人教版高中化学选修四第一章 化学反应与能量含答案.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含答案

第一章化学反应与能量

一、单选题

1.中和热测定实验中，通过简易量热计直接测得的数据是（　　）

A．反应的热量变化

B．体系的温度变化

C．酸或碱的浓度变化

D．生成水的物质的量

2.下列说法正确的是（　　）

A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

B．放热反应不需要加热就可以发生

C．反应条件是加热的反应都是吸热反应

D．化学反应放热还是吸热，取决于反应条件

3.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的是（）

A．CH3OH（l）+O2（g）===CO2（g）+2H2O（l）ΔH=+725.8kJ·

B．2CH3OH（l）+3O2（g）===2CO2（g）+4H2O（l）ΔH=－1452kJ·

C．2CH3OH（l）+3O2（g）===2CO2（g）+4H2O（l）ΔH=－725.8kJ·

D．2CH3OH（l）+3O2（g）===2CO2（g）+4H2O（l）ΔH=+1452kJ·

4.据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂，下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（　　）

A．答案A

B．答案B

C．答案C

D．答案D

5.已知下列热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）ΔH1＝－285.8kJ·mol－1

②H2（g）===H2（l）　ΔH2＝－0.92kJ·mol－1

③O2（g）===O2（l）　ΔH3＝－6.84kJ·mol－1

④H2O（l）===H2O（g）　ΔH4＝＋44.0kJ·mol－1

则反应H2（l）＋

O2（l）===H2O（g）的反应热ΔH为（　　）

A．＋237.46kJ·mol－1

B．－474.92kJ·mol－1

C．－118.73kJ·mol－1

D．－237.46kJ·mol－1

6.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

CO可用于炼铁，已知：

①Fe2O3（s）＋3C（s）===2Fe（s）＋3CO（g）　ΔH1＝489.0kJ·mol－1

②C（s）＋CO2（g）===2CO（g）　ΔH2＝172.5kJ·mol－1；则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为（　　）

A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2　ΔH＝－28.5kJ·mol－1

B．Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－28.5kJ

C．Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝28.5kJ·mol－1

D．Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－28.5kJ·mol－1

7.下列有关焓变与反应热的说法，正确的是（　　）

A．反应热和焓变的单位都是kJ

B．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等

C．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等

D．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定

8.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。

下列说法正确的是（　　）

A．天然气、石油、流水、风力、氢气为一级能源

B．无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能

C．PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素

D．发展低碳经济、循环经济，推广利用太阳能、风能的城市照明系统

9.下列有关光合作用的说法不正确的是（　　）

A．将无机物转化为有机物

B．反应物的总能量高于生成物的总能量

C．将太阳能转变为化学能

D．是自然界碳元素循环的重要途径

10.下列关于中和热的说法中正确的是（　　）

A．10L0.1mol·L－1NaOH溶液与10L0.1mol·L－1盐酸反应时的反应热是中和热

B．1molHCl气体通入1L0.01mol·L－1NaOH溶液中反应时的反应热是中和热

C．1molCH3COOH与2molNaOH溶液反应时的反应热是中和热

D．只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1mol水时的反应热就是中和热

11.灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。

基于以下信息判断下列说法中正确的是（　　）

①Sn（白，s）＋2HCl（aq）===SnCl2（aq）＋H2（g）　ΔH1

②Sn（灰，s）＋2HCl（aq）===SnCl2（aq）＋H2（g）　ΔH2

③Sn（灰，s）

Sn（白，s）　ΔH3＝2.1kJ·mol－1

A．ΔH1＞ΔH2

B．锡在常温下以灰锡状态存在

C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应

D．锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁灭

12.为了保护环境，下列做法不可取的是（　　）

①开发新能源，减少矿物燃料的燃烧②关闭所有的化工企业③提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋④开发、生产无汞电池⑤机动车安装尾气净化器

