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2023版新教材高中化学第一章章末检测新人教版选择性必修1
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这是一份2023版新教材高中化学第一章章末检测新人教版选择性必修1,共11页。
第一章 章末检测一、选择题(本题共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.下列说法中错误的是( )A.推广使用新能源,可以减少二氧化碳等温室气体的排放B.发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石,可减少二氧化硫排放C.石油、煤、天然气均属于可再生的化石燃料D.太阳能、氢能、风能属于清洁能源2.下列化学反应中,没有电子转移且ΔH<0的是( )A.CaO+H2O===Ca(OH)2B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2OC.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑D.C+CO2=== 2CO3.下列实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )4.下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是( )A.0.01 mol·L-1KAl(SO4)2溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合Al3++2SO eq \o\al(2-,4) +2Ba2++3OH-===2BaSO4↓+Al(OH)3↓B.一定条件下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1D.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-15.燃烧热定义中单质或化合物必须是完全燃烧,如反应物中C―→CO2,H2―→H2O(液),S―→SO2(气)等。已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为:使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是( )A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇6.反应A+B―→C(放热)分两步进行:①A+B―→X(吸热);②X―→C(放热),下列示意图中能正确表示总反应过程中能量变化的是( )7.已知共价键的键能与热化学方程式的信息如下表:则2N(g)===N2(g)的ΔH为( )A.946 kJ·mol-1 B.-946 kJ·mol-1C.1 130 kJ·mol-1 D.-1 130 kJ·mol-18.N2H4是一种高效清洁的燃料。0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )A. eq \f(1,2) N2H4(g)+ eq \f(1,2) O2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=+267 kJ·mol-1B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=+534 kJ·mol-1C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1D.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-133 kJ·mol-19.石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )A.石墨的燃烧热为110.5 kJ·mol-1B.反应C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g)在任何温度下均能自发进行C.由图可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1D.已知C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH<0,则金刚石比石墨稳定10.在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g),反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是( )A.S8(s)的燃烧热ΔH=-8a kJ·mol-1B.2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1D.由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-(a+b)kJ·mol-111.已知 2O(g)===O2(g) ΔH = - 496 kJ·mol-1,结合能量变化示意图。下列说法正确的是( )A.拆开 1 mol H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B.拆开 1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C.1 mol H2O(l) 转变为 1 mol H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D.2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g) 反应生成 2 mol H2O(l),共放热 1 940 kJ12.2 mol Na和1 mol Cl2反应,其能量关系如图。下列说法正确的是( )A.ΔH4<0B.ΔH8=ΔH6+ΔH7C.相同条件下NaCl(g)比NaCl(s)更稳定D.在相同条件下,2Br(g)―→2Br-(g)放出的热量比2Cl(g)―→2Cl-(g)多13.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10,已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1根据图示的分子结构和有关数据计算该反应的反应热( )A.6a+5d-4c-12b B.4a+5d-4c-12bC.6a+5d-4c-6b D.4a+5d-4c-6b14.某硝酸厂处理尾气中NO的方法是在催化剂存在下,用H2将NO还原为N2,其热化学方程式为NO(g)+H2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=m kJ·mol-1,其能量变化过程如下(其中a、b、c、d均为正值):2NO(g) eq \a\vs4\al(\f(a kJ·mol-1,①)) 2N(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(c kJ·mol-1),\s\do5(②))) N2(g)2O(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(d kJ·mol-1),\s\do5(④))) 2H2O(g)4H(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(b kJ·mol-1),\s\do5(③))) 2H2(g)下列说法正确的是( )A.过程②、④是吸热过程 B.m= eq \f(1,2) (a+b-c-d)C.m= eq \f(1,2) (c+a-d-b) D.m= eq \f(1,2) (c+d-a-b)15.下列说法正确的是( )A.1 g石墨的能量比1 g金刚石的能量低a kJ,则C(s,石墨)===C(s,金刚石)ΔH=+a kJ·mol-1B.强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量为57.3 kJ,则H++OH-===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1C.已知:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(s) ΔH2,则ΔH1<ΔH2D.已知:3H2(g)+N2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则一定条件下,1.5 mol H2和0.5 mol N2充分反应后放出的热量小于46.2 kJ二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(10分)写出下列反应的热化学方程式:(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量________________________________________;(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量____________________________________________________________;(3)64 g 铜粉与适量O2(g)反应生成氧化铜,放出157 kJ的热量____________________________________________________________;(4)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式________________________________________________;(5)4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式____________________________________________。17.(10分)(1)如图1是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:______________________________________________。