新教材2023年高中化学第一章化学反应的热效应过关检测卷B新人教版选择性必修1

第一章过关检测卷(B)

 (时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题4分,共40分)

1.下列说法中正确的是(　　)。

A.在化学反应中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B.ΔH>0的反应是放热反应,ΔH<0的反应是吸热反应

C.同一个化学反应,不论其方程式中各物质的化学计量数如何变化,ΔH均相同

D.化学反应中生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH>0

答案:D

解析:在化学反应中,发生物质变化的同时一定伴随着能量的变化,A项错误;ΔH>0的反应是吸热反应,ΔH<0的反应是放热反应,B项错误;ΔH与热化学方程式中各物质的化学计量数一一对应,C项错误;化学反应中生成物的总焓大于反应物的总焓时,反应为吸热反应,ΔH>0,D项正确。

2.下列热化学方程式中ΔH的数值表示物质燃烧热的是(　　)。

A.CH4(g)+O2(g)2H2O(l)+CO(g)　ΔH

B.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH

C.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH

D.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH

答案:C

解析:在25℃和101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量是该物质的燃烧热。A项中CO(g)不是指定产物,指定产物是CO2(g);B项中HCl(g)不是指定产物;D项中CO(g)的物质的量是2mol。因此只有C项正确。

3.已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1

则反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH是(　　)。

A.-386 kJ·mol-1 B.+386 kJ·mol-1

C.-746 kJ·mol-1 D.+746 kJ·mol-1

答案:C

解析:根据盖斯定律,①-②得:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH=-566kJ·mol-1-(+180kJ·mol-1)=-746kJ·mol-1。

4.下列有关说法正确的是(　　)。

A.已知:HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH=-25.96 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中分解后可以放出25.96 kJ的热量

B.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1

C.肼(N2H4)是一种用于制造火箭燃料或燃料电池的原料,已知

①2H2O(g)+O2(g)2H2O2(l)　ΔH=+108.3 kJ·mol-1;②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-534.0 kJ·mol-1,则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-642.3 kJ·mol-1

D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1

答案:B

解析:A项错误,该反应为可逆反应,不可能完全进行,故其放出的热量小于25.96kJ;C项错误,根据盖斯定律,由②-①得,N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-642.3kJ·mol-1,生成物H2O(l)应为H2O(g);D项错误,由于CH3COOH是弱酸,故1molCH3COOH与1molNaOH反应放出的热量小于57.3kJ。

5.依据如图判断,下列说法正确的是(　　)。

A.氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1

B.2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低

C.液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1

D.H2O(g)生成H2O(l)时,断键吸收的能量小于成键放出的能量

答案:C

解析:由图像分析可知2molH2和1molO2反应生成2mol气态水放热483.6kJ,热化学方程式为①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6kJ·mol-1,2molH2O(g)转变为2molH2O(l)放热88kJ,即②2H2O(g)2H2O(l)　ΔH=-88kJ·mol-1,①+②得2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,A项错误,C项正确。由图可知反应①为放热反应,2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量高,B项错误。H2O(g)变成H2O(l)时放出热量,此过程为物理变化,无化学键的断裂和形成,D项错误。

6.已知:①H2O(l)H2O(g)　ΔH=+Q1 kJ·mol-1

②2H2O(g)2H2(g)+O2(g)

ΔH=+Q2 kJ·mol-1

③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　

ΔH=-Q3 kJ·mol-1

(Q1、Q2、Q3均大于零)

则H2与CH4的燃烧热的比值为(　　)。

A. B.

C. D.

答案:A

解析:根据盖斯定律H2(g)+O2(g)H2O(l)

ΔH=-(Q1+)kJ·mol-1,所以H2的燃烧热为(Q1+)kJ·mol-1;而CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q3kJ·mol-1,所以CH4的燃烧热为Q3kJ·mol-1;则H2与CH4的燃烧热的比值为。

7.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示:

