高中化学,选修4,第1章,化学反应与能量,单元检测及试题解析

　第 1 章单元综合检测及解析 (限时 90 分钟，满分 100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分) 1．下列变化为放热的化学反应的是(

　) A．H 2 O(g)===H 2 O(l) Δ H ＝－44.0 kJ/mol B．2HI(g)===H 2 (g)＋I 2 (g) Δ H ＝＋14.9 kJ/mol C．形成化学键时共放出 862 kJ 能量的化学反应 D．能量变化如下图所示的化学反应

　解析：A 项不是化学反应；B 项为吸热反应；C 项，如破坏化学键时吸收的能量比 862 kJ 多，则反应为吸热反应；D 项，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应。

　答案：D 2．(2012·盐城中学高二期末)一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)如下表：

　化合物 燃烧热 化合物 燃烧热

　甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 2­甲基丁烷 3 531.3 下列表达正确的是(

　) A．热稳定性：正丁烷>异丁烷 B．乙烷燃烧的热化学方程式为 2C 2 H 6 (g)＋7O 2 (g)===4CO 2 (g)＋6H 2 O(g)

　Δ H ＝－1 560.8 kJ/mol C．正戊烷的燃烧热大于 3 531.3 kJ/mol

　D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 解析：正丁烷和异丁烷燃烧都生成 CO 2 和 H 2 O，正丁烷燃烧热大，说明正丁烷的能量高，能量越低越稳定，所以异丁烷比正丁烷稳定，A 错误；燃烧热指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，B 中 Δ H 与热化学方程式的化学计量数不成比例且生成的水应为液态，B 错误；由题给信息可推知，正戊烷的燃烧热比 2­甲基丁烷大，所以 C正确。通过计算可得，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，所以 D 错误。

　答案：C 3．下列关于反应热的说法正确的是(

　) A．当 Δ H 为“－”时，表示该反应为吸热反应

　B．已知 C(s)＋12 O2 (g)===CO(g)

　 Δ H ＝110.5 kJ·mol －1 ， 说明碳的燃烧热为 110.5 kJ·mol －1

　C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 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 解析：当 Δ H 为“－”时，表示该反应为放热反应；碳的燃烧热为 1 mol 碳完全燃烧生成 CO 2 (g)时对应的热量，而 B 项产物为 CO(g)，不符合定义；反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关。

　答案：D 4．(2012·松原高二检测)下列说法错误的是(

　) A．热化学方程式未注明温度和压强时，Δ H 表示标准状况下的数据 B．热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只代表物质的量 C．同一化学反应，化学计量数不同，Δ H 不同；化学计量数相同而状态不同，Δ H 也不相同 D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 解析：热化学方程式未注明温度和压强时，Δ H 表示 25℃，101 kPa 下的数据。

　答案：A

　5．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(

　) A．生成物总能量一定低于反应物总能量 B．等量 H 2 在 O 2 中完全燃烧，生成 H 2 O(g)与生成 H 2 O(l)放出的能量相同 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，H 2 (g)＋Cl 2 (g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的 Δ H 不同 解析：放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；等量H 2 在O 2 中完全燃烧，生成H 2 O(g)比生成H 2 O(l)放出的能量少，B 选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C 选项正确；同一反应的 Δ H 不因反应条件的改变而改变，D 选项错误。

　答案：C 6．实验室进行中和热测定的实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是(

　) A．0.50 mol·L －1 盐酸，0.50 mol·L －1 NaOH 溶液，100 mL 量筒 1 个 B．0.50 mol·L －1 盐酸，0.55 mol·L －1 NaOH 溶液，100 mL 量筒 2 个 C．0.50 mol·L －1 盐酸，0.55 mol·L －1 NaOH 溶液，50 mL 量筒 1 个 D．0.50 mol·L －1 盐酸，0.55 mol·L －1 NaOH 溶液，50 mL 量筒 2 个 解析：为了减少热量散失，HCl 和 NaOH 应有一方过量，取 HCl 和 NaOH 溶液不能用同一个量筒。

　答案：D 7．我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔。下列关于地热能说法正确的是

　(

　) ①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面 ②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源 ③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量 ④与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉 A．①②③

