内容正文:
2025-2026学年度高中化学人教版高二单元测试卷1
选择性必修1 第一章 化学反应的热效应
考试范围:人教版选择性必修一第一章;考试时间:75分钟;满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
本卷共有15个选择题,每题3分,共计45分。
一、单选题(共45分)
1.(本题3分)化学变化中伴随着能量变化。下列应用中化学反应属于吸热反应的是
A.利用乙炔和氧气反应切割金属 B.工业上煅烧石灰石
C.火箭推进剂的燃烧助推航天器 D.体育锻炼消耗糖原和脂肪
2.(本题3分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO,其过程如下:mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2;(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.H2(g)+O2(g)=H2O(g)的反应热大于ΔH3
3.(本题3分)下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.稀硫酸与溶液反应:
B.在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C.已知的燃烧热,则有
D.已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
4.(本题3分)实验室进行中和热测定实验, 下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯间塞碎泡沫,可减少热损失,提高准确率
B.测最终止温度时, 应当记录混合溶液的最高温度
C.缓慢多次加入 NaOH 溶液、搅拌,使酸碱充分反应
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
5.(本题3分)已知在下,1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
C.具有的能量高于具有的能量
D.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930kJ
6.(本题3分)碳单质有许多存在形态:石墨、金刚石、等。21世纪初,科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子,大大丰富了碳元素单质的家庭,下列有关说法不正确的是
A.石墨、金刚石、、互为同素异形体
B.金刚石、、之间的转化不是化学变化
C.已知C(石墨)=C(金刚石)是吸热反应,则石墨比金刚石稳定
D.管状碳分子和洋葱状碳分子属于碳单质
7.(本题3分)如图所示,下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A.图a表示的是吸热反应的能量变化
B.图b中生成物比反应物稳定
C.图b可以表示碳酸钙分解反应的能量变化
D.图a表示的反应不需要加热就一定能发生,图b表示的反应一定需要加热才能发生
8.(本题3分)汽车发动机工作时会引发和反应生成,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.三种分子中最稳定的是NO
B.氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量
C.该反应的热化学方程式为
D.反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和
9.(本题3分)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.固态硫燃烧时放出热量更多 D.是吸热反应
10.(本题3分)几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-965.1 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=+221.2 kJ·mol-1
C.由图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1
D.通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓,由图可知,CH4(g)的标准生成焓为+74.8 kJ·mol-1
11.(本题3分)二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
12.(本题3分)已知:的。其中相关的键能数据如右表所示,则x的值为
化学键
F—F
N—F
键能/
946
x
283
A.471 B.157 C.138 D.756
13.(本题3分)已知:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol⁻¹
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)
A. B.
C. D.
14.(本题3分)标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最小,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
15.(本题3分)下列两组热化学方程式中,有关的比较正确的是
(1) ;
(2) ;
A.; B.;
C.; D.;
第II卷(非选择题)
本卷共4个大题,无特殊注明外,每空均为2分,总分55分
二、解答题(共55分)
16.(本题9分)化学反应过程中的能量变化具有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)已知与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
①(本题1分)该反应的能量变化可用图 (填“a”或“b”)表示。
②写出表示燃烧热的热化学反应方程式: 。
(2)(本题1分)同温同压下,,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为,比较: (填“<”、“>”或“=”)。
(3)(本题1分)化学清洗剂是一种温室气体。已知:键能是指断开(或生成)1 mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示:
化学键
F-F
键能
941.7
154.8
283.0
则 。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下分解的热化学方程式: 。
②(本题1分)比较热稳定性: (填“>”或“<”)。
③(本题1分)反应 。
17.(本题10分)回答下列问题:
(1)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(2)常温常压下,1克乙醇(M=46g/mol)完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。已知:
