选修四第一章 化学反应与能量能力检测题及答案解析

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综合能力检测一时间：90分钟　分值：100分第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(每小题3分，共48分)1．日本大地震、海啸引发多处核险情。下列说法中正确的是(　　)A．核能是一种清洁、环保、安全的新能源B．核变化属于化学变化C．氢气的燃烧热最高，且来源丰富、无污染，是一级能源D．将煤制成气体燃料或液体燃料，可以提高其燃烧效率答案　D解析　一旦发生核泄漏，会对环境造成污染，A项错；核变化不属于化学变化，B项错；H2是二级能源，C项错；将煤制成气体燃料或液体燃料，既减少污染，又提高燃烧效率，D项正确。2．下列反应中，生成物的总焓大于反应物总焓的是(　　)A．甲烷在氧气中燃烧B．NaOH溶液与硫酸溶液混合C．硫在氧气中燃烧D．焦炭在高温下与水蒸气反应答案　D解析　吸热反应生成物的总焓大于反应物的总焓，焦炭与水蒸气的反应为吸热反应。3．下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是(　　)A．CH4(g)＋3/2O2(g)===2H2O(l)＋CO(g)　ΔH1B．S(s)＋3/2O2(g)===SO3(g)　ΔH2C．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH3D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH4答案　C解析　燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A项中CO应为CO2；B项中S的稳定氧化物应为SO2；D项中CO应为1mol。4．下列关于中和热的说法中正确的是(　　)A．10 L 0.05mol·L－1Ba(OH)2溶液与20 L 0.05mol·L－1 HNO3反应时的反应热是中和热B．1mol HCl气体通入1 L 0.01mol·L－1 NaOH溶液中反应时的反应热是中和热C．1mol HClO与2mol NaOH溶液反应时的反应热也可能是中和热D．只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1mol水时的反应热就是中和热答案　A解析　B项中1mol HCl气体通入1 L 0.01mol·L－1 NaOH溶液中形成的盐酸的浓度是1mol·L－1，相对于NaOH溶液浓度较大，另外HCl气体溶于水电离要吸收热量；C项中HClO是弱酸；D项中如果是硫酸与氢氧化钡反应，它们反应除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，放出更多热量。5．下列有关能量转换的说法正确的是(　　)A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程答案　AB解析　选项C葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C项错；选项D应该是太阳能转化为化学能，D项错。6．根据下图所示的各物质能量变化关系，判断下列热化学方程式正确的是(　　)A．C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝a kJ·mol－1(a<0)B．C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝b kJ·mol－1(b>0)C．C＋O2===CO2ΔH3＝c kJ·mol－1(c>0)D．C(s，金刚石)===C(s，石墨)ΔH4＝d kJ·mol－1(d>0)答案　A解析　C(s，石墨)燃烧生成CO2(g)属于放热反应，ΔH<0；由题图知C(s，金刚石)的能量高于C(s，石墨)，则C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH<0(放热反应)，热化学方程式要标出物质聚集状态。7．已知25 ℃、101 kPa条件下：(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9 kJ·mol－1(2)4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1 kJ·mol－1由此得出的正确结论是(　　)A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应答案　A解析　由(1)－(2)可得3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝＋284.2 kJ·mol－1，可知等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应。8．反应A＋B―→C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)答案　D解析　本题考查化学反应中的能量变化，并运用盖斯定律分析处理反应中的能量变化问题。反应①为吸热反应，反应②为放热反应，总反应为放热反应，故反应②放出的热量比反应①吸收的热量多。A项图中反应①为放热反应，反应②为吸热反应，且总反应为吸热反应，A项错；B项图中反应①、②均为吸热反应，B项错；C项图中反应①、②均为放热反应，C项错，只有D项正确。9．已知两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，现有炭粉和H2组成的悬浮气共0.2mol，使其在O2中完全燃烧生成水蒸气，共放出63.53 kJ的热量，则炭粉与H2的物质的量之比是(　　)A．1:1   B．1:2C．2:3   D．3:2答案　A解析　设炭粉的物质的量为x，则H2的物质的量为(0.2mol－x)，由题意可得：393.5 kJ·mol－1·x＋(0.2－x)·kJ·mol－1＝63.53kJ，解得x＝0.1mol，H2为0.1mol，炭粉与H2的物质的量之比为1:1。10．今有如下三个热化学方程式：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝b kJ·mol－1(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1下列关于它们的叙述正确的是(　　)A．它们都是吸热反应B．