高三化学 1_5 化学反应与能量课时测试（含解析）

1-5 化学反应与能量（测试时间：45分钟 满分 100分）姓名： 班级： 得分： 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列有关反应热的说法正确的是（ ） A在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量 B甲烷的标准燃烧热H=890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式为 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=890kJmol1 C已知常温常压下HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）H=57.3 kJmol1，则有H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）H=114.6 kJmol1 D已知S（s）+O2（g）=SO2（g）H1=Q1 kJmol1，S（g）+O2（g）=SO2（g）H2=Q2kJmol1，则Q1Q2【答案】D【解析】A、很多的放热反应也需要在加热条件下进行，错误，不选A；B、燃烧热是指生成稳定的氧化物，水为液体时稳定，错误，不选B；C、硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，沉淀的溶解有热量的改变，所以不能使用中和热的数值，错误，不选C；D、固态硫的能量比气态硫的能量低，所以气态硫放热多，正确，选D。2下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）A已知C(石墨, s)=C(金刚石, s); H0，则金刚石比石墨稳定B2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=-483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJmol-1C500、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6kJmol-1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量19.3kJDH2(g)+F2(g)=2HF(g) H = -270kJmol-1，则相同条件下，2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和【答案】D【解析】A中反应是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，因此石墨稳定，A错误；B氢气的燃烧热是值1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，单位是kJ/mol，气态水不是稳定氧化物，2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H=-483.6kJmol-1，则燃烧热483.6kJmol-1/2=241.8kJmol-1，B错误；C合成氨是可逆反应，1.5molH2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成，放出的热量应小于19.3kJ，C错误；D此反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，D正确；答案为D。3一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5mol/L的KOH溶液100ml，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式：C4H10（g）+13/2 O2（g）4CO2（g）+5H2O（g）的H为（）A+2590.4kJ/mol B-2590.4kJ/mol C+1295.2kJ/mol D-1295.2kJ/mol 【答案】B【解析】KOH的物质的量为n（KOH）=cV=0.1L5mol/L=0.5mol，2KOH+CO2K2CO3+H2O，根据钾离子守恒，故n（K2CO3）=0.5mol1/2=0.25mol，根据碳元素守恒由n（CO2）=n（K2CO3）=0.25mol，C4H10+13/2O24CO2+5H2O，根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量为n（C4H10）=0.25mol1/4=1/16mol，即1/16mol丁烷放出的热量大小为161.9kJ，故1mol丁烷完全燃烧放出的热量为161.9kJ16=2590.4KJ，则此条件下反应热化学方程式为：C4H10（g）+13/2O2（g）4CO2（g）+5H2O（g）H=-2590.4kJmol-1，答案为B。4下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）A2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1，则氢气的燃烧热为241.8kJmol-1B已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) H0，则金刚石比石墨稳定C含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H2O H=-57.4kJmol-1D已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) H2 则H10，则石墨能量低稳定，故B错误；C含20.0g即0.5mol的NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH(ag)+HCl(ag)=NaCl(ag)+H2O H=-57.4kJmol-1，没有标明状态，故C错误； D已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1，2C(s)+O2g)=2CO(g) H2 ，完全反应放出的能量高，故H1H2，故D正确；答案为D。5甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H 49.0 kJ/molCH3OH(g)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g) H192.9 kJ/mol根据上述反应，下列说法正确的是（ ） A右图表示反应中的能量变化 B可推知2H2(g)O2(g)2H2O(g) DH483.8 kJ/mol C1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJ DCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量【答案】B【解析】A、图中反应物总能量高于生成物总能量，表示的是放热反应，而反应是吸热反应，错误；B、依据盖斯定律-得到H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）H=-241.9 kJ/mol；所以2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）H=-483.8 kJ/mol；正确；C、反应甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变-192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ；错误；D、CH3OH转变成H2的过程按照反应是吸热反应，按照反应是放热反应，所以不一定要吸收能量，错误；6最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示，已知断裂1molNN键吸收167kJ热量，生成1molNN键放出942kJ热量。