①
②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应,可实现氯的循环利用。
已知:反应A:
此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
写出此条件下,反应A的热化学方程式 。
18.(本题8分)能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是 (填标号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)碳在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,金刚石和石墨与氧气反应放出的热量如图所示。金刚石和石墨互为 ,在通常状况下,稳定性:金刚石 石墨(填“<”或“>”),石墨的摩尔燃烧焓为 。
19.(本题14分)某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50mL 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度
次数
起始温度
终止温度
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
20.(本题14分)
(1)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)
-285.8
-393.5
-3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________________。
(2)环氧乙烷是高效消毒剂,可用于口罩等医用品消毒,工业常用乙烯氧化法生产。
主反应:2CH2===CH2(g)+O2(g)
副反应:CH2===CH2(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 323.0 kJ·mol-1
已知:C2H4的燃烧热ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1,则环氧乙烷(g)的燃烧热ΔH=________。
(3)肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
①液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1 mol N2,放出642 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为______________________________________________,消耗16 g液态肼放出的热量为__________。
②已知:N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544 kJ·mol-1,键能数据如下表:
化学键
N—N
N—H
O===O
O—H
键能/(kJ·mol-1)
193
391
497
463
则氮氮三键的键能为_____________。若H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则N2H4(g)的燃烧热为_______________。
③已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+68 kJ·mol-1,则肼(g)和二氧化氮(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为_____________________________________________。
试卷第1页,共3页
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评分标准
一、选择题每题3分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
D
C
B
B
C
C
题号
9
10
11
12
13
14
15
答案
A
C
B
B
D
C
A
二、填空题(无特别注明外,每空2分,得分已在试卷中注明)
16.【答案】(1) a
(2)=
(3)-291.9
(4) < -160
17.【答案】(1)N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1126.0kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2392kJ/mol
(3) P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=-29.2kJ/mol 低
(4)△H=-115.6kJ/mol
18.【答案】(1)acd
(2) 同素异形体 <
(3) 阳 阳离子 7.2
19.【答案】(1) 确保NaOH溶液被完全中和 C D
(2) 4.0 偏小 偏大
20.【答案】(1)3H2(g)+6C(石墨,s)===C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1 (2)-1 306.1 kJ·mol-1
(3)①N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=—642 kJ·mol-1 321 kJ
②946 kJ·mol-1 632 kJ·mol-1
③N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-578 kJ·mol-1
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2025-2026学年度高中化学人教版高二单元测试卷1
选择性必修1 第一章 化学反应的热效应
考试范围:人教版选择性必修一第一章;考试时间:75分钟;满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
本卷共有15个选择题,每题3分,共计45分。
一、单选题(共45分)
1.(本题3分)化学变化中伴随着能量变化。下列应用中化学反应属于吸热反应的是
A.利用乙炔和氧气反应切割金属 B.工业上煅烧石灰石
C.火箭推进剂的燃烧助推航天器 D.体育锻炼消耗糖原和脂肪
【答案】B
【详解】A.乙炔燃烧,燃烧反应均为放热反应,A错误;
B.碳酸钙高温分解,属于典型的吸热反应,B正确;
C.推进剂燃烧,释放大量热能,属于放热反应,C错误;
D.生物代谢本质是氧化反应,释放能量供人体使用,属于放热反应,D错误;
故选B。
