内容正文:
一、选择题:(本题共15小题,每小题4分,共60分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸收能量的化学反应的是 ( )
A.铝片与稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的炭与CO2反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
2.下列反应中,生成物总能量高于反应物总能量的是 ( )
A.氢氧化钠溶液与稀硫酸混合
B.丁醇燃烧
C.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌
D.氧化钙溶于水
3.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g),1 mol H2完全反应放出热量241.8 kJ,有关键能数据如下表:
化学键
H—O
OO
键能/ (kJ·mol-1)
463.4
498
则H—H的键能为(拆开1 mol化学键所需吸收的能量叫做键能) ( )
A.413 kJ·mol-1 B.557 kJ·mol-1
C.221.6 kJ·mol-1 D.436 kJ·mol-1
4.为了测定酸碱中和反应的中和热,计算时至少需要的数据是 ( )
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容 ④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后溶液温度变化
⑦操作所需的时间
A.①②③⑤⑥ B.③④⑥
C.③④⑤⑥ D.全部
5.根据下图的能量图,下列说法正确的是 ( )
A.A2(g)+B2(g)2AB(g)是一个放热反应
B.2 mol AB(g)的总能量大于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和
C.1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ·mol-1
D.2AB(g)A2(g)+B2(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1
6.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) ( )
A.2NO2O2+2NO ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/mol(中和热)
C.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
D.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol(反应热)
7.某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是 ( )
A.两步反应均为吸热反应
B.整个反应中ΔH=E1-E4
C.加入催化剂会改变反应的焓变
D.三种化合物中C最稳定
8.在下列各说法中,正确的是 ( )
A.ΔH>0表示放热反应
B.1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
C.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全反应放出的热叫做中和热
D.热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,可以用分数表示
9.下列说法正确的是 ( )
A.热化学方程式中,化学式前面的化学计量数既可表示微粒数,又可表示物质的量
B.书写热化学方程式时,不仅要写明反应热的符号和数值,还要注明各物质的聚集状态
C.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示在标准状况下测得的数据
D.凡是化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
10.室温下,将1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是 ( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH3<0
11.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol。下列说法错误的是 ( )
A.2 mol液态水完全分解成氢气与氧气,需吸收571.6 kJ热量
B.2 mol氢气与1 mol氧气的总能量大于2 mol液态水的总能量
C.2 g氢气与16 g氧气完全反应生成18g液态水放出285.8 kJ热量
D.2 mol氢气与1 mol氧气完全反应生成水蒸汽放出的热量大于571.6 kJ
12. 下列有关叙述正确的是 ( )
A.右图是测定中和热的简易装置,大小两烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热
B.若用50 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液,分别与50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸和50 mL 0.50 mol·L-1的硫酸充分反应,则两反应测定的中和热不相等
C.实验时不需要记录初始温度T1和最高温度T2
D.做一次实验根据公式即可得出中和反应的反应热
13.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断
裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为 ( )
A.404 B.260 C.230 D.200
14.利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法,已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示。下列判断正确的是 ( )
A.该反应的ΔH=+91 kJ·mol-1
B.1 mol CO(g)和2 mol H2(g)断键放出能量419 kJ
C.反应物的总能量大于生成物的总能量
D.如果该反应生成液态CH3OH,则ΔH增大
15.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 ( )
A.若2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B.若C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
二、非选择题:(本题共3小题,共40分。)
16.(15分)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及其部分化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
ΔH=+88.6 kJ·mol-1,则M、N相比,较稳定的是 。
(2)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 。
17.(10分)(1)随着人们对环保的重视程度日益提高,乙醇在某些行业作为燃料被广泛应用。下列有关乙醇作为燃料的说法正确的是 (填字母)。
①燃烧时只发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
(2)CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。回答下列问题:
CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,1 g CH4不完全燃烧反应放出2.21 kJ热量,写出该反应的热化学方程式 。
18.(15分)(1)已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ 热量,反应方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)。请回答下列问题:
①该反应的生成物能量总和 (填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)572 kJ。
③与化石燃料相比,氢能源有很多优点,请说出其中一点: 。
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1;
H2O(g)H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1。
则SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式为 。
单元综合检测一
1.C 解析:铝片与稀盐酸的反应,属于氧化还原反应,但是放出能量的化学反应;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应不属于氧化还原反应;灼热的炭与CO2反应既属于氧化还原反应,又是吸收能量的化学反应;甲烷在氧气中的燃烧反应属于氧化还原反应,但是放出能量的化学反应。
2.C 解析:根据题干得知应选择吸热反应,酸碱中和反应放热,燃烧反应放热,氧化钙溶于水放热,所以A、B、D均为放热反应;氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应吸热,C正确。
3.D 解析:1 mol H2完全燃烧放出热量241.8 kJ,则2 mol H2完全燃烧放出热量241.8 kJ×2=483.6 kJ,即2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,设H—H键能为x kJ/mol,由焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和可知2x+498-2×2×463.4=-483.6,解得x=436;答案选D。