(2)观察图2和图3,根据盖斯定律,写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5和ΔH6的关系。图2:________________________;图3:____________________________。 (3)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:① H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)===CH4(g)+4NO(g) ΔH= +1 160 kJ·mol-1③ CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -574 kJ·mol-1请写出CH4(g)与NO2(g)反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式__________________________________________________。18.(8分)Ⅰ.已知下列热化学方程式:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-570 kJ·mol-1②2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6 kJ·mol-1③2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH=+220.8 kJ·mol-1④2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=-787 kJ·mol-1回答下列问题:(1)上述反应中属于放热反应的是________(填写序号)。(2)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________。(3)C(s)的燃烧热的热化学方程式为________________________。Ⅱ.已知:工业上制二甲醚是在一定温度(230~280 ℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 ①2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 ③(4)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)===CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=________。19.(13分)(1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为____________________________________。又已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________________kJ。(2)已知:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH1,2NO2(g)⇌N2O4(l) ΔH2,下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)________。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-12H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的表达式并计算结果):_________________________________________。(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。 已知某些化学键的键能数据如下表:已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为____________。20.(14分)某学生通过测定反应过程中放出的热量来计算中和热。实验装置如图,回答下列问题:(1)该图中有一种仪器未画出,它是________。(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是________。(3)如果用0.50 mol·L-1的稀盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则根据实验所得数据书写中和热的热化学方程式中的ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是_______________________________________________________________________________________________。(4)利用50 mL 0.50 mol·L-1的稀盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的稀氢氧化钠溶液进行实验,设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),请根据下表中实验数据计算中和热ΔH=________(取小数点后一位)。(5)使HCl溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填标号)。a.用温度计小心搅拌b.揭开硬纸板用玻璃棒搅拌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(6)上述(4)中的结果与中和热的理论值有偏差,产生偏差的原因可能是________(填序号)。a.实验装置保温、隔热效果差b.在量取NaOH溶液体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀盐酸的温度第一章 章末检测1.答案:C解析:新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染,因此推广使用新能源,可以减少二氧化碳等温室气体的排放,A正确;发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石,分解产生的CaO可以结合SO2最终生成硫酸钙,所以可减少二氧化硫排放,B正确;石油、煤、天然气均属于不可再生的化石燃料,C不正确;新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染,因此太阳能、氢能、风能属于清洁能源,D正确。2.答案:A解析:CaO+H2O===Ca(OH)2为化合反应,无电子转移,且反应放热,ΔH<0,A符合题意;Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O为复分解反应,无电子转移,ΔH>0,B与题意不符;2Na+2H2O===2NaOH+H2↑为氧化还原反应,有电子转移,C与题意不符;C+CO2===2CO为氧化还原反应,有电子转移,D与题意不符。3.答案:A解析:Zn与稀硫酸反应生成的氢气可使针筒活塞向右移动,则不能充分说明相应的化学反应是放热反应,故A项错误;甲处液面低于乙处液面,可知瓶内空气受热温度升高,说明相应的化学反应是放热反应,故B项正确;温度计的水银柱不断上升,则中和反应放出热量,说明相应的化学反应是放热反应,故C项正确;稀硫酸与氢氧化钾溶液反应后,由于反应放热,导致瓶内气压增大,气球会胀大,则间接说明相应的化学反应为放热反应,故D项正确。4.答案:D解析:0.01 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,两种溶质的物质的量之比为1∶2,反应生成硫酸钡、偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al3++2SO eq \o\al(2-,4) +2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlOeq \o\al(-,2)+2H2O,选项A错误;0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,反应为可逆反应,而热化学反应中为完全反应的能量变化,则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,选项B错误;燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧必须生成液态水,选项C错误;CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,为1 mol CO燃烧生成二氧化碳的能量变化,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-1,选项D正确。5.答案:B解析:通过所给的数据计算出题给物质生成1 mol CO2放出的热量分别为:283.0 kJ、891.0 kJ, eq \f(5 461.0 kJ,8) =682.6 kJ、 eq \f(1 366.8 kJ,2) =683.4 kJ,所以生成1 mol二氧化碳放出热量最多的燃料为甲烷,即要得到相同的热量,甲烷释放出CO2最少,最能体现“低碳经济”理念。6.答案:D解析:根据物质具有的能量进行计算:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量),当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热。A+B―→C为放热反应,则A+B的总能量大于C的能量,A、B项错误;A+B―→X(吸热),则X的能量大于A+B的总能量,X→C(放热),则X的能量大于C的能量,C项错误,D项正确。7.答案:B解析:反应的ΔH=3×(H-H)+(N≡N)-2×3(N-H)即-92 kJ·mol-1=3×436 kJ·mol-1+(N≡N)-2×3×391 kJ·mol-1,解得N≡N的键能为946 kJ·mol-1,氮原子结合成氮气,需要放出能量,因此2N(g)===N2(g)的ΔH=-946 kJ·mol-1;故选B。8.