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化学反应与能量测试题含答案

第六早化学反应与能量

(时间90分钟,满分100分)

一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分)

1.参照反应Br+H2—>HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中正确的是

()

A.正反应为吸热反应

B.正反应为放热反应

C.加入催化剂,该化学反应的反应热增大

D.从图中可看出,该反应的反应热与反应途径有关

解析:

该反应中反应物Br+H2的总能量低于生成物HBr+H的总能量,正反应为吸热反应,A正确;AH=

117kJ/mol—42kJ/mol=75kJ/mol,反应热只与反应的始态与终态有关,与反应途径、是否使用催化剂无关.

答案:

A

2.已知Zn(s)+H2SQ(aq)===ZnSQ(aq)+H(g)AH<0;则下列关于该反应的叙述不正确的是

()

A.该反应中旧键断裂需吸收能量,新键形成需放出能量,所以总能量不变

B.上述热化学方程式中的少的值与反应物的用量无关

C.该反应的化学能可以转化为电能

D.反应物的总能量高于生成物的总能量

解析:

任何一个化学反应,其反应前后都有能量的变化;在所给反应中,反应放热,则反应物的总能量高于生成物的总能量.

答案:

A

3.(2010肇庆检测)下列化学反应属于吸热反应的是()

A.碘的升华

B.生石灰溶于水

C.镁与稀盐酸反应

D.熟石灰与NHCI晶体混合制氨

解析:

在题中给出的四个选项里,吸热的是AD,但A是物理变化,所以答案为D.

答案:

D

4.(2010华南师大附中模拟)下列各组变化中,化学反应的热量变化前者小于后者的一组是()

1CH(g)+2Q2(g)===CQ(g)+2f0(l)A4;

CH(g)+2Q(g)===CQ2(g)+2fO(g)Af

22f(g)+Q(g)===2H2O(|)AH;

1

Hb(g)+2Q(g)===H2O(l)AH2

3tC时,在一定条件下,将1molSO2和1molO2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状

态时放出的热量分别为Q、Q

4CaCO(s)===CaO(s)+CQ(g)AH;

CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)AH2

A.①②③B.②④

C.②③④D.③④

解析:

①中,CH燃烧生成液态水时放出的热量多,则AH

AH

0,CaO和H2O反应为放热反应讯<0,故AH>AH2.①②③符合

题意.

答案:

A

5.已知在一定条件下,CO的燃烧热为283kJ/mol,CH4的燃烧热为890kJ/mol,由1molCO和3molCH

组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为()

A.2912kJB.2953kJ

C.3236kJD.3867kJ

解析:

1molCO完全燃烧放出的热量:

1molx283kJ/mol=283kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量:

3

molX890kJ/mol=2670kJ,共释放的热量为:

283kJ+2670kJ=2953kJ.

答案:

B

6.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.25C、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CO,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

解析:

中和热是在稀溶液里强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所释放出的热量,而1molH2SQ和

1molBa(OH)2完全中和时生成2molH2Q而且有BaSO生成,A错误;燃烧热指在25C、101kPa时1mol该物质完全燃烧生成稳定的化合物时,所放出的热量,与实际燃烧的硫的物质的量无关,B正确;CO燃烧

的反应是放热反应,C错误;燃烧热与温度和压强有关,不同温度下测得的反应热是不同的,故未指明温

度谈燃烧热无意义,且若碳不完全燃烧所放出的热量也不能称为燃烧热,D错误.

答案:

B

7.已知25C、101kPa条件下:

4AI(s)+3Q(g)===2AI2Q(s)AH=-2834.9kJ/mol

4AI(s)+2Q(g)===2AI2Q(s)AH=-3119.1kJ/mol

由此得出的正确结论是()

A.等质量的Q比O能量低,由O变Q为放热反应

B.等质量的Q比O能量高,由O变Q为吸热反应

C.Q比Q稳定,由O变Q为放热反应

D.Q比O稳定,由O变Q为吸热反应

解析:

上式减下式得3Q(g)===2O3(g)AH=284.2kJ/mol,可知,同为6mol氧原子,Q的能量高于Q,

则Q不稳定,由Q变为Q是吸热反应.

