第一章化學反應(yīng)與能量章末檢測（人教版選修4）

章末檢測卷（一）(時間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共45分)一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分；每小題只有一個選項符合題意)1．能源可劃分為一級能源和二級能源，直接來自自然界的能源稱為一級能源；需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取：2H2O(l)eq\o(=,\s\up7(電解))2H2(g)＋O2(g)，該反應(yīng)需要吸收大量的熱，下列敘述正確的是()A．水煤氣是二級能源B．水力是二級能源C．天然氣是二級能源D．電能是一級能源答案A2．下列措施不符合節(jié)能減排的是()A．大力發(fā)展火力發(fā)電，解決電力緊張問題B．在屋頂安裝太陽能熱水器為居民提供生活用熱水C．用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏D．用雜草、生活垃圾等有機廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作家庭燃氣答案A解析火力發(fā)電，必須使用外界的能源，不節(jié)能，故A項不符；太陽能熱水器使用太陽能，是節(jié)能的，B項符合；回收石膏，是充分利用原子的一種表現(xiàn)，C項符合；沼氣作為燃氣，是節(jié)能的，D項符合。3．下列過程中ΔH小于零的是()A．Ba(OH)2與NH4Cl固體混合B．氯化銨分解得氨氣C．碳酸鈣分解得二氧化碳D．實驗室制備氫氣答案D4．在下列各說法中，正確的是()A．ΔH>0表示放熱反應(yīng)，ΔH<0表示吸熱反應(yīng)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(yīng)生成BaSO4沉淀時放出的熱叫做中和熱D．1molH2與0.5molO2反應(yīng)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(yīng)，ΔH<0表示放熱反應(yīng)；C項，“中和熱”是指在稀溶液中，強酸和強堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol液態(tài)水時放出的熱量，1molH2SO4與1molBa(OH)2反應(yīng)生成2mol水，放出的熱大于中和熱；D項，在101kPa時，1molH2與0.5molO2反應(yīng)，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)。5．已知298K時，合成氨反應(yīng)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(yīng)。測得反應(yīng)放出的熱量為(假定測量過程中沒有能量損失)()A．一定小于92.0kJB．一定大于92.0kJC．一定等于92.0kJD．無法確定答案A解析充入1molN2和3molH2，由于發(fā)生的是可逆反應(yīng)，不可能完全反應(yīng)，而92kJ是表示1molN2和3molH2完全反應(yīng)所放出的熱量。6．已知1gH2完全燃燒生成水蒸氣放出熱量121kJ，且O2中1molO=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ，水蒸氣中形成1molH—O鍵時放出熱量463kJ，則H2中1molA．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ答案C解析反應(yīng)的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1,1molH—H鍵斷裂時吸收的熱量為(2×2×463kJ－484kJ－496kJ)÷2＝436kJ。7．下列變化為放熱的化學反應(yīng)的是()A．H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1B．2HI(g)=H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋14.9kJ·mol－1C．形成化學鍵時共放出862kJ能量的化學反應(yīng)D．能量變化如下圖所示的化學反應(yīng)答案D解析A項不是化學反應(yīng)；B項為吸熱反應(yīng)；C項，如破壞化學鍵時吸收的能量比862kJ多，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；D項，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。8．已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－266kJ·mol－1根據(jù)以上熱化學方程式判斷，下列說法正確的是()A．CO的燃燒熱為283kJB．下圖可表示由CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH>－532kJ·mol－1D．CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出549kJ熱量時，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×1023答案C解析A選項中燃燒熱單位錯誤，應(yīng)為kJ·mol－1；B項圖中沒有表示出ΔH＝－566kJ·mol－1時，對應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的量的關(guān)系，B項錯；C正確；由蓋斯定律得CO(g)＋Na2O2(s)=Na2CO3(s)ΔH＝－549kJ·mol－1，可知當放出549kJ熱量時，消耗1molCO，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2×6.02×1023，D錯誤。9．白磷會對人體造成嚴重的燒傷，白磷(P4)分子結(jié)構(gòu)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C．31g白磷中，含P—P鍵1.5D．1答案D解析D選項中的白磷燃燒產(chǎn)物P2O3(s)不是最穩(wěn)定的化合物，白磷燃燒產(chǎn)物中最穩(wěn)定的化合物是P2O5(s)。10．下列熱化學方程式中ΔH表示可燃物燃燒熱的是()A．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1答案A解析根據(jù)燃燒熱的概念知應(yīng)是1mol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。11．()A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．CO2(g)＋NaOH(l)=NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1答案C解析0.5molCO2與0.75molNaOH反應(yīng)生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3，反應(yīng)放出的熱量為xkJ，則生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出熱量4xkJ；1molCO2通入含2molNaOH溶液中，生成1molNa2CO3，放出ykJ的熱量，則1molCO2與1molNaOH溶液反應(yīng)生成1molNaHCO3放出的熱量為(4x－y)kJ；D項中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標注錯誤，方程式的書寫也是錯誤的。