高中化学人教版步步高选修4化学反应原理章末检测卷一.docx

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高中化学人教版步步高选修4化学反应原理章末检测卷一

章末检测卷

（一）

（时间:

90分钟　满分:

100分）

第Ⅰ卷（选择题,共45分）

一、选择题（本题包括15小题,每小题3分,共45分；每小题只有一个选项符合题意）

1．我国二氧化碳的排放量位居世界第二,为减少二氧化碳这种温室气体的排放,下列措施错误的是（　　）

A．大力发展氢能源

B．充分利用太阳能

C．使用含碳能源

D．提高能源利用率

答案　C

2．通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（　　）

①太阳光催化分解水制氢:

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH1＝＋571.6kJ·mol－1

②焦炭与水反应制氢:

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2＝＋131.3kJ·mol－1

③甲烷与水反应制氢:

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH3＝＋206.1kJ·mol－1

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂,ΔH3减小

D．反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）的ΔH＝＋74.8kJ·mol－1

答案　D

解析　反应①中是光能转化为化学能,A错误；反应②中ΔH>0,为吸热反应,B错误；催化剂只降低反应的活化能,不影响反应的焓变,C错误；根据盖斯定律,目标反应可由反应③－②获得,ΔH＝＋206.1kJ·mol－1－（＋131.3）kJ·mol－1＝＋74.8kJ·mol－1,D正确。

3．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式（25℃,101kPa）:

①C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）

ΔH＝－2878kJ·mol－1

②C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（g）

ΔH＝－2658kJ·mol－1

③C4H10（g）＋O2（g）===4CO（g）＋5H2O（l）

ΔH＝－1746kJ·mol－1

④C4H10（g）＋O2（g）===4CO（g）＋5H2O（g）

ΔH＝－1526kJ·mol－1

由此判断,正丁烷的燃烧热是（　　）

A．2878kJ·mol－1B．2658kJ·mol－1

C．1746kJ·mol－1D．1526kJ·mol－1

答案　A

解析　燃烧热的概念:

在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。

在该题中稳定的氧化物指的是生成的CO2（g）和H2O（l）,由此可知A选项正确。

4．已知:

①CO（g）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－283.0kJ·mol－1

②H2（g）＋O2（g）===H2O（g）

ΔH＝－241.8kJ·mol－1

下列说法正确的是（　　）

A．通常状况下,氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．由①可知,1molCO（g）和molO2（g）反应生成1molCO2（g）,放出283.0kJ的热量

C．可用下图表示2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应过程中的能量变化关系

D．分解1molH2O（g）,其反应热为－241.8kJ

答案　B

解析　选项A,热化学方程式②中,H2O（g）不是稳定的氧化物,所以241.8kJ·mol－1不是H2的燃烧热；选项B,根据热化学方程式的含义可知正确；选项C,忽视化学计量数与反应热的关系,错误；选项D,分解1molH2O（g）吸收241.8kJ热量,其反应热为＋241.8kJ·mol－1。

5．根据碘与氢气反应的热化学方程式:

①I2（g）＋H2（g）2HI（g）　ΔH＝－9.48kJ·mol－1

②I2（s）＋H2（g）2HI（g）　ΔH＝＋26.48kJ·mol－1

下列判断正确的是（　　）

A．254gI2（g）中通入2gH2（g）,反应放热9.48kJ

B．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ

C．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低

D．反应①的生成物比反应②的生成物稳定

答案　C

解析　反应是可逆反应,反应物不能完全转化,A项错；利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ,B项错；由于I2（s）比I2（g）能量低,所以C项正确；反应①和②的生成物及状态、物质的量相同,故反应①和②的生成物稳定性相同,D项不正确。

6．已知:

CH3CH2CH2CH3（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）　ΔH＝－2878kJ·mol－1

（CH3）2CHCH3（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）　ΔH＝－2869kJ·mol－1

下列说法正确的是（　　）

A．正丁烷分子储存的能量小于异丁烷

B．正丁烷的稳定性大于异丁烷

C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程

D．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程

答案　D

解析　正丁烷燃烧时放出的热量多,因此正丁烷分子储存的能量大,能量越高越不稳定,A、B项错误；异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程,D项正确。

7．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（　　）

A．已知NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1,则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于57.3kJ的热量

B．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1,则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1

C．已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝a2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝b,则a>b

D．已知P（白磷,s）===P（红磷,s）　ΔH<0,则白磷比红磷稳定

答案　A

解析　中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,醋酸是弱酸,其电离过程是吸热过程,40.0g即1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ,故A正确；氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量,液态水变为气态水是吸热的,氢气的燃烧热大于241.8kJ·mol－1,故B错误；焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,因焓变是负值,即a

