2022年高中化学 专题1 化学反应与能量变化专项训练 苏教版选修4

2022年高中化学 专题1 化学反应与能量变化专项训练 苏教版选修4一、能源及其利用1下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是()A化石能源物质内部蕴涵着大量的能量B绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D吸热反应没有利用价值答案D解析大多数分解反应是吸热反应，某些吸热反应如由焦炭制水煤气等是可以被人类利用的反应。2形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是()A开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料B研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展C在农村推广使用沼气D减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生答案B3太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。(1)划分下列能源的类别。煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电类别一次能源二次能源燃料能源非燃料能源(2)煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是_，能量形成和转换利用过程基本上是_。(3)为了消除大气污染，节约燃料，缓解能源危机，化学家提出了利用太阳能促使燃料循环使用的构想图，该设想的物质循环中太阳能最终转化为_，主要需解决的问题是_。答案(1)类别一次能源二次能源燃料能源煤、石油、薪柴、天然气汽油、酒精、液化气、煤气非燃料能源水力、铀、风力热水、蒸汽、电(2)来自太阳辐射的能量太阳能辐射化学能热能(3)化学能利用太阳能使燃烧产物经化学反应重新组合，使之变成CH4、CH3OH、NH3等解析解答本题的关键是明确能源的分类知识，例如不可再生能源和可再生能源、一次能源和二次能源等。(1)一次能源是指没有经过转化，而直接来自自然界的能源；二次能源则是经过转化的能源。燃料能源是以燃料形式被人类利用的能源，而非燃料能源则是以其他形式被利用的能源。(2)煤、石油和天然气是化石能源，不可再生，生物质能来自植物，可以再生，但其共同点是它们的能量最初都来自于太阳辐射。该设想是利用太阳能将燃烧产物重新转化为燃料，使燃料再生。二、中和热和标准燃烧热的概念4下列说法或表示方法中正确的是()A等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多B氢气的标准燃烧热为285.8 kJmol1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1CBa(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)H0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。5已知反应热：25 、101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1弱电解质电离时需吸热。下列结论正确的是()AC的标准燃烧热大于110.5 kJmol1B的反应热为221 kJmol1C稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1D稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量答案A解析的反应热为221 kJmol1；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1；稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ。三、热化学方程式书写正误判断6已知在1.01105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1答案A解析2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则1 mol 氢气燃烧生成水蒸气应放出484 kJ242 kJ热量，放出热量H为“”，各物质的状态分别是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B项中的H2O的状态应为气态；C、D项中H的符号应为“”；A项是逆向进行的反应，H为“”(常省略)，数值相等。故应选A。7已知充分燃烧a g乙炔气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2b kJmol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2b kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4b kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)Hb kJmol1答案C解析放热反应中H0，所以B、D错误；生成1 mol CO2时放出b kJ 的热量，所以，生成4 mol CO2时放出的热量为4b kJ，所以C正确。8下列热化学方程式正确的是()A甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1C已知在120 、101 kPa下，1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D25 ，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)2KOH(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l)H57.3 kJmol1答案C解析由标准燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，所以19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量，B项错误；D选项，反应物的物质的量与H不对应。四、盖斯定律在反应热计算中的典型应用9已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的标准燃烧热分别是285.8 kJmol1、1 411.0 kJmol1和1 366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为()A44.2 kJmol1B44.2 kJmol1C330 kJmol1D330 kJmol1答案A解析本题由已知反应的标准燃烧热计算新反应的反应热。依据标准燃烧热的概念，写出热化学方程式。C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 411.0 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1得：C2H4(g)H2O(l)=C2H5OH(l)H44.2 kJmol1，故应选A。10S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。已知：S(单斜，s)O2(g)=SO2(g)H1297.16 kJmol1S(正交，s)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJmol1S(单斜，s)=S(正交，s)H3下列说法正确的是()AH30.33 kJmol1B单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应CS(单斜，s)=S(正交，s)H30，单斜硫比正交硫稳定答案C解析由题意知，根据盖斯定律，即H3H1H2297.16 kJmol1(296.83 kJmol1)0.33 kJmol1，所以S(单斜，s)=S(正交，s)为放热反应，说明S(单斜，s)能量高，相对不稳定，S(正交，s)能量低，相对稳定，故选C。11已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ1 kJmol1，室温下，若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，则()AQ1Q2 BQ1Q2CQ10。HQ1，HQ2。由盖斯定律H总HHQ1(Q2)0，则Q1Q2。五、化学反应与能量有关知识的综合应用12接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 并有催化剂存在下进行：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H190 kJmol1。(1)该热化学反应方程式的意义是_。(2)已知单质硫16 g燃烧放热为149 kJ，写出硫燃烧的热化学方程式：_。(3)由S(s)生成3 mol SO3(g)的H_。答案(1)在450 时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ(2)S(s)O2(g)=SO2(g)H298 kJmol1(3)1 179 kJmol1解析(1)热化学方程式表示的是450 时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ。(2)16 g硫的物质的量为0.5 mol，则1 mol硫燃烧放出的热量为298 kJ，故硫燃烧的热化学方程式为S(s)O2(g)=SO2(g)H298 kJmol1。(3)设2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H190 kJmol1为反应，S(s)O2(g)=SO2(g)H298 kJmol1为反应，根据盖斯定律，由()3，可得：3S(s)O2(g)=3SO3(g)H(298 kJmol1190 kJmol1)31 179 kJmol1。13据参考消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)O2(g)=SiO2(s)H989.2 kJmol1，有关键能数据如下表：化学键SiOO=OSiSi键能/kJmol1x498.8176则x的值为_。(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把_能转化为_能的装置。(3)假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是_(填字母序号)。A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B硅的来源丰富，易于开采，且可再生C硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D寻找高效新催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术(4)工业制备纯硅的反应为2H2(g)SiCl4(g)=Si(s)4HCl(g)H240.4 kJmol1，生成的HCl通入100 mL 1 molL1的NaOH溶液中恰好完全反应，则反应过程中_(填“吸收”或“释放”)的热量为_kJ。答案(1)460(2)光(或太阳)电(3)D(4)吸收6.01解析(1)每摩尔Si含有2 mol SiSi键，每摩尔SiO2含有4 mol SiO键，则H2176 kJmol1498.8 kJmol14x kJmol1989.2 kJmol1，x460。(2)硅光电池将光(或太阳)能转化为电能。(3)硅是固体，便于运输、贮存，A对；硅元素在地壳中含量居于第二位，来源丰富，B对；硅燃烧的产物为SiO2，没有污染，C对；制备硅不需要催化剂，D错。(4)100 mL 1 molL1 的NaOH溶液消耗0.1 mol HCl，则工业制备纯硅的反应中有0.1 mol HCl生成，故吸收的热量为0.1 mol6.01 kJ。14为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJmol1。试根据表中所列键能数据估算a的数值：_。化学键HHNHNN键能/kJmol1436391945(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(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32 599 kJmol1根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。答案(1)2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452.8 kJmol1(2)93(3)H226.7 kJmol1解析(1)5 g CH3OH(l) 充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的热量，则1 mol CH3OH充分燃烧时，放出的热量为113.5 kJ726.4 kJ，故其燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.4 kJmol1，或2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452.8 kJmol1。(2)H反应物的键能之和生成物的键能之和3436 kJmol1945 kJmol16391 kJmol193 kJmol1，故a的值为93。(3)由题意知，需求算下述反应的焓变：2C(石墨，s)H2(g)=C2H2(g)H，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(4)/2得：2C(石墨，s)H2(g)C2H2(g)H2H1则H2(393.5) kJmol1226.7 kJmol1。