　B．①②④ C．①③④

　D．②③④ 解析：地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面；地热能是来自地球内部的能量，不属于化石能源，是地球内部放射性元素衰变释放的能量；地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽，这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成温泉等。

　答案：C 8．航天燃料从液态变为固态，是一项技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，每千克的铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(

　) A．Be＋12 O2 ===BeO Δ H ＝－564.3 kJ·mol －1

　B．Be(s)＋12 O2 (g)===BeO(s)

　Δ H ＝＋564.3 kJ·mol －1

　C．Be(s)＋12 O2 (g)===BeO(s)

　Δ H ＝－564.3 kJ·mol －1

　D．Be(s)＋12 O2 (g)===BeO(g) Δ H ＝－564.3 kJ 解析：根据题意，1 mol Be 完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ÷(1 000÷9) mol＝564.3 kJ·mol －1 。根据热化学方程式的书写规则，必须标明反应物和生成物的状态，可知A 错误；放出热量的反应，Δ H 符号为“－”，B 错误；Δ H 的单位应该是“kJ·mol －1 ”，D 错误。

　答案：C 9．(2012·长郡检测)下列关于反应能量的说法正确的是(

　) A．Zn(s)＋CuSO 4 (aq)===ZnSO 4 (aq)＋Cu(s) Δ H ＝－216 kJ·mol －1 ， 则反应物总能量大于生成物总能量 B．若一定条件下，A===B Δ H <0，说明 A 物质比 B 物质稳定 C．101 kPa 时，2H 2 (g)＋O 2 (g)===2H 2 O(l)

　 Δ H ＝－571.6 kJ·mol －1 ， 则 H 2 的燃烧热为 571.6 kJ·mol －1

　D．H ＋ (aq)＋OH － (aq)===H 2 O(l)

　Δ H ＝－57.3 kJ·mol －1 ， 含 1 mol NaOH 的溶液与含 0.5 mol H 2 SO 4 的浓硫酸混合后放出 57.3 kJ 的热量 解析：Δ H <0，说明该反应为放热反应，A 项正确；物质所具有的能量越低其稳定性越好，B 物质更稳定，B 错误；燃烧热是 1 mol 该物质燃烧放出的热量，C 项错误；在稀溶液中的强酸与强碱的反应，才放出 57.3 kJ 热量，D 项错误。

　答案：A 10．已知反应：

　①101 kPa 时，2C(s)＋O 2 (g)===2CO(g)

　Δ H ＝－221 kJ·mol －1

　②稀溶液中，H ＋ (aq)＋OH － (aq)===H 2 O(l)

　Δ H ＝－57.3 kJ·mol －1

　下列结论正确的是(

　) A．碳的燃烧热大于 110.5 kJ·mol －1

　B．①的反应热为 221 kJ·mol －1

　C．稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol －1

　D．稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出 57.3 kJ 热量 解析：1 mol C 不完全燃烧生成 CO 放出热量 221 kJ÷2＝110.5 kJ，则 1 mol C 完全燃烧生成 CO 2 放出热量大于 110.5 kJ，即 C 的燃烧热大于 110.5 kJ·mol －1 ；反应①的反应热为－221 kJ·mol －1 ；稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为 57.3 kJ·mol －1 ；醋酸是弱酸，与 NaOH 溶液中和生成 1 mol 水时放出的热量应小于 57.3 kJ。

　答案：A 11．已知：C(s)＋O 2 (g)===CO 2 (g)

　 Δ H ＝－393.5 kJ/mol； 2H 2 (g)＋O 2 (g)===2H 2 O(g)

　 Δ H ＝－483.6 kJ/mol。

　现有 0.2 mol 的炭粉和氢气组成的混合物在氧气中完全燃烧，共放出 63.53 kJ 热量，则混合物中 C 与 H 2 的物质的量之比为(

　) A．1∶1

　B．1∶2 C．2∶3

　D．3∶2 解析：设混合物中有炭粉 x

　mol，氢气 y

　mol， 则 x ＋ y ＝0.2 mol ①， 393．5 x ＋241.8 y ＝63.53 ②，

　解①②组成的方程组得：

　x ＝0.1 mol， y ＝0.1 mol， 即两者的物质的量之比为 1∶1。

　答案：A 12．(2012·抚顺一中高二期中检测)充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为 Q 。完全吸收它生成的 CO 2 气体生成正盐，需 5 mol·L －1 的 NaOH 溶液 100 mL，则丁烷的燃烧热为 (

