第6章 化学反应与能量练习题 第1讲练习题.docx

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第6章化学反应与能量练习题第1讲练习题

课时规范训练

[单独成册]

1．C、H2、CH4都是优质的能源物质，目前对这三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于这三种物质的研究方向中可行的是（　　）

A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量

B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2

C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气（CO、H2）

D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料

解析：

选C。

CH4与O2反应生成CO2和H2O是放热反应，因此CO2与H2O反应生成CH4和O2是吸热反应，A项不可行；碳在氧气中充分燃烧生成CO2，则CO2分解成碳和O2的反应常温常压下不能发生，B项不可行；利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气（CO、H2）是合理的，C项可行；将固态碳合成为C60，以C60作为燃料是极不经济的，D项不可行。

2．某温度时，N2与H2反应过程中的能量变化如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线

B．在密闭容器中加入1molN2、3molH2，充分反应放出的热量小于92kJ

C．由图可知，断开1mol氮氮三键与1mol氢氢键吸收的能量和小于形成1mol氮氢键所放出的能量

D．反应物的总能量低于生成物的能量

解析：

选B。

A.催化剂降低活化能，b曲线是使用催化剂，故错误；B.N2＋3H2

2NH3，此反应是可逆反应，不能进行到底，热量小于92kJ，故正确；C.此反应是放热反应，断键吸热，成键放热，表示的是1mol氮氮三键与3molH—H吸收的能量小于6molN—H所放出的能量，故错误；D.此反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故错误。

3．已知：

1mol晶体硅中含有2molSi—Si键。

工业上可通过下列反应制取高纯硅：

SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g），根据下表列举的化学键的键能数据，判断该反应的反应热（ΔH）为（　　）

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

键能/kJ·mol－1

460

360

436

431

176

347

A.＋412kJ·mol－1　B．－412kJ·mol－1

C．＋236kJ·mol－1D．－236kJ·mol－1

解析：

选C。

反应热等于反应物的键能之和－生成物的键能之和，则工业上制取高纯硅的反应热ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－（2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1）＝＋236kJ·mol－1。

4．常温下，1mol化学键形成（或断裂）的能量变化用E表示。

根据表中信息判断，下列说法正确的是（　　）

共价键

H—H

Cl—Cl

H—Cl

E（kJ·mol－1）

436

243

432

A.H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）　ΔH＝＋247kJ·mol－1

B．H（g）＋Cl（g）→HCl（g）　ΔH＝＋432kJ·mol－1

C．1molH2（g）与1molCl2（g）的总能量高于2molHCl（g）的总能量

D．用电子式表示HCl的形成过程：

解析：

选C。

反应物的总键能－生成物的总键能＝焓变。

H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）　ΔH＝436＋243－2×432＝－185kJ·mol－1，故A错误；生成化学键放热，H（g）＋Cl（g）→HCl（g）　ΔH＝－432kJ·mol－1，故B错误；H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）为放热反应，1molH2（g）与1molCl2（g）的总能量高于2molHCl（g）的总能量，故C正确；HCl为共价化合物，用电子式表示HCl的形成过程

，故D错误。

5．已知：

①2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1

②氢气燃烧的能量变化示意图：

下列说法正确的是（　　）

A．1molC（s）完全燃烧放出110kJ的热量

B．H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－480kJ·mol－1

C．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋130kJ·mol－1

D．欲分解2molH2O（l），至少需要提供4×462kJ的热量

解析：

选C。

A.C（s）完全燃烧的产物为二氧化碳气体，1molC（s）完全燃烧放出的热量大于110kJ，错误；B.H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）　ΔH＝

×（2×436＋496－4×462）＝－240kJ·mol－1，错误；C.①2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1，②H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－240kJ·mol－1，将①×

－②，得：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋130kJ·mol－1，正确；D.根据H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－240kJ·mol－1，欲分解2molH2O（l），至少需要提供2×240kJ的热量，错误。

6．下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是（　　）

A．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6g硫化亚铁时，放出19.12kJ热量。

则Fe（s）＋S（s）===FeS（s）　ΔH＝－95.6kJ·mol－1

B．稀醋酸与0.1mol·L－1NaOH溶液反应：

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

C．已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ，则水分解的热化学方程式为2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋285.5kJ·mol－1