2.(本题3分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO,其过程如下:mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2;(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.H2(g)+O2(g)=H2O(g)的反应热大于ΔH3
【答案】C
【详解】A.通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2,反应中CeO2没有消耗,CeO2作催化剂,A正确;
B.该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO,所以把太阳能转变成化学能,B正确;
C.由图中转化关系及据盖斯定律可知:-△H1为正值,△H2+△H3为负值,则-△H1=△H2+△H3,C错误;
D.①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3;②H2O(l)=H2O(g) △H2,根据盖斯定律①+②得:H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=△H3+△H2;因②△H、△H3都小于0,而△H2大于0,故△H>△H3,D正确;
故合理选项是C。
3.(本题3分)下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.稀硫酸与溶液反应:
B.在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C.已知的燃烧热,则有
D.已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
【答案】D
【详解】A. 稀硫酸与溶液反应是放热反应: ,A错误;
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为: ,B错误;
C. 已知的燃烧热,氢元素的指定产物是H2O(l),则有: ,C错误;
D. 已知硫粉(即0.3mol)与铁粉(即0.2mol)混合加热生成(即0.2mol)时放出热量,则硫粉过量,生成1molFeS放出热量,则 ,D正确;
故选D。
4.(本题3分)实验室进行中和热测定实验, 下列有关叙述错误的是
A.大小烧杯间塞碎泡沫,可减少热损失,提高准确率
B.测最终止温度时, 应当记录混合溶液的最高温度
C.缓慢多次加入 NaOH 溶液、搅拌,使酸碱充分反应
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【详解】A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,可减少热量损失,减小测量误差,提高准确率,故A正确;
B.充分反应时放出的热量最多,温度最高,因此测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,故B正确;
C.为了减少热量损失,应当快速一次性倒入NaOH溶液并搅拌,使酸碱充分反应,故C错误;
D.塑料材质的环形搅拌棒导热能力差,可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确;
故答案选C。
5.(本题3分)已知在下,1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
C.具有的能量高于具有的能量
D.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930kJ
【答案】B
【详解】A.由图可知和反应吸收的总能量为(436+249)kJ=685kJ,生成1mol放出的总能量为930kJ,则该反应是放热反应,由于和反应生成放出热量,则分解为和时吸收热量,A错误;
B.由图可知,甲中物质变成乙中物质吸收685kJ能量,乙中物质生成丙中物质释放930kJ能量,故物质具有的总能量:乙>甲>丙,B正确;
C.与生成放出热量,则反应物具有的总能量比生成物具有的总能量高,但不能比较和具有的能量高低,C错误;
D.等量具有的能量高于等量具有的能量,故乙丙的过程生成液态水,放出的能量大于930kJ,D错误;
故选B。
6.(本题3分)碳单质有许多存在形态:石墨、金刚石、等。21世纪初,科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子,大大丰富了碳元素单质的家庭,下列有关说法不正确的是
A.石墨、金刚石、、互为同素异形体
B.金刚石、、之间的转化不是化学变化
C.已知C(石墨)=C(金刚石)是吸热反应,则石墨比金刚石稳定
D.管状碳分子和洋葱状碳分子属于碳单质
【答案】B
【详解】A.石墨、金刚石、、属于碳元素形成的不同单质,它们互为同素异形体,A选项正确;
B.金刚石、、是碳形成的不同单质,它们之间的转化属于化学变化,B选项错误;
C.石墨转化为金刚石吸收能量,则石墨能量低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,C选项正确;
D.管状碳分子和洋葱状碳分子属于不同的碳单质,D选项正确;
故选B。
7.(本题3分)如图所示,下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A.图a表示的是吸热反应的能量变化
B.图b中生成物比反应物稳定
C.图b可以表示碳酸钙分解反应的能量变化
D.图a表示的反应不需要加热就一定能发生,图b表示的反应一定需要加热才能发生
【答案】C
【详解】A.反应物的总能量高于生成物,为放热反应,A错误;
B.反应物的总能量比生成物低,能量越低,物质越稳定,所以反应物比生成物稳定,B错误;
C.碳酸钙受热分解为吸热反应,图b反应物的总能量比生成物低,表示吸热反应,C正确;
D.反应吸热或放热与反应条件无关,D错误;
答案选C。
8.(本题3分)汽车发动机工作时会引发和反应生成,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.三种分子中最稳定的是NO
B.氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量
C.该反应的热化学方程式为
D.反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和
【答案】C
【分析】该反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能=,为吸热反应,据此分析;
【详解】A.键的键能最大,N2最稳定,A错误;
B.2molO原子结合生成1molO2(g)时需要放出498kJ能量,氧原子(O)结合生成氧气时释放249能量,B错误;
C.根据分析可知,,,C正确;
D.该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,D错误;
故选C。
9.(本题3分)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.固态硫燃烧时放出热量更多 D.是吸热反应
【答案】A
