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人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素课后测评
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素课后测评，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.“能源分类相关图”如图,下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是( )
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、生物质能、天然气
C.太阳能、风能、生物质能
D.地热能、海洋能、核能
答案C
解析煤炭、石油、天然气均不是新能源;核能、地热能不是来自太阳的能量;太阳能、风能、生物质能符合要求,故C项正确。
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.生成物总能量一定小于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案C
解析根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小,把化学反应分为吸热反应和放热反应,吸热反应的生成物总能量大于反应物总能量,放热反应的生成物总能量小于反应物总能量;反应速率是单位时间内物质浓度的变化,与反应的吸热、放热无关;同温同压下,H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响,所以该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同。
3.下列关于反应热的说法正确的是( )
A.可逆反应“CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)”的ΔH小于0,说明此反应为吸热反应
B.已知S(s)+32O2(g)SO3(g)的反应热ΔH=-385.5 kJ·ml-1,说明硫的燃烧热为385.5 kJ·ml-1
C.一个化学反应的反应热等于反应物的总能量减去生成物的总能量
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
答案D
4.已知25 ℃、101 kPa时,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、1 411.0 kJ·ml-1、2 800 kJ·ml-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+571.6 kJ·ml-1
C.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 411.0 kJ·ml-1
D.12C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 400 kJ·ml-1
答案D
解析A项中碳燃烧应生成CO2,错误;B、C项中H2O应为液态,且B项为放热反应,ΔH<0,错误;D项中C6H12O6(s)的燃烧热为2800kJ·ml-1,则12mlC6H12O6(s)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为1400kJ,正确。
5.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·ml-1,则反应物总能量>生成物总能量
B.相同条件下,如果1 ml氢原子所具有的能量为E1,1 ml 氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·ml-1
D.氧化还原反应一定是放热反应
答案A
解析A项正确,因为所给反应为放热反应;B项错误,因为分子变成原子要破坏化学键,吸收能量,则2E1>E2;C项错误,H2的燃烧热是指101kPa下,1ml氢气充分燃烧生成液态水时放出的热量;D项错误,如C+CO22CO,此反应是氧化还原反应,但是属于吸热反应。
6.在标准状况下,气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示:
下列说法正确的是( )
A.CH2CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH=+123.5 kJ·ml-1
B.CH≡CH(g)+2H2(g)CH3CH3(g) ΔH=-317.3 kJ·ml-1
C.稳定性:H—HD.由上表数据可计算乙烷与氯气发生一氯代反应的焓变(ΔH)
答案B
解析焓变等于断裂化学键的键焓总和与形成化学键的键焓总和之差。A项,ΔH=(615.0+413.4×4+436.0-413.4×6-347.7)kJ·ml-1=-123.5kJ·ml-1,错误;B项,ΔH=(812.0+413.4×2+436.0×2-413.4×6-347.7)kJ·ml-1=-317.3kJ·ml-1,正确;C项,化学键的键焓越大,化学键越稳定,错误;D项,由于缺少C—Cl的键焓,不能计算乙烷与氯气发生取代反应的焓变,错误。
7.根据碘与氢气反应的热化学方程式:
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·ml-1
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·ml-1
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 ml固态碘与1 ml气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物的总能量比反应(1)的反应物的总能量低
答案D
解析因H2(g)+I2(g)2HI(g)为可逆反应,故254gI2(g)与2gH2(g)不可能完全反应生成2mlHI(g),放出的热量小于9.48kJ,A项错误;1ml固态碘与1ml气态碘所含的能量差为26.48kJ-(-9.48kJ)=35.96kJ,B项错误;产物均为HI,稳定性一致,C项错误;因反应物中氢气的状态相同,而固态碘比气态碘所含的能量低,故D项正确。
8.一种化学冰袋中含有适量的Na2SO4·10H2O、NH4NO3、(NH4)2SO4、NaHSO4,将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中,使用时将它们混合并用手揉搓就可制冷,制冷效果能维持2~3 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是( )