8．炽热的炉膛内有反应:

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－392kJ·mol－1,往炉膛内通入水蒸气时,有如下反应:

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）ΔH＝＋131kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－564kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－482kJ·mol－1

由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时（　　）

A．不能节约燃料,但能使炉膛火更旺

B．虽不能使炉膛火更旺,但可节约燃料

C．既可使炉膛火更旺,又能节约燃料

D．既不能使炉膛火更旺,又不能节约燃料

答案　A

解析　将炉膛内通入水蒸气时,对应的第一个方程式乘2与第二个、第三个方程式相叠加后再除以2,可得炉膛内C与O2反应的化学方程式:

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－392kJ·mol－1,即能量守恒,不能节约燃料；但将固体燃料转变为气体燃料（CO、H2）显然增大了与O2的接触面积,使炉膛火更旺。

9．已知氢气、乙烷、甲醇、甲烷的燃烧热分别为285.8kJ·mol－1、1559.8kJ·mol－1、726.51kJ·mol－1、890.31kJ·mol－1,相同质量的氢气、乙烷、甲醇、甲烷完全燃烧时,放出热量最多的是（　　）

A．H2（g）B．C2H6（g）

C．CH3OH（l）D．CH4（g）

答案　A

解析　比较、、、的大小可知相同质量的四种气体完全燃烧时,H2放出热量最多。

10．在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。

一些烷烃的燃烧热如下表:

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

甲烷

891.0

正丁烷

2878.0

乙烷

1559.8

异丁烷

2869.6

丙烷

2221.5

异戊烷

3531.3

下列说法正确的是（　　）

A．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1

B．相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多

C．正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为

CH3CH2CH2CH3（g）===CH3CH（CH3）CH3（g）　ΔH＝＋8.4kJ·mol－1

D．甲烷燃烧的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－891.0kJ·mol－1

答案　A

11．破坏（或形成）1mol化学键所吸收（或放出）的能量称为键能。

已知H—H键的键能为436kJ·mol－1,O===O键的键能为498kJ·mol－1,根据热化学方程式

H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－286kJ·mol－1,判断H2O分子中O—H键的键能为（　　）

A．485.5kJ·mol－1B．610kJ·mol－1

C．917kJ·mol－1D．1220kJ·mol－1

答案　A

解析　ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和,所以－286kJ·mol－1＝436kJ·mol－1＋×498kJ·mol－1－2E（O—H）,解得E（O—H）＝485.5kJ·mol－1。

12．已知:

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）

ΔH＝akJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1

H—H、O===O和O—H键的键能分别为436kJ·mol－1、496kJ·mol－1和462kJ·mol－1,则a为（　　）

A．－332B．－118

C．＋350D．＋130

答案　D

解析　根据题意有①C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝akJ·mol－1,②2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1,根据盖斯定律②－①×2得2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－（220＋2a）kJ·mol－1,2×436＋496－2×2×462＝－（220＋2a）,a＝＋130,D正确。

13．在298K、1.01×105Pa下,将22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出xkJ的热量。

已知在该条件下,1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是（　　）

A．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（2y－x）kJ·mol－1

B．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（2x－y）kJ·mol－1

C．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（4x－y）kJ·mol－1

D．CO2（g）＋NaOH（l）===NaHCO3（l）

ΔH＝－（8x－2y）kJ·mol－1

答案　C

解析　0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3,反应放出的热量为xkJ,则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出热量4xkJ；1molCO2通入含2molNaOH溶液中,生成1molNa2CO3,放出ykJ的热量,则1molCO2与1molNaOH溶液反应生成1molNaHCO3放出的热量为（4x－y）kJ；D项中NaOH和NaHCO3的状态标注错误,方程式的书写也是错误的。

14．用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。

例如:

①CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－574kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1160kJ·mol－1

下列说法不正确的是（　　）

A．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为173.4kJ

B．由反应①可推知:

CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH<－574kJ·mol－1

C．反应①②转移的电子数相同

D．反应②中,当4.48LCH4完全反应时转移的电子总数为1.60mol

答案　D

15．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

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。

第Ⅱ卷（非选择题,共55分）

二、非选择题（本题包括5小题,共55分）

16．（8分）煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:

a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后再使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。

这两个过程的热化学方程式为

a．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝E1①；

b．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝E2②；

H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH＝E3③；

CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝E4④；

（1）上述四个热化学方程式中哪个反应的ΔH＞0？

________（填序号）。

（2）等质量的煤分别通过以上两种不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________（填字母）。

