化學(xué)反應(yīng)與能量2

綜合測評(一) (時間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共計(jì)60分)1．某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．催化劑能改變該反應(yīng)的焓變C．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能D．逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能【解析】解本題的關(guān)鍵是正確理解圖像的意義。不難看出，E1＞E2，正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，ΔH＝E1－E2＞0，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A、D均錯。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的焓變，故B錯，C對?！敬鸢浮緾2．下列說法不正確的是()A．反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看生成物和反應(yīng)物所具有的總能量的相對大小B．綠色植物進(jìn)行光合作用時，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來C．吸熱反應(yīng)中由于反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，因而無利用價值D．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能為人類所利用【解析】C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高溫))CO(g)＋H2(g)，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但可據(jù)此制得水煤氣，故選項(xiàng)C錯誤。【答案】C3．某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成，它的反應(yīng)能量曲線如圖(E1、E3表示活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B．三種化合物中C最穩(wěn)定C．加入催化劑會改變反應(yīng)的焓變D．整個反應(yīng)的ΔH＝E1－E2【解析】由圖中物質(zhì)A、B、C的能量相對大小可知，AB是吸熱反應(yīng)，BC是放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；三種物質(zhì)中C的能量最低，故化合物C最穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；催化劑改變反應(yīng)途徑和活化能大小，但不能改變焓變，C項(xiàng)錯誤；整個反應(yīng)的ΔH＝E1－E4，D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緽4．下列說法或表示方法不正確的是()A．蓋斯定律實(shí)質(zhì)上是能量守恒定律的體現(xiàn)B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3kJC．由C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＝＋1.9kJ/mol，可知石墨比金剛石穩(wěn)定D．在101kPa時，2gH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol【解析】蓋斯定律實(shí)質(zhì)上是能量守恒定律的體現(xiàn)；濃硫酸稀釋過程中也放出熱量，所以放出的熱量大于57.3kJ；能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定；選項(xiàng)D中ΔH應(yīng)等于－571.6kJ/mol?！敬鸢浮緿5．在下列各說法中，正確的是()A．ΔH>0表示放熱反應(yīng)，ΔH<0表示吸熱反應(yīng)B．熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，可以是分?jǐn)?shù)C．1molH2SO4與1molBa(OH)2反應(yīng)生成BaSO4沉淀時放出的熱叫做中和熱D．1molH2與0.5molO2反應(yīng)放出的熱就是H2的燃燒熱【解析】A項(xiàng)，ΔH>0表示吸熱反應(yīng)，ΔH<0表示放熱反應(yīng)；C項(xiàng)，“中和熱”是指在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol液態(tài)水時放出的熱量，1molH2SO4與1molBa(OH)2反應(yīng)生成2mol水，放出的熱大于中和熱；D項(xiàng)，在101kPa時，1molH2與0.5molO2反應(yīng)，生成液態(tài)水時放出的熱才是H2的燃燒熱，題中沒有說明生成的水的聚集狀態(tài)。【答案】B6．白磷會對人體造成嚴(yán)重的燒傷，白磷(P4)分子結(jié)構(gòu)為。下列說法不正確的是()A．白磷著火點(diǎn)低，在空氣中可自燃B．白磷、紅磷互為同素異形體C．31g白磷中，含P—P鍵1.5molD．已知P4(白磷，s)＋3O2(g)=2P2O3(s)ΔH＝－QkJ·mol－1，則白磷的燃燒熱為QkJ·mol－1【解析】D選項(xiàng)中的白磷燃燒產(chǎn)物P2O3(s)不是最穩(wěn)定的化合物，白磷燃燒產(chǎn)物中最穩(wěn)定的化合物是P2O5(s)?！敬鸢浮緿7．下列熱化學(xué)方程式中，ΔH表示可燃物燃燒熱的是()A．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1【解析】根據(jù)燃燒熱的概念知應(yīng)是1mol燃料，生成常溫常壓下穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，H2O在上述情況下液態(tài)穩(wěn)定?！敬鸢浮緼8．已知在1.01×105Pa、298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1【解析】2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，則1mol氫氣燃燒生成水蒸氣應(yīng)放出eq\f(1,2)×484kJ＝242kJ熱量，放出熱量ΔH為“－”，各物質(zhì)的狀態(tài)分別是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B項(xiàng)中的H2O的狀態(tài)應(yīng)為氣態(tài)；C、D項(xiàng)中ΔH的符號應(yīng)為“－”；A項(xiàng)是逆向進(jìn)行的反應(yīng)，ΔH為“＋”，數(shù)值相等。故應(yīng)選A?！敬鸢浮緼9．下列說法中正確的是()A．在100℃、101kPa條件下，1mol液態(tài)水汽化時需要吸收40.69kJ的熱量，則H2O(g)H2O(l)的ΔH＝＋40.69kJ·mol－1B．已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1，則CH4的燃燒熱ΔH＝－890.3kJC．H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH＝－72kJ·mol－1其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為230D．已知S(g)＋O2(g)=SO2(s)ΔH1，S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH2<ΔH1【解析】A選項(xiàng)ΔH應(yīng)小于0；B選項(xiàng)單位錯誤，應(yīng)為kJ·mol－1；C選項(xiàng)，ΔH＝(436＋a－369×2)kJ·mol－1＝－72kJ·mol－1，正確；D選項(xiàng)，生成固體放熱更多，則ΔH更小，錯誤?！敬鸢浮緾10．用CH4催化還原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4還原NO2生成N2和水蒸氣，放出的熱量為173.4kJB．由反應(yīng)①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<－574kJ·mol－1C．反應(yīng)①②轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同D．反應(yīng)②中當(dāng)4.48LCH4反應(yīng)完全時轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.60mol【解析】根據(jù)蓋斯定律，(①＋②)×eq\f(1,2)得到如下熱化學(xué)方程式：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4的物質(zhì)的量為0.2mol，放出的熱量為0.2mol×867kJ·mol－1＝173.4kJ；由于液態(tài)水生成氣態(tài)水需要吸收熱量，所以生成液態(tài)水的反應(yīng)放出的熱量多，放熱越多，則ΔH越小，即ΔH<－574kJ·mol－1；反應(yīng)②中每1molCH4反應(yīng)完全時轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為8mol，因?yàn)闆]有指明氣體的溫度和壓強(qiáng)，4.48LCH4的物質(zhì)的量無法求算?！