化學反應與能量2(共8頁)

1、 綜合(zngh)測評(一) (時間(shjin)：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題(bnt)包括12小題，每小題5分，共計60分)1某反應的反應過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A該反應為放熱反應B催化劑能改變該反應的焓變C催化劑能降低該反應的活化能D逆反應的活化能大于正反應的活化能【解析】解本題的關鍵是正確理解圖像的意義。不難看出，E1E2，正反應的活化能大于逆反應的活化能，HE1E20，故該反應為吸熱反應，故A、D均錯。催化劑能降低反應的活化能，但不能改變反應的焓變，故B錯，C對。【答案】C2下列說法不正確的是

2、()A反應是放熱還是吸熱必須看生成物和反應物所具有的總能量的相對大小B綠色植物進行光合作用時，將太陽能轉化為化學能儲存起來C吸熱反應中由于反應物總能量小于生成物總能量，因而無利用價值D物質的化學能可以在一定條件下轉化為熱能、電能為人類所利用【解析】C(s)H2O(g)eq o(=,sup14(高溫)CO(g)H2(g)，此反應為吸熱反應，但可據此制得水煤氣，故選項C錯誤?！敬鸢浮緾3某反應由兩步反應ABC構成，它的反應能量曲線如圖(E1、E3表示活化能)。下列有關敘述正確的是()A兩步反應均為吸熱反應B三種化合物中C最穩(wěn)定C加入催化劑會改變反應的焓變D整個(zhngg)反應的HE1E2【解析(

3、ji x)】由圖中物質(wzh)A、B、C的能量相對大小可知，AB是吸熱反應，BC是放熱反應，A項錯誤；三種物質中C的能量最低，故化合物C最穩(wěn)定，B項正確；催化劑改變反應途徑和活化能大小，但不能改變焓變，C項錯誤；整個反應的HE1E4，D項錯誤。【答案】B4下列說法或表示方法不正確的是 ()A蓋斯定律實質上是能量守恒定律的體現B在稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJC由C(石墨，s)=C(金剛石，s)H1.9 kJ/mol，可知石墨比金剛石穩(wěn)定D在101

4、kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式表示為：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ/mol【解析】蓋斯定律實質上是能量守恒定律的體現；濃硫酸稀釋過程中也放出熱量，所以放出的熱量大于57.3 kJ；能量越低的物質越穩(wěn)定；選項D中H應等于571.6 kJ/mol。【答案】D5在下列各說法中，正確的是 ()AH0表示放熱反應，H0表示吸熱反應，H0表示放熱反應；C項，“中和熱”是指在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應，生成1 mol液態(tài)水時放出的熱量，1 mol H2SO4與1 mol Ba(OH)2反應生成2 mol水，放出的熱大于

5、中和熱；D項，在101 kPa時，1 mol H2與0.5 mol O2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)?！敬鸢浮緽6白磷會對人體造成嚴重的燒傷，白磷(P4)分子結構為。下列說法不正確的是()A白磷著火點低，在空氣中可自燃B白磷、紅磷互為同素異形體C31 g白磷中，含PP鍵1.5 molD已知P4(白磷，s)3O2(g)=2P2O3(s)HQ kJmol1，則白磷的燃燒熱為Q kJmol1【解析】D選項中的白磷燃燒產物P2O3(s)不是最穩(wěn)定的化合物，白磷燃燒產物中最穩(wěn)定的化合物是P2O5(s)?！敬鸢浮緿7下列(xili)熱化學方程式中，H表示(bi

6、osh)可燃物燃燒熱的是()ACO(g)eq f(1,2)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1【解析(ji x)】根據燃燒熱的概念知應是1 mol燃料，生成常溫常壓下穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，H2O在上述情況下液態(tài)穩(wěn)定?！敬鸢浮緼8已知在1.01105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ的熱量，下列熱化學方程式正確的是()AH2O(g)=H