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热过程
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
答案C
解析Na2SO4·10H2O脱水是一个分解反应,该反应过程中吸收热量,故A正确;制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程,故B正确;题给条件下铵盐不能发生复分解反应,故C错误;NH4NO3溶于水会吸收热量,故D正确。
9.化学反应12N2(g)+32H2(g)NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于( )
A.+(a-b-c) kJ·ml-1
B.+(b-a) kJ·ml-1
C.+12(b+c-a) kJ·ml-1
D.+12(a+b) kJ·ml-1
答案A
解析由题图可得,①12N2(g)+32H2(g)N(g)+3H(g) ΔH=+akJ·ml-1,②NH3(g)N(g)+3H(g) ΔH=+bkJ·ml-1,③NH3(l)NH3(g) ΔH=+ckJ·ml-1。
①-②-③得:12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=+(a-b-c)kJ·ml-1。
10.(2020山东枣庄高二月考)物质A在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误的是( )
A.A→F对应反应的焓变为-ΔH6
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=1
C.C→F,|ΔH|=|ΔH1+ΔH2+ΔH6|
D.|ΔH1+ΔH2+ΔH3|=|ΔH4+ΔH5+ΔH6|
答案B
解析F→A对应反应的焓变为ΔH6,则A→F对应反应的焓变为-ΔH6,A正确;ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6应是A→A的过程,在此过程中没有能量变化,ΔH=0,B错误;F→C对应反应的ΔH=ΔH6+ΔH1+ΔH2,则C→F对应反应的ΔH=-(ΔH6+ΔH1+ΔH2),C正确;A→D对应反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,D→A对应反应的ΔH=ΔH4+ΔH5+ΔH6,二者的绝对值相等,符号相反,D正确。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)
11.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.S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.白磷比红磷稳定
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0
答案AB
解析质量相同时,金刚石的能量高于石墨,所以石墨转变为金刚石是吸热反应,A项正确;质量相同时,固态S的能量低于气态S的能量,所以气态S燃烧放出的热量多,但放热越多,ΔH越小,B项正确;质量相同时,白磷的能量高于红磷的能量,所以红磷比白磷稳定,C项不正确;根据图示,D项反应应该是放热反应,D项不正确。
12.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1。
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 696 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1B.1∶3C.1∶4D.2∶3
答案B
解析设原混合气体中H2、CH4的物质的量分别为n1、n2。
n1+n2=5mln1×571.6kJ·ml-1×12+n2×890.3kJ·ml-1 =3696kJ
解得:n1=1.25ml,n2=3.75ml,n1∶n2=1∶3。
13.已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
④4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案C
解析燃烧反应及金属的氧化都是放热反应,ΔH1、ΔH3、ΔH4都小于0,CO2与C的反应是吸热反应,ΔH2大于0,A、B两项错误;由盖斯定律及题给热化学方程式可得①=②+③,则ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;同理可得ΔH3=13(ΔH4+2ΔH5),D项错误。
14.(2020山东临沂高二期末)肼(N2H4)在不同条件下的分解产物不同,200 ℃时肼在Cu表面分解的机理如图甲。已知200 ℃时,反应Ⅰ:3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·ml-1;反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·ml-1
下列说法不正确的是( )
A.图甲所示过程①是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图乙所示
C.断开3 ml N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)的化学键释放的能量
D.200 ℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·ml-1
答案C
解析图甲中过程①是N2H4分解生成N2和NH3,已知热化学方程式Ⅰ中ΔH为负值,所以图甲中过程①为放热反应,故A正确;反应Ⅱ是放热反应,能量变化过程可用图乙表示,故B正确;放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和,故C错误;根据盖斯定律,由反应Ⅰ-反应Ⅱ×2可得,N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ·ml-1-2×(-41.8kJ·ml-1)=+50.7kJ·ml-1,故D正确。
15.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ· ml-1。
已知:
(a、b、c均大于零)
