高三化學(xué) 1_5 化學(xué)反應(yīng)與能量課時測試（含解析）
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1-5 化學(xué)反應(yīng)與能量 （測試時間：45分鐘 滿分 100分） 姓名： 班級： 得分： 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．下列有關(guān)反應(yīng)熱的說法正確的是（ ） A．在化學(xué)反應(yīng)過程中，吸熱反應(yīng)需不斷從外界獲得能量，放熱反應(yīng)不需從外界獲得能量 B．甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H=﹣890kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ?mol﹣1 C．已知常溫常壓下HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3 kJ?mol﹣1，則有H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）△H=﹣114.6 kJ?mol﹣1 D．已知S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣Q1 kJ?mol﹣1， S（g）+O2（g）=SO2（g）△H2=﹣Q2kJ?mol﹣1，則Q1＜Q2 【答案】D 【解析】A、很多的放熱反應(yīng)也需要在加熱條件下進(jìn)行，錯誤，不選A；B、燃燒熱是指生成穩(wěn)定的氧化物，水為液體時穩(wěn)定，錯誤，不選B；C、硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水，沉淀的溶解有熱量的改變，所以不能使用中和熱的數(shù)值，錯誤，不選C；D、固態(tài)硫的能量比氣態(tài)硫的能量低，所以氣態(tài)硫放熱多，正確，選D。 2．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是（ ） A．已知C(石墨, s)=C(金剛石, s); ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH=-483.6kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為241.8kJ?mol-1 C．500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ?mol-1；將1.5molH2和過量的N2在此條件下充分反應(yīng)，放出熱量19.3kJ D．H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH = -270kJ?mol-1，則相同條件下，2molHF氣體的能量小于1mol氫氣和1mol氟氣的能量之和 【答案】D 【解析】A中反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，說明石墨的總能量低于金剛石的總能量，因此石墨穩(wěn)定，A錯誤；B．氫氣的燃燒熱是值1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量，單位是kJ/mol，氣態(tài)水不是穩(wěn)定氧化物，2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=-483.6kJ?mol-1，則燃燒熱＞483.6kJ?mol-1/2=241.8kJ?mol-1，B錯誤；C．合成氨是可逆反應(yīng)，1.5molH2在氮氣過量的情況下也不可能全部轉(zhuǎn)化為生成，放出的熱量應(yīng)小于19.3kJ，C錯誤；D．此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，D正確；答案為D。 3．一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷放出熱量161.9kJ，經(jīng)測定完全吸收生成的CO2需消耗5mol/L的KOH溶液100ml，恰好生成正鹽，則此條件下熱化學(xué)方程式：C4H10（g）+13/2 O2（g）→4CO2（g）+5H2O（g）的△H為（ ?。? A．+2590.4kJ/mol B．-2590.4kJ/mol C．+1295.2kJ/mol D．-1295.2kJ/mol 【答案】B 【解析】KOH的物質(zhì)的量為n（KOH）=cV=0.1L5mol/L=0.5mol，2KOH+CO2═K2CO3+H2O， 根據(jù)鉀離子守恒，故n（K2CO3）=0.5mol1/2=0.25mol，根據(jù)碳元素守恒由n（CO2）=n（K2CO3）=0.25mol，C4H10+13/2O24CO2+5H2O，根據(jù)碳元素守恒可知，丁烷的物質(zhì)的量為n（C4H10）=0.25mol1/4=1/16mol，即1/16mol丁烷放出的熱量大小為161.9kJ，故1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為161.9kJ16=2590.4KJ，則此條件下反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：C4H10（g）+13/2O2（g）═4CO2（g）+5H2O（g）△H=-2590.4kJ?mol-1，答案為B。 4．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是（ ） A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ?mol-1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJ?mol-1 B．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s) △H>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 C．含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O △H=-57.4kJ?mol-1 D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) △H2 則△H1<△H2 【答案】D 【解析】A．表示氫氣燃燒熱時產(chǎn)物中的水為液態(tài)，故A錯誤； B．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s) △H>0，則石墨能量低穩(wěn)定，故B錯誤；C．含20.0g即0.5mol的NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為：NaOH(ag)+HCl(ag)=NaCl(ag)+H2O △H=-57.4kJ?mol-1，沒有標(biāo)明狀態(tài)，故C錯誤； D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) △H2 ，完全反應(yīng)放出的能量高，故△H1<△H2，故D正確；答案為D。 5．甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH ＝＋49.0 kJ/mol ②CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ/mol 根據(jù)上述反應(yīng)，下列說法正確的是（ ） A．右圖表示反應(yīng)①中的能量變化 B．可推知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) DΔH＝－483.8 kJ/mol C．1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量為192.9 kJ D．