选修4 化学反应原理第一章 化学反应与能量综合与测试复习练习题

这是一份选修4 化学反应原理第一章 化学反应与能量综合与测试复习练习题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括12个小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列一些诗句、成语、谚语等包含吸热反应过程的是( )
①野火烧不尽，春风吹又生；②春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干；③千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲；④爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏；⑤只要功夫深，铁杵磨成针；⑥火树银花；⑦死灰复燃；⑧凿壁偷光。
A．②③⑤ B．③④⑤ C．⑤⑦⑧ D．只有③
答案：D
2．下列说法中不正确的是( )
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．放热反应都不需要加热就能发生
C．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
答案：B
3．下列图示关系不正确的是( )
答案：B
4．航天燃料从液态变为固态是一项技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是( )
A．Be＋eq \f(1,2)O2===BeO ΔH＝－564.3 kJ·ml－1
B．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(s) ΔH＝＋564.3 kJ·ml－1
C．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(s) ΔH＝－564.3 kJ·ml－1
D．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(g) ΔH＝－564.3 kJ
答案：C
5．已知反应：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·ml－1，②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。下列结论正确的是( )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·ml－1
B．①的反应热为221 kJ·ml－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·ml－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 ml水，放出57.3 kJ热量
答案：A
6．如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是( )
A．等质量的白磷与红磷充分燃烧，红磷放出的热量多
B．红磷比白磷稳定
C．白磷转化为红磷是吸热反应
D．红磷比白磷更容易与氧气反应生成P4O10
答案：B
7．已知：①CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·ml－1
②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)= ==H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1
下列说法正确的是( )
A．通常状况下，氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
B．由①可知，1 ml CO(g)和eq \f(1,2) ml O2(g)反应生成1 ml CO2(g)，放出283.0 kJ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1 ml H2O(g)，其反应热为－241.8 kJ
答案：B
8．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝－a kJ·ml－1。已知(a、b、c均大于零)：
下列说法不正确的是( )
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开1 ml H—H键和1 ml I—I键所需能量大于断开2 ml H—I键所需能量
C．断开2 ml H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ
D．向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ
答案：B
9．已知氟化氢气体中有平衡关系：
①2H3F3(g) 3H2F2(g) ΔH1＝＋a kJ·ml－1
②H2F2(g) 2HF(g) ΔH2＝＋b kJ·ml－1
已知a、b均大于0，则可推测反应H3F3(g)===3HF(g)的ΔH为( )
A．＋(a＋b) kJ·ml－1
B．＋(a－b) kJ·ml－1
C．＋(a＋3b) kJ·ml－1
D．＋(0.5a＋1.5b) kJ·ml－1
答案：D
10．在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===eq \f(3,2)S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝eq \f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝eq \f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
答案：A
11．在一定条件下，当64 g SO2气体被氧化成SO3气体时，共放出热量98.3 kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%，据此，下列热化学方程式正确的是( )
A．SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) SO3(g)ΔH＝－98.3 kJ·ml－1
B．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(l)ΔH＝－196.6 kJ·ml－1
C．SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) SO3(g)ΔH＝－78.64 kJ·ml－1
D．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH＝＋196.6 kJ·ml－1
答案：A
12．现有下列热化学方程式：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－566 kJ·ml－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890 kJ·ml－1
④CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH4＝－1 367 kJ·ml－1
下列说法正确的是( )
A．C(s)不完全燃烧的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝＋221 kJ·ml－1
B．ΔH4＞ΔH3＞ΔH2＞ΔH1
C．相同条件下，等物质的量的CO(g)具有的能量比CO2(g)高
D．1 ml C2H5OH蒸气完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量大于1 367 kJ
答案：D
二、非选择题(本题包括5个小题，共52分)
13．(10分)请根据所学知识回答下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1________ΔH2(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
(2)相同条件下，2 ml氢原子所具有的能量________1 ml 氢分子所具有的能量。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1________ΔH2。
①4P(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
(4)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 ml水，放出的热量________57.3 kJ。
(5)已知：0.5 ml CH4(g)与0.5 ml水蒸气在t ℃、p kPa 时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ 热量，该反应的热化学方程式是_____________________________________________。
解析：(1)反应热等于生成物的总能量与反应物总能量的差，故ΔH1＝ΔH2。(2)2 ml氢原子形成新化学键形成1 ml氢分子时放热，故2 ml氢原子所具有的能量大于1 ml氢分子所具有的能量。(3)常温时红磷比白磷稳定，则白磷的能量比红磷高，燃烧时放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2。(4)浓硫酸与其他水溶液混合时放热，故浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 ml水，放出的热量大于57.3 kJ。(5)根据题意配平化学方程式，注明物质的状态和反应热。
