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- 2021-07-02 发布
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章末综合检测
(时间:100分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1.下列变化中一定为放热反应的是( )
A.H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
B.N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+182.6 kJ·mol-1
C.形成化学键过程中放出862 kJ热量的化学反应
D.能量变化如图所示的化学反应
答案 D
解析 图中反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应必是放热反应。
2.N4的分子结构类似白磷分子,它的结构如图所示,已知断裂1 mol N—N键需要吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键需放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,下列说法中正确的是( )
A.1 mol N4气体转变为N2将放出775 kJ热量
B.1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
C.1 mol N4气体转变为N2将吸收775 kJ热量
D.1 mol N4气体转变为N2将吸收882 kJ热量
答案 B
解析 ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,反应转化关系为N4―→2N2,E(反应物键能)=6×167 kJ,E(生成物键能)=2×942 kJ,所以ΔH=-882 kJ·mol-1,即放出882 kJ热量。
3.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+Q1 kJ·mol-1。室温下,若1 mol无水硫酸铜溶解为溶液放热Q2 kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q10。ΔH=Q1,ΔH′=-Q2。由盖斯定律ΔH总=ΔH+ΔH′=Q1+(-Q2)>0,则Q1>Q2。
4.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s,灰) Sn(s,白)
ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
答案 D
解析 由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的,当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰),所以A、B、C都错,只能选D。
5.在下列各说法中,正确的是( )
A.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D.1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
答案 B
解析 A项,ΔH>0表示吸热反应,ΔH<0表示放热反应;C项,“中和热”是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应,生成1 mol水时放出的热量,1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水,同时还有BaSO4沉淀生成,放出的热大于中和热;D项,在25℃、101
kPa时,1 mol H2与0.5 mol O2反应,生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热,题中没有说明生成的水的聚集状态。
6.一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3,将它们混合并用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测肯定错误的是( )
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.较长时间制冷是由于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反应
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
答案 C
解析 根据复分解反应发生的条件,Na2SO4·10H2O和NH4NO3在该条件下不会发生反应,故C项肯定错误;又根据所学知识可知,NH4NO3溶于水是吸热的,结晶水合物脱水也是吸热的。
7.燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水,放出热量50 kJ,则这一反应的热化学反应方程式为( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+50 kJ·mol-1
B.C2H2(g)+5/2O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1 300 kJ
C.2C2H2+5O2===4CO2+2H2O ΔH=-2 600 kJ
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2 600 kJ·mol-1
答案 D
解析 本题考查了热化学方程式的书写及简单计算。热化学方程式前面的化学计量数表示物质的量,反应热单位是 kJ·mol-1,B和C均错;2 mol C2H2燃烧放出的热量为2×26×(-50) kJ·mol-1=-2 600 kJ·mol-1,D对。
8.根据热化学方程式:S(l)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-293.23 kJ·mol-1 ,分析下列说法中正确的是( )
A.S(s)+O2(g)===SO2(g),反应放出的热量大于293.23 kJ·mol-1
B.S(g)+O2(g)===SO2(g),反应放出的热量小于293.23 kJ·mol-1
C.1 mol SO2(g)的键能的总和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
D.1 mol SO2(g)的键能的总和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
答案 C
9.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-1 411.0 kJ·mol-1和-1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2 kJ·mol-1 B.+44.2 kJ·mol-1
C.-330 kJ·mol-1 D.+330 kJ·mol-1
答案 A
解析 根据燃烧热的概念,写出热化学反应方程式:
①C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1
②C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l);
ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律将反应①-②得:
C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)
ΔH=-44.2 kJ·mol-1。
10.已知热化学方程式:
(1)2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)
ΔH=+571.6 kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1
当1 g液态水变为气态水时,对其热量变化有下列描述:①放出;②吸收;③2.44 kJ;④4.88 kJ;⑤88 kJ。其中正确的是( )
A.②和⑤ B.①和③ C.②和④ D.②和③