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 ml H—H和1 ml I—I所需能量大于断开2 ml H—I所需能量
C.断开2 ml H—I所需能量约为(c+b+a) kJ
D.向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2,充分反应后放出的热量等于2a kJ
答案BD
解析H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-akJ·ml-1,该反应是放热反应,反应物能量高于生成物,故A正确;断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,该反应是放热反应,所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量,断开1mlH—H和1mlI—I所需能量小于断开2mlH—I所需能量,故B错误;ΔH=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=(b+c)kJ·ml-1-2E(H—I)=-akJ·ml-1,得到断开2mlH—I所需能量约为(a+b+c)kJ,故C正确;该反应是可逆反应,不能进行彻底,依据焓变意义分析,向密闭容器中加入2mlH2和2mlI2,充分反应后放出的热量小于2akJ,故D错误。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)某化学小组用50 mL 0.50 ml·L-1 NaOH溶液和30 mL 0.50 ml·L-1硫酸溶液进行中和热的测定实验(实验装置如图所示)。
(1)实验中大约要使用230 mL NaOH溶液,配制溶液时至少需要称量NaOH固体 g。
(2)图中尚缺少的一种仪器是 。
(3)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是 。
a.上下运动b.左右运动
c.顺时针运动d.逆时针运动
(4)他们记录的实验数据如下:
①请填写表中的空白:
②已知:溶液的比热容c为4.18 J·g-1·℃-1,溶液的密度均为1 g·cm-3。写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式: (用该实验的数据计算ΔH,取小数点后一位)。
答案(1)5.0 (2)温度计 (3)a (4)①4.0
②12H2SO4(aq)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-53.5 kJ·ml-1
解析(1)配制230mLNaOH溶液,需要选用250mL的容量瓶,m(NaOH)=0.50ml·L-1×0.25L×40g·ml-1=5.0g。
(2)测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热,需要测定溶液温度,因此还缺少的一种仪器是温度计。
(3)测定中和热需要烧杯内液体温度上下一致,所以环形玻璃搅拌棒的运动方向是上下运动,故选a。
(4)①4次实验温度的差值分别为4.1℃、4.8℃、3.9℃、4.0℃,第2次数据偏差较大,应舍弃,则其余3次数据的平均值为4.1℃+3.9℃+4.0℃3=4.0℃。
②Q=c·m·Δt=4.18J·g-1·℃-1×80g×4.0℃=1337.6J,中和反应为放热反应,则反应的ΔH=-Qn=-·ml-1。
17.(12分)(2020山东聊城高二期中)化学反应伴随有能量的变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于放热反应的是 (填字母)。
A.碳与水蒸气反应
B.铝和氧化铁反应
C.CaCO3受热分解
D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径。
①通过化学键的键能计算。已知几种化学键的键能如下:
计算可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH= 。
②通过物质所含能量计算。已知反应中M+NP+Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ,该反应ΔH= 。
③通过盖斯定律计算。已知在25 ℃、101 kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+12O2(g)Na2O(s) ΔH=-412 kJ·ml-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·ml-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式: 。
④利用实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50 mL 0.50 ml·L-1的盐酸,则还需加入 (填序号)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 ml·L-1 NaOH溶液
C.50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液
答案(1)BD
(2)①-485.6 kJ·ml-1 ②EP+EQ-(EM+EN)
③Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s) ΔH=-313 kJ·ml-1 ④C
解析(1)B、D反应均为放热反应,A、C反应为吸热反应,故选BD。
(2)①根据键能计算可得,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=2×436kJ·ml-1+496kJ·ml-1-463.4kJ·ml-1×2×2=-485.6kJ·ml-1。
②反应M+NP+Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ,该反应的ΔH=EP+EQ-(EM+EN)。
③由Ⅰ.2Na(s)+12O2(g)Na2O(s) ΔH=-412kJ·ml-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-511kJ·ml-1
根据盖斯定律可知,由Ⅰ×2-Ⅱ得到Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s) ΔH=-313kJ·ml-1。
④测定中和热,需加稍过量的NaOH溶液,保证盐酸完全反应,由于固体溶解放热,因此只有C合理。