答案：(1)＝ (2)＞ (3)＜ (4)＞ (5)eq \f(1,2)CH4(g)＋eq \f(1,2)H2O(g)===eq \f(1,2)CO(g)＋eq \f(3,2)H2(g) ΔH＝＋a kJ·ml－1
14．(9分)研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。
(1)下列措施中，有利于降低大气中CO2、SO2、NO2浓度的有________(填字母)。
a．减少化石燃料的使用，开发新能源
b．使用无氟冰箱，减少氟利昂排放
c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车
d．将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为开发新能源，有关部门拟用甲醇(CH3OH)替代汽油作为公交车的燃烧。写出由CO和H2生产甲醇的化学方程式______________________________________，用该反应合成1 ml液态甲醇吸收热量131.9 kJ。又知2H2(g)＋CO(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－594.1 kJ·ml－1。请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气时的热化学方程式 ____________________________。
解析：(1)开发新能源，如太阳能、风能等，减少化石燃料的使用，可减少CO2、SO2的排放，a正确；b减少了CF2Cl2、CFCl3等，不是CO2、SO2和NO2，b不符合；c项可少烧汽油，减少CO2、NO2的排放，c正确；因SO2、NO2 有毒，用碱液吸收可减少SO2、NO2的排放，d正确。故选a、c、d。(2)CO与H2合成甲醇的方程式CO＋2H2eq \(=====,\s\up7(一定条件))CH3OH。由题意CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋131.9 kJ·ml－1 ①，又知2H2(g)＋CO(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－594.1 kJ/ml ②。根据盖斯定律②－①得CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－726 kJ·ml－1。
答案：(1)acd (2)CO＋2H2eq \(=====,\s\up7(一定条件))CH3OH
CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－726 kJ·ml－1(或其他合理答案)
15．(8分)2015年冬天，全国部分地区被雾霾笼罩，机动车尾气排放成为引发雾霾的罪魁祸首。提高空气质量，减少机动车尾气排放成为当务之急。已知断裂某些共价键需要的能量如下表：
解析：(1)断裂1 ml O=== O键和1 ml N≡N键需吸收的总能量为(498＋945) kJ＝1 443 kJ，形成2 ml N—O键放出的总能量为2×630 kJ＝1 260 kJ，吸收的能量多于放出的能量，是吸热反应，由此可知1 ml O2与1 ml N2的总能量小于2 ml NO的总能量。(2)ΔH＝eq \f(1,2)×945 kJ·ml－1＋eq \f(1,2)×498 kJ·ml－1－630 kJ·ml－1＝＋91.5 kJ·ml－1。(3)催化剂只能改变反应速率，不能改变化学平衡，故反应热不变。
答案：(1)吸热 小 (2)＋91.5 kJ·ml－1 (3)不变
16．(13分)将V1 mL 1.0 ml·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持V1＋V2＝50。
(1)对于反应：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，反应物所具有的总能量E1和生成物所具有的总能量E2的关系是________。
A．E1＞E2 B．E1＝E2
C．E1＜E2 D．无法判断
(2)根据上述实验，判断下列有关说法正确的是________。
A．上述实验中，化学能转化为热能
B．H＋与OH－结合生成水的反应是放热反应
C．图象中温度达到最高点之后，反应开始吸热
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
(3)试判断实验时环境的温度________。
A．低于22 ℃ B．等于22 ℃ C．高于22 ℃ D．无法判断
(4)实验中所用NaOH溶液的浓度为________，简要写出计算过程_________________________________________________________。
(5)若含有8.0 g NaOH的稀溶液与稍过量的1 L 0.21 ml·L－1的盐酸反应放出11.46 kJ的热量，则表示中和热的热化学方程式为________。
A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ·ml－1
B．NaOH(s)＋HCl(l)===NaCl(s)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－11.46 kJ·ml－1
D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
解析：(1)由于HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，因此反应物的总能量大于生成物的总能量，故A正确。(2)H＋＋OH－===H2O是放热反应，反应中的能量变化是由化学能转化为热能，故A、B均正确。图象中温度达到最高点之后，HCl过量，NaOH不足，反应放热逐渐减少，所以溶液温度逐渐降低，故C错误。有水生成的反应不一定是放热反应，如H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))H2O＋Cu是吸热反应，故D错误。(3)当加入HCl溶液5 mL时，NaOH溶液的体积为45 mL，溶液的温度为22 ℃，故未反应时的温度即环境温度低于22 ℃。(5)在表示中和热的热化学方程式中，除了酸、碱都必须是稀溶液外，生成物H2O的化学计量数必须是“1”。中和反应都是放热的，ΔH＜0。表示中和热的热化学方程式中，除了“H2O”后要标注“(l)”外，其他可溶性物质后都标“(aq)”。
答案：(1)A (2)AB (3)A (4)1.5 ml·L－1 当加入HCl溶液30 mL时溶液温度最高，说明酸、碱恰好完全中和，此时NaOH溶液为20 mL，故c(NaOH)＝eq \f(c（HCl）·V（HCl）,V（NaOH）)＝eq \f(1.0 ml·L－1×30 mL,20 mL)＝1.5 ml·L－1 (5)D
17．(12分)CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
③C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 ml甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2===2CO＋2H2，1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：
①能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
②若将物质的量均为1 ml的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应，所以C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH＝________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________________________(填字母)。
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：(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，故甲烷细菌使1 ml甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)①1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量，则1 ml CH4完全反应放出的热量为15.46 kJ·g－1×16 g＝247.36 kJ，故D图符合题意。②CH4的转化率＝eq \f(155.8 kJ,247.36 kJ)×100%≈63%。(3)根据盖斯定律，由②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJ·ml－1。(4)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1，则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热，故A项不正确；使CO2分解生成C与O2的反应为吸热反应，常温下不能发生，故B项不正确；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项正确；将固态碳合成为C60，以C60作为燃料，是极不经济划算的，故D项不正确。
答案：(1)＝ (2)①D ②63% (3)－74.8 kJ·ml－1
(4)C