学年江西省分宜县高一化学能力达标练习第2章 化学反应与能量 第2节《化学能与电能》新人教版必修2.docx

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学年江西省分宜县高一化学能力达标练习第2章化学反应与能量第2节《化学能与电能》新人教版必修2

化学能与电能

一、选择题

1、通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。

现给出化学键的键能（见下表）：

化学键

H—H

Cl—Cl

Cl—H

键能/（kJ·mol－1）

436

243

431

请计算H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）的反应热（　　）

A．862kJ·mol－1                      B．679kJ·mol－1

C．－183kJ·mol－1                    D．183kJ·mol－1

2、已知在相同状况下，同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。

下列说法正确的是（　　）

A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应

B．水分解产生氢气和氧气时放出能量

C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应

D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量

3、下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是（   ）

A.石墨转变为金刚石是吸热反应

B.白磷比红磷稳定

C.S（g）+O2（g）====SO2（g）  ΔH1

S（s）+O2（g）====SO2（g）  ΔH2  则ΔH1>ΔH2

D.CO（g）+H2O（g）====CO2（g）+H2（g）  ΔH1>0

4、已知：

2H2（g）＋O2（g）====2H2O（l）

ΔH＝－571.6kJ·mol－1 ①

2CH3OH（l）＋3O2（g）====2CO2（g）+4H2O（l）

ΔH＝－1452kJ·mol－1 ②

H+（aq）＋OH-（aq）====H2O（l）                 ΔH＝－57.3kJ·mol－1   ③

下列说法正确的是（   ）

A.H2（g）的燃烧热ΔH＝－571.6kJ·mol－1

B.同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多

C.

H2SO4（aq）+

Ba（OH）2（aq）====

BaSO4（s）+H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1

D.3H2（g）+CO2（g）====CH3OH（l）+H2O（l） ΔH＝+135.9kJ·mol－1

5、下列关于热化学反应的描述中正确的是（   ）

A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝-57.3kJ·mol-1。

则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（-57.3）kJ·mol-1

B.CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol-1，则2CO2（g）====2CO（g）+O2（g）反应的ΔH＝+2×283.0kJ·mol-1

C.C2H6的燃烧热为QkJ·mol-1，则表示C2H6燃烧热的热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）====4CO2（g）+6H2O（l） ΔH＝-2QkJ·mol-1

D.1mol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、下列关于反应能量的说法正确的是（   ）

A.Zn（s）+CuSO4（aq）====ZnSO4（aq）+Cu（s） ΔH＝-216kJ·mol-1，反应物总能量<生成物总能量

B.相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2

C.101kPa时，2H2（g）+O2（g）====2H2O（g） ΔH＝-483.6kJ·mol-1，H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1

D.H+（aq）+OH-（aq）====H2O（l） ΔH＝-57.3kJ·mol-1，含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量

