人教版高中化学选修四第一章《化学反应与能量》测试试题含答案解析.docx

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人教版高中化学选修四第一章《化学反应与能量》测试试题含答案解析

第一章《化学反应与能量》测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）

1.已知：

CH4（g）+2O2（g）===CO2（g）+2H2O（l）ΔH1=﹣Q1kJ•mol﹣1

2H2（g）+O2（g）===2H2O（g）ΔH=﹣Q2kJ•mol﹣1，

2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）ΔH2=﹣Q3kJ•mol﹣1

常温下，取体积比2∶3的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为（　　）

A．0.4Q1+0.15Q2B．0.2Q1+0.05Q2C．0.2Q1+0.15Q3D．0.2Q1+0.3Q2

2.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

3.已知下列反应的热化学方程式：

6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）====2C3H5（ONO2）3（l）ΔH1

2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）ΔH2

C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH3

则反应4C3H5（ONO2）3（l）====12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的ΔH为（　　）

A．12ΔH3+5ΔH2﹣2ΔH1B．2ΔH1﹣5ΔH2﹣12ΔH3

C．12ΔH3﹣5ΔH2﹣2ΔH1D．ΔH1﹣5ΔH2﹣12ΔH3

4.已知：

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1；②CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.9kJ·mol－1。

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ的热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（　　）

A．2∶1B．1∶2C．1∶1D．2∶3

5.下面关于能源的分类正确的是（　　）

A．化石能源是可再生能源B．核能属于不可再生能源

C．太阳能是二次能源D．电能是一次能源

6.强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的热化学方程式为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，向3份同体积0.2mol·L－1的NaOH溶液中分别加入适量的稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（　　）

A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3B．ΔH2＞ΔH3＞ΔH1

C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2

7.下列说法正确的是（　　）

A．1mol硫酸与1molBa（OH）2完全中和所放出的热量为中和热

B．25℃、101kPa时，1molS和2molS的燃烧热相等

C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应

D．101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

8.同温同压下，已知下列各反应均为放热反应，其中放热最少的是（　　）

A．2A（l）＋B（l）===2C（g）　ΔH1B．2A（g）＋B（g）===2C（g）　ΔH2

C．2A（g）＋B（g）===2C（l）　ΔH3D．2A（l）＋B（l）===2C（l）　ΔH4

9.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．196.64kJB．＜196.64kJ·mol－1C．＜196.64kJD．＞196.64kJ

10.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．加入催化剂，减小了反应的热效应

B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率

C．H2O2分解的热化学方程式：

H2O2====H2O+

O2+Q

D．反应物的总能量高于生成物的总能量

11.下列说法正确的是（　　）

A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热

B．在25℃、101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

C．由2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1，可知CO的燃烧热为－283kJ·mol－1

D．乙炔的燃烧热为－1299.6kJ·mol－1，则2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（g）反应的ΔH＝－2599.2kJ·mol－1

12.下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（　　）

A．答案AB．答案BC．答案CD．答案D

13.下列关于吸热反应和放热反应的说法正确的是（　　）

A．需加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．任何放热反应在常温条件下一定能发生

C．反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应

D．当ΔH＜0时表明反应为吸热反应

14.在25℃、101kPa条件下，C（s）、H2（g）、CH3COOH（l）的燃烧热分别为393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热为（　　）

A．－488.3kJ·mol－1B．＋488.3kJ·mol－1

C．－191kJ·mol－1D．＋191kJ·mol－1

15.已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1。

向50mL2mol·L－1的NaOH溶液中加入1mol·L－1的某种酸恰好完全反应，测得加入酸的体积与反应放出热量的关系如下图所示（不考虑热量的散失），则该酸可能是（　　）

A．醋酸（CH3COOH）B．盐酸C．草酸（HOOC—COOH）D．硫酸

二、填空题

16.已知一些烷烃的燃烧热如下表：

（1）热稳定性：

正丁烷________（填“＞”或“＜”）异丁烷。

（2）写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式____________________________________

________________________________________________________________________。

（3）相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________（填“多”或“少”）。

（4）有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3540kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？

________________________________________________________________________。

理由是________________________________________________________________________。

17.

（1）已知单质硫在通常条件下以S8（斜方硫）的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：

若已知硫氧键的键能为dkJ·mol－1，氧氧键的键能为ekJ·mol－1，S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－akJ·mol－1，则S8分子硫硫键的键能为________。

（2）下表是部分化学键的键能数据：

①已知白磷的燃烧热为2982kJ·mol－1，白磷（P4）、P4O6、P4O10结构如图所示，则上表中x＝________。

②0.5mol白磷（P4）与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为________kJ。

18.断开1molAB（g）分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。

下表列出了一些化学键的键能E：

请回答下列问题：

（1）如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为________（填“吸热”或“放热”）反应，其中ΔH＝__________（用含有a、b的关系式表示）。

（2）若图示中表示反应H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）

ΔH＝－241.8kJ·mol－1，则b＝________kJ·mol－1，

x＝________。

（3）历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。

反应的化学方程式为________________________________

________________________________________________________________________。

若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1mol电子转移时，反应的热量变化为________。

19.

