解析版人教版高中化学选修四第一章 化学反应与能量测试题.docx

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解析版人教版高中化学选修四第一章化学反应与能量测试题

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人教版高中化学选修四第一章化学反应与能量测试题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分

分卷I

一、单选题（共10小题,每小题4.0分,共40分）

1.测定稀盐酸和NaOH稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有（　　）

①大、小烧杯　②容量瓶　③量筒　④环形玻璃搅拌棒　⑤试管　⑥温度计　⑦蒸发皿

⑧托盘天平

A．①②⑥⑦

B．②⑤⑦⑧

C．②③⑦⑧

D．③④⑤⑦

【答案】B

【解析】中和热测定实验中使用的仪器主要有大、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒；没有用到容量瓶、试管、蒸发皿和托盘天平，B符合题意。

2.已知热化学方程式：

SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）　ΔH＝－98.32kJ·mol－1在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量为（　　）

A．196.64kJ

B．＜196.64kJ·mol－1

C．＜196.64kJ

D．＞196.64kJ

【答案】C

【解析】根据热化学方程式可知SO2和O2反应生成2molSO3时放出的热量为196.64kJ，由于是可逆反应，2molSO2和1molO2不能完全反应，所以放出的热量小于196.64kJ。

3.H2和I2在一定条件下能发生反应：

H2（g）+I2（g）

2HI（g）ΔH=﹣akJ·

下列说法正确的是（）

A．H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键

B．断开2molHI分子中的化学键所需能量约为（c+b+a）kJ

C．相同条件下，1molH2（g）和1molI2（g）总能量小于2molHI（g）的总能量

D．向密闭容器中加入2molH2（g）和2molI2（g），充分反应后放出的热量为2akJ

【答案】B

【解析】本题考查了化学反应与能量的变化。

HI分子中的化学键是极性共价键，故A错。

ΔH=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=bkJ·

+ckJ·

-2H—I=-akJ·

，得到断开2molH—I键所需能量约为（a+b+c）kJ，故B正确。

H2和I2在一定条件下能发生反应：

H2（g）+I2（g）

2HI（g）ΔH=﹣akJ·

，反应是放热反应，反应物能量高于生成物，所以相同条件下，1molH2（g）和1molI2（g）总能量大于2molHI（g）的总能量，故C错。

反应是可逆反应不能进行到底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量应小于2akJ，故D错。

4.下列说法正确的是（　　）

A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量

B．1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热

C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O（l）时的反应热叫做中和热

D．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba（OH）2溶液

【答案】C

【解析】中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1mol水时的反应热，不包含生成沉淀、反应物溶解、电离、水合等过程的热效应。

中和热也可以是弱酸和弱碱稀溶液间的反应，A错误；B中未指明酸碱浓度、生成水的物质的量，B错误；H2SO4和Ba（OH）2生成BaSO4沉淀也会放出热量，其反应热不是中和热，D错误。

5.某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．该反应为放热反应

B．催化剂能改变该反应的焓变

C．催化剂能降低该反应的活化能

D．逆反应的活化能大于正反应的活化能

【答案】C

【解析】E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1＞E2，正向反应的ΔH＝E1－E2＞0，该反应为吸热反应，A、D错误；催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，B错误，C正确。

6.已知：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.83kJ·mol－1

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.9kJ·mol－1

若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4gH2O（l），并放出114.04kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为（　　）

A．0.22mol

B．0.15mol

C．0.1mol

D．0.05mol

【答案】C

【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比，依据H2与CO的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答。

设氢气燃烧生成5.4gH2O时放热为x，

x≈85.75kJ

CO燃烧放热为114.04kJ－85.75kJ＝28.29kJ

设CO的物质的量为y，

解得：

y＝0.1mol，C正确。

7.燃烧是人类最早利用的化学反应之一，下列叙述中正确的是（　　）

A．在化学反应中只有燃烧才能放出热量

B．物质与氧气发生的反应都是燃烧

C．煤、石油、天然气燃烧都放出大量的热，都是重要的燃料

D．只要达到燃烧所需的最低温度，可燃物就能燃烧

【答案】C

【解析】燃烧的本质是一种发光、放热的剧烈的氧化反应，但放热反应不一定就是燃烧，如中和反应，A错误；物质与氧气发生的缓慢氧化反应，如铁生锈就不属于燃烧，B错误；燃烧需要同时满足三个条件：