D．已知2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5kJ·mol－1

解析：

选A。

A.密闭容器中，9.6g硫粉物质的量为0.3mol，与11.2g铁粉物质的量为0.2mol混合加热生成硫化亚铁17.6g时，硫过量，放出19.12kJ热量，所以1mol铁反应放热＝19.12kJ×1/0.2＝95.6kJ，热化学方程式为Fe（s）＋S（s）===FeS（s）　ΔH＝－95.6kJ·mol－1，故A正确；B.稀醋酸是弱酸，电离过程是吸热过程，与0.1mol·L－1NaOH溶液反应放出的热量小于中和热，焓变是负值则：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＞－57.3kJ·mol－1，故B错误；C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ，则水分解的热化学方程式：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571kJ·mol－1，故C错误；D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，碳燃烧生成的一氧化碳不是稳定氧化物，故D错误。

7．某反应由两步反应A

B

C构成，它的反应能量曲线如图所示（E1、E2、E3、E4表示活化能）。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．两步反应均为吸热反应

B．三种化合物中C最稳定

C．加入催化剂会改变反应的焓变

D．整个反应中ΔH＝E1－E4

解析：

选B。

A项，A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，错误；B项，物质的能量越低越稳定，正确；C项，加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，错误；D项，整个反应中ΔH＝（E1＋E3）－（E2＋E4），错误。

8．已知4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（l）　ΔH＝－xkJ/mol。

蒸发1molH2O（l）需要吸收的能量为44kJ，其他相关数据如下表：

物质

NH3（g）

O2（g）

NO（g）

H2O（g）

1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ

a

b

z

d

则表中z（用x、a、b、d表示）的大小为（　　）

A．（x＋4a＋5b－6d－44）/4

B．（x＋12a＋5b－12d－264）/4

C．（x＋4a＋5b－6d－264）/4

D．（x＋12a＋5b－12d－44）/4

解析：

选C。

ΔH＝反应物的化学键断裂所需能量－生成物的化学键形成释放能量，则ΔH＝－xkJ/mol＝[4a＋5b－4z－（6d＋264）]kJ/mol，z＝（x＋4a＋5b－6d－264）/4，C正确。

9．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。

在反应过程中，断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ。

下列关系式中正确的是（　　）

A．Q1＋Q2＜2Q3B．Q1＋Q2＞2Q3

C．Q1＋Q2＜Q3D．Q1＋Q2＞Q3

解析：

选A。

断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，则H—H键能为Q1kJ/mol，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，则F—F键能为Q2kJ/mol，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ，则H—F键能为Q3kJ/mol，对于H2（g）＋F2（g）===2HF（g），反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝Q1kJ/mol＋Q2kJ/mol－2Q3kJ/mol＝（Q1＋Q2－2Q3）kJ/mol，由于氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量，反应热ΔH＜0，即Q1＋Q2－2Q3＜0，所以Q1＋Q2＜2Q3。

10．现有三个热化学方程式：

（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）的反应热为（　　）

A．－488.3kJ/molB．＋488.3kJ/mol

C．－2228.9kJ/molD．＋191kJ/mol

解析：

选A。

运用盖斯定律解题时先观察方程式2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的化学计量数，然后利用盖斯定律进行整合叠加。

由

（2）×2＋（3）×2－

（1）得：

ΔH＝（－393.5kJ/mol）×2＋（－285.8kJ/mol）×2－（－870.3kJ/mol）＝－488.3kJ/mol，故A正确。

11．厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，它严重扰乱正常气候，并危害沿岸有关国家的生活。

根据以上材料回答以下问题：

（1）厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中CO2的含量剧增，要减缓这一现象发生，最理想的燃料是。

A．天然气B．氢气

C．无烟煤D．汽油

（2）下列是298K时，氢气（H2）、碳（C）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热化学方程式：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－285.8kJ·mol－1