7、2(g)eq f(1,2)O2(g)H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJmol1CH2(g)eq f(1,2)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1【解析】2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量，則1 mol氫氣燃燒生成水蒸氣應放出eq f(1,2)484 kJ242 kJ熱量，放出熱量H為“”，各物質的狀態(tài)分別是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B項中的H2O的狀態(tài)應為氣態(tài)；C、D項中H的符號應為“”；A項是逆向進行的反應，H為“”，數值相等。故應選A。 【答案】A9下

8、列說法中正確的是()A在100 、101 kPa條件下，1 mol液態(tài)水汽化時需要吸收40.69 kJ的熱量，則H2O(g)H2O(l)的H40.69 kJmol1B已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，則CH4的燃燒熱H890.3 kJCH2(g)Br2(g)=2HBr(g)H72 kJmol1其他相關數據如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為230D已知S(g)O2(g)=SO2(s)H1，S(g)O2(g)=SO2(g)H2，則H2H1【解析(ji x)】A選項H應

9、小于0；B選項單位(dnwi)錯誤，應為kJmol1；C選項，H(436a3692)kJmol172 kJmol1，正確(zhngqu)；D選項，生成固體放熱更多，則H更小，錯誤?！敬鸢浮緾10用CH4催化還原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1下列說法不正確的是()A若用標準狀況下4.48 L CH4還原NO2生成N2和水蒸氣，放出的熱量為173.4 kJB由反應可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO

10、2(g)2H2O(l)H574 kJmol1C反應轉移的電子數相同D反應中當4.48 L CH4反應完全時轉移的電子總數為1.60 mol【解析】根據蓋斯定律，()eq f(1,2)得到如下熱化學方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，標準狀況下4.48 L CH4的物質的量為0.2 mol，放出的熱量為0.2 mol867 kJmol1173.4 kJ；由于液態(tài)水生成氣態(tài)水需要吸收熱量，所以生成液態(tài)水的反應放出的熱量多，放熱越多，則H越小，即H574 kJmol1；反應中每1 mol CH4反應完全時轉移的電子總數為8 mol，因為沒有

11、指明氣體的溫度和壓強，4.48 L CH4的物質的量無法求算?！敬鸢浮緿11下列圖像分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系。據此判斷下列說法中正確的是()A石墨(shm)轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻狟S(g)O2(g)=SO2(g)H1， S(s)O2(g)=SO2(g)H2，則H1H2C白磷(biln)比紅磷穩(wěn)定DCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0【解析(ji x)】金剛石的能量高于石墨的能量，所以石墨轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻珹正確；固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S的能量，所以氣態(tài)S燃燒放出的熱量多，但放熱越多，H越小，B不正確；白磷的能量高于紅磷的能量，所以白磷不如紅磷穩(wěn)定，C不正確；反

12、應應該是放熱反應，D不正確，答案選A。【答案】A12如圖表示白磷(P4)分子結構。白磷在氧氣不足時燃燒生成P4O6，P4O6分子結構可以看成是白磷分子中磷磷鍵之間插入氧原子。已知：鍵能表示斷裂1 mol化學鍵需要吸收的能量。幾種共價鍵的鍵能如下表所示：化學鍵PPPOP=OO=O鍵能/(kJmol1)abcd則P4(s)3O2(g)=P4O6(s)的反應熱(H)為()A(6a3d12b4c)kJmol1B(4a3d8d)kJmol1C(6a3d12b)kJmol1D(6a3d4c12b)kJmol1【解析】斷裂6個PP鍵、3個O=O鍵，形成12個PO鍵，C選項正確?！敬鸢浮緾二、非選擇題(本題包

13、括4小題，共40分)13(8分)(1)3 mol甲烷燃燒時，生成液態(tài)水和二氧化碳，同時放出2 670.9 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式： _。(2)當1 g氨氣完全分解為N2和H2時，吸收2.7 kJ的熱量，寫出其熱化學方程式：_。(3)HCl和NaOH反應的中和熱H57.3 kJmol1，則H2SO4和NaOH反應的中和熱的熱化學方程式為_?！窘馕觥?1)每摩爾CH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放熱2 670.9 kJ3890.3 kJ。(2)2 mol NH3(g)完全分解為N2(g)和H2(g)吸熱2.7 kJ17291.8 kJ。(3)H2SO4和NaOH反應的中和