答案:C解析:0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量,放热反应焓变为负,热化学方程式为 eq \f(1,2) N2H4(g)+ eq \f(1,2) O2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=-267 kJ·mol-1,0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量,可知1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量为 eq \f(267,0.5) kJ=534 kJ,放热反应焓变为负,则热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1,故选C。9.答案:C解析:燃烧热是101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,碳元素的稳定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,A错误;由图知:反应Ⅰ: C (s石墨)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,反应Ⅱ:C (s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得到反应Ⅲ:CO (g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH3=ΔH1-ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律反应Ⅱ-2×反应Ⅲ得到反应:C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g),ΔH=ΔH2-2ΔH3=+172.5 kJ·mol-1,该反应的ΔH>0,ΔS>0,常温下不能自发进行,在高温下能自发进行, B错误;结合选项C可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,C正确;已知C(s,金刚石)===C(s,石墨)ΔH<0,则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定, D错误。10.答案:A解析:根据燃烧热的定义,25 ℃下,1 mol物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量,所以S8(s)的燃烧热ΔH=-8 a kJ·mol-1,故A正确;根据能量关系图,SO3分解生成SO2和O2是吸热反应,2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ΔH=2b kJ·mol-1,故B错误;1 mol S8的反应热ΔH=-8 a kJ·mol-1, S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1,故C错误;根据盖斯定律,由1 mol S8(s)生成SO3的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1, 由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1,故D错误。11.答案:B解析:已知 2O(g)===O2(g) ΔH=- 496 kJ ·mol -1,故断开1 mol O2需要吸收496 kJ能量,由图所示,断开2 mol H2和1 mol O2共吸收1 368 kJ能量,故断开1 mol H2化学键吸收的能量为: eq \f(1 368 kJ-496 kJ,2) =436 kJ,A错误;由图所示,形成2 mol H2O(g)释放的能量为1 852 kJ,故拆开1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收1 852 kJ/2=926 kJ,B正确;由图所示,2 mol H2O(g)转化为2 mol H2O(l)需要释放88 kJ能量,故1 mol H2O(l) 转变为 1 mol H2O(g)需要吸收88 kJ/2=44 kJ,C错误;由图所示,2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g) 反应,化学键断开需要吸收1 368 kJ能量,形成稳定的生成物2 mol H2O(l)释放1 852 kJ+88 kJ=1 940 kJ,故共放热1 940 kJ-1 368 kJ=572 kJ,D错误。12.答案:B解析:断裂化学键需吸收能量,所以ΔH4>0,A错误;根据图示可知:①2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(s) ΔH8;②2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(g) ΔH6;③2NaCl(g)===2NaCl(s) ΔH7,根据盖斯定律,将②+③,整理可得:2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(g);所以ΔH8=ΔH6+ΔH7,B正确;物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。物质由气态变为固态时会释放能量,说明固体时能量低,更稳定,故相同条件下NaCl(g)不如NaCl(s)稳定,C错误;原子半径:Br>Cl,所以获得电子能力Cl>Br,在相同条件下,2Br(g)―→2Br-(g)放出的热量比2Cl(g)―→2Cl-(g)少,D错误。13.答案:A解析:由题可得1 mol P4中含有6 mol P—P键,5 mol氧气中含有5 mol O===O键,1 mol P4O10中含有12 mol P—O键和4 mol P===O键,反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和,因此该反应的反应热=6a+5d-4c-12b,故选A。14.答案:B解析:分子断键变为原子需要吸收能量,原子结合为分子成键释放能量,则有2NO(g)===2N(g)+2O(g) ΔH1=+a kJ·mol-1 ①;2N(g)===N2(g) ΔH2=-c kJ·mol-1 ②;2H2(g)===4H(g) ΔH3=+b kJ·mol-1 ③;2O(g)+4H(g)===2H2O(g) ΔH4=-d kJ·mol-1 ④,ΔH=反应物断键吸收的能量—生成物成键释放的能量,则2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1,故NO(g)+H2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH= eq \f(1,2) (a+b-c-d) kJ·mol-1,即m= eq \f(1,2) (a+b-c-d),故B项正确。15.答案:D解析:1 g石墨的能量比1 g金刚石的能量低a kJ,所以1 mol即12克的石墨的能量比1 mol金刚石的能量低12a kJ,正确的写法为:C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+12a kJ·mol-1,A错误;热化学方程式中H+和OH-没有标明状态,正确的写法为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,B错误;两个反应均为硫的燃烧反应,都是放热反应,二氧化硫由气态转变为固态,还会释放一部分热量,所以第2个反应释放的热量的绝对值大于第1个反应释放的热量的绝对值,但因为两个反应均为放热反应,ΔH均为负值,所以ΔH1大于ΔH2,C错误;该反应为可逆反应,1.5 mol的氢气和0.5 mol的氮气,生成的氨气小于1 mol,所以释放的热量应小于46.2 kJ,D正确。16.答案:(1)H2(s)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1(3)Cu(s)+ eq \f(1,2) O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1(4)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-299.52 kJ·mol-1(5)CO(g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH=-67.2 kJ·mol-1解析:(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量,反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1;(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量,反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1;(3)64 g Cu粉与适量O2(g)反应生成氧化铜固体,放出157 kJ的热量,64 g Cu即为1 mol,故反应的热化学方程式:Cu(s)+ eq \f(1,2) O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1;(4)1 mol硫粉为32 g,1 g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,所以32 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出的热量为9.36×32=299.52 kJ,则硫燃烧的热化学方程式为:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-299.52 kJ·mol-1;(5)4 g CO的物质的量为 eq \f(4 g,28 g·mol-1) = eq \f(1,7) mol,4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,则1 mol CO在氧气中燃烧生成CO2放出的热量为9.6×7=67.2 kJ,故CO燃烧的热化学方程式为:CO(g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH=-67.2 kJ·mol-1。