第一章 化学反应与能量 单元测试(人教版)

第一章 化学反应与能量

班级 姓名 一、选择题(本题包括10小题, 每小题6分, 共60分)

1. 天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的, 因此①可利用电解水的方法得到H 2作能源, ②可用酒精作能源, ③砍伐树木作能源, ④应开发太阳能、核能等新的能源, 上述说法正确的是( ) A. 只有① B. ②和④ C. ②和③ D. 只有④

2.(2013·大庆高二检测) 对于化学反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑的有关叙述错误的是( )

A. 该反应中既有旧化学键的断裂, 也有新化学键的形成 B. 该反应中每消耗1 mol Na, 则同时消耗18 g H 2O, 产生1 mol NaOH 和11.2 L H 2(标准状况下)

C. 由于该反应常温下能自动进行, 故该反应一定是放热反应

D. 由于该反应是放热反应, 所以断裂旧化学键所吸收的能量一定比形成新化学键所放出的能量少

3.(2013·河源高二检测) 下列热化学方程式中ΔH 代表燃烧热(25℃,101 kPa)的是( )

A.CH 4(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)2H 2O(l)+CO(g) ΔH 1 B.S(s)+错误！未找到引用源。O 2(g)SO 3(s) ΔH 2 C.C 6H 12O 6(s)+6O2(g)6CO 2(g)+6H2O(l) ΔH 3 D.2CO(g)+O2(g)2CO 2(g) ΔH 4 4. 下列说法中不正确的是( )

A. 化学反应除了生成新物质外, 还伴随着能量的变化 B. 放热反应都不需要加热就能发生

C. 吸热反应在一定条件(如常温、加热等) 下也能发生

D. 化学反应是放热还是吸热, 取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量 5.(2013·舟山高二检测) 下列关于热化学反应的描述中正确的是( ) A.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol -1, 则2CO 2(g)2CO(g)+O2(g)反应的ΔH =

-1

+2×283.0 kJ·mol

B. 盐酸和NaOH 反应的中和热ΔH =-57.3 kJ·mol -1, 则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH =2×(-57.3)kJ·mol -1

C. 用等体积的0.50 mol·L -1盐酸、0.55 mol·L -1NaOH 溶液进行中和热测定的实验, 会使测得的值偏大

D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 6.(2013·重庆高考) 已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl 3(g) ΔH =akJ·mol -1, P 4(g)+10Cl2(g)4PCl 5(g) ΔH =bkJ·mol -1,

P 4具有正四面体结构,PCl 5中P —Cl 键的键能为ckJ ·mol -1,PCl 3中P —Cl 键的键能为1.2ckJ ·mol -1, 下列叙述正确的是( ) A.P —P 键的键能大于P —Cl 键的键能 B. 可求Cl 2(g)+PCl3(g)PCl 5(s)的反应热ΔH C.Cl —Cl 键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ·mol -1 D.P —P 键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ·mol -1

7.(2013·大庆高二检测) 已知氟化氢气体中有平衡关系:

①2H 3F 3(g)3H 2F 2(g) ΔH 1=akJ·mol -1 ②H 2F 2(g)2HF(g) ΔH 2=bkJ·mol -1 已知a 、b 均大于0, 则可推测反应:H3F 3(g)3HF(g)的ΔH 3=( )

-1

A.(a+b)kJ·mol B.(a-b)kJ·mol -1 C.(a+3b)kJ·mol -1

D.(0.5a+1.5b)kJ·mol -1

8.(2013·衡水高二检测) 已知299 K时, 合成氨反应N 2(g)+3H2(g)2NH 3(g) ΔH =-92.0 kJ·mol -1, 将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中, 在催化剂存在时进行反应, 测得反应放出的热量Q 为(忽略能量损失)( ) A. 一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定

9. 已知标准状况下5.6 L CO完全燃烧放出的热量能使200 g 15.5℃的水温度升高到100℃, 水的比热容是4.186×10-3kJ ·g -1·℃-1, 下列表示CO 燃烧的热化学方程式正确的是( )

A.CO(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)CO 2(g) ΔH =-282.97 kJ·mol -1

-1

B.2CO(g)+O2(g)2CO 2(g) ΔH =-565.9 kJ·mol C.CO(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)CO 2(g) ΔH =-70.7 kJ·mol -1 D.CO(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)CO 2(g) ΔH =-565.9 kJ·mol -1

