高中化学综合质量检测化学反应与能量.docx
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高中化学综合质量检测化学反应与能量
高中化学——综合质量检测化学反应与能量
第Ⅰ卷（选择题，共54分）
一、选择题（每小题3分，共54分）
1．合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念，下列关于燃料的说法正确的是（ ）.
A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
2．石墨与金刚石都是碳的单质，工业上常用石墨在一定条件下转化为金刚石的反应原理生产人造钻石。
已知12g石墨完全转化成金刚石时需要吸收EkJ的能量。
则下列说法正确的是（ ）.
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
3．下列说法或表示方法中正确的是（ ）.
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的燃烧热为285.5kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式为：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）
ΔH＝－285.8kJ/mol
C．Ba（OH）2·8H2O（s）＋2NH4Cl（s）===BaCl2（s）＋2NH3（g）＋10H2O（l） ΔH＜0
D．已知中和热为57.3kJ/mol，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ
4．已知下列两个气态物质之间的反应：
C2H2（g）+H2（g）
C2H4（g）①
2CH4
C2H4（g）+C2H4（g）②
已知在降低温度时①式平衡向右移动，②式平衡向左移动，则下列三个反应：
（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３均为正值）
C（s）+2H2（g）
CH4△H=-Q1Ⅰ
C（s）＋H2（g）===C2H2（g） ΔH＝－Q2Ⅱ
C（s）＋H2（g）===C2H4（g） ΔH＝－Q3Ⅲ
Q值大小比较正确的是（ ）.
A．Q1＞Q3＞Q2 B．Q1＞Q2＞Q3C．Q2＞Q1＞Q3D．Q3＞Q1＞Q2
5．在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH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/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量。
则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是（ ）.
A．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq） ΔH＝－（2y－x）kJ/mol
B．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq） ΔH＝－（2x－y）kJ/mol
C．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq） ΔH＝－（4x－y）kJ/mol
D．2CO2（g）＋2NaOH（l）===2NaHCO3（l） ΔH＝－（8x－2y）kJ/mol
6．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
②CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－1160kJ/mol
下列说法不正确的是（ ）.
A．反应①②均为放热反应
B．反应①②转移的电子数相同
C．由反应①可推知：
CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－akJ/mol，a＜574
D．若用标准状况下4.48LCH4通过上述反应还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ
7．2007年3月，温家宝指出“优化结构、提高效益、降低消耗、保护环境”，这是我国国民经济和社会发展的基础性要求。
你认为下列行为不符合这个要求的是（ ）.
A．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B．加快太阳能、风能、生物质能、海洋能等清洁能源的开发利用
C．研制开发以水代替有机溶剂的化工涂料
D．将煤转化成气体燃料可以有效地减少温室气体产生
8．如图是吸热、放热反应的能量变化图，纵坐标表示能
量变化，横坐标表示反应的时间，其中能代表吸热反应的是（ ）.
9．下列说法中，正确的是（ ）.
A．ΔH＞0kJ/mol表示放热反应，ΔH＜0kJ/mol表示吸热反应
B．1molH2SO4与1molBa（OH）2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
C．1molH2与0.5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热
D．热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，所以可以是分数
10．已知热化学反应方程式：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1＝－483.6kJ/mol
则对于热化学方程式：
2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH2
下列说法正确的是（ ）.
A．热化学方程式中化学计量数表示分子个数
B．该反应的ΔH2＝＋483.6kJ/mol
C．|ΔH2|＜|ΔH1|
D．|ΔH2|＞|ΔH1|
11．下列热化学方程式中，ΔH的绝对值表示可燃物的燃烧热的是（ ）.
A．H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g） ΔH＝－184.6kJ/mol
B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－802.3kJ/mol
C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ/mol
D．CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283kJ/mol
12．含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol/L的H2SO4溶液反应，放出11.46kJ的热量，该反应的中和热用化学方程式表示为（ ）.
A．KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－11.46kJ/mol
B．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－114.6kJ/mol
C．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝114.6kJ/mol
D．KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ/mol
13．已知两个热化学方程式：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ/mol
C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－2220.0kJ/mol
实验测得氢气和丙烷的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是（ ）.