可燃物、氧气（或空气）和温度达到着火点，D错误。

8.下列有关反应能量变化图像的判断错误的是（　　）

A．Ⅰ可表示需加热的放热反应

B．Ⅱ可表示需加热的放热反应

C．Ⅲ可表示爆炸反应

D．Ⅳ可表示醋酸和碱的中和反应

【答案】A

【解析】因为生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，故A错误；当反应物的能量高于生成物的能量时，为放热反应，可能需要加热引发，故B正确；爆炸是剧烈的燃烧过程，反应物和产物能量差距大，过程表现为放热，故C正确；酸碱中和反应是放热反应，此时生成物的能量低于反应物的能量，故D正确。

故选A。

9.反应CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）过程中的能量变化情况如下图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。

下列判断正确的是（　　）

A．该反应的ΔH＝91kJ·mol－1

B．加入催化剂，正、逆反应的活化能数值均减小

C．加入催化剂，该反应的ΔH变小

D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH变大

【答案】B

【解析】反应物总能量大于生成物总能量，该反应放热，A错误；催化剂只改变反应的活化能，使正、逆反应的活化能数值均减小，但ΔH不变，B正确，C错误；如果该反应生成液态CH3OH，放出更多的热量，ΔH减小，D错误。

10.下列说法中，正确的是（　　）

A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B．需要加热才能发生的化学反应，它可能是吸热反应也可能是放热反应

C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＜0

D．ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关

【答案】B

【解析】化学反应中一定有物质变化、能量变化，故发生物质变化的同时一定发生能量变化，故A错误；反应条件与反应中能量变化无关，需要加热才能发生的化学反应，可能是吸热反应也可能是放热反应，故B正确；反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＞0，故C错误；D项，ΔH与热化学方程式的书写有关，ΔH的大小与热化学方程式的计量系数有关，为正比关系，故D错误；故选B。

二、双选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

11.（双选）一些烷烃的燃烧热（kJ•mol﹣1）如表：

下列表达正确的是（　　）

A．热稳定性：

正丁烷＞异丁烷

B．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）→4CO2（g）+6H2O（g）ΔH=﹣1560.8kJ•mol﹣1

C．正戊烷的燃烧热大约在3540kJ•mol﹣1左右

D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

【答案】CD

【解析】由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故A错误；根据乙烷燃烧热的含义：

完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8kJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）===4CO2（g）+6H2O（l）；ΔH=﹣3121.6kJ·mol-1，故B错误；正戊烷和2﹣甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2﹣甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540kJ·mol-1左右，且大于3531.3kJ·mol-1，故C正确；相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放热越多，燃烧放出的热量越多，故D正确，故选CD。

12.（双选）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（　　）

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

　C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH2

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3

　S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH4

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH5

　2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH6

④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）　ΔH7

　CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）　ΔH8

A．①

B．④

C．②③④

D．①②③

【答案】BC

【解析】本题主要考查对“ΔH”的理解，明确“ΔH”既有“＋”“－”，又有数值大小。

燃烧放热，ΔH＜0。

①中C不完全燃烧生成CO，放热少，因ΔH为负，ΔH1＜ΔH2；②中两个方程式恒等式作差可得S（s）===S（g）ΔH3－ΔH4，硫从固态到气态吸热，ΔH3－ΔH4＞0，即ΔH3＞ΔH4；③中发生同样的燃烧反应，消耗燃料越多，放热越多，放热ΔH为“－”，ΔH5＞ΔH6；碳酸钙分解吸热，ΔH7＞0，CaO与H2O反应放热，ΔH8＜0，ΔH7＞ΔH8，C正确。

13.（双选）下列有关说法错误的是（　　）

A．进行中和热的测定实验时，需要测出反应前盐酸和NaOH溶液的温度及反应后溶液的最高温度

B．为准确测定盐酸和NaOH溶液反应的中和热，所用酸和碱的物质的量应相等

C．测定中和热时，为了减少热量损失，不要搅拌溶液

D．已知2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1，则该反应的中和热为57.3kJ·mol－1