18.(12分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态H2O2。当它们混合发生反应时,立即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 ml液态肼与足量液态H2O2反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·ml-1,则16 g液态肼与足量液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·ml-1①
N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·ml-1②
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
答案(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·ml-1
(2)408.815
(3)生成物不会造成环境污染
(4)N2H4(l)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.2 kJ·ml-1
解析(1)0.4ml液态N2H4反应放热256.652kJ,则1mlN2H4(l)反应放热641.63kJ。(2)16gN2H4的物质的量为0.5ml,由方程式知生成水的物质的量n(H2O)=0.5ml×4=2ml,则16gN2H4与H2O2反应生成H2O(l)放热641.63kJ×0.5ml+2ml×44kJ·ml-1=408.815kJ。(3)肼与H2O2反应的生成物为N2(g)和H2O,无污染。(4)根据盖斯定律,由热化学方程式②-①×12可得肼与二氧化氮反应的热化学方程式。
19.(12分)(1)运动会中的火炬一般采用丙烷为燃料。丙烷燃烧放出的热量大,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
①一定量的丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化曲线如图所示,请在图中的括号内填“+”或“-”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 ml二甲醚完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1 455 kJ热量。若1 ml丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和H2O(l)时共放出1 645 kJ热量,则混合气体中丙烷和二甲醚的物质的量之比为 。
(2)运用盖斯定律回答下列问题:
碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO的同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应C(s)+12O2(g)CO(g)的ΔH。但可设计实验,并利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有 。
答案(1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ· ml-1 ③1∶3
(2)碳和CO的燃烧热
解析(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1mlH2O(l)时放热,ΔH为负值。②表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215.0kJ·ml-1。③n(二甲醚)×1455kJ·ml-1+[1ml-n(二甲醚)]×2215.0kJ·ml-1=1645kJ,解得n(二甲醚)=0.75ml,n(丙烷)=0.25ml。则丙烷和二甲醚的物质的量之比为1∶3。
(2)利用盖斯定律计算反应C(s)+12O2(g)CO(g)的ΔH,需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。
20.(12分)红磷P(s)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5,反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 ml 产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为 。
(2)PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式为 。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 ml PCl5的总焓变ΔH3= ;P和Cl2一步反应生成1 ml PCl5的焓变ΔH4 ΔH3(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水反应最终生成两种酸,其化学方程式是 。
答案(1)P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·ml-1
(2)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·ml-1
(3)-399 kJ·ml-1 等于
(4)PCl5+4H2OH3PO4+5HCl
解析(1)根据图示可知,P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306kJ·ml-1。
(2)由图示可知,PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·ml-1。
(3)根据盖斯定律可得,ΔH3=-306kJ·ml-1-93kJ·ml-1=-399kJ·ml-1。反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关,则ΔH4=ΔH3。
(4)PCl5与H2O发生反应生成两种酸,这两种酸只能是磷酸和HCl。该反应的化学方程式为PCl5+4H2OH3PO4+5HCl。
化学键
C—C
CC
C≡C
C—H
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键焓(ΔH)(kJ·ml-1)
347.7
615.0
812.0
413.4
436.0
242.7
431
实验
次数
反应物的
温度T1/℃
生成物的
温度T2/℃
温度差平均值
(T2-T1)/℃
H2SO4
NaOH
1
25.0
25.0
29.1
ΔT=
2
25.0
25.0
29.8
3