敬鸢浮緿11．下列圖像分別表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系。據(jù)此判斷下列說法中正確的是()A．石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2C．白磷比紅磷穩(wěn)定D．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＞0【解析】金剛石的能量高于石墨的能量，所以石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)，A正確；固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S的能量，所以氣態(tài)S燃燒放出的熱量多，但放熱越多，ΔH越小，B不正確；白磷的能量高于紅磷的能量，所以白磷不如紅磷穩(wěn)定，C不正確；反應(yīng)應(yīng)該是放熱反應(yīng)，D不正確，答案選A。【答案】A12．如圖表示白磷(P4)分子結(jié)構(gòu)。白磷在氧氣不足時燃燒生成P4O6，P4O6分子結(jié)構(gòu)可以看成是白磷分子中磷磷鍵之間插入氧原子。已知：鍵能表示斷裂1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量。幾種共價鍵的鍵能如下表所示：化學(xué)鍵P—PP—OP=OO=O鍵能/(kJ·mol－1)abcd則P4(s)＋3O2(g)=P4O6(s)的反應(yīng)熱(ΔH)為()A．(6a＋3d－12b－4c)kJ·mol－1B．(4a＋3d－8d)kJ·mol－1C．(6a＋3d－12b)kJ·mol－1D．(6a＋3d＋4c－12b)kJ·mol－1【解析】斷裂6個P—P鍵、3個O=O鍵，形成12個P—O鍵，C選項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾二、非選擇題(本題包括4小題，共40分)13．(8分)(1)3mol甲烷燃燒時，生成液態(tài)水和二氧化碳，同時放出2670.9kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__。(2)當(dāng)1g氨氣完全分解為N2和H2時，吸收2.7kJ的熱量，寫出其熱化學(xué)方程式：____。(3)HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式為__。【解析】(1)每摩爾CH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放熱2670.9kJ÷3＝890.3kJ。(2)2molNH3(g)完全分解為N2(g)和H2(g)吸熱2.7kJ×17×2＝91.8kJ。(3)H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1，故熱化學(xué)方程式為eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1【答案】(1)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1(2)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋91.8kJ·mol－1(3)eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－114．(12分)據(jù)《參考消息》報道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來的石油”的觀點(diǎn)。(1)晶體硅在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式為Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－989.2kJ·mol－1，有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：化學(xué)鍵Si—OO=OSi—Si鍵能/kJ·mol－1x498.8176則x的值為________。(2)硅光電池作為電源已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星、燈塔和無人氣象站等。硅光電池是一種把________能轉(zhuǎn)化為________能的裝置。(3)假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖莀_______。A．硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B．硅的來源豐富，易于開采，且可再生C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制D．尋找高效新催化劑，使硅的生產(chǎn)耗能很低，是硅能源開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)(4)工業(yè)制備純硅的反應(yīng)為2H2(g)＋SiCl4(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋240.4kJ·mol－1，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH溶液恰好反應(yīng)，則反應(yīng)過程中________(填“吸收”或“釋放”)的熱量為__kJ?！窘馕觥?1)每摩爾Si含有2molSi—Si鍵，每摩爾SiO2含有4molSi—O鍵，則ΔH＝2×176kJ·mol－1＋498.8kJ·mol－1－4xkJ·mol－1＝－989.2kJ·mol－1，解得x＝460。(2)硅光電池將光(或太陽)能轉(zhuǎn)化為電能。(3)硅是固體，便于運(yùn)輸、貯存，A對；硅元素在地殼中含量居于第二位，來源豐富，B對；硅燃燒的產(chǎn)物為SiO2，沒有污染，C對；制備硅不需要催化劑，D錯。(4)100mL1mol·L－1的NaOH溶液消耗0.1molHCl，則工業(yè)制備純硅的反應(yīng)中有0.1molHCl生成，故吸收的熱量為eq\f(240.4kJ,4mol)×0.1mol＝6.01kJ?！敬鸢浮?1)460(2)光(或太陽)電(3)D(4)吸收6.0115．(10分)為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。(1)實(shí)驗(yàn)測得，5g甲醇在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量。試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：__。(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的斷裂和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量。已知反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1?；瘜W(xué)鍵H—HN—HN≡N鍵能/(kJ·mol－1)436391945試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a的數(shù)值：__。(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－1②2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1③根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反應(yīng)的焓變：__?！窘馕觥?1)5gCH3OH(l)充分燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5kJ的熱量，則1molCH3OH充分燃燒時，放出的熱量為eq\f(32,5)×113.5kJ＝726.4kJ，故其燃燒的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.4kJ·mol－1，或2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1。(2)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝3×436kJ·mol－1＋945kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝－93kJ·mol－1，故a的值為－93。(3)由題意知，需求下述反應(yīng)的焓變：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH，由蓋斯定律，將題給熱化學(xué)方程式加合，(①×4＋②－③)/2得：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH＝2ΔH1＋eq\f(ΔH2,2)－eq\f(ΔH3,2)則ΔH＝[2×(－393.5)＋eq\f(－571.6,2)－eq\f(－2599,2)]kJ·mol－1＝＋226.6kJ·mol－1【答案】(