14、熱H57.3 kJmol1，故熱化學方程式為eq f(1,2)H2SO4(aq)NaOH(aq)=eq f(1,2)Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1【答案(d n)】(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1(2)2NH3(g)N2(g)3H2(g)H91.8 kJmol1(3)eq f(1,2)H2SO4(aq)NaOH(aq)=eq f(1,2)Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol114(12分)據參考消息報道(bodo)，有科學家提出硅是“21世紀的能源(nngyun)”、“未來的石油”的觀點。(1)晶體

15、硅在氧氣中燃燒的熱化學方程式為Si(s)O2(g)=SiO2(s)H989.2 kJmol1，有關鍵能數據如下表：化學鍵SiOO=OSiSi鍵能/kJmol1x498.8176則x的值為 _。(2)硅光電池作為電源已廣泛應用于人造衛(wèi)星、燈塔和無人氣象站等。硅光電池是一種把 _能轉化為_能的裝置。(3)假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當的是 _。A硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B硅的來源豐富，易于開采，且可再生C硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制D尋找高效新催化劑，使硅的生產耗能很低，是硅能源開發(fā)利用的

16、關鍵技術(4)工業(yè)制備純硅的反應為2H2(g)SiCl4(g)=Si(s)4HCl(g)H240.4 kJmol1，生成的HCl通入100 mL 1 molL1的NaOH溶液恰好反應，則反應過程中_(填“吸收”或“釋放”)的熱量為_kJ?！窘馕觥?1)每摩爾Si含有2 mol SiSi鍵，每摩爾SiO2含有4 mol SiO鍵，則H2176 kJmol1498.8 kJmol14x kJmol1989.2 kJmol1，解得x460。(2)硅光電池將光(或太陽)能轉化為電能。(3)硅是固體，便于運輸、貯存，A對；硅元素在地殼中含量居于第二位，來源豐富，B對；硅燃燒的產物為SiO2，沒有污染，C

17、對；制備硅不需要催化劑，D錯。(4)100 mL 1 molL1的NaOH溶液消耗0.1 mol HCl，則工業(yè)制備純硅的反應中有0.1 mol HCl生成，故吸收的熱量為eq f(240.4 kJ,4 mol)0.1 mol6.01 kJ。【答案】(1)460(2)光(或太陽)電 (3)D(4)吸收6.0115(10分)為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施?；瘜W反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。(1)實驗測得，5 g甲醇在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5 kJ的熱量。試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：_。(2)

18、由氣態(tài)基態(tài)原子形成(xngchng)1 mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的斷裂(dun li)和生成物的化學鍵的形成過程。在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗(xioho)能量，形成化學鍵又會釋放能量。已知反應N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJmol1。化學鍵HHNHNN鍵能/(kJmol1)436391945試根據表中所列鍵能數據計算a的數值：_。(3)依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l

19、)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32 599 kJmol1根據蓋斯定律，計算298 K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的焓變：_?！窘馕觥?1)5 g CH3OH(l)充分燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的熱量，則1 mol CH3OH充分燃燒時，放出的熱量為eq f(32,5)113.5 kJ726.4 kJ，故其燃燒的熱化學方程式為CH3OH(l)eq f(3,2)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.4 kJmol1，或2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)

20、4H2O(l)H1 452.8 kJmol1。(2)H反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和3436 kJmol1945 kJmol16391 kJmol193 kJmol1，故a的值為93。(3)由題意知，需求下述反應的焓變：2C(石墨，s)H2(g)=C2H2(g)H，由蓋斯定律，將題給熱化學方程式加合，(4)/2得：2C(石墨，s)H2(g)=C2H2(g)H2H1eq f(H2,2)eq f(H3,2)則H2(393.5)eq f(571.6,2)eq f(2 599,2) kJmol1226.6 kJmol1【答案】(1)2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452.8 kJmol1(2)93(3)H226.7 kJmol116(10分)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的H表示生成1 mol產物的數據)。根據上圖回答下列(xili)問題：(1)P和Cl2反應(fn