25.0
25.0
28.9
4
25.0
25.0
29.0
化学键种类
H—H
OO
O—H
键能/(kJ·ml-1)
436
496
463.4
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.“能源分类相关图”如图,下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是( )
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、生物质能、天然气
C.太阳能、风能、生物质能
D.地热能、海洋能、核能
答案C
解析煤炭、石油、天然气均不是新能源;核能、地热能不是来自太阳的能量;太阳能、风能、生物质能符合要求,故C项正确。
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.生成物总能量一定小于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案C
解析根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小,把化学反应分为吸热反应和放热反应,吸热反应的生成物总能量大于反应物总能量,放热反应的生成物总能量小于反应物总能量;反应速率是单位时间内物质浓度的变化,与反应的吸热、放热无关;同温同压下,H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响,所以该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同。
3.下列关于反应热的说法正确的是( )
A.可逆反应“CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)”的ΔH小于0,说明此反应为吸热反应
B.已知S(s)+32O2(g)SO3(g)的反应热ΔH=-385.5 kJ·ml-1,说明硫的燃烧热为385.5 kJ·ml-1
C.一个化学反应的反应热等于反应物的总能量减去生成物的总能量
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
答案D
4.已知25 ℃、101 kPa时,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、1 411.0 kJ·ml-1、2 800 kJ·ml-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+571.6 kJ·ml-1
C.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 411.0 kJ·ml-1
D.12C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 400 kJ·ml-1
答案D
解析A项中碳燃烧应生成CO2,错误;B、C项中H2O应为液态,且B项为放热反应,ΔH<0,错误;D项中C6H12O6(s)的燃烧热为2800kJ·ml-1,则12mlC6H12O6(s)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为1400kJ,正确。
5.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·ml-1,则反应物总能量>生成物总能量
B.相同条件下,如果1 ml氢原子所具有的能量为E1,1 ml 氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·ml-1
D.氧化还原反应一定是放热反应
答案A
解析A项正确,因为所给反应为放热反应;B项错误,因为分子变成原子要破坏化学键,吸收能量,则2E1>E2;C项错误,H2的燃烧热是指101kPa下,1ml氢气充分燃烧生成液态水时放出的热量;D项错误,如C+CO22CO,此反应是氧化还原反应,但是属于吸热反应。
6.在标准状况下,气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示:
下列说法正确的是( )
A.CH2CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH=+123.5 kJ·ml-1
B.CH≡CH(g)+2H2(g)CH3CH3(g) ΔH=-317.3 kJ·ml-1
C.稳定性:H—H
答案B
解析焓变等于断裂化学键的键焓总和与形成化学键的键焓总和之差。A项,ΔH=(615.0+413.4×4+436.0-413.4×6-347.7)kJ·ml-1=-123.5kJ·ml-1,错误;B项,ΔH=(812.0+413.4×2+436.0×2-413.4×6-347.7)kJ·ml-1=-317.3kJ·ml-1,正确;C项,化学键的键焓越大,化学键越稳定,错误;D项,由于缺少C—Cl的键焓,不能计算乙烷与氯气发生取代反应的焓变,错误。
7.根据碘与氢气反应的热化学方程式:
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·ml-1
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·ml-1
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 ml固态碘与1 ml气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物的总能量比反应(1)的反应物的总能量低
答案D
解析因H2(g)+I2(g)2HI(g)为可逆反应,故254gI2(g)与2gH2(g)不可能完全反应生成2mlHI(g),放出的热量小于9.48kJ,A项错误;1ml固态碘与1ml气态碘所含的能量差为26.48kJ-(-9.48kJ)=35.96kJ,B项错误;产物均为HI,稳定性一致,C项错误;因反应物中氢气的状态相同,而固态碘比气态碘所含的能量低,故D项正确。
8.一种化学冰袋中含有适量的Na2SO4·10H2O、NH4NO3、(NH4)2SO4、NaHSO4,将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中,使用时将它们混合并用手揉搓就可制冷,制冷效果能维持2~3 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是( )
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热过程