　) A．16 Q

　 B．8 Q

　C．4 Q

　D．2 Q

　解析：由 C 4 H 10 ～4CO 2 ～8 NaOH 得， n (C 4 H 10 )＝18 ×0.1 L×5 mol·L－1 ＝116

　mol， 所以丁烷的燃烧热为Q

　kJ116

　mol＝16 Q

　kJ/mol。

　答案：A 13．有关键能(破坏 1 mol 共价键吸收的能量)数据如表 化学键 Si—O O===O Si—Si

　键能/kJ·mol －1

　X

　498.8 176 晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为 Si(s)＋O 2 (g)===SiO 2 (s) Δ H ＝－989.2 kJ·mol －1 ，则 X 的值为(已知 1 mol Si 中含有 2 mol Si—Si 键，1 mol SiO 2 中含有 4 mol Si—O 键)(

　) A．423.3

　B．460 C．832

　D．920 解析：反应热等于反应物键能总和减去生成物的键能总和，则：Δ H ＝2×176＋498.8－4 X ＝－989.2 (kJ·mol －1 )， X ＝460 (kJ·mol －1 )。

　答案：B 14．(2012·抚顺六校模拟)在 25℃、101 kPa 条件下，C(s)、H 2 (g)、CH 3 COOH(l)的燃烧热分别为 393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、870.3 kJ/mol，则 2C(s)＋2H 2 (g)＋O 2 (g)===CH 3 COOH(l)的反应热为(

　) A．－488.3 kJ/mol

　B．＋488.3 kJ/mol C．－191 kJ/mol

　D．＋191 kJ/mol 解析：由题意可知：C(s)＋O 2 (g)===CO 2 (g) Δ H ＝－393.5 kJ/mol ① H 2 (g)＋12 O2 (g)===H 2 O(l) Δ H ＝－285.8 kJ/mol ②

　CH 3 COOH(l)＋2O 2 (g)===2CO 2 (g)＋2H 2 O(l)

　 Δ H ＝－870.3 kJ/mol ③ ①×2＋②×2－③即得：

　2C(s)＋2H 2 (g)＋O 2 (g)===CH 3 COOH(l)Δ H ＝－488.3 kJ/mol。

　答案：A 15．S(单斜)和 S(正交)是硫的两种同素异形体。

　已知：①S(单斜，s)＋O 2 (g)===SO 2 (g) Δ H 1 ＝－297.16 kJ·mol －1

　②S(正交，s)＋O 2 (g)===SO 2 (g) Δ H 2 ＝－296.83 kJ·mol －1

　③S(单斜，s)===S(正交，s) Δ H 3

　下列说法正确的是(

　) A．Δ H 3 ＝＋0.33 kJ·mol －1

　B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应 C．S(单斜，s)===S(正交，s) Δ H 3 <0，正交硫比单斜硫稳定 D．S(单斜，s)===S(正交，s) Δ H 3 >0，单斜硫比正交硫稳定

　解析：由题意知，根据盖斯定律③＝①－②，即 Δ H 3 ＝Δ H 1 －Δ H 2 ＝－297.16 kJ·mol－1 －(－296.83 kJ·mol －1 )＝－0.33 kJ·mol －1 ，所以 S(单斜，s)===S(正交，s)为放热反应，说明 S(单斜，s)能量高，相对不稳定，S(正交，s)能量低，相对稳定，故选 C。

　答案：C 16．(2012·济源一中高二月考)已知 CH 4 (g)＋2O 2 (g)===CO 2 (g)＋2H 2 O(g) Δ H ＝－ Q 1 ① 2H 2 (g)＋O 2 (g)===2H 2 O(g) Δ H ＝－ Q 2 ② H 2 O(g)===H 2 O(l) Δ H ＝－ Q 3 ③ 常温下，取体积比为 4∶1 的甲烷和 H 2 的混合气体 112 L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为(