12．用CH4催化還原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．若用標準狀況下4.48LCH4還原NO2生成N2和水蒸氣，放出的熱量為173.4B．由反應(yīng)①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<－574kJ·mol－1C．反應(yīng)①②轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同D．反應(yīng)②中當4.48LCH4反應(yīng)完全時轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.60答案D解析根據(jù)蓋斯定律，(①＋②)×eq\f(1,2)得到如下熱化學方程式：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，標準狀況下4.48LCH4的物質(zhì)的量為0.2mol，放出的熱量為0.2mol×867kJ·mol－1＝173.4kJ；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(yīng)放出的熱量多，放熱越多，則ΔH越小，即ΔH<－574kJ·mol－1；反應(yīng)②中每1molCH4反應(yīng)完全時轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為8mol，因為沒有指明氣體的溫度和壓強，4.48LCH413．根據(jù)以下三個熱化學方程式：2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q1kJ·mol－12H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ·mol－12H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3kJ·mol－1判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是()A．Q1>Q2>Q3B．Q1>Q3>Q2C．Q3>Q2>Q1D．Q2>Q1>Q3答案A解析假設(shè)已知三個方程式分別為①、②、③，則①、②相比可知①為H2S完全燃燒的熱化學方程式，故放出熱量比②多，即Q1>Q2；②、③相比H2O的狀態(tài)不同，因為等量的水，H2O(l)比H2O(g)能量低，故放出熱量Q2>Q3，則有Q1>Q2>Q3。14．有如下三個熱化學方程式：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝bkJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝ckJ·mol－1關(guān)于它們的下列表述正確的是()A．它們都是吸熱反應(yīng)B．a(chǎn)、b和c均為正值C．a(chǎn)＝bD．2b＝c答案D解析根據(jù)熱化學方程式書寫中反應(yīng)熱表示的規(guī)定即ΔH＜0表示放熱反應(yīng)，ΔH＞0表示吸熱反應(yīng)，可判斷出H2燃燒放出熱量，應(yīng)為負值，故A、B均錯；根據(jù)相同物質(zhì)的反應(yīng)，聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同，可知a≠b，故C錯；根據(jù)相同的反應(yīng)，反應(yīng)熱與可燃物的量成正比可知：2b＝c。15．已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，測得放出熱量akJ。又知12.0g碳完全燃燒，放出熱量為bkJ。則熱化學方程式C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝Q中A．－(a－b)kJ·mol－1B．－(a＋b)kJ·mol－1C．－(5a－0.5b)kJ·molD．－(10a－b)kJ·mol答案C解析根據(jù)題意得兩個熱化學方程式：①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g)ΔH＝－10akJ·mol－1；②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1；(①－②)/2整理得：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－(5a－0.5b)kJ·mol－1第Ⅱ卷(非選擇題，共55分)二、非選擇題(本題包括5小題，共55分)16.(10分)為了研究化學反應(yīng)A＋B=C＋D的能量變化情況，某同學設(shè)計了如圖所示裝置。當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問題：(1)該反應(yīng)為____________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)A和B的總能量比C和D的總能量____________(填“高”或“低”)。(3)物質(zhì)中的化學能通過______轉(zhuǎn)化成______釋放出來。(4)反應(yīng)物化學鍵斷裂吸收的能量_____(填“高”或“低”)于生成物化學鍵形成放出的能量。(5)寫出一個符合題中條件的化學方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)放熱(2)高(3)化學反應(yīng)熱能(4)低(5)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl=NaCl＋H2O等合理答案均可)解析U形管中甲處液面下降乙處液面上升，說明廣口瓶中氣體受熱膨脹，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物A、B的總能量比生成物C、D的總能量高，反應(yīng)物化學鍵斷裂吸收的能量低于生成物化學鍵形成放出的能量。符合該條件的放熱反應(yīng)有2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、NaOH＋HCl=NaCl＋H2O等。17．（8分）金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們?nèi)紵龝r，若氧氣不足生成一氧化碳，若充分燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)中放出的熱量如圖所示。(1)等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒，________(填“金剛石”或“石墨”)放出的熱量更多，寫出表示石墨燃燒熱的熱化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)在通常狀況下，________(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定，寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學方程式：____________________________________________________________________________________________。