10.(双选) 完全燃烧一定质量的无水乙醇, 放出的热量为Q , 已知为了完全吸收生成的二氧化碳, 消耗掉8 mol·L -1的氢氧化钠溶液50 mL,则1 mol无水乙醇燃烧放出的热量不可能是( ) A.10Q B .5Q ～10Q C. 大于10Q D. 小于5Q

二、非选择题(本题包括3小题, 共40分)

11.(12分)(2013·温州高二检测) 有一部分化学反应的反应热测定起来很困难, 我们可以根据盖斯定律计算获得。如同素异形体之间的转化反应热数值小且转化慢, 测定较困难。已知: ①P 4(s,白磷)+5O2(g)P 4O 10(s) ΔH =-2 983.2 kJ·mol -1 ②P(s,红磷)+错误！未找到引用源。O 2(g)错误！未找到引用源。P 4O 10(s) Δ

-1

H =-738.5 kJ·mol

(1)写出白磷转化为红磷的热化学方程式: 。 (2)对应下列化学反应过程中的能量变化图, 能正确反映出由白磷转化为红磷的是 。(填序号)

12.(12分)(1)3 mol甲烷燃烧时, 生成液态水和二氧化碳, 同时放出2 670.9 kJ的热量, 写出该反应的热化学方程式 。

(2)当1 g氨气完全分解为N 2和H 2时, 吸收2.7 kJ的热量, 写出其热化学方程式 。

(3)HCl和NaOH 反应的中和热ΔH =-57.3 kJ·mol -1, 则H 2SO 4和NaOH 反应的中和热的热化学方程式为 。

13.(16分)(能力挑战题) 煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b. 先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳, 然后使氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧, 利用反应热。两个过程的热化学方程式分别为 a.C(s)+O2(g)CO 2(g) ΔH =E1 ① b.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH =E2 ② H 2(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)H 2O(g) ΔH =E3 ③ CO(g)+错误！未找到引用源。O 2(g)CO 2(g) ΔH =E4 ④ 回答:

(1)与途径a 相比途径b 有较多的优点, 即 。 (2)上述四个热化学方程式中哪个反应ΔH >0?

。

(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是 。

A.a 比b 多 B.a 比b 少 C.a 与b 在理论上相同

(4)根据能量守恒定律, E 1、E 2、E 3、E 4之间的关系为 。

答案解析

1. 【解析】选B 。酒精可用农副产品为原料生产, 所以, 用酒精作能源符合可持续

发展战略; 积极开发太阳能、核能等新的能源也是正确的。 2. 【解析】选C 。化学反应的本质是既有旧化学键的断裂, 也有新化学键的形成,A 正确; 由化学方程式知, 参加反应的反应物、生成物的物质的量之比为2∶2∶2∶1, 每消耗1 mol Na,则同时消耗1 mol(18 g)H2O, 产生1 mol NaOH和0.5 mol (11.2 L)H2,B 正确; 该反应为放热反应, 但是常温下能自动进行的反应不一定是放热反应, 有些吸热反应如氢氧化钡与氯化铵的反应在常温下就可以发生,C 错误; 断裂旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所放出的能量时, 反应放热,D 正确。

3. 【解析】选C 。A 项, 生成CO, 没有完全燃烧, 错误;B 项, 硫燃烧不能生成SO 3, 错误;D 项, 可燃物CO 的物质的量不是1 mol,错误。

4. 【解析】选B 。化学反应既有物质的变化又有能量的变化, 其能量的变化取决于反应物、生成物的总能量变化, 放热反应与吸热反应都是在一定条件下进行的。如燃烧反应大多数需要点燃或加热, 故B 错误。

5. 【解析】选A 。CO(g)燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO 2(g) ΔH = -2×283.0 kJ〃mol -1, 则其逆反应为2CO 2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH =+2× 283.0 kJ 〃mol -1,A 正确; 中和热的大小与生成水的物质的量无关,B 错误;C 项NaOH 过量, 盐酸完全反应, 测得的结果更准确,C 错误; 甲烷燃烧生成气态水不属于稳定氧化物,D 错误。

6. 【解析】选C 。由于氯原子的半径小于磷原子, 因此P —P 键的键能小于P —Cl 键,A 项错误; 利用已知的反应可求出Cl 2(g)+PCl3(g)PCl 5(g)的焓变, 但是无法求出Cl 2(g)+PCl3(g)PCl 5(s)的焓变,B 项错误; 设两个热化学方程分别为①、②, ②-①可得,4Cl —Cl-[20P—Cl(PCl5)-12P —Cl(PCl3)]=b-a,代入数据得