答案:

D

&有专家指出,如果对燃烧产物如CO、fONb等利用太阳能使它们重新组合,使之能够实现如图转化,

那么,不仅可以消除对大气的污染,还可以节约燃料,缓解能源危机.在此构想的物质循环中太阳能最终转化为

答案:

B

9.(2009天津高考)已知:

2CO(g)+Q(g)===2CQ(g)AH=-566kJ/mol

1,,

NaO(s)+CO(g)===Na2CO(s)+2Q(g)AH=-226kJ/mol

根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是(

A.CO的燃烧热为283kJ

B.右图可表示由CO生成CO的反应过程和能量关系

C.2Na2Q(s)+2CQ(s)===2Na2CG(s)+Q(g)A->-452

kJ/mol

D.CO(g)与NqQ(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为6.02x1023

解析:

A错,燃烧热的单位应是kJ/mol.B项,图中没有标注物质的系

数.C项,由CO(s)===CO2(g)AH>0及盖斯定律可知C项正确.D项,当反应放出509kJ热量时,参加

反应的CO为1mol,电子转移数为2X6.02x1023.

答案:

C

10.已知下列热化学方程式:

Fe2Q(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO(g)

Z\H=—24.8kJ/mol

121Fe2Q(s)+3CO(g)===3Fe3C4(s)+gCOg)

4H=—15.73kJ/mol

Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CG(g)

出=+640.4kJ/mol

则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO气体时对应的出约为()

A.—218kJ/mol

C.+218kJ/mol

B.—109kJ/mol

D.+109kJ/mol

解析:

该问题可以转化为;CO(g)+;FeO(s)===;Fe(s)+;CQ(g)AH=?

所以应用盖斯定律,若把已知给

31

出的3个热化学方程式按照顺序编号为①、②、③,那么[(①一②)x2—③]x6即可.

答案:

B

11.

(2010东北师大附中高三摸底)2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷,悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷和35%丙烷,已知丙烷的燃烧热为

2221.5kJ/mol;正丁烷的燃烧热为2878kJ/mol;异丁烷的燃烧热为2869.6kJ/mol;下列有关说法正确的是()

A.丙烷燃烧的热化学方程式为:

GH(g)+5Q(g)===3CO2(g)+4HaO(g)

AHh—2221.5kJ/mol

B.相同质量的正丁烷和异丁烷分别完全燃烧,前者需要的氧气多,产生的热量也多

C.正丁烷比异丁烷稳定

D.奥运火炬燃烧时主要是将化学能转变为热能和光能

解析:

A项中,水为气态,不正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,等质量燃烧时需要氧气的量相同.根

据正丁烷和异丁烷的燃烧热可推知,GHo(正)===GHo(异)AH=—8.4kJ/mol,因此,异丁烷比正丁烷稳

疋.

答案:

D

12.将V1mL1.00mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验

结果如图所示(实验中始终保持V+Va=50mL).下列叙述正确的是()

A.做该实验时环境温度为22C

B.该实验表明化学能可能转化为热能

C.NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L

D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应

解析:

中和反应为放热反应,B正确;分析表中数据,当加入盐酸5mL、NaOH溶液45mL时,反应后温

度为22C,故实验时环境温度低于22C,A错误;加入HCI溶液30mL时反应放热最多,此时酸碱正好

完全中和,c(NaOH)=1.0mol/LX30mL吃0mL=1.5mol/L,C错误;有水生成的反应不一定是放热反应,如H.+Cud,H2O+Cu是吸热反应,D错误.

答案:

B

13.(2009南通九校联考)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•键能的大小可用于估算化学反应的反应热(AI-),化学反应的AH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中

形成新化学键的键能之和的差•

化学键

H-H

Cl—Cl

H—Cl

生成1mol化学键时放出的能量

436kJ/mol

243kJ/mol

431kJ/mol

则下列热化学方程式不.正确的是()

11

A.2H(g)+2Cl2(g)===HCI(g)AH=-91.5kJ/mol

B.H2(g)+Cl2(g)===2HCI(g)AH=—183kJ/mol

11

C.尹9)+qCI2(g)===HCI(g)AH=+91.5kJ/mol

D.2HCI(g)===H2(g)+Cl2(g)AH=+183kJ/mol

1

解析:

由反应热与键能的关系:

△日=反应物键能总和—生成物键能总和,计算反应A的反应热,AH=2X436

1

kJ/mol+2X243kJ/mol—431kJ/mol=—91.5kJ/mol,A正确,并由此推知BD正确,C错误.

答案:

C

A.如图条件下实验过程中没有热量损失

B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒

C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯

D.

的NaOH溶液进行反应,从理论上说所求反应热相

若改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/L

解析:

图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条,会有较多的热量散失,A错误;烧杯间碎纸条

的主要作用是隔热保温,C错误;D项中所求中和热相同,但反应物的物质的量不同,所以反应热不同,D

错误.