17.答案:(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1(2)ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6(3)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1解析:(1)若在反应体系中加入催化剂,活化能降低,则E1减小;由图可以知道,ΔH =E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO,则NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1;(2)图2:以A为起点,最终回到A,整个过程没有能量变化,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0;图3:变化有两个途径A→F,A→B→C→D→E→F,两个途径的热效应相同,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6;(3)①H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)===CH4(g)+4NO(g) ΔH=+1 160 kJ·mol-1③ CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1则-2×①- eq \f(1,2) ×②+ eq \f(1,2) ×③,得:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),且ΔH=-2×(+44 kJ·mol-1)- eq \f(1,2) ×(+1 160 kJ·mol-1)+ eq \f(1,2) ×(-574 kJ·mol-1)=-955 kJ·mol-1,则CH4(g)与NO2(g)反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1。18.答案:(1)①、④ (2)1 425 kJ (3)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 (4)-246.1 kJ·mol-1解析:Ⅰ. (1)ΔH<0表示放热反应,故上述反应中属于放热反应的是①、④;(2)根据反应①可知,燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为 eq \f(10 g,4 g) ×570 kJ=1 425 kJ;(3)燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时的热效应,由反应④可推知,C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1;Ⅱ.(4)根据盖斯定律可知,反应器中的总反应3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2×①+②+③,故该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×(-90.7 kJ·mol-1)+(-23.5 kJ·mol-1)+(-41.2 kJ·mol-1)=-246.1 kJ·mol-1。19.答案:(1)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1 1 016.5 kJ (2)A (3)ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1 (4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-116 kJ·mol-1解析:(1)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,则1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2 165 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;现已知①B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1,由盖斯定律可知①-②×3得:B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(g) ΔH=-2 033 kJ·mol-1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ·mol-1×0.5 mol=1 016.5 kJ;(2)反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH1为放热反应,所以在图像中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高,同种物质气态变液态会放出热量,即液态时能量比气态时能量低,则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低,图像A符合,故选A;(3)已知:①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1;③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,①×4+②-③得到反应的热化学方程式为:4C(s,石墨)+2H2(g)===2C2H2(g) ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3),因此热化学方程式2C(s,石墨)+H2(g)===C2H2(g) ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1,则298 K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1;(4)CO和H2化合制备甲醇的化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和,ΔH=1 072 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×413 kJ·mol-1+358 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1,则工业制备甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-116 kJ·mol-1。20.答案:(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少热量散失 (3)偏小 NaOH固体溶解放热 (4)-51.8 kJ·mol-1 (5)d (6)acd解析:由能量守恒来看,酸和碱都是高能量的物质,中和后产生低能量的物质能量差值就以热辐射的形式散发到空气中即产生了中和热。测定原理:Q=mcΔt。Q:中和反应放出的热量。m:反应混合液的质量。c:反应混合液的比热容。Δt:反应前后溶液温度的差值。Q=(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(t2-t1)。(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒;(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,减少热量散失;(3)NaOH固体溶于水放热,使反应热偏大,但热化学方程式中的ΔH为负值,所以反应热偏大,ΔH偏小;(4)3次温度差分别为:(23.2- eq \f(20.2+20.0,2) )℃=3.1 ℃,(23.4- eq \f(20.4+20.2,2) )℃=3.1 ℃,(25.6- eq \f(20.5+20.3,2) )℃=5.2 ℃,第3组数据偏差较大舍去,温度差平均值为3.1 ℃,50 mL 0.50 mol·L-1稀盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol·L-1=0.025 mol,溶液的质量为:100 mL×1 g·mL-1=100 g,温度变化的值为Δt=3.1 ℃,则生成0.025 mol水放出的热量为Q·c·Δt=100 g×4.18 J/(g·℃)×3.1 ℃=1.295 8 kJ,所以实验测得的中和热ΔH= eq \f(-1.295 8 kJ,0.025 mol) =-51.8 kJ·mol-1;(5)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失,故选d;(6)上述(4)中的中和热比中和热的理论值小,产生偏差的原因可能是:a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,放出的热量多,Δt偏大,由Q=m·c·Δt,可知测量结果偏高,故b不选;c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,会导致热量损失大,温度差小,中和热的数值偏低,故c选;d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀HCl测温度,盐酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d选;故选:acd。选项ABCD反应装置或图像实验现象或图像信息反应开始后,针筒活塞向右移动反应开始后,甲侧液面低于乙侧液面温度计的水银柱上升反应开始后,气球慢慢胀大燃料一氧化碳甲烷异辛烷(C8H18)乙醇ΔH-283.0 kJ·mol-1-891.0 kJ·mol-1-5 461.0 kJ·mol-1-1 366.8 kJ·mol-1共价键H—HN—H键能/(kJ·mol-1)436391热化学方程式3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1化学键C—CC—HH—HC—OC≡OH—O键能/kJ·mol-13484134363581 072463