【详解】A.由能量图可知,金刚石的能量高于石墨,因此石墨转化为金刚石需要吸收能量,为吸热反应,A正确;
B.由能量图可知,白磷的能量高于红磷,物质所具有的能量越高越不稳定,因此红磷比白磷更稳定,B错误;
C.硫由气态转化为固态的过程中,需要释放能量,固态硫燃烧时放出热量更少,C错误;
D.由能量图可知,H2和I2的总能量高于HI,因此该反应为放热反应,ΔH<0,D错误;
故选A。
10.(本题3分)几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-965.1 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=+221.2 kJ·mol-1
C.由图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1
D.通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓,由图可知,CH4(g)的标准生成焓为+74.8 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.根据能量关系,无法计算出C和O2生成CO2的焓变,故A错误;
B.根据能量关系,CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=(854.5-965.1)kJ·mol-1=-110.6 kJ·mol-1,故B错误;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,根据图可知,甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,故C正确;
D.该反应为化合反应,属于放热反应,即CH4(g)的标准生成焓为(890.3-965.1)kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1,故D错误;
故选C。
11.(本题3分)二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】反应①为吸热反应,反应②为放热反应,根据盖斯定律得总反应为 ,即总反应为放热反应,又因为反应①是慢反应,说明反应①活化能大,B项符合题意;
故选:B。
12.(本题3分)已知:的。其中相关的键能数据如右表所示,则x的值为
化学键
F—F
N—F
键能/
946
x
283
A.471 B.157 C.138 D.756
【答案】B
【详解】化学反应中断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,所以反应,,x=157,故B正确;
故选:B。
13.(本题3分)已知:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol⁻¹
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由盖斯定律可知,①×3-②+③可得热化学方程式C2H5OH(1) +3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) 则ΔH=(3Q1-Q2+Q3) kJ•mol-1,23g乙醇的物质的量为=0.5mol,由热化学方程式可知完全燃烧生成液态水放出的热量为0.5mol×(3Q1—Q2+Q3) kJ•mol-1=(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ;
故选D。
14.(本题3分)标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最小,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
【答案】C
【分析】当氯元素为-1价时的生成焓为-167,当氯元素为+1价时的生成焓为-107,当氯元素为-+3价时的生成焓为最低,当氯元素为+5价时的生成焓为-104,据此分析;
【详解】A.根据标准摩尔生成焓定义可知,生成焓越小,表明物质能量越低,物质越稳定,从图像可以看出,氯离子生成焓最小,最稳定,A错误;
B.亚氯酸根离子生成焓最大,即最活泼,B错误;
C.,当氯元素为由+1价歧化为-1价和+5价时,反应热=生成物生成焓-反应物生成焓,,C正确;
D.从生成焓可以看出,随着氯的化合价升高,生成焓先减小,后增大,生成焓的负值越大,物质越稳定,因此活泼性是先增大后减小,D错误;
故选C。
15.(本题3分)下列两组热化学方程式中,有关的比较正确的是
(1) ;
(2) ;
A.; B.;
C.; D.;
【答案】A
【详解】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H1、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H2 ,两个反应都是放热反应,后者生成液态水,所以放出的热量大于前者,而放热反应△H小于0,放热越多,焓变值越小,故△H1>△H2;
(2) ; ,两个反应都是放热反应,后者完全反应放出的热量大于前者,而放热反应△H小于0,放热越多,焓变值越小,故△H3>△H4;
答案选A。
第II卷(非选择题)
本卷共4个大题,无特殊注明外,每空均为2分,总分55分
二、解答题(共55分)
16.(本题9分)化学反应过程中的能量变化具有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)已知与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
①(本题1分)该反应的能量变化可用图 (填“a”或“b”)表示。
②写出表示燃烧热的热化学反应方程式: 。
(2)(本题1分)同温同压下,,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为,比较: (填“<”、“>”或“=”)。
(3)(本题1分)化学清洗剂是一种温室气体。已知:键能是指断开(或生成)1 mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示:
化学键
F-F
键能
941.7
154.8
283.0
则 。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下分解的热化学方程式: 。
②(本题1分)比较热稳定性: (填“>”或“<”)。
③(本题1分)反应 。
【答案】(1) a
(2)=
(3)-291.9
(4) < -160
【详解】(1)①由题意可知,氢气在氧气中的燃烧反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则反应的能量变化可以用图a表示;
②由氢气与足量氧气充分燃烧生成液态水时放出热量可知,氢气的燃烧热,反应的热化学方程式为 。
(2)相同条件下反应的焓变只与反应物的总能量和生成物的总能量有关,与反应条件无关,则同温同压下,氢气和氯气在光照和点燃条件下的焓变相等。