（1）①CaCO3（s）===CaO（s）+CO2（g）ΔH=+177.7kJ·

②C（s）+H2O（g）===CO（g）+H2（g）ΔH=﹣131.3kJ·

②

H2SO4（l）+NaOH（l）===

Na2SO4（l）+H2O（l）ΔH=﹣57.3kJ·

③C（s）+O2（g）===CO2（g）ΔH=﹣393.5kJ·

④CO（g）+

O2（g）===CO2（g）ΔH=﹣283kJ·

⑤HNO3（aq）+NaOH（aq）===NaNO3（aq）+H2O（l）ΔH=﹣57.3kJ·

⑦2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）ΔH=﹣517.6kJ·

（a）上述热化学方程式中，不正确的有　　（填序号）。

（b）根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式　　　　　　　　　　。

（2）已知热化学方程式：

H2（g）+

O2（g）===H2O（g）ΔH=﹣241.8kJ·

，该反应的活化能为167.2kJ·

，则其逆反应的活化能为　　kJ·

（3）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如：

CH4（g）+4NO2（g）===4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=﹣574kJ·

CH4（g）+4NO（g）===2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=﹣1160kJ·

若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2，反应中转移的电子总数为　　（用阿伏加德罗常数NA表示），放出的热量为　　kJ。

20.已知在101kPa时，CO的燃烧热为－283kJ·mol－1。

相同条件下，若2molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍，表示CH4燃烧热的热化学方程式是_________________________________________________________。

三、实验题

21.50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.50mol·L－1NaOH溶液在简易量热计中进行中和反应。

通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热ΔH。

回答下列问题：

（1）该实验中往往用0.50mol·L－1HCl和0.55mol·L－1的NaOH溶液各50mL。

NaOH的浓度大于HCl的浓度的作用是________________________，当室温低于10℃时进行，对实验结果会造成较大的误差，原因是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）实验中若改用60mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热____________（填“相等”或“不相等”），理由是_______________

________________________________________________________________________。

（3）若50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.50mol·L－1NaOH溶液的密度都约为1g·mL－1，起始温度都为T1，反应后最高温度为T2，计算中和热ΔH。

22.50mL0.50mol·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____________________，烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_________________________________________________________。

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

（3）实验中若改用60mL0.50mol·L－1盐酸跟50mL0.55mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________（填“相等”或“不相等”），所求中和热的数值_____（填“相等”或“不相等”），理由是__________________________________________________。

（4）三次平行操作测得的数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差（t2－t1）分别为2.3℃、2.4℃、2.9℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。

四、计算题

23.乙炔（C2H2）气体的燃烧热为ΔH＝－1299.6kJ·mol－1，分别写出表示乙炔燃烧反应的热化学方程式和表示乙炔燃烧热的热化学方程式。

24.白磷与氧可发生如下反应：

P4+5O2====P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—PakJ·

、P—ObkJ·

、P==OckJ·

、O==OdkJ·

根据图示的分子结构和有关数据计算该反应的反应热　　。

答案解析

1.【答案】C

【解析】标准状况下11.2L甲烷和氢气混合气体的物质的量为

=0.5mol，甲烷和氢气的体积之比为2∶3，所以甲烷的物质的量为0.5mol×

=0.2mol，氢气的物质的量为0.5mol﹣0.2mol=0.3mol，由CH4（g）+2O2（g）===CO2（g）+2H2O（l）ΔH1=﹣Q1kJ•mol﹣1可知，0.2mol甲烷燃烧放出的热量为0.2mol×Q1kJ•mol﹣1=0.2Q1kJ，由2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）ΔH3=﹣Q3kJ•mol﹣1可知，0.3mol氢气燃烧放出的热量为

×Q3kJ•mol﹣1=0.15Q3kJ，所以放出的热量为0.2Q1kJ+0.15Q3kJ=（0.2Q1+0.15Q3）kJ，故选C。

2.【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。

3.【答案】A

【解析】已知：

①6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）====2C3H5（ONO2）3（l）ΔH1

②2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）ΔH2

③C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH3

由盖斯定律：

5×②+12×③﹣2×①得：

4C3H5（ONO2）3（l）====12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）ΔH=12ΔH3+5ΔH2﹣2ΔH1。

4.【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，依据已知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。

n（H2O）＝0.2mol，n（H2）＝n（H2O）＝0.2mol,0.2molH2燃烧放出的热量为57.16kJ，则CO燃烧放出的热量为113.74kJ－57.16kJ＝56.58kJ。

设混合气体中CO的物质的量为x，

x＝0.2mol，即n（CO）＝0.2mol，

H2和CO的物质的量之比为1∶1。

5.【答案】B

【解析】A项，煤、石油、天然气等在地球上的储量是有限的，消耗后不可能再生，属于不可再生能源，错误；B项，核能在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，正确；C项，一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，太阳能是一次能源，错误；D项，电能是由其他能源转化来的，属于二次能源，错误。