7、某反应的ΔH＝+100kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是（   ）

A．正反应活化能小于100kJ·mol－1

B．逆反应活化能一定小于100kJ·mol－1

C．正反应活化能不小于100kJ·mol－1

D．正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol－1

8、已知热化学方程式H2（g）+F2（g）═2HF（g）△H=﹣270kJ•mol﹣1，下列说法中错误的是（　　）

A．

在上述条件下，44.8L氟化氢气体分解成22.4L氢气与22.4L氟气吸收270kJ热量

B．

在上述条件下，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量大于270kJ

C．

在上述条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量

D．

上述热化学方程式还可表示为：

H2（g）+

F2（g）═HF（g）△H=﹣135kJ•mol﹣1

9、

（1）已知胆矾失水的化学反应方程式为：

CuSO4•5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）；△H=+Q1kJ/mol

（2）室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：

CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）；△H=﹣Q2kJ/mol

（3）胆矾溶于水时，溶液温度降低．Q1与Q2的关系是（Q1、Q2为正数）（　　）

A．

Q1＞Q2

B．

Q1=Q2

C．

Q1＜Q2

D．

无法确定

10、肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：

N≡N为942、O＝O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（　　）

A.194　　　     　B.391　　　    　C.516　　   　　D.658

11、已知反应2C+O2

2CO，2CO+O2

2CO2都是放热反应。

据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）（　　）

A.12gC所具有的能量一定大于28gCO所具有的能量

B.56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量

C.12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量

D.将一定质量的C燃烧，生成CO2时比生成CO时放出的热量多

12、下列反应符合图示的是（　　）

A.铝片与盐酸的反应                  B.消石灰与NH4Cl晶体的反应

C.酸碱中和反应                      D.甲烷在氧气中的燃烧反应

二、非选择题

13、I、肼（N2H4）又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。

已知在101kPa时，1gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出19.5kJ热量（25℃时），表示N2H4燃烧的热化学方程式是_______________________________

II、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。

已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327.05kJ的热量。

（1）写出该反应的热化学方程式_______________________________________。

（2）已知H2O（l）====H2O（g）；△H=+44kJ·mol-1，则16g液态肼燃烧生成氮气和水蒸气时，放出的热量是__________________kJ。

（3）已知N2（g）+2O2（g）====2NO2（g）；△H=+67.7kJ·mol-1，N2H4（g）+O2（g）===N2（g）+2H2O（g）；△H=-534kJ·mol-1，根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式________________________________________。

III、肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。

肼－空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式：

_________________________；

负极的电极反应式：

_______________________       __。

14、氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）氮元素原子的L层电子数为       ；

（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为               ；

（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知：

①N2（g）+2O2（g）=N2O4

（1）          △H1=-19.5kJ·mol-1 

②N2H4

（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）      △H2=-534.2kJ·mol-1

写出肼和N2O4反应的热化学方程式                             ；

（4）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为                。

15、 “嫦娥一号”的登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想

（1）2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）；△H=﹣571.6kJ•mol﹣1

C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=﹣393.5kJ•mol﹣1

C8H18（l）+12.5O2（g）═8CO2（g）+9H2O（l）；△H=﹣5518kJ•mol﹣1

CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）；△H=﹣890kJ•mol﹣1

相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是H2

（2）CH4、O2不仅燃烧能放出热量，二者形成的原电池还能提供电能．“嫦娥一号”绕月飞行部分使用的燃料电池，如图所示

①电极A为负极，其电极反应式为：

   电极B为正极，其电极反应式为：

②工作一段时间后，当生成0.3molCO2时，转移电子数目为  个

（3）已知在常温常压下

①H2O（g）=H2O（l）△H1=﹣44.0kJ．mol﹣1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1=﹣566kJ．mol﹣1

③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣802.0kJ．mol﹣1

则假设按不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为  ．

16、甲醇（CH3OH）是一种优质燃料，

（1）已知一定条件下每1molCO2和足量氢气完全反应三可生成1mol气态甲醇（CH3OH）和1mol水蒸汽并放出49kJ的热量．请回答：

①该反应的热化学方程式：

　　．

②其反应过程中能量的变化与如图1所示最相符的是　　．

（2）为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：

在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2．请回答：

①从反应开始到平衡，甲醇和氢气的反应速率：

v（CH3OH）=　　

v（H2）=　　．

②下列措施中能使v（CO2）增大的是　　．

A．加入催化剂    B．充入He（g），使体系压强增大C．将H2O（g）从体系中分离  D．升高温度

③能够说明该反应已达到平衡的是　．

A．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化

B．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化

C．一定条件下，CO2、H2和CH3OH的浓度不再变化

D．一定条件下，单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH．

参考答案

1、答案　C

解析　拆开1molH2和1molCl2中的化学键所吸收的能量是436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1＝679kJ·mol－1；形成2molHCl所放出的能量是431kJ·mol－1×2＝862kJ·mol－1，所以该反应的反应热是679kJ·mol－1－862kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。