答案:

B

15.在密闭容器中充入4molSO2和3molO2,一定条件下建立平衡:

2SQ(g)+Q(g)2SO(g)AH=

—QkJ/mol测得SO的转化率为90%,则在此条件下,反应放出的热量为()

A.1.8QkJB.2QkJ

C.QkJD.0.9QkJ

解析:

热化学方程式的含义是指2molSO2完全反应放出QkJ热量,现有4molSO2,且转化率为90%

则产生的热量与反应物的量相对应,放出的热量为XQkJX90%=1.8QkJ.

2mol

答案:

A

16.用CH催化还原NO可以消除氮氧化物的污染,例如:

1CH(g)+4NQ(g)===4NO(g)+CO(g)+2H2O(g)

AH=—574kJ/mol

2CH(g)+4NO(g)===2IN(g)+CO(g)+2HzO(g)

AH=—1160kJ/mol

下列说法不正确的是()

A.由反应①可推知:

CH(g)+4NQ(g)===4NO(g)+CQg)+2HzO(I)AH>—574kJ/mol

B.反应①②转移的电子数相同

C.若用标准状况下4.48LCH4还原NQ至Nb同时生成气态水,放出的热量为173.4kJ

D.若用标准状况下4.48LCH4还原NO到2,整个过程中转移电子1.60mol

解析:

水蒸气冷凝为液态水需要释放能量,所以CH(g)+4NO(g)===4NO(g)+CG(g)+2fO(l)AH<-574

kJ/mol.

答案:

A

二、非选择题(本题包括6个小题,共52分)

17.(8分)按要求写热化学方程式:

(1)已知稀溶液中,1molH2SQ与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ热量,写出表示HSQ与NaOH

反应的中和热的热化学方程式

(2)25C、101kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为QkJ,经测定,将生成的CO通入足量澄

清石灰水中产生25g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式

(3)已知下列热化学方程式:

1CHCOOH(I)+2C2(g)===2CQ(g)+2H2O(l)

AH=-870.3kJ/mol

2C(s)+Cb(g)===CO2(g)AH2=-393.5kJ/mol

1

3H(g)+2Q(g)===H2O(l)AH3=-285.8kJ/mol

写出由C(s)、H2(g)和Q(g)化合生成CHCOOH(I)的热化学方程式

1

解析:

(1)由中和热的定义可知,1molNaOH与?

molH2SQ反应生成1mol水时放热57.3kJ.

一-1

(2)CO2通入澄清石灰水中产生25g白色沉淀,即n(CO2)=0.25mol,贝Un(C4H0)=衣mol,1mol丁烷完

全燃烧放出热量16QkJ.

(3)合成CHCOOH勺反应为:

2C(s)+2Hz(g)+Q(g)===CH3COOH(l)

根据盖斯定律,②X2+③X2—①得,

AH=(—393.5kJ/mol)X2+(—285.8kJ/mol)X2-(—870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol.

11

答案:

(1)2HSQ(aq)+NaOH(aq)===2Na2SQ(aq)+HO(I)AH=-57.3kJ/mol

13

⑵C4H0©+yQ(g)===4CO2(g)+5H,O(l)AH=-16QkJ/mol

(3)2C(s)+2Hz(g)+Q(g)===CH3COOH(l)

AH=-488.3kJ/mol

18.(6分)已知:

在热力学标准态(298K、1.01X105Pa)下,由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的

反应热叫该化合物的生成热(AH)•如图所示为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图•试

回答下列问题:

1

*1*4

iJ

20

f巴包化物

-242

;.Ad

(1)写出氧族元素中含有18e-的两种氢化物的电子式:

(2)请你归纳:

非金属元素氢化物的稳定性与其反应热AH的关系

(3)写出硒化氢在热力学标准态下,发生分解反应的热化学反应式:

解析:

(1)氧族元素包括OS、Se、Te,含18e_的氢化物有和HS,它们的电子式分别为HH,

HH.-……

⑵据生成热的数据示意图知,,:

越小,,说明生成对应的氢化物时放出热量越多,生成的氢化物越稳定,

所以a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧.

⑶因生成1molH2Se时吸收81kJ的热量,那么当1molH2Se分解时放出81kJ的热量,其热化学方程式可表示为H2Se(g)===Se(s)+Hb(g)AH=-81kJ/mol.

答案:

(1)H..H..、H屮

(2)非金属元素氢化物越稳定,AH越小,反之亦然

(3)H2Se(g)===Se(s)+H2(g)AH=-81kJ/mol

19.

(9分)(2008海南高考)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:

 

(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?

原因是

(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E和Ea的变化是:

E,巳(填“增大”“减

小、”“不变”).

解析:

由图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应是放热反应•催化剂是通过降低活

化能(巳提高活化分子的百分含量来加快化学反应速率的,但不影响化学平衡状态(或化学平衡不移动).

