高中化學 第一章 化學反應與能量章末綜合檢測 新人教版選修4

【步步高學案導學設計】-學年高中化學第一章化學反應與能量章末綜合檢測新人教版選修4(時間：100分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共16小題，每小題3分，共48分；每小題只有一個選項符合題意)1．下列變化中一定為放熱反應的是()A．H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1B．N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋182.6kJ·mol－1C．形成化學鍵過程中放出862kJ熱量的化學反應 D．能量變化如圖所示的化學反應答案D解析圖中反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應必是放熱反應。2．N4的分子結(jié)構(gòu)類似白磷分子，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，已知斷裂1molN—N鍵需要吸收167kJ熱量，生成1molN≡N鍵需放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，下列說法中正確的是()A．1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將放出775kJ熱量B．1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將放出882kJ熱量C．1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將吸收775kJ熱量D．1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將吸收882kJ熱量答案B解析ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，反應轉(zhuǎn)化關(guān)系為N4→2N2，E(反應物鍵能)＝6×167kJ，E(生成物鍵能)＝2×942kJ，所以ΔH＝－882kJ·mol－1，即放出882kJ熱量。3．已知膽礬溶于水時溶液溫度降低。膽礬分解的熱化學方程式為CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1。室溫下，若1mol無水硫酸銅溶解為溶液放熱Q2kJ，則()A．Q1>Q2B．Q1＝Q2C．Q1<Q2答案A解析根據(jù)蓋斯定律，可設計下列分步反應：依題意，膽礬溶于水時，溶液溫度降低，說明該反應為吸熱反應，ΔH總>0。ΔH＝Q1，ΔH′＝－Q2。由蓋斯定律ΔH總＝ΔH＋ΔH′＝Q1＋(－Q2)>0，則Q1>Q2。4．灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：①Sn(s，白)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2③Sn(s，灰)Sn(s，白)ΔH3＝＋2.1kJ·mol－1下列說法正確的是()A．ΔH1>ΔH2B．錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C．灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應是放熱反應D．錫制器皿長期處在低于13.2℃的環(huán)境中，會自行毀壞答案D解析由③知Sn(灰)轉(zhuǎn)化為Sn(白)是吸熱的，當溫度低于13.2℃時Sn(白)自動轉(zhuǎn)化為Sn(灰)，所以A、B、C都錯，只能選D。5．在下列各說法中，正確的是()A．ΔH>0表示放熱反應，ΔH<0表示吸熱反應B．熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，可以是分數(shù)C．1molH2SO4與1molBa(OH)2反應生成BaSO4沉淀時放出的熱叫做中和熱D．1molH2與0.5molO2反應放出的熱就是H2的燃燒熱答案B解析A項，ΔH>0表示吸熱反應，ΔH<0表示放熱反應；C項，“中和熱”是指在稀溶液中，強酸和強堿發(fā)生中和反應，生成1mol水時放出的熱量，1molH2SO4與1molBa(OH)2反應生成2mol水，同時還有BaSO4沉淀生成，放出的熱大于中和熱；D項，在25℃、101kPa時，1molH2與0.5molO2反應，生成液態(tài)水時放出的熱才是H2的燃燒熱，題中沒有說明生成的水的聚集狀態(tài)。6．一種化學冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3，將它們混合并用手搓揉就可制冷，且制冷效果能維持一段時間。以下關(guān)于其制冷原因的推測肯定錯誤的是()A．Na2SO4·10H2O脫水是吸熱過程B．較長時間制冷是由于Na2SO4·10H2O脫水是較慢的過程C．銨鹽在該條件下發(fā)生的復分解反應是吸熱反應D．NH4NO3溶于水會吸收熱量答案C解析根據(jù)復分解反應發(fā)生的條件，Na2SO4·10H2O和NH4NO3在該條件下不會發(fā)生反應，故C項肯定錯誤；又根據(jù)所學知識可知，NH4NO3溶于水是吸熱的，結(jié)晶水合物脫水也是吸熱的。7．燃燒1g乙炔生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量50kJ，則這一反應的熱化學反應方程式為()A．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(lΔH＝＋50kJ·mol－1B．C2H2(g)＋5/2O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1300kJC．2C2H2＋5O2=4CO2＋2H2OΔHD．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(lΔH＝－2600kJ·mol－1答案D解析本題考查了熱化學方程式的書寫及簡單計算。熱化學方程式前面的化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量，反應熱單位是kJ·mol－1，B和C均錯；2molC2H2燃燒放出的熱量為2×26×(－50)kJ·mol－1＝－2600kJ·mol－1，D對。8．根據(jù)熱化學方程式：S(l)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－293.23kJ·mol－1，分析下列說法中正確的是()A．S(s)＋O2(g)=SO2(g)，反應放出的熱量大于293.23kJ·mol－1B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)，反應放出的熱量小于293.23kJ·mol－1C．1molSO2(g)的鍵能的總和大于1molS(l)和1molO2(g)的鍵能之和D．1molSO2(g)的鍵能的總和小于1molS(l)和1molO2(g)的鍵能之和答案C9．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是－285.8kJ·mol－1、－1411.0kJ·mol－1和－1366.8kJ·mol－1，則由C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的ΔH為()A．－44.2kJ·mol－1B．＋44.2kJ·mol－1C．－330kJ·mol－1D．＋330kJ·mol－1答案A解析根據(jù)燃燒熱的概念，寫出熱化學反應方程式：①C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－1411.0kJ·mol－1②C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)；ΔH＝－1366.8kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律將反應①－②得：C2H4(g)＋H2O(l)=C2H5OH(l)ΔH＝－44.2kJ·mol－1。