A．a比b多　

B．a比b少　

C．a与b在理论上相同

（3）根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为E1＝___________________。

（4）已知:

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）

ΔH2＝－566kJ·mol－1

③TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）＋O2（g）

ΔH3＝＋141kJ·mol－1

则TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝______________________。

答案　

（1）②　

（2）C　

（3）E1＝E2＋E3＋E4

（4）－80kJ·mol－1

解析　

（1）C在高温下和水蒸气的反应是吸热反应,ΔH＞0。

（2）根据盖斯定律,两种途径得到的总能量是相同的。

（3）②＋③＋④得

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝E2＋E3＋E4

所以E1＝E2＋E3＋E4。

（4）③＋2×①－②得所求方程式,即ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2＝＋141kJ·mol－1＋2×（－393.5kJ·mol－1）－（－566kJ·mol－1）＝－80kJ·mol－1。

17．（12分）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。

当它们混合反应时,立即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。

已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652kJ的热量。

（1）反应的热化学方程式为_____________________________

________________________________________________________________________。

（2）已知H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1,则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。

（3）此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。

已知:

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）

ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①

N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－534kJ·mol－1②

肼和二氧化氮反应的热化学方程式为__________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－641.63kJ·mol－1　

（2）408.815　

（3）生成物不会造成环境污染　

（4）N2H4（g）＋NO2（g）===N2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－567.85kJ·mol－1

解析　

（1）0.4molN2H4反应放热256.652kJ,则1molN2H4反应应放热641.63kJ。

（2）16gN2H4的物质的量为0.5mol。

由方程式知生成水的物质的量n（H2O）＝0.5mol×4＝2mol,则16gN2H4与H2O2反应生成H2O（l）放热为641.63kJ×0.5mol＋2mol×44kJ·mol－1＝408.815kJ。

（3）生成物为N2（g）和H2O,无污染。

（4）由所提供方程式,利用盖斯定律,将②－①÷2可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式。

18．（14分）某化学兴趣小组要完成中和热的测定。

（1）实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5mol·L－1盐酸、0.55mol·L－1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是________、________。

（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒________（填“能”或“否”）,其原因是______________________________________________。

（3）他们记录的实验数据如下:

实验用品

溶液温度

中和热

t1

t2

ΔH

①

50mL0.55mol·L－1NaOH溶液

50mL0.5mol·L－1溶液

20℃

23.3℃

②

50mL0.55mol·L－1NaOH溶液

50mL0.5mol·L－1HCl溶液

20℃

23.5℃

已知:

Q＝cm（t2－t1）,反应后溶液的比热容c为4.18kJ·℃－1·kg－1,各物质的密度均为1g·cm－3。

①计算完成上表。

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:

________________________________________________________________________。

（4）若用KOH代替NaOH,对测定结果________（填“有”或“无”）影响；若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果________（填“有”或“无”）影响。

答案　

（1）量筒　温度计

（2）否　金属易导热,热量散失多,导致误差偏大

（3）①－56.8kJ·mol－1

②NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）

ΔH＝－56.8kJ·mol－1

（4）无　有

解析　

（1）中和热测定的关键是减少热量损失,需要的玻璃仪器除题目中的仪器外,还要量取液体体积用量筒,测量液体的温度用温度计。

（3）①由题意知:

①中t2－t1＝23.3℃－20℃＝3.3℃；②中t2－t1＝23.5℃－20℃＝3.5℃,故＝3.4℃。

由Q＝cm（t2－t1）＝4.18kJ·℃－1·kg－1×0.1kg×3.4℃＝1.42kJ

则ΔH＝－56.8kJ·mol－1。

（4）KOH、NaOH都是强碱,对结果无影响。

而用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。

19．（8分）甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。

利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH1

②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2

③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH3

已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H—H

C—O

C

O

H—O

C—H

E/kJ·mol－1

436

343

1076

465

413

由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1,已知ΔH2＝－58kJ·mol－1,则ΔH3＝________kJ·mol－1

答案　－99　＋41

解析　反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据方程式CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）可知ΔH1＝1076kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－3×413kJ·mol－1－343kJ·mol－1－465kJ·mol－1＝－99kJ·mol－1。

根据盖斯定律可知②－①即可得到反应③,则ΔH3＝－58kJ·mol－1－（－99kJ·mol－1）＝＋41kJ·mol－1。

20．（13分）氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

（1）上图是N2（g）和H2（g）反应生成1molNH3（g）过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:

_____________________________________。

（2）若已知下列数据:

化学键

H—H

NN

键能/kJ·mol－1

435

943

试根据表中