2、答案　C

解析　由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：

水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。

3、选A。

从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，A正确；能量越高越不稳定，B错；因S（s）→S（g），要吸收热量，故ΔH1<ΔH2，C错；由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，故表现为放热，

ΔH1<0，D错。

4、选B。

A项，H2（g）的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1，错误；B项，同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出热量多，正确；C项，因有BaSO4（s）生成，该反应的ΔH≠－57.3kJ·mol－1，错误；D项，

×（①×3-②）得3H2（g）+CO2（g）====CH3OH（l）+H2O（l）  ΔH＝-131.4kJ·mol－1，错误。

5、选B。

中和热指稀的强酸、强碱中和生成1mol水时所放出的热量，与生成物的物质的量多少无关，A项错误；CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1，所以2molCO燃烧时ΔH＝-2×283.0kJ·mol-1，题目所给为CO2的分解，所以

ΔH数值相等但符号相反，B正确；表示燃烧热的热化学方程式应以1mol可燃物为标准，C项错误；燃烧热中强调燃料燃烧必须生成稳定的化合物，其中液态水才是稳定的，所以D项错误。

6、选B。

A项，放热反应，生成物的总能量<反应物总能量，A错；C项，氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物（液态水）所放出的热量，题中是氢气燃烧生成气态水放出的热量，故不正确；D项，中和热是指稀酸与稀碱反应的放热，浓硫酸稀释本身就可以放出大量的热量，故不正确。

7、选D。

该反应为吸热反应，反应物的能量和小于生成物的能量和，画出图像进行分析，图像如下：

由图可知正反应的活化能E1＞100kJ·mol-1，A、C错；逆反应的活化能E2不确定，B错；正反应的活化能和逆反应的活化能差值即为反应热ΔH=

+100kJ·mol-1，D对。

8、考点：

反应热和焓变；热化学方程式．

专题：

化学反应中的能量变化．

分析：

A、由热化学方程式可知2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气吸收270kJ热量；

B、液态氟化氢的能量比气态氟化氢的能量低，根据反应热与能量关系判断；

C、反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应，反应物总能量小于生成物的总能量为吸热反应；

D、热化学方程式中化学计量数表示物质的量，不表示分子个数，系数改变焓变随之改变．

解答：

解：

A、由热化学方程式可知2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气吸收270kJ热量，化学计量数表示物质的量，不是体积，故A错误；

B、液态氟化氢的能量比气态氟化氢的能量低，根据能量守恒，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ，故B正确；

C、反应为放热反应，在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量，故C正确；

D、热化学方程式中化学计量数表示物质的量，计量数同时减小一倍，焓变也随之减小一倍，可表示为

H2（g）+

F2（g）═HF（g）△H=﹣135kJ•mol﹣1，故D正确．

故选：

A．

点评：

本题考查学生对热化学方程式的理解、反应热与能量关系，难度不大，注意反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应，反应物总能量小于生成物的总能量为吸热反应．

9、考点：

反应热和焓变．

专题：

化学反应中的能量变化．

分析：

已知CuSO4•5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）；△H=+Q1kJ/mol；CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）；△H=﹣Q2kJ/mol；

胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4•5H2O（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）+5H2O（l）△H′＞0；根据盖斯定律确定△H′与Q1、Q2的关系．

解答：

解：

已知①CuSO4•5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）；△H=+Q1kJ/mol；

②CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）；△H=﹣Q2kJ/mol；

③CuSO4•5H2O（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）+5H2O（l）△H′＞0；

根据盖斯定律：

方程③=方程①+方程②，

所以△H′=Q1+（﹣Q2）＞0，即Q1＞Q2，

故选A．

点评：

本题考查了物质溶解恒容物质分解过程中的能量变化，根据盖斯定律分析物质溶解过程中的能量变化是解题关键，题目难度中等．

10、选B。

利用题中图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为

2752kJ-534kJ=2218kJ。

肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N，4个N—H，1个O＝O键，所以1×154+4×（N—H键能）+1×500=2218，解得N—H键能为391，单位kJ，选B。