①H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ·mol-1

②H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ·mol-1

下列判断正确的是(　　)。

A.①中的I2为固态,②中的I2为气态

B.②的反应物总能量比①的反应物总能量低

C.①的产物比②的产物热稳定性更好

D.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ

答案:B

解析:A项,固态I2升华时吸热,则①中的I2为气态,②中的I2为固态;B项,②的反应物总能量比①的反应物总能量低;C项,①的产物与②的产物相同,热稳定性一样;D项,②-①得I2(s)I2(g)　ΔH=+35.96kJ·mol-1,1mol固态碘升华时将吸热35.96kJ。

8.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:

S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol-1

已知:碳的燃烧热ΔH1= a kJ·mol-1

S(s)+2K(s)K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1

2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1

则x为(　　)。

A.3a+b-c B.c-3a-b

C.a+b-c D.c-a-b

答案:A

解析:由碳的燃烧热,可得热化学方程式①:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=akJ·mol-1。对题目中的热化学方程式依次编号:②、③、④,根据盖斯定律,②=①×3+③-④,则ΔH=ΔH1×3+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,故A项正确。

9.HCN是无色有杏仁气味的有毒气体,早期广泛用于船舱、仓库的烟熏灭鼠。已知:1 mol HCN(aq)与1 mol

NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　　)。

A.-67.7 kJ·mol-1

B.-43.5 kJ·mol-1

C.+43.5 kJ·mol-1

D.+67.7 kJ·mol-1

答案:C

解析:反应的热化学方程式分别为:

①HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l)　ΔH=-12.1kJ·mol-1

②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=

-55.6kJ·mol-1

用①-②可得HCN电离的热化学方程式为HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq)　ΔH=-12.1kJ·mol-1-(-55.6kJ·mol-1)=+43.5kJ·mol-1。

10.如图是金属镁与卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)。

A.由MgCl2制取Mg是放热过程

B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2

C.常温下,氧化性:F2<Cl2<Br2<I2

D.由图可知,此温度下MgBr2(g)与Cl2(g)反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)　ΔH=-117 kJ·mol-1

答案:D

解析:由图示可知,MgCl2(s)Mg(s)+Cl2(g),能量由低到高,故由MgCl2制取Mg是吸热过程,A项错误;物质的能量越低越稳定,故热稳定性MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,B项错误;常温下,氧化性F2>Cl2>Br2>I2,C项错误;由图示可知,①Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)　ΔH=-641kJ·mol-1,②Mg(s)+Br2(g)MgBr2(s)　ΔH=-524kJ·mol-1,①-②得MgBr2(g)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)　ΔH=-641kJ·mol-1-(-524kJ·mol-1)=-117kJ·mol-1,D项正确。

二、非选择题(本题共4小题,共60分)

11.(12分)如图是一个测量物质反应是吸热还是放热的简易实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。请根据装置回答下列问题。

(1)将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,有关反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　,小试管中看到的现象是　 　　　　　　　。 

(2)弯管中A端液面　　　(填“上升”或“下降”),原因是　　　　　　　　　　　;说明此反应是　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 

答案:(1)2Al+6H+2Al3++3H2↑　剧烈反应,有大量气泡产生

(2)下降　锥形瓶内气体温度升高,压强增大,大于外界大气压,从而使A端液面下降　放热

解析:小试管内反应产生的热量使锥形瓶内温度升高,空气膨胀,压强增大,使右侧弯管内液面左低右高。

12.(14分)发射卫星时常用肼(N2H4)作为燃料,用二氧化氮为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知:

①N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH1=+68 kJ·mol-1。

②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH2=　　　　　　 kJ·mol-1。 

③1 mol H2O(l)转化为1 mol H2O(g)需吸收44 kJ的热量。

④N2H4的结构简式为H2N—NH2,部分键能数据如下:

回答下列问题:

(1)计算ΔH2=　　　　 kJ·mol-1。 

(2)16 g N2H4(g)与O2(g)完全反应生成H2O(l)时放出的热量为　　　 kJ。 

(3)写出N2H4(g)与NO2(g)反应生成H2O(g)时的热化学方程式: 　　　　　　　　　　　　。 

(4)1 mol N2H4(g)和NO2(g)完全反应生成H2O(g)时放出的热量为　　　　　 kJ。 

答案:(1)-582　(2)335　(3)2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 232 kJ·mol-1　(4)616

解析:(1)ΔH2=(154+4×391+498-946-4×463)kJ·mol-1=-582kJ·mol-1。

(2)16gN2H4的物质的量为0.5mol,0.5molN2H4与O2完全反应生成N2(g)和1mol气态水放热582kJ×=291kJ,则生成液态水时放出的热量为291kJ+44kJ=335kJ。

(3)根据盖斯定律,由②×2-①得:2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g),ΔH=2ΔH2-ΔH1=-582kJ·mol-1×2-68kJ·mol-1=-1232kJ·mol-1。

(4)1molN2H4和NO2完全反应放出的热量为1232kJ×=616kJ。

13.(16分)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,1 g乙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29.7 kJ的热量,试写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式:                                               　。 

(2)已知反应CH3—CH3(g)CH2CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下:

通过计算得出该反应的反应热为　　　　　　　　　　　　　　　。 

(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(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6 kJ·mol-1

2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-2 599 kJ·mol-1

根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)与H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:ΔH=　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.2 kJ·mol-1

(2)+125.5 kJ·mol-1　(3)+226.7 kJ·mol-1

解析:(1)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-29.7×46kJ·mol-1=-1366.2kJ·mol-1。

(2)ΔH=[6E(C—H)+E(C—C)]-[E(CC)+4E(C—H)+E(H—H)]=(6×414.4+347.3)kJ·mol-1-(615.3+4×414.4+435.3)kJ·mol-1=+125.5kJ·mol-1。

(3)根据盖斯定律,由第一个反应×2+第二个反应×-第三个反应×,可得2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g)　ΔH=-393.5kJ·mol-1×2-571.6kJ·mol-1×-(-2599kJ·mol-1)×=+226.7kJ·mol-1。

14.(18分)已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ的热量,1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ的热量,1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ的热量。

(1)写出氢气燃烧的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　; 

(2)若1 mol H2O(l)汽化时需要吸收44 kJ的热量,请写出CH4燃烧生成气态水的热化学方程式: 　　　　　　　; 

(3)若将a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水时,则放出热量(Q)的取值范围是　　　　　　　　　　　　　; 

(4)若将a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水,且CO2和水的物质的量相等时,则放出热量(Q)的取值范围是　　　　　　　。 

答案:(1)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1[或2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-572 kJ·mol-1]

(2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802 kJ·mol-1

(3)283a kJ<Q<890a kJ

(4)284.5a kJ<Q<586.5a kJ

解析:(1)由题意可知,氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-286kJ·mol-1或2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-572kJ·mol-1。

(2)由题意可知,CH4燃烧生成液态水的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890kJ·mol-1,又知2H2O(l)2H2O(g)　ΔH=+2×44kJ·mol-1=+88kJ·mol-1,将两式相加得CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890kJ·mol-1+88kJ·mol-1=-802kJ·mol-1。

(3)由题意可知,amolCO完全燃烧生成CO2气体,放出的热量最少,为283akJ,amolCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量最多,为890akJ,故amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水时放出的热量(Q)的取值范围是283akJ<Q<890akJ。

(4)由题意可知n(CH4)+n(CO)+n(H2)=amol,n(CO2)=n(CH4)+n(CO)=n(H2O)=2n(CH4)+n(H2),将两式联立得n(CO)=n(CH4)+n(H2)=mol。当amol混合气体为等物质的量的CO和CH4时,放出的热量最大,故最大值为×(283akJ+890akJ)=586.5akJ,当amol混合气体为等物质的量的CO和H2时,放出的热量最小,故最小值为×(283akJ+286akJ)=284.5akJ。即Q的取值范围是284.5akJ<Q<586.5akJ。