第一章 章末检测一、选择题(本题共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.下列说法中错误的是( )A.推广使用新能源,可以减少二氧化碳等温室气体的排放B.发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石,可减少二氧化硫排放C.石油、煤、天然气均属于可再生的化石燃料D.太阳能、氢能、风能属于清洁能源2.下列化学反应中,没有电子转移且ΔH<0的是( )A.CaO+H2O===Ca(OH)2B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2OC.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑D.C+CO2=== 2CO3.下列实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )4.下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是( )A.0.01 mol·L-1KAl(SO4)2溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合Al3++2SO eq \o\al(2-,4) +2Ba2++3OH-===2BaSO4↓+Al(OH)3↓B.一定条件下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1D.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-15.燃烧热定义中单质或化合物必须是完全燃烧,如反应物中C―→CO2,H2―→H2O(液),S―→SO2(气)等。已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为:使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是( )A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇6.反应A+B―→C(放热)分两步进行:①A+B―→X(吸热);②X―→C(放热),下列示意图中能正确表示总反应过程中能量变化的是( )7.已知共价键的键能与热化学方程式的信息如下表:则2N(g)===N2(g)的ΔH为( )A.946 kJ·mol-1 B.-946 kJ·mol-1C.1 130 kJ·mol-1 D.-1 130 kJ·mol-18.N2H4是一种高效清洁的燃料。0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )A. eq \f(1,2) N2H4(g)+ eq \f(1,2) O2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=+267 kJ·mol-1B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=+534 kJ·mol-1C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1D.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-133 kJ·mol-19.石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )A.石墨的燃烧热为110.5 kJ·mol-1B.反应C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g)在任何温度下均能自发进行C.由图可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1D.已知C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH<0,则金刚石比石墨稳定10.在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g),反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是( )A.S8(s)的燃烧热ΔH=-8a kJ·mol-1B.2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1D.由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-(a+b)kJ·mol-111.已知 2O(g)===O2(g) ΔH = - 496 kJ·mol-1,结合能量变化示意图。下列说法正确的是( )A.拆开 1 mol H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B.拆开 1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C.1 mol H2O(l) 转变为 1 mol H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D.2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g) 反应生成 2 mol H2O(l),共放热 1 940 kJ12.2 mol Na和1 mol Cl2反应,其能量关系如图。下列说法正确的是( )A.ΔH4<0B.ΔH8=ΔH6+ΔH7C.相同条件下NaCl(g)比NaCl(s)更稳定D.在相同条件下,2Br(g)―→2Br-(g)放出的热量比2Cl(g)―→2Cl-(g)多13.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10,已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1根据图示的分子结构和有关数据计算该反应的反应热( )A.6a+5d-4c-12b B.4a+5d-4c-12bC.6a+5d-4c-6b D.4a+5d-4c-6b14.某硝酸厂处理尾气中NO的方法是在催化剂存在下,用H2将NO还原为N2,其热化学方程式为NO(g)+H2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=m kJ·mol-1,其能量变化过程如下(其中a、b、c、d均为正值):2NO(g) eq \a\vs4\al(\f(a kJ·mol-1,①)) 2N(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(c kJ·mol-1),\s\do5(②))) N2(g)2O(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(d kJ·mol-1),\s\do5(④))) 2H2O(g)4H(g) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(b kJ·mol-1),\s\do5(③))) 2H2(g)下列说法正确的是( )A.过程②、④是吸热过程 B.m= eq \f(1,2) (a+b-c-d)C.m= eq \f(1,2) (c+a-d-b) D.m= eq \f(1,2) (c+d-a-b)15.下列说法正确的是( )A.1 g石墨的能量比1 g金刚石的能量低a kJ,则C(s,石墨)===C(s,金刚石)ΔH=+a kJ·mol-1B.强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量为57.3 kJ,则H++OH-===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1C.已知:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(s) ΔH2,则ΔH1<ΔH2D.已知:3H2(g)+N2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则一定条件下,1.5 mol H2和0.5 mol N2充分反应后放出的热量小于46.2 kJ二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(10分)写出下列反应的热化学方程式:(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量________________________________________;(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量____________________________________________________________;(3)64 g 铜粉与适量O2(g)反应生成氧化铜,放出157 kJ的热量____________________________________________________________;(4)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式________________________________________________;(5)4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式____________________________________________。17.(10分)(1)如图1是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:______________________________________________。(2)观察图2和图3,根据盖斯定律,写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5和ΔH6的关系。图2:________________________;图3:____________________________。 (3)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:① H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)===CH4(g)+4NO(g) ΔH= +1 160 kJ·mol-1③ CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -574 kJ·mol-1请写出CH4(g)与NO2(g)反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式__________________________________________________。18.(8分)Ⅰ.已知下列热化学方程式:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-570 kJ·mol-1②2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6 kJ·mol-1③2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH=+220.8 kJ·mol-1④2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=-787 kJ·mol-1回答下列问题:(1)上述反应中属于放热反应的是________(填写序号)。(2)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________。(3)C(s)的燃烧热的热化学方程式为________________________。Ⅱ.已知:工业上制二甲醚是在一定温度(230~280 ℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 ①2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 ③(4)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)===CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=________。19.(13分)(1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为____________________________________。又已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________________kJ。(2)已知:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH1,2NO2(g)⇌N2O4(l) ΔH2,下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)________。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-12H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的表达式并计算结果):_________________________________________。(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。 已知某些化学键的键能数据如下表:已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为____________。20.(14分)某学生通过测定反应过程中放出的热量来计算中和热。实验装置如图,回答下列问题:(1)该图中有一种仪器未画出,它是________。(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是________。(3)如果用0.50 mol·L-1的稀盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则根据实验所得数据书写中和热的热化学方程式中的ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是_______________________________________________________________________________________________。(4)利用50 mL 0.50 mol·L-1的稀盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的稀氢氧化钠溶液进行实验,设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),请根据下表中实验数据计算中和热ΔH=________(取小数点后一位)。(5)使HCl溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填标号)。a.用温度计小心搅拌b.揭开硬纸板用玻璃棒搅拌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(6)上述(4)中的结果与中和热的理论值有偏差,产生偏差的原因可能是________(填序号)。a.实验装置保温、隔热效果差b.在量取NaOH溶液体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀盐酸的温度第一章 章末检测1.答案:C解析:新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染,因此推广使用新能源,可以减少二氧化碳等温室气体的排放,A正确;发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石,分解产生的CaO可以结合SO2最终生成硫酸钙,所以可减少二氧化硫排放,B正确;石油、煤、天然气均属于不可再生的化石燃料,C不正确;新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染,因此太阳能、氢能、风能属于清洁能源,D正确。2.答案:A解析:CaO+H2O===Ca(OH)2为化合反应,无电子转移,且反应放热,ΔH<0,A符合题意;Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O为复分解反应,无电子转移,ΔH>0,B与题意不符;2Na+2H2O===2NaOH+H2↑为氧化还原反应,有电子转移,C与题意不符;C+CO2===2CO为氧化还原反应,有电子转移,D与题意不符。3.答案:A解析:Zn与稀硫酸反应生成的氢气可使针筒活塞向右移动,则不能充分说明相应的化学反应是放热反应,故A项错误;甲处液面低于乙处液面,可知瓶内空气受热温度升高,说明相应的化学反应是放热反应,故B项正确;温度计的水银柱不断上升,则中和反应放出热量,说明相应的化学反应是放热反应,故C项正确;稀硫酸与氢氧化钾溶液反应后,由于反应放热,导致瓶内气压增大,气球会胀大,则间接说明相应的化学反应为放热反应,故D项正确。4.答案:D解析:0.01 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,两种溶质的物质的量之比为1∶2,反应生成硫酸钡、偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al3++2SO eq \o\al(2-,4) +2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlOeq \o\al(-,2)+2H2O,选项A错误;0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,反应为可逆反应,而热化学反应中为完全反应的能量变化,则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,选项B错误;燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧必须生成液态水,选项C错误;CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,为1 mol CO燃烧生成二氧化碳的能量变化,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0 kJ·mol-1,选项D正确。5.答案:B解析:通过所给的数据计算出题给物质生成1 mol CO2放出的热量分别为:283.0 kJ、891.0 kJ, eq \f(5 461.0 kJ,8) =682.6 kJ、 eq \f(1 366.8 kJ,2) =683.4 kJ,所以生成1 mol二氧化碳放出热量最多的燃料为甲烷,即要得到相同的热量,甲烷释放出CO2最少,最能体现“低碳经济”理念。6.答案:D解析:根据物质具有的能量进行计算:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量),当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热。A+B―→C为放热反应,则A+B的总能量大于C的能量,A、B项错误;A+B―→X(吸热),则X的能量大于A+B的总能量,X→C(放热),则X的能量大于C的能量,C项错误,D项正确。7.答案:B解析:反应的ΔH=3×(H-H)+(N≡N)-2×3(N-H)即-92 kJ·mol-1=3×436 kJ·mol-1+(N≡N)-2×3×391 kJ·mol-1,解得N≡N的键能为946 kJ·mol-1,氮原子结合成氮气,需要放出能量,因此2N(g)===N2(g)的ΔH=-946 kJ·mol-1;故选B。8.