高中化学 第一章 化学反应与能量章末过关检测 新人教版选修4

第一章 化学反应与能量 (时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题4分，共60分)1下列一些诗句、成语、谚语等包含吸热反应过程的是()野火烧不尽，春风吹又生；春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干；千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲；爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏；只要功夫深，铁杵磨成针；火树银花；死灰复燃；凿壁借光。ABC D只有解析：选D。枯草的燃烧是放热反应；蜡烛的燃烧是放热反应；石灰石的煅烧是吸热反应；爆竹的燃放是放热反应；铁杵磨成针是物理变化；烟花的燃放是放热反应；是放热反应；是光的传播，不涉及化学变化。2已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是()A碳的燃烧热大于110.5 kJmol1B反应的反应热为221 kJmol1C稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为257.3 kJmol1D稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量解析：选A。1 mol C不完全燃烧生成CO放出热量221 kJ2110.5 kJ，1 mol C完全燃烧生成CO2放出热量大于110.5 kJ，即C的燃烧热大于110.5 kJmol1；反应的反应热为221 kJmol1；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1；醋酸是弱酸，与NaOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ。32016湖北高考冲刺卷(一)已知2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法不正确的是()A途径与途径相比，可能是加入了二氧化锰B2 mol H2O2(l)的能量高于2 mol H2O(l)的能量C其他条件相同，产生相同量氧气时放出的热量，途径大于途径D其他条件相同，产生相同量氧气所需时间，途径大于途径解析：选C。途径中活化能较低，可能加入催化剂，A项正确；由图可知题给反应为放热反应，2 mol H2O2(l)的能量高于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)的能量和，B项正确；该反应放出的热量与途径无关，C项错误；途径中加入催化剂，降低了活化能，化学反应速率更快，D项正确。4下列图示关系不正确的是()解析：选B。燃烧热和中和热均属于反应热，两者是并列关系，A项正确。一次能源和二次能源是并列关系，而非交叉关系，B项错误。氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应，C项正确。根据能源的分类可知D项正确。5H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJmol1已知：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 mol HH键和1 mol II键所需能量大于断开2 mol HI键所需能量C断开2 mol HI键所需能量约为(cba) kJD向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ解析：选B。该反应的H0，为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；该反应为放热反应，则断开1 mol HH键和1 mol II键所需的能量小于断开2 mol HI键所需的能量，B项错误；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJmol1，故断开2 mol HI键所需的能量约为(cba) kJ，C项正确；H2和I2的反应为可逆反应，2 mol H2和2 mol I2反应不可能生成4 mol HI，因此放出的热量小于2a kJ，D项正确。6下列图像分别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石墨转变为金刚石是吸热反应B白磷比红磷稳定CS(g)O2(g)=SO2(g)H1，S(s)O2(g)=SO2(g)H2，则H1H2DCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0解析：选A。由图可知：石墨的能量比金刚石低，故A项正确；白磷比红磷的能量高，白磷不如红磷稳定，故B项错误；C项中应是H1H2，不能忽略H1和H2均带“”号，故C项错误；D项中该反应为放热反应，H0，故D项错误。7根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)HQ1 kJ/mol，2H2S(s)O2(g)=2S(s)2H2O(l)HQ2 kJ/mol，2H2S(s)O2(g)=2S(s)2H2O(g)HQ3 kJ/mol，判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()AQ1Q2Q3 BQ1Q3Q2CQ3Q2Q1 DQ2Q1Q3解析：选A。S(s)O2(g)=SO2(g)为放热反应，故Q1Q2；H2O(g)=H2O(l)放热，故Q2Q3。8下列说法正确的是()A如图可表示水分解过程中的能量变化B若2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/mol，则碳的燃烧热为110.5 kJ/molC需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D已知：反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Ha kJ/mol，：键能HH：b kJ/mol，ClCl：c kJ/mol。则断开1 mol HCl键所需能量为(bca)/2 kJ解析：选A。根据总反应的能量变化图知，A正确；根据燃烧热的定义，CO不是稳定氧化物，B错误；反应的吸热或放热与反应条件无关，C错误；由反应热定义知abc2E(HCl)，则断开1 mol HCl键所需的能量为(abc)/2 kJ，D错误。9物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中反应：(tBuNO)22(tBuNO)，测得该反应的H50.5 kJmol1，活化能Ea90.4 kJmol1。能量关系图合理的是()解析：选D。由(tBuNO)2生成2(tBuNO)的H50.5 kJmol1可知，正反应吸热，反应物的总能量小于生成物的总能量，B、C错误；活化能Ea是指反应物的能量到活化分子的能量值，注意两个数值的大小要在图中成合理比例，故选D。10根据热化学方程式S(s)O2(g)=SO2(g)H297.23 kJmol1，分析下列说法正确的是()AS(g)O2(g)=SO2(g)|H|297.23 kJmol1BS(g)O2(g)=SO2(g)|H|297.23 kJmol1C1 mol SO2(g)所具有的能量大于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和D1 mol SO2(g)所具有的能量小于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和 解析：选D。S(s)具有的能量比S(g)具有的能量低，所以A、B错误，题干中热化学方程式表示的反应为放热反应，所以D正确。11已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.9 kJmol1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()A21B12C11 D23解析：选C。