根据以上信息和数据，则1molN4(g)生成N2(g)的H为（ ）A -882kJ/mol B+441kJ/mol C+882kJ/mol D-441kJ/mol【答案】A【解析】由题意知，NN的键能为942kJ/mol，N-N键的键能为167kJ/mol，1molN4生成N2(g)的反应为：N4(g)=2N2(g)，反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，所以反应热H=6167kJ/mol -2942kJ/mol= -882kJ/mol，答案选A。7根据碘与氢气反应的热化学方程式（碘为气态或固态），下列判断正确的是 （ ） () I2(g)H2(g) 2HI(g)9.48 kJ () I2(g)H2(g) 2HI(g)26.48 kJA中碘为气态，中碘为固态B反应()的产物比反应()的产物稳定C1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，反应放热9.48 kJ D1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ【答案】A【解析】A由于产物的能量相同，是放热反应，是吸热反应，说明反应物含有的中的高。因此中碘为气态，中碘为固态，正确；B物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。由于反应()的产物与反应()的产物状态相同，因此稳定性相同，错误；C1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，发生反应，由于该反应是可逆反应，物质不能完全转化，所以放热小于9.48 kJ ，错误；D1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差26.48 kJ +9.48 kJ =35.96 kJ，错误。8已知：2H2(g)O2(g)2H2O (g) H13H2(g)Fe2O3(s)2Fe(s)3H2O (g) H22Fe(s)3/2O2(g)Fe2O3(s) H32Al(s)3/2O2(g)Al2O3(s) H42Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 （ ）AH10，H30 BH50，H4H3CH1H2H3 DH3H4H5【答案】B【解析】A、反应2Fe(s)3/2O2(g)Fe2O3(s)为放热反应，H30，错误；B、反应2Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s)为放热反应，H50，铝比铁活泼，具有的能量高，等量的铝与氧气反应放出的热量比等量的铁多，H4H3，正确；C、根据盖斯定律：=（+）2/3，H1（H2H3）2/3，错误；根据盖斯定律：=，H3H4H5，错误。9化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 （ ） A该反应是吸热反应B断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量C2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量D断裂1 mol AA键和1 mol BB键能放出x kJ的能量【答案】B【解析】A、由能量变化图可知生成物AB具有的能量低于反应物具有的能量，该反应是放热反应，A错误；B、断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量，B正确；C、2 mol AB的总能量低于1 mol A2和1 mol B2的总能量，C错误；D、断裂1 mol AA键和1 mol BB键需吸收x kJ的能量，D错误；答案选B。10已知：2H2(g)O2(g)2H2O(l) H571.6 kJmol1 2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJm ol1 H(aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1 下列说法正确的是（ ）AH2(g)的燃烧热为571.6 kJmol1B同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多CH2SO4(aq)Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)H2O(l)H57.3 kJmol1D3H2(g)CO2(g) CH3OH(l)H2O(l)H135.9 kJmol1【答案】B【解析】由题意可知H2(g)的燃烧热为285.8kJmol1，C项有沉淀生成，H不等于-57.3 kJmol1，由盖斯定律得D项方程式可由（3）/2, H为-131.4 kJmol1。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11（15分）参考下列图表和有关要求回答问题：（1）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种原理是CH3OH(g)和H2O(g)反应生成CO2和H2。右图是该过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，正反应活化能 a的变化是_ （填“增大”、“减小”、“不变”），反应热H的变化是_（填“增大”、“减小”、“不变”）。请写反应进程出CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式_。（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的另一种反应原理是：CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) H=c kJ/mol又知H2O(g)H2O(l) H=d kJ/mol。则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_。【答案】（1）减小；不变；CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol（2）2CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(g) H（4a4b6c4d）kJ/mol【解析】（1）催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，即a减小，但催化剂不能改变活化能，即反应热H不变。根据图像可知反应热akJ/molbkJ/mol，所以CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式为CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol。（2）已知：CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) H=c kJ/mol，H2O(g)H2O(l) H=d kJ/mol，CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H（ab）kJ/mol，则根据盖斯定律可知644即可得到甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为2CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(g) H（4a4b6c4d）kJ/mol。