答案:C解析:0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量,放热反应焓变为负,热化学方程式为 eq \f(1,2) N2H4(g)+ eq \f(1,2) O2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH=-267 kJ·mol-1,0.5 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267 kJ热量,可知1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量为 eq \f(267,0.5) kJ=534 kJ,放热反应焓变为负,则热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1,故选C。9.答案:C解析:燃烧热是101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,碳元素的稳定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,A错误;由图知:反应Ⅰ: C (s石墨)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,反应Ⅱ:C (s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得到反应Ⅲ:CO (g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH3=ΔH1-ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律反应Ⅱ-2×反应Ⅲ得到反应:C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g),ΔH=ΔH2-2ΔH3=+172.5 kJ·mol-1,该反应的ΔH>0,ΔS>0,常温下不能自发进行,在高温下能自发进行, B错误;结合选项C可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,C正确;已知C(s,金刚石)===C(s,石墨)ΔH<0,则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定, D错误。10.答案:A解析:根据燃烧热的定义,25 ℃下,1 mol物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量,所以S8(s)的燃烧热ΔH=-8 a kJ·mol-1,故A正确;根据能量关系图,SO3分解生成SO2和O2是吸热反应,2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ΔH=2b kJ·mol-1,故B错误;1 mol S8的反应热ΔH=-8 a kJ·mol-1, S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1,故C错误;根据盖斯定律,由1 mol S8(s)生成SO3的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1, 由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1,故D错误。11.答案:B解析:已知 2O(g)===O2(g) ΔH=- 496 kJ ·mol -1,故断开1 mol O2需要吸收496 kJ能量,由图所示,断开2 mol H2和1 mol O2共吸收1 368 kJ能量,故断开1 mol H2化学键吸收的能量为: eq \f(1 368 kJ-496 kJ,2) =436 kJ,A错误;由图所示,形成2 mol H2O(g)释放的能量为1 852 kJ,故拆开1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收1 852 kJ/2=926 kJ,B正确;由图所示,2 mol H2O(g)转化为2 mol H2O(l)需要释放88 kJ能量,故1 mol H2O(l) 转变为 1 mol H2O(g)需要吸收88 kJ/2=44 kJ,C错误;由图所示,2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g) 反应,化学键断开需要吸收1 368 kJ能量,形成稳定的生成物2 mol H2O(l)释放1 852 kJ+88 kJ=1 940 kJ,故共放热1 940 kJ-1 368 kJ=572 kJ,D错误。12.答案:B解析:断裂化学键需吸收能量,所以ΔH4>0,A错误;根据图示可知:①2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(s) ΔH8;②2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(g) ΔH6;③2NaCl(g)===2NaCl(s) ΔH7,根据盖斯定律,将②+③,整理可得:2Na+(g)+2Cl-(g)===2NaCl(g);所以ΔH8=ΔH6+ΔH7,B正确;物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。物质由气态变为固态时会释放能量,说明固体时能量低,更稳定,故相同条件下NaCl(g)不如NaCl(s)稳定,C错误;原子半径:Br>Cl,所以获得电子能力Cl>Br,在相同条件下,2Br(g)―→2Br-(g)放出的热量比2Cl(g)―→2Cl-(g)少,D错误。13.答案:A解析:由题可得1 mol P4中含有6 mol P—P键,5 mol氧气中含有5 mol O===O键,1 mol P4O10中含有12 mol P—O键和4 mol P===O键,反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和,因此该反应的反应热=6a+5d-4c-12b,故选A。14.答案:B解析:分子断键变为原子需要吸收能量,原子结合为分子成键释放能量,则有2NO(g)===2N(g)+2O(g) ΔH1=+a kJ·mol-1 ①;2N(g)===N2(g) ΔH2=-c kJ·mol-1 ②;2H2(g)===4H(g) ΔH3=+b kJ·mol-1 ③;2O(g)+4H(g)===2H2O(g) ΔH4=-d kJ·mol-1 ④,ΔH=反应物断键吸收的能量—生成物成键释放的能量,则2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1,故NO(g)+H2(g)=== eq \f(1,2) N2(g)+H2O(g) ΔH= eq \f(1,2) (a+b-c-d) kJ·mol-1,即m= eq \f(1,2) (a+b-c-d),故B项正确。15.答案:D解析:1 g石墨的能量比1 g金刚石的能量低a kJ,所以1 mol即12克的石墨的能量比1 mol金刚石的能量低12a kJ,正确的写法为:C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+12a kJ·mol-1,A错误;热化学方程式中H+和OH-没有标明状态,正确的写法为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,B错误;两个反应均为硫的燃烧反应,都是放热反应,二氧化硫由气态转变为固态,还会释放一部分热量,所以第2个反应释放的热量的绝对值大于第1个反应释放的热量的绝对值,但因为两个反应均为放热反应,ΔH均为负值,所以ΔH1大于ΔH2,C错误;该反应为可逆反应,1.5 mol的氢气和0.5 mol的氮气,生成的氨气小于1 mol,所以释放的热量应小于46.2 kJ,D正确。16.答案:(1)H2(s)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1(3)Cu(s)+ eq \f(1,2) O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1(4)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-299.52 kJ·mol-1(5)CO(g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH=-67.2 kJ·mol-1解析:(1)1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出183 kJ的热量,反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1;(2)1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68 kJ的热量,反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1;(3)64 g Cu粉与适量O2(g)反应生成氧化铜固体,放出157 kJ的热量,64 g Cu即为1 mol,故反应的热化学方程式:Cu(s)+ eq \f(1,2) O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1;(4)1 mol硫粉为32 g,1 g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量,所以32 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出的热量为9.36×32=299.52 kJ,则硫燃烧的热化学方程式为:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-299.52 kJ·mol-1;(5)4 g CO的物质的量为 eq \f(4 g,28 g·mol-1) = eq \f(1,7) mol,4 g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6 kJ热量,则1 mol CO在氧气中燃烧生成CO2放出的热量为9.6×7=67.2 kJ,故CO燃烧的热化学方程式为:CO(g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH=-67.2 kJ·mol-1。17.