A．①②③

B．③④⑤

C．①④

D．②③

13.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

14.根据表中的信息判断下列说法正确的是（　　）

A．表示石墨燃烧热的热化学方程式C（石墨，s）+

O2（g）===CO（g）ΔH=﹣393.5kJ·

B．由表中信息知C（石墨，s）===C（金刚石，s）ΔH=+1.9kJ·

C．由表中信息可得如图所示的图像

D．由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点高于石墨的

15.已知：

①25℃、101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）

ΔH＝－221kJ·mol－1

②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

又已知稀醋酸电离吸热。

下列结论正确的是（　　）

A．C的燃烧热大于110.5kJ·mol－1

B．①的反应热为221kJ·mol－1

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ·mol－1

D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

二、双选题

16.（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

17.（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

18.（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

19.（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

三、填空题

20.50mL1.0mol·L－1盐酸与50mL1.1mol·L－1NaOH溶液在图示装置进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。

试回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是____________。

（2）大烧杯上有硬纸板，如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”），硬纸板上面有两个小孔，两个小孔不能开得过大，其原因是____________

________________________________________________________________________。

（3）如果改用60mL1.0mol·L－1盐酸跟50mL1.1mol·L－1NaOH溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________（填“增加”、“减少”或“不变”），理由是

_______________________________________________________________________________；

所求中和热数值________（填“增加”、“减少”或“不变”），理由是__________________________________________________________________。

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

21.反应A（g）＋B（g）

C（g）＋D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题：

（1）该反应是________（填“吸热”“放热”）反应；

（2）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？

____________，原因是________________

________________________________________________________________________，

E1和E2均________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

22.雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等。

汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可净化。

已知部分化学键的键能如表

请完成汽车尾气净化中NO（g）和CO（g）发生反应的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）

N2（g）+2CO2（g）ΔH=　　kJ·

。

23.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________。

24.近年来，菲律宾与我国南海诸岛之争，日本与我国钓鱼岛之争……无不是因为领土和能源问题。

据报道，我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于我国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）。

请结合所学化学知识回答下列问题：

（1）下列说法中正确的是________（填字母）。

A．CH4·H2O晶体中水是溶剂

B．CH4·H2O的组成元素有三种

C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1∶1

D．“可燃冰”能燃烧，说明水具有可燃性

E．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源

F．“可燃冰”是一种比较洁净的能源

G．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证

H．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效能源开辟了广阔的前景。

你认为能开发利用的新能源还有（至少填写两种）____________、____________。

四、实验题

25.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸的温度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。

回答下列问题：

（1）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________（填序号）。

A．用温度计小心搅拌

B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌

C．轻轻地振荡烧杯

D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动

（2）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。

为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________（结果保留一位小数）。

（3）________（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

26.某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定。

Ⅰ.配制0.50mol·L－1NaOH溶液。

（1）若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体________g。

（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器（填字母）：

________。

Ⅱ.测定稀硫酸和稀NaOH中和热的实验装置如下图所示。

（1）写出该反应的热化学方程式（中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1）：

__________________________。

（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

①请填写下表中的空白：

②近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。

则中和热ΔH＝________（取小数点后一位）。

③上述实验数值结果与57.3kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是________（填字母）。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

27.请写出影响燃烧的剧烈程度的一个因素并用实验进行验证：

五、计算题

28.已知：

450℃时，2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－196.6kJ·mol－1。

将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中反应，在一定条件下测得c（SO3）＝0.040mol·L－1，计算此过程中放出的热量________。

29.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】B

【解析】反应的热量变化需要根据中和热计算公式Q＝cmΔT进行计算，无法直接通过量热计测得，A错误；通过温度计可直接测得反应前酸、碱溶液的温度，反应后混合液的温度，可直接得出体系的温度变化，B正确；酸或碱的浓度变化需要通过测定溶液的pH变化进行判断，无法通过量热计测得，C错误；生成水的物质的量需要根据反应消耗的氢离子或氢氧根离子的物质的量计算，无法通过量热计测得，D错误。

2.【答案】A

【解析】放热反应开始阶段有的也需要加热，如氢气燃烧等，B、C错误；化学反应的热效应取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，D错误。