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
答案C
解析Na2SO4·10H2O脱水是一个分解反应,该反应过程中吸收热量,故A正确;制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程,故B正确;题给条件下铵盐不能发生复分解反应,故C错误;NH4NO3溶于水会吸收热量,故D正确。
9.化学反应12N2(g)+32H2(g)NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于( )
A.+(a-b-c) kJ·ml-1
B.+(b-a) kJ·ml-1
C.+12(b+c-a) kJ·ml-1
D.+12(a+b) kJ·ml-1
答案A
解析由题图可得,①12N2(g)+32H2(g)N(g)+3H(g) ΔH=+akJ·ml-1,②NH3(g)N(g)+3H(g) ΔH=+bkJ·ml-1,③NH3(l)NH3(g) ΔH=+ckJ·ml-1。
①-②-③得:12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=+(a-b-c)kJ·ml-1。
10.(2020山东枣庄高二月考)物质A在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误的是( )
A.A→F对应反应的焓变为-ΔH6
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=1
C.C→F,|ΔH|=|ΔH1+ΔH2+ΔH6|
D.|ΔH1+ΔH2+ΔH3|=|ΔH4+ΔH5+ΔH6|
答案B
解析F→A对应反应的焓变为ΔH6,则A→F对应反应的焓变为-ΔH6,A正确;ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6应是A→A的过程,在此过程中没有能量变化,ΔH=0,B错误;F→C对应反应的ΔH=ΔH6+ΔH1+ΔH2,则C→F对应反应的ΔH=-(ΔH6+ΔH1+ΔH2),C正确;A→D对应反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,D→A对应反应的ΔH=ΔH4+ΔH5+ΔH6,二者的绝对值相等,符号相反,D正确。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)
11.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.S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.白磷比红磷稳定
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0
答案AB
解析质量相同时,金刚石的能量高于石墨,所以石墨转变为金刚石是吸热反应,A项正确;质量相同时,固态S的能量低于气态S的能量,所以气态S燃烧放出的热量多,但放热越多,ΔH越小,B项正确;质量相同时,白磷的能量高于红磷的能量,所以红磷比白磷稳定,C项不正确;根据图示,D项反应应该是放热反应,D项不正确。
12.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1。
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 696 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1B.1∶3C.1∶4D.2∶3
答案B
解析设原混合气体中H2、CH4的物质的量分别为n1、n2。
n1+n2=5mln1×571.6kJ·ml-1×12+n2×890.3kJ·ml-1 =3696kJ
解得:n1=1.25ml,n2=3.75ml,n1∶n2=1∶3。
13.已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
④4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案C
解析燃烧反应及金属的氧化都是放热反应,ΔH1、ΔH3、ΔH4都小于0,CO2与C的反应是吸热反应,ΔH2大于0,A、B两项错误;由盖斯定律及题给热化学方程式可得①=②+③,则ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;同理可得ΔH3=13(ΔH4+2ΔH5),D项错误。
14.(2020山东临沂高二期末)肼(N2H4)在不同条件下的分解产物不同,200 ℃时肼在Cu表面分解的机理如图甲。已知200 ℃时,反应Ⅰ:3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·ml-1;反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·ml-1
下列说法不正确的是( )
A.图甲所示过程①是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图乙所示
C.断开3 ml N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)的化学键释放的能量
D.200 ℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·ml-1
答案C
解析图甲中过程①是N2H4分解生成N2和NH3,已知热化学方程式Ⅰ中ΔH为负值,所以图甲中过程①为放热反应,故A正确;反应Ⅱ是放热反应,能量变化过程可用图乙表示,故B正确;放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和,故C错误;根据盖斯定律,由反应Ⅰ-反应Ⅱ×2可得,N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ·ml-1-2×(-41.8kJ·ml-1)=+50.7kJ·ml-1,故D正确。
15.H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ· ml-1。
已知:
(a、b、c均大于零)
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 ml H—H和1 ml I—I所需能量大于断开2 ml H—I所需能量
C.断开2 ml H—I所需能量约为(c+b+a) kJ
D.向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2,充分反应后放出的热量等于2a kJ