【答案】BC

【解析】测定中和热，与反应前温度及反应后的最高温度有关，需要测出反应前盐酸和NaOH溶液的温度，反应后溶液的最高温度，A正确；测定中和热时，为使测量水的物质的量更精确，一般加稍过量的酸或碱，B错误；用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，加快反应进行，加快热量释放，缩短实验时间，使测量更精确，C错误；中和热指的是稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol液态水时的反应热，D正确。

14.（双选）已知：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O

（1）　ΔH1＝－Q1kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝－Q2kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O

（1）　ΔH3＝－Q3kJ·mol－1

常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则下列说法正确的是（　　）

A．Q2＜Q3

B．ΔH2＜ΔH3

C．放出的热量为（0.4Q1＋0.05Q3）kJ·mol－1

D．放出的热量为（0.4Q1＋0.05Q2）kJ·mol－1

【答案】AC

【解析】H2O（g）→H2O（l）为放热过程，Q2＜Q3，ΔH＜0，ΔH2＞ΔH3,A正确，B错误。

物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比，依据甲烷和氢气的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答，常温下水为液态，只能选用第1个和第3个反应进行计算。

n（混合气体）＝0.5mol，n（CH4）＝0.5mol×

＝0.4mol，n（H2）＝0.5mol－0.4mol＝0.1mol,0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q1kJ·mol－1＝0.4Q1kJ,0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×

×Q3kJ·mol－1＝0.05Q3kJ，放出的热量为0.4Q1＋0.05Q3,C正确，D错误。

分卷II

三、实验题（共2小题,每小题10.0分,共20分）

15.小明在爸爸的实验室里看到如图所示的“保温瓶式量热计”。

这种仪器由保温和测温两部分组成的，它不让反应产生的热散失出去，也不让外界的热传递进来，可用于测量化学反应产生的热量。

爸爸将不同浓度的酸（A）和碱（B）溶液各100mL在量热计中混合，让小明记录了每次混合前后量热计温度的升高值Δt，得到下表：

请就此实验回答下列问题：

（1）盐酸、硫酸与NaOH反应是____（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）第1次和第3次实验中温度升高相同的可能原因是______________________________

________________________________________________________________________。

（3）分析上述数据可知下列因素中，与反应放出或吸收热量多少有关的是________。

A．使用盐酸还是硫酸

B．量热计的保温效果

C．参加反应的酸或碱的量

【答案】

（1）放热　

（2）两次反应消耗的NaOH质量相等（3）C

【解析】

（1）比较四次实验结果，可发现随反应进行，温度都在升高，可得出反应放热的结论。

（2）比较第1次和第3次实验，可发现所使用NaOH溶液是一样的，最终温度变化相同，可推断是由于等质量的NaOH完全反应的结果。

（3）对比第1次和第3次实验，可以得到放出热量的多少与使用什么酸没有关系；对比第2次和第3次实验或第1次与第4次实验，可以发现，放出热量的多少与所使用溶液的量有密切关系，C正确。

16.50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。

通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是________。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是________。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值____________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

（4）该实验常用0.50mol·L－1HCl和0.55mol·L－1NaOH溶液各50mL进行实验，其中NaOH溶液浓度大于盐酸浓度的作用是________，当室温低于10℃时进行实验，对实验结果会造成较大的误差，其原因是________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）实验中改用60mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.50mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求得的中和热________（填“相等”或“不相等”），简述理由：

________________________________________________________________________。

（6）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热ΔH将________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

【答案】

（1）环形玻璃搅拌棒

（2）减少实验过程中的热量损失

（3）偏小

（4）保证盐酸完全被中和　体系内、外温差大，会造成热量损失

（5）相等　因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O（l）所放出的能量，与酸碱的用量无关

（6）偏大

【解析】

（1）由量热计的构造可知该装置的缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒。

（2）中和热测定实验成败的关键是保温工作，大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失，求得的中和热数值将会减小。

（4）NaOH的浓度大于HCl的浓度，使盐酸完全被中和；当室温低于10℃时进行，体系内、外温差大，会造成热量损失更大。

（5）改用60mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.50mol·L－1NaOH溶液进行反应，生成水的量增多，放出的热量偏高，但中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol液态水时放出的热量，中和热相等。

（6）一水合氨为弱碱，电离过程为吸热过程，用氨水代替稀NaOH溶液反应，放出的热量偏小，ΔH为“－”，测定结果ΔH偏大。

四、填空题（共2小题,每小题10.0分,共20分）

17.