10．已知熱化學方程式：(1)2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1(2)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1當1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時，對其熱量變化有下列描述：①放出；②吸收；③2.44kJ；④4.88kJ；⑤88kJ。其中正確的是()A．②和⑤B．①和③C．②和④D．②和③答案D解析由蓋斯定律，由(1)÷2＋(2)÷2得熱化學方程式：H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，故此轉(zhuǎn)化吸收熱量，據(jù)方程式計算可知，1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時，吸收2.44kJ的熱量。11．已知：CH3CH2CH2CH3(g)＋6.5O2(g)→4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1(CH3)2CHCH3(g)＋6.5O2(g)→4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2869kJ·mol－1下列說法正確的是()A．正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子B．正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷C．異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過程是一個放熱過程D．異丁烷分子中的碳氫鍵比正丁烷的多答案A解析根據(jù)所給反應及其反應熱看，正丁烷分子儲存能量大于異丁烷，A正確；能量越高其分子越不穩(wěn)定，B錯；異丁烷轉(zhuǎn)化成正丁烷應該吸熱，C錯；從兩者結(jié)構(gòu)看兩者的碳氫鍵一樣多，D錯。12．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1。則制備水煤氣的反應C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH為()A．＋262.6kJ·mol－1B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1D．＋131.3kJ·mol－1答案D解析根據(jù)蓋斯定律，由題意知：①×1/2－②×1/2得：ΔH＝(－221.0kJ·mol－1)×1/2－(－483.6kJ·mol－1)×1/2＝＋131.3kJ·mol－113．已知25℃時，合成氨反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.0kJ·mol－1，將此溫度下的1molN2和3molH2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應。測得反應放出的熱量為23kJ(假定測量過程中沒有能量損失)，則N2的轉(zhuǎn)化率為()A．25%B．50%C．75%D．無法確定答案A解析1molN2與3molH2反應放熱92kJ，當放熱23kJ時，N2的實際消耗為eq\f(23kJ,92kJ·mol－1)＝0.25mol。14．已知氟化氫氣體中有平衡關(guān)系：①2H3F3(g)=3H2F2(ΔH1＝akJ·mol－1②H2F2(g)=2HF(g)ΔH2＝bkJ·mol－1已知a、b均大于0，則可推測反應：H3F3(g)=3HF(g)的ΔH3等于(A．(a＋b)kJ·mol－1B．(a－b)kJ·mol－1C．(a＋3b)kJ·mol－1D．(0.5a＋1.5b)kJ·mol答案D解析由eq\f(1,2)×①＋eq\f(3,2)×②得：H3F3(g)=3HF(g)ΔH3＝eq\f(1,2)ΔH1＋eq\f(3,2)ΔH2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)a＋\f(3,2)b))kJ·mol－1＝(0.5a＋1.5b)kJ·mol－115．NH3(g)燃燒的產(chǎn)物是NO2(g)和H2O(g)。已知反應有：(1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1(2)eq\f(1,2)N2(g)＋O2(g)=NO2(g)ΔH＝＋33.9kJ·mol－1(3)NH3(g)=eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46.0kJ·mol－1下列關(guān)于NH3(g)燃燒的熱化學方程式的書寫正確的是()A．NH3(g)＋eq\f(7,4)O2(g)=NO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－282.8kJ·mol－1B．NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－161.9kJ·mol－1C．NH3(g)＋eq\f(7,4)O2(g)=NO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－161.9kJ·mol－1D．NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－282.8kJ·mol－1答案A解析根據(jù)蓋斯定律，將方程式處理：(1)×eq\f(3,2)＋(2)＋(3)得：NH3(g)＋eq\f(7,4)O2(g)=NO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－282.8kJ·mol－1。16．氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷燃燒的熱化學方程式分別為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時，放出熱量最少的是()A．H2B．COC．C8H18D．CH4答案B解析題中各ΔH對應的可燃物的物質(zhì)的量為1mol，把它們的ΔH分別換算成1g可燃物燃燒的熱量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即\f(ΔH,M)))即可比較。二、非選擇題(本題共6個小題，共52分)17．(8分)已知下列熱化學方程式：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1③C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1回答下列各問題：(1)上述反應中屬于放熱反應的是________________________________________________________________________。(2)H2的燃燒熱為________；C的燃燒熱為________。(3)燃燒10gH2生成液態(tài)水，放出的熱量為________。(4)CO的燃燒熱為________；其熱化學方程式為______________。答案(1)①②③④(2)－285.8kJ·mol－1－393.5kJ·mol－1(3)1429.0kJ(4)－283.0kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1解析(1)所有燃燒均為放熱反應，①②③④均為放熱反應。(2)燃燒熱為1mol純可燃物生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，H2的燃燒熱為－285.8kJ·mol－1，C的燃燒熱為－393.5kJ·mol－1。(3)Q放＝eq\f(10g,2g·mol－1)×285.8kJ·mol－1＝1429.0kJ。(4)由④－③可得，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1＋110.5kJ·mol－1＝－283.0kJ·mol－1，其燃燒熱為－283.0kJ·mol－1。