答案BD
解析H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-akJ·ml-1,该反应是放热反应,反应物能量高于生成物,故A正确;断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,该反应是放热反应,所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量,断开1mlH—H和1mlI—I所需能量小于断开2mlH—I所需能量,故B错误;ΔH=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=(b+c)kJ·ml-1-2E(H—I)=-akJ·ml-1,得到断开2mlH—I所需能量约为(a+b+c)kJ,故C正确;该反应是可逆反应,不能进行彻底,依据焓变意义分析,向密闭容器中加入2mlH2和2mlI2,充分反应后放出的热量小于2akJ,故D错误。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)某化学小组用50 mL 0.50 ml·L-1 NaOH溶液和30 mL 0.50 ml·L-1硫酸溶液进行中和热的测定实验(实验装置如图所示)。
(1)实验中大约要使用230 mL NaOH溶液,配制溶液时至少需要称量NaOH固体 g。
(2)图中尚缺少的一种仪器是 。
(3)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是 。
a.上下运动b.左右运动
c.顺时针运动d.逆时针运动
(4)他们记录的实验数据如下:
①请填写表中的空白:
②已知:溶液的比热容c为4.18 J·g-1·℃-1,溶液的密度均为1 g·cm-3。写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式: (用该实验的数据计算ΔH,取小数点后一位)。
答案(1)5.0 (2)温度计 (3)a (4)①4.0
②12H2SO4(aq)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-53.5 kJ·ml-1
解析(1)配制230mLNaOH溶液,需要选用250mL的容量瓶,m(NaOH)=0.50ml·L-1×0.25L×40g·ml-1=5.0g。
(2)测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热,需要测定溶液温度,因此还缺少的一种仪器是温度计。
(3)测定中和热需要烧杯内液体温度上下一致,所以环形玻璃搅拌棒的运动方向是上下运动,故选a。
(4)①4次实验温度的差值分别为4.1℃、4.8℃、3.9℃、4.0℃,第2次数据偏差较大,应舍弃,则其余3次数据的平均值为4.1℃+3.9℃+4.0℃3=4.0℃。
②Q=c·m·Δt=4.18J·g-1·℃-1×80g×4.0℃=1337.6J,中和反应为放热反应,则反应的ΔH=-Qn=-·ml-1。
17.(12分)(2020山东聊城高二期中)化学反应伴随有能量的变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于放热反应的是 (填字母)。
A.碳与水蒸气反应
B.铝和氧化铁反应
C.CaCO3受热分解
D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径。
①通过化学键的键能计算。已知几种化学键的键能如下:
计算可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH= 。
②通过物质所含能量计算。已知反应中M+NP+Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ,该反应ΔH= 。
③通过盖斯定律计算。已知在25 ℃、101 kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+12O2(g)Na2O(s) ΔH=-412 kJ·ml-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·ml-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式: 。
④利用实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50 mL 0.50 ml·L-1的盐酸,则还需加入 (填序号)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 ml·L-1 NaOH溶液
C.50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液
答案(1)BD
(2)①-485.6 kJ·ml-1 ②EP+EQ-(EM+EN)
③Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s) ΔH=-313 kJ·ml-1 ④C
解析(1)B、D反应均为放热反应,A、C反应为吸热反应,故选BD。
(2)①根据键能计算可得,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=2×436kJ·ml-1+496kJ·ml-1-463.4kJ·ml-1×2×2=-485.6kJ·ml-1。
②反应M+NP+Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ,该反应的ΔH=EP+EQ-(EM+EN)。
③由Ⅰ.2Na(s)+12O2(g)Na2O(s) ΔH=-412kJ·ml-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-511kJ·ml-1
根据盖斯定律可知,由Ⅰ×2-Ⅱ得到Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s) ΔH=-313kJ·ml-1。
④测定中和热,需加稍过量的NaOH溶液,保证盐酸完全反应,由于固体溶解放热,因此只有C合理。
18.(12分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态H2O2。当它们混合发生反应时,立即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 ml液态肼与足量液态H2O2反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·ml-1,则16 g液态肼与足量液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·ml-1①