（1）在微生物作用的条件下，

经过两步反应被氧化成

。

两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是________（填“放热”或“吸热”）反应，

判断依据是__________________________________________________。

②1mol

（aq）全部氧化成

（aq）的热化学方程式是______________________________。

（2）已知红磷比白磷稳定，则反应P4（白磷，s）＋5O2（g）===2P2O5（s）　ΔH1；4P（红磷，s）＋5O2（g）===2P2O5（s）　ΔH2；ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1________ΔH2（填“>”、“<”或“＝”）。

（3）在298K、101kPa时，已知：

①2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g）　ΔH1；②Cl2（g）＋H2（g）===2HCl（g）　ΔH2；③2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g）　ΔH3，则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是________。

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2

B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2

D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

（4）已知：

①2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1

②Na2O2（s）＋CO2（g）===Na2CO3（s）＋

O2（g）　ΔH＝－226kJ·mol－1

则CO（g）与Na2O2（s）反应放出509kJ热量时，电子转移数目为________。

（5）已知H2（g）＋Br2（l）===2HBr（g）　ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2（l）需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：

则表中a＝________。

【答案】

（1）①放热　ΔH<0（或反应物的总能量大于生成物的总能量）　②

（aq）＋2O2（g）===

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－346kJ·mol－1　

（2）<

（3）A　（4）2NA（或1.204×1024）　（5）369

【解析】

（1）根据反应物总能量比生成物总能量高，可知第一步反应为放热反应；由图可知：

（aq）＋

O2（g）===

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－273kJ·mol－1，

（aq）＋

O2（g）===

（aq）　ΔH＝－73kJ·mol－1。

根据盖斯定律将第一步反应和第二步反应相加，可得

（aq）＋2O2（g）===

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－346kJ·mol－1。

（2）将二个热化学方程式恒等式相减得P4（白磷，s）－4P（红磷，s）===0　ΔH1－ΔH2，整理得P4（白磷，s）===4P（红磷，s）　ΔH1－ΔH2，红磷比白磷稳定，白磷转化为红磷放热，则ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。

（3）由题意可知③＝①＋②×2，所以ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。

（4）根据盖斯定律将（①＋②×2）×

得：

CO（g）＋Na2O2（s）===Na2CO3（s）　ΔH＝－509kJ·mol－1，即该反应放热590kJ时转移2mole－。

（5）由题中热化学方程式及蒸发1molBr2（l）吸热30kJ可得：

H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）　ΔH＝－102kJ·mol－1，ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝436kJ·mol－1＋200kJ·mol－1－2akJ·mol－1＝－102kJ·mol－1，a＝369。

18.如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是：

①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水，打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；③在中间的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，即可观察。

试回答：

（1）实验中观察到的现象是______________________________________________________

__________________。

（2）该实验之前必须进行的一步操作是______________________________________________

_________________________________________________________________________________________________。

（3）该实验的原理是____________________________________________________________。

（4）实验中发生反应的化学方程式为________________________________________________

______________________________________________________________________________

__________________。

（5）说明CaO、H2O的能量与Ca（OH）2的能量之间的关系：

________________________________________________________________________。

（6）若将该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同的现象？

________（填“能”或“否”）。

【答案】

（1）U形管里的红墨水会沿开口端上升

（2）检查装置气密性

（3）CaO和H2O反应放出热量使大试管中压强增大，引起红墨水的液面在U形管中的位置左低右高

（4）CaO＋H2O===Ca（OH）2

（5）1molCaO和1molH2O的总能量大于1mol

Ca（OH）2的能量

（6）否

【解析】从提供的仪器看实验目的，意在通过观察U形管中液面变化说明左边装置中发生反应的热量变化，利用气体的热胀冷缩原理，在实验中大试管里的空气受热膨胀，故此实验要求装置必须气密性良好，否则无法观察到现象。