18．(8分)丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑：途徑Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1途徑Ⅱ：C3H8(g)→C3H6(g)＋H2(g)ΔH＝＋bkJ·mol－12C3H6(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－ckJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－dkJ·mol－1(a、b、c、d均為正值)請回答下列問題：(1)由于C3H8(g)→C3H6(g)＋H2(g)的反應中，反應物具有的總能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物具有的總能量，那么在化學反應中，反應物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應條件是__________。(2)按途徑Ⅱ反應，1molC3H8完全燃燒時放出的熱量為________kJ(用含b、c、d的代數(shù)式表示)，等量的丙烷通過兩種途徑完全燃燒時，途徑Ⅰ放出的熱量________(填“大于”、“小于”或“等于”)途徑Ⅱ放出的熱量。(3)a與b、c、d的數(shù)學關(guān)系式是_______________________________________________。答案(1)小于吸收加熱(2)eq\f(c＋d－2b,2)等于(3)a＝eq\f(c＋d－2b,2)解析(1)放熱反應，生成物總能量小于反應物總能量，吸熱反應則相反，對于C3H8(g)→C3H6(g)＋H2(g)ΔH＝＋bkJ·mol－1判斷該反應吸熱，故反應物總能量小于生成物總能量。(2)將途徑Ⅱ中的三個反應經(jīng)疊加處理，得到的ΔH＝＋b＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(c,2)))＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(d,2)))＝－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c＋d,2)－b))kJ·mol－1則放出的熱量為eq\f(c＋d－2b,2)kJ。(3)a＝eq\f(c＋d－2b,2)。19．(8分)火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑過氧化氫(H2O2)，當它們混合時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱。已知0.4mol液態(tài)肼與足量過氧化氫反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量。(1)寫出肼和過氧化氫的結(jié)構(gòu)式：肼____________________，過氧化氫______________________________________。(2)寫出反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，則16g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是________kJ。(4)上述反應用于火箭推進劑，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是_______________________________________________________________。答案(1)H—O—O—H(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ·mol－1(3)408.8(4)產(chǎn)物是N2和H2O，對環(huán)境無污染20．(10分)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關(guān)系如下圖所示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。根據(jù)上圖回答下列問題：P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。上述分解反應是一個可逆反應。溫度T1時，在密閉容器中加入0.80molPCl5，反應達到平衡時PCl5還剩0.60mol，其α1等于________；若反應溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5的分解率為α2，α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進行，先將P和Cl2反應生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應生成PCl5。原因是________________________________________________________________。(4)P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的ΔH3＝______，P和Cl2一步反應生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是________________________________________________________________________。答案(1)eq\f(3,2)Cl2(g)＋P(s)=PCl3(g)ΔH＝－306kJ·mol－1(2)PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－125%大于(3)兩步反應均為放熱反應，降溫有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解(4)－399kJ·mol－1等于(5)PCl5＋4H2O=H3PO4＋5HCl21．(8分)試回答下列各題：(1)如圖1所示是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：___________________________________________________。(2)化學反應的焓變與反應物和生成物的鍵能有關(guān)。①已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－185kJ·mol－1請?zhí)羁眨汗矁r鍵H—HCl—ClH—Cl鍵能/(kJ·mol－1)436247________②圖2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氫化物時的焓變數(shù)據(jù)，根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫在熱力學標準狀態(tài)下，發(fā)生分解反應的熱化學方程式：___________________________________________________________________。(3)已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1①3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1②Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1③請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)①434②H2Se(g)=Se(s)＋H2(g)ΔH＝－81kJ·mol－1(3)CO(g)＋FeO(s)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1解析(3)根據(jù)