C（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）

ΔH＝－5518kJ·mol－1

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1

相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是（保留1位小数）。

解析：

（1）选项A、C、D中都含有碳元素，燃烧的过程中都会产生CO2气体；而氢气燃烧产物为水，选项B符合题意。

（2）根据各物质燃烧的燃烧热数据可算出，等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，H2放出热量最多。

等质量的H2和C燃烧产生的热量比为285.8∶

＝4．4∶1。

答案：

（1）B　

（2）H2　4.4∶1

12．将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。

炼铁高炉中发生的关键反应如下：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol

CO2（g）＋C（s）===2CO（g）　ΔH＝＋172.46kJ/mol

Fe2O3＋CO―→Fe＋CO2

若已知：

2Fe（s）＋

O2（g）===Fe2O3（s）

ΔH＝－824.21kJ/mol

根据上面三个热化学反应方程式，回答下列问题：

（1）CO的燃烧热为，写出其热化学反应方程式

。

（2）高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学反应方程式为。

（3）炼制1t含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是t，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是。

解析：

由题意：

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH1＝－393.5kJ/mol

②CO2（g）＋C（s）===2CO（g）　ΔH2＝＋172.46kJ/mol

③2Fe（s）＋

O2（g）===Fe2O3（s）

ΔH3＝－824.21kJ/mol

④CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH4

⑤Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH5

根据盖斯定律：

（1）④＝

（①－②），所以ΔH4＝

（ΔH1－ΔH2）＝

×（－393.5kJ/mol－172.46kJ/mol）＝－282.98kJ/mol。

（2）⑤＝①×

－③－②×

，所以ΔH5＝ΔH1×

－ΔH3－ΔH2×

＝－393.5kJ/mol×

－（－824.21kJ/mol）－172.46kJ/mol×

＝－24.73kJ/mol。

（3）根据化学方程式计算理论值，由方程式得：

Fe2O3～3CO～3C～2Fe

36112

x1t×96%

x＝

＝0.31t。

答案：

（1）282.98kJ/mol

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.98kJ/mol

（2）Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）

ΔH＝－24.73kJ/mol

（3）0.31　焦炭没有被充分利用（或其他合理说法）

13．下面是一组关于磷的部分信息，请仔细阅读并且结合中学化学知识推理，回答相关问题：

（1）红磷的结构非常复杂，有人认为它是一种层状晶体，每一层是由许多磷原子环绕排列而成的五角形管道，如图是“红磷管道中的链节”。

红磷是高分子化合物吗？

，理由是。

（2）黑磷具有类似石墨的片层结构，有“金属磷”之称。

请你推测两种黑磷特殊的物理性质：

①；

②。

（3）已知白磷、红磷燃烧的热化学方程式分别为

P4（s，白磷）＋5O2（g）===P4O10（s）ΔH1＝－2985.92kJ/mol

P（s，红磷）＋

O2（g）===

P4O10（s）ΔH2＝－739.04kJ/mol

请写出白磷转化为红磷的热化学方程式：

。

由此可知，红磷比白磷（填“稳定”或“不稳定”）。

（4）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中得到一种次磷酸盐KH2PO2和PH3气体，请写出这个反应的离子方程式

。

解析：

（1）红磷结构虽然复杂，但是由许多磷原子构成，即是同种元素形成的纯净物，是单质不是化合物。

（2）由题意知，黑磷与石墨结构相似，故具有导电性，又称为金属磷，故具有金属光泽。

（3）①P4（s，白磷）＋5O2（g）===P4O10（s）

ΔH1＝－2985.92kJ/mol

②P（s，红磷）＋

O2（g）===

P4O10（s）

ΔH2＝－739.04kJ/mol

③P4（s，白磷）===4P（s，红磷）　ΔH

由盖斯定律：

③＝①－②×4，所以ΔH＝ΔH1－4ΔH2

＝－2985.92kJ/mol－（－739.04kJ/mol）×4

＝－29.76kJ/mol，

白磷转化为红磷放热，物质能量越低越稳定。

答案：

（1）不是　红磷是单质不是化合物

（2）①有金属光泽　②具有导电性

（3）P4（s，白磷）===4P（s，红磷）　ΔH＝－29.76kJ/mol　稳定

（4）P4＋3OH－＋3H2O

PH3↑＋3H2PO