A．1∶3B．3∶1C．1∶4D．1∶1
14．（2009·潍坊模拟）已知：
（1）H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－Q1kJ/mol
（2）CH3OH（g）===CH3OH（l） ΔH2＝－Q2kJ/mol
（3）2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g） ΔH3＝－Q3kJ/mol（Q1，Q2，Q3均大于0）
若要使32g液态甲醇完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为（单位：
kJ）（ ）
A．Q1＋Q2＋Q3B．0.5Q3－Q2＋2Q1C．5Q3＋Q2－2Q1D．0.5（Q1＋Q2＋Q3）
15．（2008·泰安模拟）已知下列热化学方程式：
（1）CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1＝－870.3kJ/mol
（2）C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2＝－393.5kJ/mol
（3）H2（g）＋O2（g）===H2O（l） ΔH3＝－285.8kJ/mol
则反应2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的焓变为（ ）.
A．－488.3kJ/molB．－244.15kJ/mol
C．488.3kJ/molD．244.15kJ/mol
16．根据热化学方程式：
S（s）+O2
（g）SO2（g）ΔH＝－297.23kJ/mol，下列说法正确的是（）.
A.1molSO2（g）的能量总和大于1molS（s）和1molO2（g）的能量总和
B.1molSO2（g）的能量总和小于1molS（s）和1molO2（g）的能量总和
C.S（s）+O2
（g）SO2（g）ΔH＝-QkJ/mol，Q的值大于297.23
D.S（s）+O2
（g）SO2（g）ΔH＝-QkJ/mol，Q的值等于297.23
17．已知：
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－Q1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－Q2
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－Q3
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量为（ ）.
A．4Q1＋0.5Q3B．4Q1＋0.5Q2C．4Q1＋Q3D．4Q1＋2Q2
18．下列有关反应热的叙述正确的是（ ）.
A．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B．C（石墨，s）===C（s，金刚石） ΔH＝＋1.9kJ/mol，说明金刚石比石墨稳定
C．X（g）＋Y（g）
Z（g）＋W（s） ΔH＞0，恒温恒容条件下达到平衡后加入X，上述反应的ΔH增大
D．已知C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1，C（s）＋1/2O2（g）===CO（g） ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
第Ⅱ卷（非选择题，共46分）
二、非选择题（共46分）
19．某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。
甲方案：
将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是______________________________________，说明反应放热。
（下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去）
乙方案：
将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是（接①）______________，（接②）____________________，说明反应放热。
丙方案：
用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是____________________________，说明反应放热，其原因是：
__________________________________________________。
20．《全球科技经济瞭望》报道了美国氢燃料电池技术的发展。
科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源，氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量。
即：
H2（g）＋O2（g）===H2O（l） ΔH＝－285.5kJ/mol。
（1）试分析“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源的原因
________________________________________________；________________________________________________（指出两个优点即可）。
（2）目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取。
请写出工业上由天然气与H2O（g）反应制氢气的化学反应方程式______________________________________。
（3）利用硫—碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法，总反应方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，其循环过程分三步进行：
（a）SO2＋I2＋H2O―→（______）＋（______）