(3)12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36答案(1)金剛石C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1(2)石墨C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1(3)252.0kJ解析(1)根據(jù)圖象，1mol金剛石和石墨均完全燃燒生成二氧化碳，前者反應(yīng)的ΔH＝－395.4kJ·mol－1，后者反應(yīng)的ΔH＝ΔH2＋ΔH3＝－393.5kJ·mol－1，顯然，金剛石放出的熱量更多。根據(jù)燃燒熱的概念，表示石墨燃燒熱的熱化學方程式中，生成物必須是二氧化碳。(2)根據(jù)圖示可知1mol石墨的總能量比1mol金剛石的總能量低1.9kJ，即(393.5－395.4)kJ。據(jù)此可寫出反應(yīng)的熱化學方程式。(3)石墨質(zhì)量是12g，則參與反應(yīng)的氧氣質(zhì)量是24g，二者的物質(zhì)的量之比為4∶3，根據(jù)C、O元素守恒可求出CO、CO2的物質(zhì)的量均為0.5mol。則反應(yīng)放出的熱量為0.5mol×110.5kJ·mol－1＋0.5mol×393.5kJ·mol18．(12分)據(jù)《參考消息》報道，有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點。(1)晶體硅在氧氣中燃燒的熱化學方程式為Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－989.2kJ·mol－1，有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：化學鍵Si—OO=OSi—Si鍵能/kJ·mol－1x498.8176已知1molSi中含2molSi—Si鍵，1molSiO2中含4molSi—O鍵，則x的值為____________。(2)硅光電池作為電源已廣泛應(yīng)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(zhuǎn)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(guān)于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當?shù)氖莀___________________________________________________________________。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(chǎn)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(chǎn)耗能很低，是硅能源開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)(4)工業(yè)制備純硅的反應(yīng)為2H2(g)＋SiCl4(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋240.4kJ·mol－1，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH溶液恰好反應(yīng)，則反應(yīng)過程中________(填“吸收”或“釋放”)的熱量為__________kJ。答案(1)460(2)光(或太陽)電(3)D(4)吸收6.01解析(1)每摩爾Si含有2molSi—Si鍵，每摩爾SiO2含有4molSi—O鍵，則ΔH＝2×176kJ·mol－1＋498.8kJ·mol－1－4xkJ·mol－1＝－989.2kJ·mol－1，x＝460。(2)硅光電池將光(或太陽)能轉(zhuǎn)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(chǎn)物為SiO2，沒有污染，C對；制備硅不需要催化劑，D錯。(4)100mL1mol·L－1的NaOH溶液消耗0.1molHCl，則工業(yè)制備純硅的反應(yīng)中有0.1molHCl生成，故吸收的熱量為eq\f(240.4kJ,4mol)×0.1mol＝6.01kJ。19．(12分)已知下列熱化學方程式：①CaCO3(s)=CaO＋CO2(g)ΔH＝＋177.7kJ②C(s)＋H2O(s)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝－131.3kJ·mol－1③eq\f(1,2)H2SO4(l)＋NaOH(l)=eq\f(1,2)Na2SO4(l)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1⑤CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1⑦2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－517.6kJ·mol－1(1)上述熱化學方程式中，不正確的有______________________________________________，不正確的理由分別是___________________________________________________________。(2)根據(jù)上述信息，寫出C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學方程式：________________________________________________________________________。(3)上述反應(yīng)中，表示燃燒熱的熱化學方程式有______________________________________；表示中和熱的熱化學方程式有___________________________________________________。答案(1)①②③①中CaO沒標狀態(tài)，ΔH＝＋177.7kJ·mol－1；②中H2O的狀態(tài)應(yīng)為“g”；③中除H2O外其他物質(zhì)的狀態(tài)不是“l(fā)”應(yīng)為“aq”(2)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1(3)④⑤⑥解析(1)①中CaO沒標狀態(tài)，ΔH＝＋177.7kJ·mol－1；②中H2O的狀態(tài)應(yīng)為“g”；③中除H2O外其他物質(zhì)的狀態(tài)不是“l(fā)”應(yīng)為“aq”。(2)④－⑤得：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1－(－283kJ·mol－1)＝－110.5kJ·mol－1。(3)燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量，故④⑤正確，⑦表示的不是1molH2的燃燒；中和熱是指在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1molH2O(l)時的反應(yīng)熱，故⑥正確。20．(13分)白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。(1)已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1P(紅磷，s)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2＝－738.5kJ·mol－1則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為______