6.【答案】D

【解析】57.3kJ·mol－1是稀的强酸与强碱生成1molH2O（l）和可溶性盐时对应的中和热，而稀醋酸电离吸热，浓硫酸溶于水放热。

稀醋酸、浓硫酸和稀硝酸与NaOH溶液反应生成等量水时浓硫酸放热最多，醋酸放热最少。

放热越少，ΔH越大。

7.【答案】B

【解析】A项，1molH2SO4与1molBa（OH）2反应生成2molH2O，同时还有BaSO4沉淀生成，不符合中和热的定义；B项，燃烧热与可燃物的物质的量无关；C项，CO的燃烧属于放热反应；D项，1mol碳燃烧不一定生成1molCO2。

8.【答案】A

【解析】反应物能量越低，生成物能量越高，放热越少，A符合要求。

9.【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。

10.【答案】D

【解析】催化剂只通过改变活化能来改变反应速率，不改变反应的热效应，故A错误；催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，反应体系中加入催化剂不改变H2O2的平衡转化率，故B错误；图像分析判断反应是放热反应，热化学方程式要注明状态，所以H2O2分解的热化学方程式：

H2O2（l）====H2O（l）+

O2（g）ΔH＜0，故C错误；图像分析反应是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，故D正确；故选D。

11.【答案】C

【解析】燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，一要注意可燃物为1mol纯物质；二是注意反应的程度即完全燃烧并生成稳定的氧化物，如C生成CO2（g），S生成SO2（g），H生成H2O（l），D错误；A没有指明硫的物质的量及状态，错误；B没有指明碳的燃烧产物，错误。

12.【答案】D

【解析】硅太阳能电池将太阳能转化为电能，A错误；锂离子电池能实现化学能与电能互相转化，B错误；太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错。

13.【答案】C

【解析】放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。

反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如碳的燃烧反应属于放热反应，但需要加热或点燃才能发生，故A、B项错误；吸热反应的ΔH＞0，D项错误。

14.【答案】A

【解析】由题意可知：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1①

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1②

CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－870.3kJ·mol－1③

①×2＋②×2－③即得

2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）

ΔH＝－488.3kJ·mol－1。

15.【答案】C

【解析】57.3kJ·mol－1是稀的强酸与强碱生成1molH2O（l）和可溶性盐时对应的中和热，当参加反应的酸或碱为弱电解质时，电离时需吸收热量，放出的热量小于57.3kJ。

n（NaOH）＝50mL×2mol·L－1＝0.1mol，n（酸）＝50mL×1mol·L－1＝0.05mol，该酸属于二元酸；根据图示放出的热量小于5.73kJ，说明该二元酸属于弱酸。

16.【答案】

（1）＜　

（2）C2H6（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1560.8kJ·mol－1　

（3）多

（4）正确　正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的燃烧热亦应略大于异戊烷

【解析】

（1）正丁烷的燃烧热比异丁烷的燃烧热大，说明正丁烷具有的能量高于异丁烷，所以热稳定性：

正丁烷＜异丁烷。

（2）C2H6（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1560.8kJ·mol－1。

（3）由表中数据分析，碳原子数越多，燃烧热越大，所以相同物质的量的烷烃燃烧时放出的热量随碳原子数的增多而增多。

（4）由表中数据分析，正丁烷的燃烧热比异丁烷略大，所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷，此同学的估计合理。

17.【答案】

（1）（2d－a－e）kJ·mol－1　

（2）①585　②819

【解析】

（1）设硫硫键的键能为xkJ·mol－1，则：

－akJ·mol－1＝

×8×xkJ·mol－1＋ekJ·mol－1－2dkJ·mol－1，x＝（2d－a－e）kJ·mol－1。

（2）①由题意可知P4＋5O2===P4O10　ΔH＝－2982kJ·mol－1。

根据图示知，1molP4含有6molP—P键，1molP4O10含12molP—O键和4molP===O键，根据键能与反应热关系，反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差，断裂1mol共价键吸收的能量与生成1mol该共价键放出的能量数值相等。

有198kJ·mol－1×6＋498kJ·mol－1×5－360kJ·mol－1×12－4x＝－2982kJ·mol－1，x＝585kJ·mol－1。

②P4＋3O2===P4O6,1molP4O6含有12molP—O键，反应热为ΔH＝198kJ·mol－1×6＋498kJ·mol－1×3－360kJ·mol－1×12＝－1638kJ·mol－1,0.5mol白磷（P4）与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1638kJ·mol－1×0.5mol＝819kJ。

18.【答案】

（1）放热　（a－b）kJ·mol－1　

（2）926　496.4　

（3）O2＋4HCl

2Cl2＋2H2O　放出热量31.4kJ

【解析】

（1）反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。

反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差，即ΔH＝（a－b）kJ·mol－1。

（2）b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化，其数值为463×2＝926；436＋

x－926＝－241.8，则x＝496.4。

（3）根据题意易写出化学方程式。

反应的ΔH＝（496.4＋431×4－247×2－463×4）kJ·mol－1＝－125.6kJ·mol－1，则转移1mol电子时反应放出的热量为31.4kJ。

19.【答案】

（1）（a）①②③　（b）C（s）+

O2（g）===CO2（g）ΔH=﹣110.5kJ·

（2）409.0　（3）1.6NA　173