(3)反应物键能总和-生成物键能总和。
(4)由图可知,假设相对能量为0,则固体分解得到的固体镁和共吸收相对能量是,那么当有固体分解生成固体镁和时,反应吸收能量是,则该温度下分解的热化学方程式为 ,由图可知,等量的和分解得到单质镁和卤素单质,需要吸收的能量更多,说明其热稳定性更高,所以热稳定性:。由图可知① ,② ,结合盖斯定律可知①-②得到 。
17.(本题10分)回答下列问题:
(1)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(2)常温常压下,1克乙醇(M=46g/mol)完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为,写出乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。已知:
①
②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应,可实现氯的循环利用。
已知:反应A:
此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
写出此条件下,反应A的热化学方程式 。
【答案】(1)N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1126.0kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2392kJ/mol
(3) P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=-29.2kJ/mol 低
(4)△H=-115.6kJ/mol
【详解】(1)①;②;③;根据盖斯定律①+4×②-2×③可得:N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1126.0kJ·mol-1;
(2)常温常压下,1克乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为52.0kJ,可知1mol乙醇完全反应放热为52.0kJ×46=2392kJ,乙醇燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2392kJ/mol;
(3)①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH=-2983.2kJ/mol;②P(红磷,s)+O2(g)=P4O10(s)ΔH=-738.5kJ/mol,根据盖斯定律,由①-4×②得反应P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=ΔH1-4ΔH2=-29.2kJ/mol,即P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=-29.2kJ/mol;相同状况下,能量状态较低的是红磷,白磷的稳定性比红磷低;
(4)反应A:中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,则反应的热化学方程式为:△H=-115.6kJ/mol。
18.(本题8分)能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是 (填标号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)碳在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,金刚石和石墨与氧气反应放出的热量如图所示。金刚石和石墨互为 ,在通常状况下,稳定性:金刚石 石墨(填“<”或“>”),石墨的摩尔燃烧焓为 。
【答案】(1)acd
(2) 同素异形体 <
【详解】(1)a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源,可以补充能源形式,达到开源的目的,a符合题意;
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求,会加速常规能源的消耗,导致资源紧张,b不符合题意;
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料,增加能源形式,达到开源的目的,c符合题意;
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生,起到节约能源效果,d符合题意;
故答案为:acd。
(2)金刚石和石墨都是碳元素形成的单质,互为同素异形体。由图可知金刚石的能量高于石墨,而物质能量越低越稳定,因此石墨稳定。根据图像可知,石墨的摩尔燃烧焓为。
19.(本题14分)某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定,实验装置如右图所示。
(1)实验步骤如下:
a.用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中,测出其温度;
b.用另一量筒量取50mL 0.50mol/L NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
c.将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。
①实验中,所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡内筒
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(2)实验数据如下表所示,请回答:
温度
次数
起始温度
终止温度
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL,中和后所得溶液的比热容,则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,测得的反应热 。
【答案】(1) 确保NaOH溶液被完全中和 C D
(2) 4.0 偏小 偏大
【分析】中和热的测定实验,一种溶液的浓度稍过量,并且混合时两种溶液快速倒入,并用玻璃搅拌器搅拌混合均匀,使其充分反应,不断地读取数据,当温度下降时停止读数。
【详解】(1)①实验中,所用溶液过量可以保证氢氧化钠完全反应,故答案为:确保NaOH溶液被完全中和;
②倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入,使其充分反应,避免分次倒入,有热量的损失,故答案为:C;
③A.不能用温度计小心搅拌,用环形玻璃搅拌器搅拌,故A错误;
B.不能揭开杯盖用玻璃棒搅拌,应盖上硬纸板搅拌,故B错误;
C.不能轻轻地振荡内筒,应用环形玻璃搅拌棒搅拌,故C错误;
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动,故D正确;