3.【答案】B

【解析】甲醇燃烧放热，焓变为负值，故A、D错误；1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则2mol甲醇燃烧放热1452kJ，故B正确。

4.【答案】B

【解析】水的分解为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，A、C错误；为加快反应速率加入催化剂，反应热不变，降低反应的活化能，D错误。

5.【答案】D

【解析】

6.【答案】D

【解析】依据盖斯定律将已知热化学方程式进行叠加得到目标反应方程式，方程式的函数关系同样适用于焓变。

目标反应方程式可由（①－②×3）得到，则ΔH＝ΔH1－ΔH2×3＝－28.5kJ·mol－1。

7.【答案】B

【解析】反应热和焓变的单位都是kJ·mol－1，A错误；在恒压条件下，ΔH（焓变）数值上等于恒压反应热，B正确，C错误；如C不完全燃烧生成CO的反应热不能通过实验直接测定，D错误。

8.【答案】D

【解析】一级能源是指直接从自然界取得的能源，氢气不属于一级能源，A错误；风力发电是将风能转化为电能，不是化学能转化为电能，B错误；砷元素属于非金属元素，C错误；D正确；

9.【答案】B

【解析】光合作用是吸热反应，其反应物的总能量低于生成物的总能量，B不正确。

10.【答案】A

【解析】B中1molHCl气体通入1L0.01mol·L－1NaOH溶液中反应的热效应除了中和热外还有HCl气体溶解中和电离过程中的热效应，错误；C中醋酸溶液和NaOH溶液不一定是稀溶液，错误；D中如果是硫酸与氢氧化钡反应，它们反应除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，放出更多热量，错误。

11.【答案】D

【解析】要比较ΔH1和ΔH2大小，只需对应作差，①－②可得Sn（白，s）－Sn（灰，s）＝0　ΔH1－ΔH2变形为Sn（白，s）===Sn（灰，s）　ΔH1－ΔH2，根据已知信息③，可得ΔH1－ΔH2<0,A错误；在已知信息③中，ΔH3＝2.1kJ·mol－1，反应吸热，C错误；常温是25℃大于13.2℃，锡主要以白锡存在，B错误；在低于13.2℃时，锡主要以灰锡形式存在，这样锡制品有变成粉末状态趋向，D正确。

12.【答案】D

【解析】①煤、石油等燃料的燃烧产生二氧化硫等有害气体，开发新能源，减少矿物燃料的燃烧，也就减少了污染物的排放，符合题意。

故①正确；③现代社会很多的产品来自化工，所以关闭所有化工企业是不现实的，不符合题意。

故②错误；④提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋，会造成白色污染，不符合题意。

故③错误；⑤废旧电池属于电子污染，开发生产无汞电池可以减少环境污染，符合题意。

故④正确；⑥机动车尾气含有氮的氧化物能形成光化学烟雾，所以安装尾气净化器可以将其转化为氮气和二氧化碳，减少污染，故⑤正确；

故选D。

13.【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。

14.【答案】B

【解析】表示石墨燃烧热的热化学方程式应为生成CO2，故A错误；由二者燃烧热数值可知，C（石墨，s）===C（金刚石，s）ΔH=+1.9kJ·

，故B正确；图像中1.9kJ·

，是金刚石和石墨能量差，不是金刚石转化为石墨反应过程中中间产物与石墨能量之差，故C错误；等物质的量金刚石和石墨相比，石墨能量低于金刚石，能量越低越稳定，石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量，所以石墨的熔点比金刚石高，故D错误；故选B。

15.【答案】A

【解析】101kPa1molC（s）完全燃烧生成CO2放出的热量为C（s）的燃烧热，故C（s）的燃烧热大于110.5kJ·mol－1，A项正确；①的反应热为－221kJ·mol－1，B项不正确；稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol－1，C项不正确；CH3COOH电离时吸热，稀CH3COOH与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出热量小于57.3kJ。

16.【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。

17.【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。

18.【答案】AC

【解析】H