11、选A。

在放热反应中，反应物所具有的总能量一定大于生成物所具有的总能量。

C、CO的燃烧都是放热反应，由此可知B、C两项的说法均正确；

12gC和16gO2所具有的能量一定大于28gCO所具有的能量，但12gC所具有的能量不一定比28gCO所具有的能量大，故A项错误；由于C

CO放出热量，CO

CO2放出热量，所以相同质量的C燃烧生成CO2比生成CO时放出的热量多，D项正确。

12、选B。

由题干中图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应吸热，而题中四个选项中只有消石灰与氯化铵的反应是吸热的，其他反应均是放热反应

13、I.N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH=－624kJ·mol-1  

II.

（1）N2H4（l）＋2H2O2（g）==N2（g）＋4H2O（l） ΔH=－817.625kJ·mol-1  

（2）320.8

（3）2N2H4（g）＋2NO2（g）==3N2（g）＋4H2O（g） ΔH=－1135.7kJ·mol-1  

III.O2＋2H2O＋4e－=4OH－           N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑   

14、【答案】

（1）5；

（2）2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；

（3）2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9kJ/mol；

（4）N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。

考点：

此题以氮元素为载体，综合考查了电子层排布、化学方程式书写、盖斯定律的应用、原电池中电极反应式的书写等知识。

15、考点：

 热化学方程式；化学电源新型电池．

专题：

 化学反应中的能量变化．

分析：

（1）根据Q=

×△H计算；

（2）燃料电池的负极是燃料失电子的氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；

（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算所得热化学方程式．

解答：

 解：

（1）设质量都为m，相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量分别是

×

×571kJ、

×393.5kJ、

×5518kJ、

×890.3kJ，最大值应为

×

×571kJ，故答案为：

H2；

（2）①甲烷燃料电池中，甲烷在反应中被氧化，即A为负极，应从负极通入甲烷，又因为是KOH溶液，不可能生成H+，负极反应为2H2+4OH﹣=4H2O+4e﹣，B为正极，正极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：

负；CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+；正；O2+4e﹣+4H+=2H2O；

②依据电极反应方程式得出，每生成1mol二氧化碳，转移电子数为8mol，现生成0.3mol二氧化碳气体，则转移电子数为0.3×8=2.4mol，故答案为：

2.4NA；

（3）①H2O（g）=H2O（l）△H1=﹣44.0kJ．mol﹣1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1=﹣566kJ．mol﹣1

③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣802.0kJ．mol﹣1

依据盖斯定律计算，③﹣②×

+2×①得到甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：

CH4（g）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣802﹣

×（﹣566）+2×（﹣44）=﹣607kJ/mol；故答案为：

CH4（g）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607kJ/mol．

点评：

 本题是一道热化学和电化学知识相结合的考查题，要求学生熟悉电解池的工作原理，会书写电极反应式，难度不大．

16、考点：

热化学方程式；反应速率的定量表示方法；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断．

分析：

（1）①每1molCO2和足量氢气完全反应三可生成1mol气态甲醇（CH3OH）和1mol水蒸汽并放出49kJ的热量，据此写出热化学方程式；

②由①可知该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，据此分析；

（2）在体积为lL的密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L；

①依据化学平衡三段式列式利用V=

计算；

②依据升温，增加浓度，加压，加催化剂等可以加快反应速率判断；

③可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析解答．

解答：

解：

（1）①每1molCO2和足量氢气完全反应三可生成1mol气态甲醇（CH3OH）和1mol水蒸汽并放出49kJ的热量，则热化学方程式为CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol，故答案为：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol；

②由①可知该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，所以能量的变化与如图1所示最相符的是A，故选：

A；

（2）在体积为lL的密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L；则①依据化学平衡列式计算为：

               CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）

起始量（mol/L）1        3        0       0