N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·ml-1②
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
答案(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·ml-1
(2)408.815
(3)生成物不会造成环境污染
(4)N2H4(l)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.2 kJ·ml-1
解析(1)0.4ml液态N2H4反应放热256.652kJ,则1mlN2H4(l)反应放热641.63kJ。(2)16gN2H4的物质的量为0.5ml,由方程式知生成水的物质的量n(H2O)=0.5ml×4=2ml,则16gN2H4与H2O2反应生成H2O(l)放热641.63kJ×0.5ml+2ml×44kJ·ml-1=408.815kJ。(3)肼与H2O2反应的生成物为N2(g)和H2O,无污染。(4)根据盖斯定律,由热化学方程式②-①×12可得肼与二氧化氮反应的热化学方程式。
19.(12分)(1)运动会中的火炬一般采用丙烷为燃料。丙烷燃烧放出的热量大,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
①一定量的丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化曲线如图所示,请在图中的括号内填“+”或“-”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 ml二甲醚完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1 455 kJ热量。若1 ml丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和H2O(l)时共放出1 645 kJ热量,则混合气体中丙烷和二甲醚的物质的量之比为 。
(2)运用盖斯定律回答下列问题:
碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO的同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应C(s)+12O2(g)CO(g)的ΔH。但可设计实验,并利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有 。
答案(1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ· ml-1 ③1∶3
(2)碳和CO的燃烧热
解析(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1mlH2O(l)时放热,ΔH为负值。②表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215.0kJ·ml-1。③n(二甲醚)×1455kJ·ml-1+[1ml-n(二甲醚)]×2215.0kJ·ml-1=1645kJ,解得n(二甲醚)=0.75ml,n(丙烷)=0.25ml。则丙烷和二甲醚的物质的量之比为1∶3。
(2)利用盖斯定律计算反应C(s)+12O2(g)CO(g)的ΔH,需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。
20.(12分)红磷P(s)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5,反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 ml 产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为 。
(2)PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式为 。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 ml PCl5的总焓变ΔH3= ;P和Cl2一步反应生成1 ml PCl5的焓变ΔH4 ΔH3(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水反应最终生成两种酸,其化学方程式是 。
答案(1)P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·ml-1
(2)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·ml-1
(3)-399 kJ·ml-1 等于
(4)PCl5+4H2OH3PO4+5HCl
解析(1)根据图示可知,P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306kJ·ml-1。
(2)由图示可知,PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·ml-1。
(3)根据盖斯定律可得,ΔH3=-306kJ·ml-1-93kJ·ml-1=-399kJ·ml-1。反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关,则ΔH4=ΔH3。
(4)PCl5与H2O发生反应生成两种酸,这两种酸只能是磷酸和HCl。该反应的化学方程式为PCl5+4H2OH3PO4+5HCl。
化学键
C—C
CC
C≡C
C—H
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键焓(ΔH)(kJ·ml-1)
347.7
615.0
812.0
413.4
436.0
242.7
431
实验
次数
反应物的
温度T1/℃
生成物的
温度T2/℃
温度差平均值
(T2-T1)/℃
H2SO4
NaOH
1
25.0
25.0
29.1
ΔT=
2
25.0
25.0
29.8
3
25.0
25.0
28.9
4
25.0
25.0
29.0
化学键种类
H—H
OO
O—H
键能/(kJ·ml-1)
436
496
463.4
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