4.C 解析:根据Q=cmΔt,ΔH=Q/n,计算时需要的数据为:水的比热容、反应后溶液的质量、反应前后温度的变化及生成水的量,答案为C。
5.B 解析:A.由图可知,反应物总能量小于生成物总能量,则A2(g)+B2(g)2AB(g)是吸热反应,A错误;B.由图可知,2 mol AB(g)的总能量大于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和,B正确;C.由图不能确定反应物的总能量,a为正反应的活化能,C错误;D.由图可知A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH=(a-b) kJ/mol,则2AB(g)A2(g)+B2(g)ΔH=(b-a) kJ·mol-1,D错误。故选B。
6.D 解析:热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,A错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,B错误;燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,C错误;热化学方程式的书写注明了物质的聚集状态、ΔH的正负号、数值、单位均正确,D正确。
7.D 解析:A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,A项错误;整个反应中ΔH=(E1-E2)+(E2-E3)-E4=E1-E3-E4,B项错误;加入催化剂,只改变反应的活化能,不改变反应热,C项错误;C物质的总能量最低,最稳定,D项正确。
8.D 解析:A.ΔH>0表示的是吸热过程,A不符合题意;B.1 mol H2与0.5 mol O2反应,若生成的水是液态水,则放出的热就是H2的燃烧热,若生成的水是气态水,则放出的热不是H2的燃烧热,B不符合题意;C.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全反应,该反应中生成2 mol水的同时,还生成了BaSO4沉淀,该反应的反应热不能称为中和热,C不符合题意;D.热化学方程式中的化学计量系数表示物质的量,可以用分数表示,D符合题意。
9.B 解析:热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量,不表示微粒的个数,A错误;书写热化学方程式时,不仅要写明反应热的符号、数值和单位,还要注明各物质的聚集状态,B正确;热化学方程式中,要注明反应的温度和压强,如果没有注明温度和压强,则表示在25℃、101 kPa下测得的数据,C错误;大多数化合反应都是放热反应,有的不是,如化合反应C+CO22CO是吸热反应,大多数分解反应为吸热反应,但2H2O22H2O+O2↑是放热反应,D错误。
10.B 解析:①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l) ΔH1>0;②硫酸铜溶于水,溶液温度升高,该反应为放热反应,则:CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq) ΔH2<0;③已知CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3;依据盖斯定律①-②得到③:ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH3>0.分析可知ΔH3>0,而ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,A错误;上述分析可知:ΔH3=ΔH1-ΔH2,ΔH2<0,ΔH3>0,则ΔH1<ΔH3,B正确;ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH1=ΔH3+ΔH2,C错误;分析可知ΔH3>0,D错误。故选B。
11.D 解析:由信息可知生成2 mol H2O(l)放热为571.6 kJ,则2 mol液态水完全分解成氢气与氧气,需吸收571.6 kJ热量,选项A正确;该反应为放热反应,则2 mol氢气与1 mol氧气的总能量大于2 mol液态水的总能量,选项B正确;物质的量与热量成正比,则2 g氢气与16 g氧气完全反应生成18 g液态水放出285.8 kJ热量,选项C正确;气态水的能量比液态水的能量高,则2 mol氢气与1 mol氧气完全反应生成水蒸汽放出的热量小于571.6 kJ,选项D错误。
12.A 解析:碎泡沫塑料的作用是保温隔热,减少热量的散失,A正确;中和热是酸的稀溶液与碱的稀溶液反应生成1 mol水时所放出的热量,和反应物的多少无关,B错误;中和热的测定中需要测量酸、碱的初始温度,酸碱混合后的最高温度,然后求出两者的平均温度,代入Q=cmΔT计算,C错误;测定中和热须做2~3次实验,再算反应热,可减小误差,D错误。
13.D 解析:据反应热计算公式ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,即436+a-369×2=-(72+30),解得a=200,D正确。
14.C 解析:根据图示,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,是放热反应,选项A错误,选项C正确;化学键断裂需要吸收能量,选项B错误;生成液态CH3OH时释放出的热量更多,ΔH减小,选项D错误。
15.B 解析:A项,燃烧热是101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,若生成水,则应是液态水,不能是气态水,错误;B项,已知C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,等物质的量的石墨的能量小于金刚石,则石墨比金刚石稳定,正确;C项,已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,NaOH固体溶于水放热,所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出热量大于28.7 kJ,错误;D项,已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,一氧化碳与O2反应转化为二氧化碳是放热反应,且焓变大小的比较应包含负号,则ΔH1<ΔH2,错误。
16.答案:(1)M (2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ/mol (3)98 kJ
解析:(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N:ΔH=+88.6 kJ/mol,过程是吸热反应,M的总能量低于N的总能量,能量越低越稳定,说明M稳定。(2)有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,2 mol氯气反应放热290 kJ,反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ/mol。(3)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176 kJ/mol,该反应中转移12 mol电子,转移12 mol电子放热1176 kJ,则反应过程中,每转移1 mol电子放热1176/12=98 kJ。
17.答案:(1)D (2)2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH=-70.72 kJ/mol
解析:(1)乙醇作为燃料,完全燃烧生成CO2和H2O。①燃烧时乙醇发生氧化反应,氧气发生还原反应;②充分燃烧的产物CO2和H2O不会污染环境;③乙醇可由纤维素水解生成葡萄糖,再由葡萄糖发醇生成,属于可再生能源;④单位质量的燃料相比,乙醇燃烧时放出大量的热。故正确的是D。(2)流程中第一步CH4不完全燃烧,化学方程式是2CH4+O2→2CO+4H2。1 g CH4不完全燃烧放热2.21 kJ,则2 mol CH4不完全燃烧放热70.72 kJ。故其热化学方程式2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH=-70.72 kJ/mol。
18.答案:(1)①小于 ②小于 ③燃烧热值高(或清洁、无污染或其他合理答案) (2)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1
解析:(1)①因为放热反应中,生成物能量总和<反应物能量总和,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1是放热反应,所以该反应的生成物能量总和小于反应物能量总和。②据热化学方程式2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1,2 mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量572 kJ,因液态水变成水蒸气需要吸热,所以2 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于572 kJ。③与化石燃料相比,氢能源有很多优点,如燃烧产物为水无污染,燃烧热值高等。
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1①
H2O(g)H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1②
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1③
利用盖斯定律,由(③-①-②×2)×1/2得SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1。
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