答案:(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1(2)ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6(3)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1解析:(1)若在反应体系中加入催化剂,活化能降低,则E1减小;由图可以知道,ΔH =E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO,则NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1;(2)图2:以A为起点,最终回到A,整个过程没有能量变化,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0;图3:变化有两个途径A→F,A→B→C→D→E→F,两个途径的热效应相同,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6;(3)①H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)===CH4(g)+4NO(g) ΔH=+1 160 kJ·mol-1③ CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1则-2×①- eq \f(1,2) ×②+ eq \f(1,2) ×③,得:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),且ΔH=-2×(+44 kJ·mol-1)- eq \f(1,2) ×(+1 160 kJ·mol-1)+ eq \f(1,2) ×(-574 kJ·mol-1)=-955 kJ·mol-1,则CH4(g)与NO2(g)反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1。18.答案:(1)①、④ (2)1 425 kJ (3)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 (4)-246.1 kJ·mol-1解析:Ⅰ. (1)ΔH<0表示放热反应,故上述反应中属于放热反应的是①、④;(2)根据反应①可知,燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为 eq \f(10 g,4 g) ×570 kJ=1 425 kJ;(3)燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时的热效应,由反应④可推知,C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1;Ⅱ.(4)根据盖斯定律可知,反应器中的总反应3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2×①+②+③,故该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×(-90.7 kJ·mol-1)+(-23.5 kJ·mol-1)+(-41.2 kJ·mol-1)=-246.1 kJ·mol-1。19.答案:(1)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1 1 016.5 kJ (2)A (3)ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1 (4)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-116 kJ·mol-1解析:(1)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,则1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2 165 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;现已知①B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1,由盖斯定律可知①-②×3得:B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(g) ΔH=-2 033 kJ·mol-1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ·mol-1×0.5 mol=1 016.5 kJ;(2)反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH1为放热反应,所以在图像中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高,同种物质气态变液态会放出热量,即液态时能量比气态时能量低,则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低,图像A符合,故选A;(3)已知:①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1;③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,①×4+②-③得到反应的热化学方程式为:4C(s,石墨)+2H2(g)===2C2H2(g) ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3),因此热化学方程式2C(s,石墨)+H2(g)===C2H2(g) ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1,则298 K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH= eq \f((4ΔH1+ΔH2-ΔH3),2) =+226.7 kJ·mol-1;(4)CO和H2化合制备甲醇的化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和,ΔH=1 072 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×413 kJ·mol-1+358 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1,则工业制备甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-116 kJ·mol-1。20.答案:(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少热量散失 (3)偏小 NaOH固体溶解放热 (4)-51.8 kJ·mol-1 (5)d (6)acd解析:由能量守恒来看,酸和碱都是高能量的物质,中和后产生低能量的物质能量差值就以热辐射的形式散发到空气中即产生了中和热。测定原理:Q=mcΔt。Q:中和反应放出的热量。m:反应混合液的质量。c:反应混合液的比热容。Δt:反应前后溶液温度的差值。Q=(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(t2-t1)。(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒;(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,减少热量散失;(3)NaOH固体溶于水放热,使反应热偏大,但热化学方程式中的ΔH为负值,所以反应热偏大,ΔH偏小;(4)3次温度差分别为:(23.2- eq \f(20.2+20.0,2) )℃=3.1 ℃,(23.4- eq \f(20.4+20.2,2) )℃=3.1 ℃,(25.6- eq \f(20.5+20.3,2) )℃=5.2 ℃,第3组数据偏差较大舍去,温度差平均值为3.1 ℃,50 mL 0.50 mol·L-1稀盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol·L-1=0.025 mol,溶液的质量为:100 mL×1 g·mL-1=100 g,温度变化的值为Δt=3.1 ℃,则生成0.025 mol水放出的热量为Q·c·Δt=100 g×4.18 J/(g·℃)×3.1 ℃=1.295 8 kJ,所以实验测得的中和热ΔH= eq \f(-1.295 8 kJ,0.025 mol) =-51.8 kJ·mol-1;(5)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失,故选d;(6)上述(4)中的中和热比中和热的理论值小,产生偏差的原因可能是:a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,放出的热量多,Δt偏大,由Q=m·c·Δt,可知测量结果偏高,故b不选;c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,会导致热量损失大,温度差小,中和热的数值偏低,故c选;d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀HCl测温度,盐酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d选;故选:acd。选项ABCD反应装置或图像实验现象或图像信息反应开始后,针筒活塞向右移动反应开始后,甲侧液面低于乙侧液面温度计的水银柱上升反应开始后,气球慢慢胀大燃料一氧化碳甲烷异辛烷(C8H18)乙醇ΔH-283.0 kJ·mol-1-891.0 kJ·mol-1-5 461.0 kJ·mol-1-1 366.8 kJ·mol-1共价键H—HN—H键能/(kJ·mol-1)436391热化学方程式3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1化学键C—CC—HH—HC—OC≡OH—O键能/kJ·mol-13484134363581 072463
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