶质的物质的量为,粉和 粉的物质的量分别为、,实验 中有 发生反应,实验 中有 发生反应,实验 放出的热量多,故。
② 若按实验 进行计算,则 ;若按实验进行计算,则。
(3) 化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛,如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等都是化学能转化为热能的应用,另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化为热能的应用。
18.(15分)化学反应过程伴随有热量的变化。
(1) 一定条件下,由稳定单质反应生成化合物的反应热叫做该化合物的生成热。右图为第族元素、、、氢化物、、、的生成热数据示意图。已知非金属元素气态氢化物的稳定性越强,其氢化物的生成热越小。硫化氢发生分解反应的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金,已知:
。
则_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 利用可制备乙烯及合成气、。有关化学键键能的数据见下表:
化学键
436
348
413
已知
,则_ _ 。
(4) 在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应:
则_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2)
(3) 613
(4)
【解析】
(1) 在元素周期表中,同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,与 生成气态氢化物越来越难,气态氢化物的稳定性逐渐减弱;又已知非金属元素气态氢化物的稳定性越强,其氢化物的生成热 越小,故、、、分别代表、、、,由此可得 生成热的热化学方程式为,故硫化氢发生分解反应的热化学方程式为。
(3) 反应物的总键能-生成物的总键能,则有,解得。
(4) 根据盖斯定律,由总反应-反应Ⅱ可得反应Ⅰ,故
19.(15分)化学反应提供的能量大大促进了社会的发展,研究化学反应中的能量变化具有重要意义。
(1) 葡萄糖是一种重要的营养物质,它是人类生命活动所需能量的重要来源之一,已知葡萄糖的燃烧热是,写出表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 与一定条件下发生反应:,在金属铑催化作用下,该反应过程经历以下两步反应,相对能量变化如下图所示。
写出第一步反应的热化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 已知键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。几种共价键的键能见下表:
共价键
键能
159
193
327
① ,则_ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 和迅速反应可生成,已知,则_ _ _ _ _ _ [已知含有。
(4) 利用铁及其氧化物循环制氢,原理如下图所示。
已知:流程中的为生成或消耗、生成或消耗时的能量变化。
① 若用通过该方法制氢,理论上可获得_ _ _ _ _ _ 。
② 以生成为基准,上述流程总反应的焓变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用含、、的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) ①
②
(4) ①
②
【解析】
(1) 燃烧热是指在 时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,故表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为。
(2) 由题图可知,第一步反应的热化学方程式为。
(3) ① 反应物总键能-生成物总键能,即。
② ,解得。
(4) ① 由题图可知,反应器Ⅰ中发生反应,与氧化铁反应生成,反应器Ⅱ中发生反应,由化学方程式可知,与 反应生成氢气的物质的量为。
② 由题图及已知信息可知,,,,根据盖斯定律得到,以生成 为基准,上述流程总反应的焓变。
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