2023版新教材高中化学专题1化学反应与能量变化素养能力综合练苏教版选择性必修1

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专题1　素养能力综合练教材易混易错专练进阶训练第一层易错点1反应热、燃烧热、键能、生成热的区别1.化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成1 mol纯物质的热效应称为生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是(　　)A．H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ·mol－1B．CO(g)的燃烧热：ΔHc＝－570 kJ·mol－1C．O—H键的键能：ΔHb＝436 kJ·mol－1D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－42 kJ·mol－1易错点2反应热与化学键的关系2.已知H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，断开1 mol O===O键和1 mol H—O键所吸收的能量分别为496 kJ和463 kJ，则断开1 mol H—H键所吸收的能量为(　　)A．920 kJ B．557 kJC．436 kJ D．188 kJ易错点3反应热大小的比较3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是(　　)A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3C．ΔH1>ΔH2＝ΔH3D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH34．已知：(Ⅰ)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1(Ⅱ)H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g)　ΔH2(Ⅲ)CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)　ΔH3(Ⅳ)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH4下列说法正确的是(　　)A．ΔH1<0、ΔH3>0B．ΔH4＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH1C．ΔH2＋ΔH3<ΔH1D．ΔH1、ΔH2、ΔH3分别对应为C、H2、CO的标准燃烧热易错点4几种电池的区别与联系5.如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，F极附近溶液显红色。则下列说法正确的是(　　)A．若用乙烷­空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则B级的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液C．丁装置中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷D．C、D、E、F电极上均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶1化学情境创新应用进阶训练第二层1．(日常生活情境)生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：下列说法中正确的是(　　)A．过程N2(g)―→2N(g)放出能量B．过程N(g)＋3F(g)―→NF3(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)―→2NF3(g)的ΔH＞0D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应2．(生产环保情境)丙烷(C3H8)完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－a kJ·mol－1②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－b kJ·mol－1③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1④ eq \f(1,2) C3H8(g)＋ eq \f(5,2) O2(g)=== eq \f(3,2) CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－d kJ·mol－1其中a、b、c、d最大的是(　　)A．a B．bC．c D．d3．(学术探索情境)碳中和作为一种新型环保形式，可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和，科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系：下列说法正确的是(　　)①燃烧时化学能可以转化为热能　②光能(或电能)可以转化为化学能　③无机物和有机化合物可以相互转化　④减少碳排放有利于缓解全球变暖　⑤风电、光伏发电等新能源的开发和使用可减少碳排放A．①④ B．①②④⑤C．①②③ D．①②③④⑤4．(学术探索情境)N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是(　　)A．②→③过程，是吸热过程B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有共价键的NH3C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量5．(日常生活情境)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车，电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是(　　)A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2OD．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移6．(日常生活情境)以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。相关反应的热化学方程式为：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH1＝－213 kJ·mol－1反应Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋ eq \f(1,2) O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1反应Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1下列说法错误的是(　　)A．该过程实现了太阳能到化学能的转化B．SO2和I2对总反应起到了催化作用C．总反应的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1D．该制氢方法生成1 mol H2(g)的反应热与直接电解水生成1 mol H2(g)的反应热相等7．(学术探索情境)CH4、CO2在催化剂作用下可以反应生成CH3COOH，该反应历程(化学吸附至脱附)可以用下图表示。下列说法不正确的是(　　)A．CH4在催化剂表面发生化学吸附可表示为：CH4(g)―→H*＋CH3*(*表示吸附态)B．②过程表示CH3COOH分子的脱附过程C．反应过程中有C—H键、C—C键、O—H键生成D．该合成反应是放热反应8．(化学史料情境)1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融) eq \o(=====,\s\up7(通电),\s\do5(1 100 ℃)) O2↑＋4Na＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe＋4NaOH===Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是(　　)A．戴维法制钠，阳极的电极反应式为：Na＋＋e－===Na↑B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强C．若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，两方法转移电子总数相等D．还可以用电解熔融氯化钠法制钠9．(实验探究情境)利用反应：Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2组成一个化学电池。(1)在下面的方框中画出带盐桥的装置图。(2)正极材料为________，电极反应式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。