答案:

(1)放热

(2)减小根据勒夏特列原理,升高温度有利于反应向吸热反应方向移动,因而该反应中A的转化率减小

⑶没有催化剂只能改变化学反应的速率和途径,不能改变化学反应的始态和终态的能量,因此对反应热没有影响

⑷减小减小

20.(10分)(2009福州质检)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧

气中燃烧,至反应物耗尽,并放出XkJ热量.

(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是,其相应的质量(g)为⑵已知单质磷的燃烧热为YkJ/mol,则1molP与Q反应生成固态P2Q的反应热AH=

⑶写出1molP与Q反应生成固态P2Q的热化学方程式:

解析:

根据题意由质量守恒定律设反应生成P2Qxmol,P2Qymol,则有

3.1

2x+2y=31

3x+5y=筈X2

32

x=0.025

,解得:

y=0.025

所以反应生成P2Q:

0.025molX110g/mol=2.75g

P2O5:

0.025molX142g/mol=3.55g

根据燃烧热的概念,可知燃烧生成0.5molP2Q放热YkJ,所以生成0.025molP2C3.放出热量为:

XkJ--0-^x0.025=(X—0.05Y)kJ,由此可推算出其余问题的答案.

答案:

(1)P2O3、PO2.75g、3.55g

(2)—(20X—Y)kJ/mol

31

(3)P(s)+4Q(g)===2P2Q(s)

△H=—(20X—Y)kJ/mol

21.(10分)近年来,由CQ催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注•该方法既可解决CQ废气

的利用问题,又可开发生产甲醇的新途径,具有良好的应用前景•已知4.4gCQ2气体与H2经催化加

氢生成CHQH气体和水蒸气时放出4.95kJ的能量.

(1)该反应的热化学方程式为:

.

⑵在270C、8MPa和适当催化剂的条件下,CQ的转化率达到22%则4.48m3(已折合为标准状况)的

CQ能合成CHQH气体的物质的量是,此过程中能放出热量kJ.

⑶又已知HbQ(g)===H2Q(l)AH=—44kJ/mol,贝U22gCQ2气体与Hz反应生成CHQH气体和液态水时放

出热量为.

(4)根据该反应特点,有利于甲醇合成的条件是.

A.咼压咼温B.低压咼温

C.高压低温D.低压低温

解析:

(1)4.4gCQ2气体完全合成CHQH和水蒸气放热4.95kJ,贝U1molCQ2完全合成CHQH和水蒸气放热49.5kJ,热化学方程式为CG(g)+3f(g)===CH3QH(g)+H2Q(g)AH=—49.5kJ/mol.

4.48x10L

⑵n(CHsQH)=n(CQ)=224L/molx22%=44mol,每生成1molCH3QH(g)放热49.5kJ,则此过程中放热为:

(44x49.5)kJ=2178kJ.

⑶由H2Q(g)===fQ(l)AH=—44kJ/mol以及

(1)中的热化学方程式可知,1molCQ2完全合成CHQH并生成液态水时放热为44kJ+49.5kJ=93.5kJ.贝U22gCQ即0.5molCQ与H2反应时,放热为93.5kJ吃=46.75kJ.

⑷该反应正反应放热,低温有利于CQ合成CHQH又因正反应为体积减小的反应,高压有利于CQ合成

CHQH.

答案:

(1)CQ2(g)+3H2(g)===CH3QH(g)+H2Q(g)

AH=—49.5kJ/mol

(2)44mol2178

(3)46.75kJ(4)C

22.(9分)某反应过程中的能量变化如图所示:

液怵牛陆需liui]jrt3midD

&用过理

(1)写出该反应的热化学方程式:

(2)在溶液中进行化学反应中的物质,其状态标为“aq”,已知0.5molH2SQ在溶液中与足量氢氧化钠反

应放出57.3kJ的热量,用离子方程式写出该反应的热化学方程式

(3)合成氨反应的热化学方程式:

N2(g)+3H2(g)2NH(g)AH=—92.2kJ/mol

已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应,在某一定条件下,N2的转化率仅为10%要

想通过该反应得到92.2kJ的热量,至少在反应混合物中要投放Nb的物质的量为mol.

解析:

(1)由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,可判断所给反应是一个放热反应,据图可写出反应的热化学方程式.

⑶据热化学方程式可知,1molN2完全反应才能得到92.2kJ的热量,而N2转化率为10%则实际需要

投入10molN2才能转化1molN2.答案:

(1)A(g)+2B(g)===C(l)

(2)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)

(3)

+3D(l)

AH=-432kJ/mol

出=—57.3kJ/mol

10

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