综上所述,答案为:D;
(2)①4次实验的温度差分别为:4℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,因此实验2中的数据是无效的,应该舍去,所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃;
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的平均值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g∙℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376kJ,所以实验测得的中和热;故答案为−53.5kJ/mol;
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数,则其体积偏大,反应放出的热多,测得的反应热偏小;若将NaOH溶液倒入内筒中后,未立即盖上杯盖,会造成热量流失,测得的反应热偏大。
20.(本题14分)
(1)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)
-285.8
-393.5
-3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________________。
(2)环氧乙烷是高效消毒剂,可用于口罩等医用品消毒,工业常用乙烯氧化法生产。
主反应:2CH2===CH2(g)+O2(g)
副反应:CH2===CH2(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 323.0 kJ·mol-1
已知:C2H4的燃烧热ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1,则环氧乙烷(g)的燃烧热ΔH=________。
(3)肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
①液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1 mol N2,放出642 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为______________________________________________,消耗16 g液态肼放出的热量为__________。
②已知:N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544 kJ·mol-1,键能数据如下表:
化学键
N—N
N—H
O===O
O—H
键能/(kJ·mol-1)
193
391
497
463
则氮氮三键的键能为_____________。若H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则N2H4(g)的燃烧热为_______________。
③已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+68 kJ·mol-1,则肼(g)和二氧化氮(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为_____________________________________________。
【答案】(1)3H2(g)+6C(石墨,s)===C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1 (2)-1 306.1 kJ·mol-1
(3)①N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=—642 kJ·mol-1 321 kJ
②946 kJ·mol-1 632 kJ·mol-1
③N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-578 kJ·mol-1
【解析】(1)由题给燃烧热数据可得,①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1,②C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,③C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3 267.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,目标方程式可由3×①+6×②-③得到,其ΔH=(-285.8 kJ·mol-1)×3+(-393.5 kJ·mol-1)×6-(-3 267.5 kJ·mol-1)=+49.1 kJ·mol-1,故H2(g)与C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)+6C(石墨,s)===C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1。
(2)已知C2H4的燃烧热ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1,则有C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-1 411.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,该反应×2-主反应可得:+5O2(g)===4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=2ΔH3-ΔH1=-2 612.2 kJ·mol-1,则环氧乙烷(g)的燃烧热ΔH=-1 306.1 kJ·mol-1。
(3)②设氮氮三键的键能为x,则:193 kJ·mol-1+4×391 kJ·mol-1+497 kJ·mol-1-x-4×463 kJ·mol-1=-544 kJ·mol-1,解得x=946 kJ·mol-1。
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544 kJ·mol-1 ①
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1 ②
①-②×2可得:N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-632 kJ·mol-1,即N2H4(g)的燃烧热是632 kJ·mol-1。
③N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+68 kJ·mol-1
③根据盖斯定律,①-×③可得:N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-578 kJ·mol-1。
$