　) A．4 Q 1 ＋0.5 Q 2

　 B．4 Q 1 ＋ Q 2 ＋10 Q 3

　C．4 Q 1 ＋2 Q 2

　 D．4 Q 1 ＋0.5 Q 2 ＋9 Q 3

　解析：③×2＋①得 CH 4 (g)＋2O 2 (g)===CO 2 (g)＋2H 2 O(l) Δ H ＝－( Q 1 ＋2 Q 3 )，③×2＋②得2H 2 (g)＋O 2 (g)===2H 2 O(l) Δ H ＝－( Q 2 ＋2 Q 3 )。112 L混合气体中含甲烷、H 2 的物质的量分别为 4 mol、1 mol，则该混合气体完全燃烧后恢复到常温放出的热量为：4×( Q 1 ＋2 Q 3 )＋12 ( Q2 ＋2 Q 3 )＝4 Q 1 ＋0.5 Q 2 ＋9 Q 3 。

　答案：D 二、非选择题(本题包括 6 小题，共 52 分) 17．(8 分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

　(1)在 25℃、101 kPa 下，1 g 甲醇燃烧生成 CO 2 和液态水时放热 22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________________。

　(2)若适量的 N 2 和 O 2 完全反应，每生成 23 g NO 2 需要吸收 16.95 kJ 热量，则表示该反应的热化学方程式为___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　(3)用 N A 表示阿伏加德罗常数，在 C 2 H 2 (气态)完全燃烧生成 CO 2 和液态水的反应中，每有 5 N A 个电子转移时，放出 650 kJ 的热量，则表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

　解析：(1)CH 3 OH(l)＋32 O2 (g)===CO 2 (g)＋2H 2 O(l)， 1 mol CH 3 OH燃烧生成CO 2 (g)和H 2 O(l)，放出热量为32 g×22.68 kJ1 g＝725.76 kJ。

　(2)N 2 (g)＋2O 2 (g)===2NO 2 (g)，生成 2 mol NO 2

　吸收的热量为 92 g×16.9523 gkJ＝67.8 kJ。

　(3)2C 2 H 2 (g)＋5O 2 (g)===4CO 2 (g)＋2H 2 O(l)，反应中转移 20 e － ，因此转移 20 N A个电子放出的热量为 20 N A ×650 kJ5 N A＝2 600 kJ。

　答案：(1)CH 3 OH(l)＋32 O2 (g)===CO 2 (g)＋2H 2 O(l)Δ H ＝－725.76 kJ·mol －1

　(2)N 2 (g)＋2O 2 (g)===2NO 2 (g)

　Δ H ＝＋67.8 kJ·mol －1

　(3)2C 2 H 2 (g)＋5O 2 (g)===4CO 2 (g)＋2H 2 O(l) Δ H ＝－2 600 kJ·mol －1

　18．(8 分)用 CH 4 催化还原 NO x 可以消除氮氧化物的污染。例如：

　CH 4 (g)＋4NO 2 (g)===4NO(g)＋CO 2 (g)＋2H 2 O(g) Δ H ＝－574 kJ/mol， CH 4 (g)＋4NO(g)===2N 2 (g)＋CO 2 (g)＋2H 2 O(g)Δ H ＝－1 160 kJ/mol； 若用标准状况下 4.48 L CH 4 还原 NO 2 至 N 2 ，整个过程中转移电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用 N A 表示)，放出的热量为______kJ。

　解析：将两热化学方程式相加得 2CH 4 (g)＋4NO 2 (g)===2N 2 (g)＋2CO 2 (g)＋4H 2 O(g) Δ H ＝－1734 kJ/mol， 可以看出 2×22.4 L CH 4 被氧化转移电子总数为 16 N A ，放出热量 1 734 kJ，故 4.48 L 转移电子总数为 1.6 N A ，放出热量 173.4 kJ。

　答案：1.60 N A (或 1.6 N A ) 173.4 19．(8 分)(2012·东北师大附中期中模拟)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用 kJ/mol 表示。请...