负极材料为________，电极反应式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若电池内溶液为100 mL 0.5 mol·L－1的FeCl3溶液，当溶液中FeCl3全部被还原成FeCl2时，溶液中ZnCl2的物质的量浓度是________，导线上通过的电子是________ mol。专题1　素养能力综合练教材易混易错专练1．答案：D解析：表示H2O(g)的生成热的热化学方程式为H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g)　ΔHf＝－243 kJ·mol－1，A错误；表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)　ΔHc＝－285 kJ·mol－1，B错误；由图1知O—H键的键能ΔHb＝ eq \f(1,2) ×(243＋436＋247)kJ·mol－1＝463 kJ·mol－1，C错误；由图1得H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－243 kJ·mol－1　①，由图2得CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol－1　②，根据盖斯定律，②－①得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－42 kJ·mol－1，D正确。2．答案：C解析：设断开1 mol H—H键所吸收的能量为x kJ，反应热ΔH＝断裂反应物化学键吸收的能量－形成生成物化学键释放的能量＝x kJ·mol－1＋ eq \f(1,2) ×496 kJ·mol－1－2×463 kJ·mol－1＝－242 kJ·mol－1，解得x＝436，故C正确；故选C。3．答案：B解析：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，表示稀溶液氢离子和氢氧根离子之间反应生成1 mol水放出的热量为57.3 kJ。分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2的溶液中加入：①浓硫酸，浓硫酸溶于水放热，并且与Ba(OH)2生成硫酸钡沉淀也放热，放热大于57.3 kJ；②稀硫酸，稀硫酸与Ba(OH)2生成硫酸钡沉淀放热，放热大于57.3 kJ，但小于①放出的热量；③稀硝酸，是强酸和强碱的稀溶液间的中和反应，放热57.3 kJ；放出的热量为：①＞②＞③，因放热ΔH＜0，则ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。4．答案：C解析：反应Ⅰ和反应Ⅲ都是燃烧反应，都是放热反应，ΔH1<0、ΔH3<0，选项A错误；反应Ⅰ－反应Ⅱ－反应Ⅲ＝反应Ⅳ，方程式相加减，焓变也是对应相加减，ΔH4＝ΔH1－ΔH2－ΔH3，选项B错误；反应Ⅳ＝反应Ⅰ－反应Ⅱ－反应Ⅲ，反应Ⅳ为吸热反应，ΔH2＋ΔH3<ΔH1，选项C正确；标准燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定产物的反应热，Ⅱ中H2的产物为气体水，应该是生成液态水，选项D错误。5．答案：C解析：C、D、E、F、X、Y都是惰性电极、接通电源后，向乙中滴入酚酞溶液，F极附近溶液显红色，则F是阴极，C、E、G、X都是阳极，D、H、Y都是阴极，A是正极，B是负极。燃料电池中，B极为负极，B极上失电子发生氧化反应，电极反应为C2H6－14e－＋18OH－===2CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ＋12H2O，故A错误；电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，G是Ag，电镀液应选择AgNO3溶液，故B错误；带正电荷的胶粒向阴极移动，丁装置中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷，故C正确；C、D、E、F电极的电极反应分为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋、Cu2＋＋2e－===Cu、2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，转移电子数相等，生成单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2，故D错误。化学情境创新应用1．答案：B解析：过程N2(g)―→2N(g)，断裂N2分子内N原子间的共价键，需要吸收能量，A不正确；过程N(g)＋3F(g)―→NF3(g)，形成三个N—F共价键，会放出能量，B正确；反应N2(g)＋3F2(g)―→2NF3(g)的ΔH＝941.7 kJ·mol－1＋3×154.8 kJ·mol－1－6×283.0 kJ·mol－1＝－291.9 kJ·mol－1<0，C不正确；NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，不可能发生化学反应，D不正确。2．答案：C解析：①与②相比生成液态水比生成气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝ eq \f(1,2) a，③与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有 eq \f(4,3)  mol C3H8完全燃烧， eq \f(2,3)  mol C3H8不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。故选C。3．答案：D解析：二氧化碳的转化过程是一个复杂的过程，这一过程中发生的变化都是化学变化。同时在这些变化中化学能和动能、势能之间相互转化，有机物和无机物之间也能相互转化。汽油、甲醇转化为二氧化碳是将化学能转化为热能和光能，同时将有机物转化为无机物，水转化为氢气过程中说明光能(或电能)可以转化为化学能，二氧化碳综合利用减少碳排放有利于缓解全球变暖，风电、光伏发电等新能源的开发和使用可减少碳排放。故选D。4．答案：C解析：②→③过程是化学键断裂的过程，是吸热过程，A正确；③→④过程，N原子和H原子形成了含有共价键的NH3，B正确；合成氨反应是放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，C错误；合成氨反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，D正确。5．答案：D解析：把释放能量的氧化还原反应：2H2＋O2===2H2O通过电池反应进行就制得氢氧燃料电池。H2失去电子，在负极上被氧化，产生H＋，由于电解液中有大量的OH－，所以电极反应式为：2H2－4e－＋4OH－===4H2O。工作一段时间后，KOH溶液被稀释，但KOH的物质的量不变。对D项，n(Cl2)＝0.1 mol，转移电子0.2 mol。6．答案：C解析：由图可知，反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化，A项正确；总反应为H2O===H2↑＋ eq \f(1,2) O2↑，故SO2和I2起到催化作用，B项正确；由反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ得H2O(l)===H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)　ΔH＝(－213＋327＋172)kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋572 kJ·mol－1，C项错误；ΔH只与反应体系的始态和终态有关，D项正确。7．答案：C解析：由图可知，CH4在催化剂表面发生化学吸附生成H*和CH3*，表示为：CH4(g)―→H*＋CH3*，A项正确；②过程H*和CH3COO*在催化剂的作用下生成CH3COOH，则②过程表示CH3COOH分子的脱附过程，B项正确；由图可知，反应中只有C—C键和O—H键的生成，C项错误；反应物的总能量大于生成物的总能量，该合成反应是放热反应，D项正确。8．答案：D解析：A项，阳极应发生氧化反应；B项，盖·吕萨克法制钠原理是根据钠的沸点较低、易从反应混合物中分离出来；C项，根据反应方程式可知用戴维法制取金属钠，每反应产生4 mol Na转移电子的物质的量是4 mol，而用盖·吕萨克法制得4 mol的钠转移电子的物质的量是8 mol，因此制取等量的金属钠，转移电子的物质的量不相等；D项，由于NaCl是离子化合物，可用电解熔融氯化钠的方法制金属钠。9．答案：(1)(2)石墨(答案合理即可)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Zn　Zn－2e－===Zn2＋(3)0.25 mol·L－1　0.05解析：(2)据氧化还原方程式知还原剂Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，正极可为Cu、Fe、Ag或石墨，电极反应为：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。(3)n(Fe3＋)＝0.5 mol·L－1×0.1 L＝0.05 mol，则转移电子的物质的量为0.05 mol，c(ZnCl2)＝1/2×0.5 mol·L－1＝0.25 mol·L－1。化学键N≡NF—FN—F能量/kJ·mol－1941.7154.8283.0