12（15分）化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可分为许多种，如标准燃烧热和中和反应反应热等。（1）下列H表示物质标准燃烧热的是_；表示中和反应反应热的是_。(填“H1”、“H2”、“H3”等)A2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H1BC(s)O2(g)=CO(g) H2=-Q1kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H3DC(s)O2(g)=CO2(g) H4=-Q2kJmol1ENaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H5（2）2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。（3）根据题（1）中B、D判断1 molCO(g)完全燃烧的H= 。（4）反应E的H6可以用如图所示的装置进行测量。实验中直接测定的数据是 ；从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_；大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和反应的反应热的数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。【答案】（1）H4（2分） H5（2分）（2）2C2H2（g）+5O2=4CO2(g)+2H2O(l)；H2=-2589.6kJmol1 （3分）（3）H=（Q1-Q2）kJmol1 （2分）（4）温度（2分） 环形玻璃搅拌棒（2分） 偏小（2分）【解析】（1）A、2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H1中氢气的物质的量不是1mol，所以H1不能表示燃烧热，故A错误；B、C（s）+O2（g）CO（g）H2=-Q1kJmol-1，生成产物不是最稳定氧化物，所以H2不能表示燃烧热，故B错误；C、CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（g）H3，生成水为气体，不是最稳定氧化物，所以H3不能表示燃烧热，故C错误；D、C（s）+O2（g）CO2（g）H4=-Q2kJmol-1，碳的物质的量为1mol生成物二氧化碳为稳定氧化物，所以H5能表示燃烧热，故D正确；E、NaOH（aq）+HCl（aq）NaCl（aq）+H2O（l）H5，符合中和热定义，H5能表示中和反应反应热，故E正确；故答案为：H4；H5；（2）C2H2气体完全燃烧反应的化学方程式为：2C2H2+5O24CO2+2H2O，2.00g C2H2气体n（C2H2）=mol，放出99.6kJ的热量，则1molC2H2燃烧放出的热量为：99.6kJ13=1294.8KJ，则热化学方程式为：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）H2=-2589.6kJmol-1；故答案为：2C2H2（g）+5O2=4CO2（g）+2H2O（l）H2=-2589.6kJmol-1；（3）依据盖斯定律D-B的CO（g）+O2（g）=CO2（g），所有反应的焓变为H=（Q1-Q2）kJmol-1；故答案为：（Q1-Q2）kJmol-1；（4）反应E的H6可以用如图所示的装置进行测量，实验中直接测定的数据是温度；量热计应带环形玻璃搅拌棒；大烧杯上如不盖硬纸板，导致热量损失，所有求得的中和反应的反应热的数值偏小；故答案为：温度；环形玻璃搅拌棒；偏小。13（8分）常温常压下，断裂1 mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1 mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJmol1) 请根据下表一些键能数据完成下列问题。化学键键能化学键键能化学键键能CF427CCl330CI218HH436SS255HS339（1）由表中数据规律预测CBr键的键能范围：_CBr键能_(填写数值和单位)。（2）已知下列热化学方程式：O2 (g) = O2+(g)e H1 1 175.7 kJ/molPtF6(g)e= PtF6-(g) H2 771.1 kJ/molO2+PtF6-(s) = O2+(g)PtF6-(g) H3 482.2 kJ/mol则反应O2(g) _(g)=O2+PtF6-(s) H_kJmol1。【答案】（每空2分，共8分）（1） 218 kJmol1CBr键能330 kJmol1（2） PtF6 77.6【解析】（1）根据表中数据可得规律：卤族元素CX键的键能由上到下依次减小，预测CBr键的键能范围：218 kJmol1CBr键能330 kJmol1；（2） 依据盖斯定律得到，反应热化学方程式为：O2(g)PtF6(g)=O2+PtF6-(s)的H77.6 kJmol1。14（12分）按要求写热化学方程式：（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_.（2）25、101 kPa条件下充分燃烧1kg丁烷生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5104 kJ，写出表示丁烷燃烧热化学方程式_（3）已知下列热化学方程式：CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ/molC(s)O2(g)CO2(g) H2393.5 kJ/molH2(g)O2(g)H2O(l) H3285.8 kJ/mol写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式_（4）已知：C(s，石墨)O2(g)CO2(g) H1Q1kJmol12CO2(g)H2 (g)C2H2(g)2O2(g) H2Q2kJmol1。写出由C(s，石墨)和H2(g)生成C2H2(g)的热化学方程式:_【答案】（每空3分，共12分）（1）H2SO4(aq)NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1 （2）C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2900 kJmol1 （3）2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H488.3 kJmol1 （4） 2C(石墨, s) + H2(g) C2H2(g) H(2Q1+Q2) kJmol1 【解析】（1）中和热是生成1molH2O时放出的热量，即H2SO4(aq)NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol；（2）利用H与系数的关系，燃烧1kg丁烷，产生的热量，得出燃烧1mol丁烷放出的热量为2900kJ，即C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2900 kJ/mol；（3）2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，因此有22得出：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H=488.3kJmol1；（4）2C(s，石墨)H2(g)=C2H2(g)，C(s，石墨)O2(g)CO2(g) ，2CO2(g)H2 (g)C2H2(g)2O2(g) ，22得出：(石墨, s) + H2(g) C2H2(g) H(2Q1+Q2) kJ/mol。