a、b和c均为负值C．a＝bD．2b＝c>0答案　B解析　题中所给三个热化学方程式均为放热反应，a、b、c均为负值；1mol H2(g)充分燃烧生成液态水时比生成气态水时放出的热量多，故a>b；2mol H2(g)充分燃烧生成液态水时放出的热量是1mol H2(g)充分燃烧生成液态水时放出的热量的2倍，故c＝2b<0。11．X、Y、Z、W有下图所示的转化关系，已知焓变：ΔH＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y可能是(　　)①C、CO　②Na2CO3、NaHCO3　③AlCl3、Al(OH)3　④FeBr2、FeBr3A．①②③④   B．①③C．②④   D．①②③答案　B解析　由所学知识可推导出①、③符合上述转化关系。12．同温同压下，下列各热化学方程式(放热反应)中热量数值最小的是(　　)A．2A(l)＋B(l)===2C(g)　ΔH1B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH2C．2A(g)＋B(g)===2C(l)　ΔH3D．2A(l)＋B(l)===2C(l)　ΔH4答案　A解析　A、B、C、D项中参加反应的物质的量均相同，则液态A与液态B反应生成产物为气态时放出的热量最少。13．已知①1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量　②1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量　③由氢原子和氯原子形成1mol HCl分子时释放431 kJ的能量下列叙述正确的是(　　)A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)B．氢气与氯气反应生成2mol氯气氢气体，反应的ΔH＝＋183 kJ·mol－1C．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ·mol－1D．氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ·mol－1答案　C解析　反应可表示为：H－H＋Cl－Cl―→2H－Cl，可知断裂了1mol H－H键和1mol Cl－Cl键，同时生成了2mol H－Cl键。根据反应热与键能的关系：ΔH＝E(反应物)－E(生成物)＝(436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1)－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1。14．如图显示了人类发展史上经济发展阶段与环境质量之间的关系。据图回答：根据这种关系，发展中国家应认识到(　　)A．环境污染不可避免，只能采取“先污染，后治理”的策略B．后工业化阶段环境问题会自然解决C．保护环境至关重要，必须杜绝兴建产生污染的工业设施D．应当采取措施减少或避免发展过程中的环境污染问题答案　D解析　随着工业化发展，带来了一系列问题，环境质量下降，注重工业发展与环境关系，则可使环境污染减少。15．在汽油中添加适量酒精作为汽车燃料的技术已经逐步向全国推广。已知C8H18和C2H5OH燃烧的热化学方程式分别为：2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－10900 kJ·mol－1C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1367 kJ·mol－1假定汽油的成分为C8H18，则用添加酒精的汽油做汽车燃料时，不能达到的目的是(　　)A．节省化石燃料B．减少有害气体的排放C．有利于转化过剩的粮食D．提高每千克燃料燃烧放出的热量答案　D解析　由于汽车利用了乙醇燃烧放出的热量，所以减少了汽油的消耗，而汽油是化石燃料，A项正确；由于乙醇属于清洁能源，比汽油燃烧的完全，故汽车用乙醇做燃料可减少有害气体的排放，B项正确；乙醇可通过粮食的发酵来制取：(C6H10O5)n＋nH2O―→nC6H12O6，C6H12O6―→2CH3CH2OH＋2CO2↑，这样可利用过剩的粮食，同时弥补能源的不足，C项正确；由热化学方程式知，燃烧1 g C8H18放出的热量为＝48 kJ，燃烧1 g乙醇放出的热量为＝30 kJ，故汽油中添加酒精，每千克燃料燃烧放出的热量有所下降，D项错误。16．在298 K、1.01×105Pa下，将22 g CO2通入750mL 1mol·L－1 NaOH的溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1mol CO2通入1 L 2mol·L－1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(　　)A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1答案　C解析　0.5mol CO2和0.75mol NaOH反应生成0.25mol Na2CO3和0.25mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ，则生成1mol Na2CO3和1mol NaHCO3放出4x kJ的热量，则2CO2(g)＋3NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－4x kJ·mol－1①1mol CO2通入含2mol NaOH的溶液中生成1mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－y kJ·mol－1②①－②得1mol CO2与含1mol NaOH的溶液反应所放出的热量为(4x－y)kJ，则CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1。第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括4道题，共52分)17．(14分)50mL 0.05mol·L－1盐酸与50mL 0.55mol·L－1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是__________。(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______________________。