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量 【答案】B 【解析】A、圖中反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，表示的是放熱反應(yīng)，而反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，錯誤；B、依據(jù)蓋斯定律②-①得到H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-241.9 kJ/mol；所以2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.8 kJ/mol；正確；C、反應(yīng)②甲醇反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的焓變-192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃燒生成二氧化碳和水放出的熱量大于192.9 kJ；錯誤；D、CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程按照反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，按照②反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以不一定要吸收能量，錯誤； 6．最近意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示，已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量，生成1molN≡N鍵放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，則1molN4(g)生成N2(g)的ΔH為（ ） A． -882kJ/mol B．+441kJ/mol C．+882kJ/mol D．-441kJ/mol 【答案】A 【解析】由題意知，N≡N的鍵能為942kJ/mol，N-N鍵的鍵能為167kJ/mol，1molN4生成N2(g)的反應(yīng)為：N4(g)=2N2(g)，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，所以反應(yīng)熱△H=6167kJ/mol -2942kJ/mol= -882kJ/mol，答案選A。 7．根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（碘為氣態(tài)或固態(tài)），下列判斷正確的是 （ ） (ⅰ) I2(g)＋H2(g) 2HI(g)＋9.48 kJ (ⅱ) I2(g)＋H2(g) 2HI(g)－26.48 kJ A．ⅰ中碘為氣態(tài)，ⅱ中碘為固態(tài) B．反應(yīng)(ⅰ)的產(chǎn)物比反應(yīng)(ⅱ)的產(chǎn)物穩(wěn)定 C．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJ D．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ 【答案】A 【解析】A由于產(chǎn)物的能量相同，是放熱反應(yīng)，ⅱ是吸熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物含有的ⅰ中的高。因此ⅰ中碘為氣態(tài)，ⅱ中碘為固態(tài)，正確；B．物質(zhì)含有的能量越低，物質(zhì)的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。由于反應(yīng)(ⅰ)的產(chǎn)物與反應(yīng)(ⅱ)的產(chǎn)物狀態(tài)相同，因此穩(wěn)定性相同，錯誤；C．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，發(fā)生反應(yīng)，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化，所以放熱小于9.48 kJ ，錯誤；D．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差26.48 kJ +9.48 kJ =35.96 kJ，錯誤。 8．已知：①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O (g) △H1 ②3H2(g)＋Fe2O3(s)＝2Fe(s)＋3H2O (g) △H2 ③2Fe(s)＋3/2O2(g)＝Fe2O3(s) △H3 ④2Al(s)＋3/2O2(g)＝Al2O3(s) △H4 ⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)＝Al2O3(s)＋2Fe(s) △H5 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是 （ ） A．△H1＜0，△H3＞0 B．△H5＜0，△H4＜△H3 C．△H1＝△H2＋△H3 D．△H3＝△H4＋△H5 【答案】B 【解析】A、反應(yīng)2Fe(s)＋3/2O2(g)＝Fe2O3(s)為放熱反應(yīng)，△H3＜0，錯誤；B、反應(yīng)2Al(s)＋Fe2O3(s)＝Al2O3(s)＋2Fe(s)為放熱反應(yīng)，△H5＜0，鋁比鐵活潑，具有的能量高，等量的鋁與氧氣反應(yīng)放出的熱量比等量的鐵多，△H4＜△H3，正確；C、根據(jù)蓋斯定律：①=（②+③）2/3，△H1＝（△H2＋△H3）2/3，錯誤；根據(jù)蓋斯定律：③=④—⑤，△H3＝△H4—△H5，錯誤。 9．化學(xué)反應(yīng)A2＋B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是 （ ） A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．?dāng)嗔? mol A—B鍵需要吸收y kJ的能量 C．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量 D．?dāng)嗔? mol A—A鍵和1 mol B—B鍵能放出x kJ的能量 【答案】B 【解析】A、由能量變化圖可知生成物AB具有的能量低于反應(yīng)物具有的能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯誤；B、斷裂2 mol A—B鍵需要吸收y kJ的能量，B正確；C、2 mol AB的總能量低于1 mol A2和1 mol B2的總能量，C錯誤；D、斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵需吸收x kJ的能量，D錯誤；答案選B。 10．已知： 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1 ① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452 kJm ol－1 ② H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 下列說法正確的是（ ） A．H2(g)的燃燒熱為571.6 kJmol－1 B．同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多 C．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)＝ BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 D．3H2(g)＋CO2(g)＝ CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝＋135.9 kJmol－1 【答案】B 【解析】由題意可知H2(g)的燃燒熱為285.8kJmol－1，C項有沉淀生成，△H不等于-57.3 kJmol－1，由蓋斯定律得D項方程式可由（①3－②）/2, △H為-131.4 kJmol－1。 二、非選擇題(本題包括4小題，共50分) 11．（15分）參考下列圖表和有關(guān)要求回答問題： （1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種原理是CH3OH(g)和H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2。