（b）（______）―→______＋______
（c）（______）―→______＋______＋______
完成以上三步反应，并确定最难进行的反应为__________。
21．“神舟”七号于2008年9月25日晚21时10分04秒在酒泉卫星发射中心发射升空，9月27日下午16时30分航天员翟志刚首次进行出舱活动，成为我国太空行走第一人，这标志着我国航天技术走在了世界前列。
请回答下列与航天技术有关的试题：
（1）在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼（N2H4）和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。
已知：
N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－641.6kJ/mol
H2O（l）===H2O（g） ΔH＝＋44kJ/mol
若用6.4g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中转移的电子的物质的量为__________，放出的热量为__________。
（2）我国“长征三号甲”运载火箭一级推进剂也采用四氧化二氮作为氧化剂，燃料是液态偏二甲肼（C2H8N2），火箭起飞时的反应产物都是无毒的气体。
请你写出该反应的化学方程式：
______________________。
请你解释火箭上升过程中“尾巴”是红棕色的原因：
________________________。
（3）未来的“神舟”八号将组建成中国的空间站，届时空间站需要再生性的燃料电池。
这种电池的基本原理是有太阳光时利用太阳能电池板收集的电能将水电解（2H2O电解2H2↑＋O2↑），没有太阳光时利用燃料（H2）、氧化剂（O2）构成原电池，提供电能。
若用KOH浓溶液作为电解液，请写出该原电池负极的反应式：
____________________。
（4）飞船或空间站中的宇航员新陈代谢的气体是二氧化碳、水蒸气，而呼吸需要的则是氧气。
请你利用自己所学的化学知识设计一个能够循环处理飞船或空间站内气体的方法（写出化学方程式即可）：
________________________。
22．红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。
反应过程和能量关系如图所示（图中的ΔH表示生成1mol产物的数据）。
根据上图回答下列问题：
（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是__________________。
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是________________；上述分解反应是一个可逆反应，温度为T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于______；
若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2__________α1（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。
原因是______________________________________________。
（4）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3＝__________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4__________ΔH3（填“大于”“小于”或“等于”）。
（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是__________________________。
参考答案
一、选择题（每小题3分，共54分）
1．解析：
A项，不符合化学反应原理；C项，乙醇是可再生燃料；D项，石油和煤是不可再生燃料，只有B项正确。
答案：
B
2．解析：
石墨完全转化成金刚石时需要吸收能量，说明石墨的能量比金刚石低，故石墨比金刚石稳定，B对；由于金刚石的能量比石墨高，故等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多，C对。
答案：
BC
3．解析：
A项中，硫蒸气放出的热量大于硫黄充分燃烧放出的热量，B项由反应热的定义知ΔH＝571.6kJ/mol，C项反应为吸热反应，故ΔH＞0。
答案：
D
4．解析：
由温度降低时，反应①平衡向右移动知，反应①正方向为放热反应，即ΔH1＜0；由温度降低时，反应②平衡向左移动，反应②逆方向为放热反应，即ΔH2＞0。
结合三个反应，可得
2（Ⅲ－Ⅱ）＝ΔH1＜0，即2（－Q3＋Q2）＜0，Q3＞Q2；2（Ⅲ－Ⅰ）＝ΔH2＞0，即2（－Q3＋Q1）＞0，Q1＞Q3，A项正确。
答案：
A
5．解析：
0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3，反应所放出的热量为xkJ，则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量。
1molCO2通入含2molNaOH溶液中生成1molNa2CO3，放出ykJ的热量，则1molCO2与含1molNaOH的溶液反应所放出的热量为（4x－y）kJ，A项、B项均错；D项中Na2CO3与NaOH的状态未标对；只有C正确。
答案：
C
6．解析：
因反应①和②的反应热均为负值，故该反应均为放热反应，A正确；因两个反应中均有1molCH4（g）完全反应其氧化产物均为CO2（g），故转移电子数也相同，B正确；因为等量的H2O（l）比H2O（g）能量低，故a＞574，C不正确；D项中，根据盖斯定律，（①＋②）/2有：
CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－867kJ/mol，则0.2molCH4反应释放出的热量为0.2mol×867kJ/mol＝173.4kJ，故选C。