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。(4)实验中改用60mL 0.50mol·L－1盐酸跟50mL 0.55mol·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_____________________________________。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会________；用50mL 0.50mol·L－1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)答案　(1)环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失(3)偏小(4)不相等　相等　因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关(5)偏小　偏小解析　中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关，而中和热是指强酸跟强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol H2O的反应热，与酸碱的用量无关。18．(12分)城市使用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要化学反应方程式______________。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2220.0 kJ·mol－1已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57 kJ·mol－1试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为_____。(4)氢气是未来的能源，除产生的热量多之外，还具有的优点是_________________________________________________________。答案　(1)C＋H2O(g)CO＋H2(2)7.86:1(3)2.8:1(4)a.不产生CO2，不会因温室效应而影响大气环境；b.H2来源丰富；c.其燃烧产物对环境无污染解析　同物质的量的C3H8与CO燃烧产生的热量比值为：＝7.86:1；同质量的H2与C3H8产生的热量比值为：:＝2.8:1。H2作为燃料的优点是产物为水，无污染，等质量的物质燃烧产生热量多等。19．(15分)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如下图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_______________、________________。(2)图中ΔH＝__________ kJ·mol－1。(3)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH(要求计算过程)。答案　(1)反应物的能量　生成物的能量(2)－198(3)①S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－296 kJ·mol－1②SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)ΔH2＝－99 kJ·mol－1根据盖斯定律(①＋②)×3得3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ·mol－1即3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)ΔH＝－1185 kJ·mol－1解析　(1)由图象可知纵坐标表示各物质的能量，可得A表示反应物的能量，C表示生成物的能量。(2)1mol SO2(g)氧化为1mol SO3时放热99 kJ，而图中表示的是2mol SO2反应，故ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1。(3)根据题给条件写出硫的燃烧热的热化学方程式，再结合题中给出的热化学方程式，利用盖斯定律即可求得生成3mol SO3(g)的ΔH。20．(11分)磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物(P2O3、P2O5)。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_________，其相应的质量(g)分别为______________。(2)已知单质磷的燃烧热为y kJ·mol－1，表示单质磷燃烧的热化学方程式为______________________________。(3)固体P2O3在氧气中反应生成固体P2O5的热化学方程式为________________________________________。答案　(1)P2O3、P2O5　2.75 g、3.55 g(2)P(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝－y kJ·mol－1　P(s)＋O2(g)===P2O3(s)　ΔH＝－(20x－y)kJ·mol－1　(3)P2O3(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝(40x－4y)kJ·mol－1解析　设反应产物中P2O3与P2O5的物质的量分别为m，n。则解得故可分别求出P2O5与P2O3的质量。(2)由题意知燃烧热即为1mol磷生成P2O5时的反应热，即P(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝－y kJ·mol－1，则生成0.025mol P2O5放出的热量为×0.025mol＝0.05y kJ。1mol单质磷与O2反应生成固体P2O3的反应热：ΔH＝×1mol＝－(20x－y)kJ·mol－1(3)P(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝－y kJ·mol－1①P(s)＋O2(g)===P2O3(s)　ΔH＝－(20x－y)kJ·mol－1②根据盖斯定律①×2－②×2，得P2O3(s)＋O2(g)===P2O5(s)ΔH＝(40x－4y)kJ·mol－1。