Cl —Cl=错误！未找到引用源。kJ 〃mol -1,C 项正确; 同理把①×5-②×3, 即可求出P —P 键的键能为错误！未找到引用源。kJ 〃mol -1(一个P 4分子中有6个P —P 键),D 项错误。

7. 【解析】选D 。由错误！未找到引用源。×①+错误！未找到引用源。×②得:H3F 3(g)3HF(g) ΔH 3=错误！未找到引用源。ΔH 1+

错误！未找到引用源。ΔH 2=(错误！未找到引用源。a+错误！未找到引用源。b)kJ 〃mol -1=(0.5a+1.5b)kJ〃mol -1。

8. 【解析】选C 。合成氨反应属于可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不能完全反应, 生成的NH 3小于2 mol,则放出的热量小于92.0 kJ。 【互动探究】(1)写出2 mol NH3分解的热化学方程式。

提示:正、逆反应的热效应的数值相等, 符号相反,2 mol NH 3分解的热化学方程式为 2NH3(g)N 2(g)+3H2(g) ΔH =+92.0 kJ〃mol -1。 (2)上题中氮气的转化率为多少?

Q kJ

提示:反应放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比关系, 即错

92.0 kJ

误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。, 则氮气的转化率为错误！未找到引

100Q

%。 用源。×100%=

92.0

9. 【解析】选A 。Q =mcΔt=200 g×4.186 J〃g -1〃℃-1×(100℃-15.5℃)=

70 743.4 J=70.743 kJ,则1 mol CO燃烧放出的热量为70.743 kJ×错误！未找到引用源。=282.97 kJ〃mol -1。 10. 【解析】选C 、D 。NaOH 与CO 2反应可生成Na 2CO 3, 也可以生成NaHCO 3,n(NaOH)=0.4

mol, 若生成Na 2CO 3, 则 C 2H 5OH ～2CO 2～4NaOH ～Q 0.1 mol 0.4 mol

所以此时1 mol无水乙醇燃烧放出10Q 的热量。 若生成NaHCO 3, 则

C 2H 5OH ～2CO 2～2NaOH ～Q 0.2 mol 0.4 mol

所以此时1 mol无水乙醇完全燃烧放出5Q 热量。若反应产物为Na 2CO 3和NaHCO 3的混合物, 则1 mol无水乙醇完全燃烧放出的热量在5Q ～10Q 之间。 11. 【解析】根据盖斯定律, ①-4×②得P 4(s,白磷) 4P(s,红磷)

-1

ΔH =-29.2 kJ〃mol 。该反应放热, 反应物的总能量大于生成物的总能量。 答案:(1)P4(s,白磷) 4P(s,红磷) ΔH =-29.2 kJ〃mol -1 (2)B

【易错提醒】同种元素形成的各种同素异形体具有不同的能量, 因此涉及书写该类单质的热化学方程式不仅要注明单质聚集的状态, 还要注明同素异形体的名称。

12. 【解析】(1)每摩尔CH 4完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l),放热2 670.9 kJ÷3=890.3 kJ。

(2)2 mol NH3(g)完全分解为N 2(g)和H 2(g)吸热2.7 kJ×17×2=91.8 kJ。 (3)H2SO 4和NaOH 反应的中和热

ΔH =-57.3 kJ〃mol -1, 故热化学方程式为

错误！未找到引用源。H 2SO 4(aq)+NaOH(aq)错误！未找到引用源。

-1

Na 2SO 4(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 kJ〃mol 答案:(1)CH4(g)+2O2(g)CO 2(g)+2H2O(l) ΔH =-890.3 kJ〃mol -1 (2)2NH3(g)N 2(g)+3H2(g) ΔH =+91.8 kJ〃mol -1 (3)错误！未找到引用源。H 2SO 4(aq)+NaOH(aq)错误！未找到引用源。Na 2SO 4(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 kJ〃mol -1

13. 【解析】(1)固体煤经处理变成气体燃料后, 燃烧得更充分, 可以大大减少SO 2和烟尘对空气造成的污染。

(2)①③④均为燃烧反应, 放出热量, ΔH 0。

(3)根据盖斯定律, 不管反应是一步完成, 还是分几步完成, 最后的反应热不变, 即反应热与途径无关, 只与始态和终态有关, 故产生的总能量相同。

答案:(1)固体煤经处理变成气体燃料后, 不仅可以大大减少SO 2和烟尘对空气造成的污染, 而且燃烧效率高, 也便于运输 (2)② (3)C (4)E 1=E 2+E 3+E 4