由生成3.6 g H2O(l)知，n(H2)0.2 mol，则n(CO)0.2 mol，则n(H2)n(CO)11，故选C。12能由下表所列的“依据”推导出后面的“结论”的是()依据结论ACH4(g)2O2(g)= CO2(g)2H2O(g)H801.3 kJmol1CH4的燃烧热H801.3 kJmol1BSn(灰，s)Sn(白，s) H2.1 kJmol1白锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏C稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1中和热H57.3 kJmol1D3O2(g)=2O3(g) HQ kJmol1(Q0)臭氧比氧气稳定解析：选B。表示CH4的燃烧热时生成的H2O应为液态，A错；中和热H应为负值，C错；氧气转化为臭氧时吸热，故等质量臭氧具有的能量高于氧气，氧气更稳定，D错。13白磷会对人体造成严重的烧伤，白磷(P4)分子结构为。下列说法不正确的是()A白磷着火点低，在空气中可自燃B白磷、红磷互为同素异形体C31 g白磷中，含PP键1.5 molD已知P4(白磷，s)3O2(g)=2P2O3(s)HQ kJmol1，则白磷的燃烧热为Q kJmol1解析：选D。D选项中的白磷燃烧产物P2O3(s)不是最稳定的氧化物，白磷最稳定的氧化物是P2O5(s)，故D错。14已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJ/mol；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H57.3 kJ/mol，则HCN在水溶液中电离的H等于()A69.4 kJ/mol B45.2 kJ/molC45.2 kJ/mol D69.4 kJ/mol解析：选C。由题意可知，HCN(aq)OH(aq)=H2O(l)CN(aq)H12.1 kJ/mol；H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。对比两个热化学方程式可知，反应比反应放热少的原因是HCN是弱酸，电离过程吸热。1 mol HCN与NaOH反应比1 mol HCl与NaOH反应时少放出45.2 kJ的热量，故HCN在水溶液中电离的H等于45.2 kJ/mol，所以选C。15已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/molFe2O3CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO2气体时对应的H约为()A218 kJ/mol B109 kJ/molC218 kJ/mol D109 kJ/mol解析：选B。该问题可以转化为CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H？，所以应用盖斯定律，即可得到目标热化学方程式。 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)16(13分)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已知1 mol Si中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2中含4 mol SiO键，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)假如硅作为一种普通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_。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溶液恰好反应，则制备纯硅的反应过程中_(填“吸收”或“释放”)的热量为_kJ。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，且催化剂不能降低反应能耗，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。答案：(1)460(2)光(或太阳)电(3)D(4)吸收6.0117. (12分)将V1 mL 1.0 molL1 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，实验结果如右图所示，实验中始终保持V1V250。 (1)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(2)实验中所用NaOH溶液的浓度为_，简要写出计算过程：_。(3)若含有8.0 g NaOH的稀溶液与稍过量的1 L 0.21 molL1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_(填字母)。ANaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1BNaOH(s)HCl(l)=NaCl(s)H2O(l)H57.3 kJmol1CNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H11.46 kJmol1DNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1解析：(1)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应低于22 。(3)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，H0。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)1.5 molL1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)1.5 molL1(3)D18(15分)(2016杭州高二检测)“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的“气”是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为11。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量，1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式：_，若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量_890 kJ(填“”“”或“”)。(2)忽略水煤气中的其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为_；燃烧生成的CO2的质量比约为_。(3)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作民用燃料，突出的优点是_。解析：(1)1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量，则2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的反应热为H(2862) kJmol1572 kJmol1；由于水蒸气转化为液态水放热，故1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量小于890 kJ。(2)由题意得，1 mol水煤气完全燃烧放出热量为(286 kJ2283 kJ2)284.5 kJ，若放出热量均为1 kJ，则消耗水煤气和甲烷的物质的量分别为 mol、 mol，二者体积之比等于物质的量之比约为31，产生二氧化碳的物质的量分别为 mol、 mol，两者之比约为32。(3)甲烷燃烧热值高，用其作燃料可减少二氧化碳的排放，有利于环境保护。答案：(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1(2)3132(3)燃烧热值高，可减少二氧化碳的排放，有利于环境保护