右圖是該過程中能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)活化能 a的變化是_____ （填“增大”、“減小”、“不變”），反應(yīng)熱△H的變化是_____（填“增大”、“減小”、“不變”）。請寫反應(yīng)進(jìn)程出CH3OH(g)和H2O(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____。 （2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的另一種反應(yīng)原理是： CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=c kJ/mol 又知H2O(g)H2O(l) △H=d kJ/mol。 則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____。 【答案】（1）減?。徊蛔?；CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol （2）2CH3OH(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) △H＝－（4a－4b－6c－4d）kJ/mol 【解析】（1）催化劑降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，即a減小，但催化劑不能改變活化能，即反應(yīng)熱△H不變。根據(jù)圖像可知反應(yīng)熱＝akJ/mol－bkJ/mol，所以CH3OH(g)和H2O(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol。 （2）已知：①CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=c kJ/mol，②H2O(g)H2O(l) △H=d kJ/mol，③CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋（a－b）kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知①6＋②4－③4即可得到甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為2CH3OH(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) △H＝－（4a－4b－6c－4d）kJ/mol。 12．（15分）化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱量的形式表現(xiàn)出來，叫做反應(yīng)熱。由于反應(yīng)的情況不同，反應(yīng)熱可分為許多種，如標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和中和反應(yīng)反應(yīng)熱等。 （1）下列ΔH表示物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的是________；表示中和反應(yīng)反應(yīng)熱的是________。(填“ΔH1”、“ΔH2”、“ΔH3”等) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1 B．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2=-Q1kJmol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3 D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4=-Q2kJmol－1 E．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH5 （2）2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出99.6 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________。 （3）根據(jù)題（1）中B、D判斷1 molCO(g)完全燃燒的ΔH= 。 （4）反應(yīng)E的ΔH6可以用如圖所示的裝置進(jìn)行測量。實驗中直接測定的數(shù)據(jù)是 ； 從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_____________；大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 【答案】 （1）ΔH4（2分） ΔH5（2分） （2）2C2H2（g）+5O2=4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH2=-2589.6kJmol－1 （3分） （3）ΔH=（Q1-Q2）kJmol－1 （2分） （4）溫度（2分） 環(huán)形玻璃攪拌棒（2分） 偏?。?分） 【解析】（1）A、2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1中氫氣的物質(zhì)的量不是1mol，所以△H1不能表示燃燒熱，故A錯誤；B、C（s）+O2（g）═CO（g）△H2=-Q1kJ?mol-1，生成產(chǎn)物不是最穩(wěn)定氧化物，所以△H2不能表示燃燒熱，故B錯誤；C、CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3，生成水為氣體，不是最穩(wěn)定氧化物，所以△H3不能表示燃燒熱，故C錯誤；D、C（s）+O2（g）═CO2（g）△H4=-Q2kJ?mol-1，碳的物質(zhì)的量為1mol生成物二氧化碳為穩(wěn)定氧化物，所以△H5能表示燃燒熱，故D正確；E、NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H5，符合中和熱定義，△H5能表示中和反應(yīng)反應(yīng)熱，故E正確；故答案為：△H4；△H5； （2）C2H2氣體完全燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2C2H2+5O24CO2+2H2O，2.00g C2H2氣體n（C2H2）==mol，放出99.6kJ的熱量，則1molC2H2燃燒放出的熱量為：99.6kJ13=1294.8KJ，則熱化學(xué)方程式為：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2589.6kJ?mol-1；故答案為：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2589.6kJ?mol-1； （3）依據(jù)蓋斯定律D-B的CO（g）+O2（g）=CO2（g），所有反應(yīng)的焓變?yōu)椤鱄=（Q1-Q2）kJ?mol-1；故答案為：（Q1-Q2）kJ?mol-1； （4）反應(yīng)E的△H6可以用如圖所示的裝置進(jìn)行測量，實驗中直接測定的數(shù)據(jù)是溫度；量熱計應(yīng)帶環(huán)形玻璃攪拌棒；大燒杯上如不蓋硬紙板，導(dǎo)致熱量損失，所有求得的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值偏小；故答案為：溫度；環(huán)形玻璃攪拌棒；偏小。 13．（8分）常溫常壓下，斷裂1 mol(理想)氣體分子化學(xué)鍵所吸收的能量或形成1 mol(理想)氣體分子化學(xué)鍵所放出的能量稱為鍵能(單位為kJmol－1) 請根據(jù)下表一些鍵能數(shù)據(jù)完成下列問題。 化學(xué)鍵 鍵能 化學(xué)鍵 鍵能 化學(xué)鍵 鍵能 C－F 427 C－Cl 330 C－I 218 H－H 436 S＝S 255 H－S 339 （1）由表中數(shù)據(jù)規(guī)律預(yù)測C－Br鍵的鍵能范圍：________下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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