答案：
C
7．解析：
导致“温室效应”的气体主要是二氧化碳，将煤转化成气体燃料燃烧后不能减少二氧化碳的排放量。
答案：
D
8．解析：
B、C中反应物的能量高于产物的能量，为放热反应；A、D中反应物能量低于产物的能量，为吸热反应，其中C、D代表使用催化剂的情况，使用催化剂能够降低反应物发生反应所需的能量，使反应易于进行，但与反应热无关。
答案：
AD
9．解析：
热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，可以是整数，也可是以分数。
ΔH＞0表示吸热反应，ΔH＜0表示放热反应。
中和热和燃烧热的标准不同，中和热是稀溶液中酸和碱发生中和反应而生成1molH2O时的反应热；燃烧热是25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量。
答案：
D
10．解析：
A中热化学方程式中化学计量数表示物质的量，不表示分子个数；液态水分解要比气态水分解需要的热量多，故|ΔH2|＞|ΔH1|。
答案：
D
11．解析：
燃烧热指25℃，101kPa,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量。
A中没有氧化物；B中H2O（g）不是稳定的氧化物；C中应该是1molH2燃烧。
答案：
D
12．解析：
中和热是以生成1molH2O所放出的热量来定义的，依题意，n（KOH）＝0.2mol，
n（H2SO4）＝0.1mol，两者恰好完全反应生成H2O的物质的量为0.2mol，故生成1molH2O所放出的热量为＝57.3（kJ），故选D。
答案：
D
13．解析：
设混合气体含H2xmol，C3H6ymol，
根据题意有：
解得
故V（H2）∶V（C3H8）＝3.75∶1.25＝3∶1。
答案：
B
14．解析：
根据盖斯定律：
（3）式－2×
（2）式＋4×
（1）式得2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－（Q3－2Q2＋4Q1）kJ/mol，则使32g液态甲醇完全燃烧，恢复到室温，放出热量为（0.5Q3－Q2＋2Q1）kJ。
答案：
B
15．解析：
根据盖斯定律，
（2）式×2＋（3）式×2－
（1）式即得2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l），则其焓变ΔH＝（－393.5kJ/mol×2）＋（－285.8kJ/mol×2）－（－870.3kJ/mol）＝－488.3kJ/mol，故选A。
答案：
A
16．解析：
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－297.23kJ/mol是表示S燃烧的热化学方程式。
根据“放热反应的实质是反应物的总能量高于生成物的总能量”可知，1molSO2（g）的能量总和小于1molS（s）和1molO2（g）的能量总和，则B项正确，A项错误；根据盖斯定律，S（s）＋O2（g）===SO2（g）可以看做是通过“S（s）===S（g）（此过程是吸热的，设焓变为ΔH1，则ΔH1＞0）”与“S（g）＋O2（g）===SO2（g）”两个过程实现，反应热等于两个过程的热效应的叠加，即：
－297.23kJ/mol＝－QkJ/mol＋ΔH1，则Q＞297.23。
答案：
BC
17．解析：
由题意知，标准状况下，112L混合气体中n（CH4）＝4mol，n（H2）＝1mol，在常温下水为液态，所以常温下4molCH4和1molH2完全燃烧放出的热量为4Q1＋0.5Q3。
答案：
A
18．解析：
A中生成的H2O（g）不是稳定化合物；B中石墨比金刚石稳定；C中ΔH仅与温度有关，与X的量无关；D中CO燃烧还放热，故生成CO2放热比生成CO放热多，故ΔH1＜ΔH2。
答案：
D
二、非选择题（共46分）
19．解析：
实验从反应放热的“热”为出发点进行探究，通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象，合理地设计了实验探究方案。
答案：
方案甲：
小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升
方案乙：
①有气泡产生 ②左边水柱下降，右边水柱上升
方案丙：
无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量，使水蒸发
20．答案：
（1）燃烧值高 是清洁能源
（2）CH4＋H2O高温CO＋3H2
（3）（a）SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4
（b）2HI===H2＋I2
（c）H2SO4===SO2＋H2O＋O2 （c）
21．解析：
（1）6.4g液态肼的物质的量为0.2mol,1mol液态肼完全被过氧化氢氧化为氮气与水蒸气时，转移的电子为4mol，故6.4g液态肼转移的电子为0.8mol；由盖斯定律可知，液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式：
N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－817.6kJ·mol－1，故0.2mol液态肼放出的热量为0.2mol×817.6kJ/mol＝163.5kJ。
（2）四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水；火箭上升过程中，泄漏出的四氧化二氮分解产生二氧化氮，红棕色即为二氧化氮的颜色。
（3）该燃料电池的负极反应式为：
H2＋2OH－－2e－===2H2O。
（4）利用Na2O2与二氧化碳、水蒸气反应生成氧气的原理可以处理飞船或空间站中人体新陈代谢产生的“废气”。
答案：
（1）0.8mol 163.5kJ
（2）C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2
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