答案 D
解析 由盖斯定律,由(1)÷2+(2)÷2得热化学方程式:H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,故此转化吸收热量,据方程式计算可知,1 g液态水变为气态水时,吸收2.44 kJ
的热量。
11.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5 O2(g)―→4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 878 kJ·mol-1
(CH3)2CHCH3(g)+6.5 O2(g)―→4CO2(g)+5H2O(l)
ΔH=-2 869 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B.正丁烷的稳定性大于异丁烷
C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
答案 A
解析 根据所给反应及其反应热看,正丁烷分子储存能量大于异丁烷,A正确;能量越高其分子越不稳定,B错;异丁烷转化成正丁烷应该吸热,C错;从两者结构看两者的碳氢键一样多,D错。
12.已知:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g)
ΔH=-221.0 kJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1。
则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH为( )
A.+262.6 kJ·mol-1 B.-131.3 kJ·mol-1
C.-352.3 kJ·mol-1 D.+131.3 kJ·mol-1
答案 D
解析 根据盖斯定律,由题意知:
①×1/2-②×1/2得:
ΔH=(-221.0 kJ·mol-1)×1/2-(-483.6 kJ·mol-1)×1/2=+131.3 kJ·mol-1
13.已知25℃时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92.0 kJ·mol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为23 kJ(假定测量过程中没有能量损失),则N2的转化率为( )
A.25% B.50% C.75% D.无法确定
答案 A
解析 1 mol N2与3 mol H2反应放热92 kJ,当放热23 kJ时,N2的实际消耗为=0.25 mol。
14.已知氟化氢气体中有平衡关系:①2H3F3(g)===3H2F2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1 ②H2F2(g)===2HF(g) ΔH2=b kJ·mol-1 已知a、b均大于0,则可推测反应:H3F3(g)===3HF(g)的ΔH3等于( )
A.(a+b) kJ·mol-1 B.(a-b) kJ·mol-1
C.(a+3b) kJ·mol-1 D.(0.5a+1.5b) kJ·mol-1
答案 D
解析 由×①+×②得:H3F3(g)===3HF(g)
ΔH3=ΔH1+ΔH2= kJ·mol-1
=(0.5a+1.5b) kJ·mol-1。
15.NH3(g)燃烧的产物是NO2(g)和H2O(g)。已知反应有:
(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
(2)N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH=+33.9 kJ·mol-1
(3)NH3(g)===N2(g)+H2(g) ΔH=+46.0 kJ·mol-1
下列关于NH3(g)燃烧的热化学方程式的书写正确的是( )
A.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g) ΔH=-282.8 kJ·mol-1
B.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g) ΔH=-161.9 kJ·mol-1
C.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g) ΔH=-161.9 kJ·mol-1
D.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g) ΔH=-282.8 kJ·mol-1
答案 A
解析 根据盖斯定律,将方程式处理:(1)×+(2)+(3)得:NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g) ΔH=-282.8 kJ·mol-1。
16.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是( )
A.H2 B.CO C.C8H18 D.CH4
答案 B
解析 题中各ΔH对应的可燃物的物质的量为1 mol,把它们的ΔH分别换算成1 g可燃物燃烧的热量即可比较。
二、非选择题(本题共6个小题,共52分)
17.(8分)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是
________________________________________________________________________。
(2)H2的燃烧热为________;C的燃烧热为________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________。
(4)CO的燃烧热为________;其热化学方程式为______________。
答案 (1)①②③④ (2)-285.8 kJ·mol-1 -393.5 kJ·mol-1 (3)1 429.0 kJ (4)-283.0 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
解析 (1)所有燃烧均为放热反应,①②③④均为放热反应。
(2)燃烧热为1 mol纯可燃物生成稳定氧化物时放出的热量,H2的燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,C的燃烧热为-393.5 kJ·mol-1。
(3)Q放=×285.8 kJ·mol-1=1 429.0 kJ。
(4)由④-③可得,CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1+110.5 kJ·mol-1=-283.0 kJ·mol-1,其燃烧热为-283.0 kJ·mol-1。
18.(8分)丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g)
ΔH=+b kJ·mol-1
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-d kJ·mol-1 (a、b、c、d均为正值)
请回答下列问题:
(1)由于C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应中,反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是__________。
(2)按途径Ⅱ反应,1 mol C3H8完全燃烧时放出的热量为________ kJ(用含b、c、d的代数式表示),等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时,途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。
(3)a与b、c、d的数学关系式是_______________________________________________。
答案 (1)小于 吸收 加热 (2) 等于 (3)a=
解析 (1)
放热反应,生成物总能量小于反应物总能量,吸热反应则相反,对于C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1判断该反应吸热,故反应物总能量小于生成
物总能量。
(2)将途径Ⅱ中的三个反应经叠加处理,得到的ΔH=+b++=- kJ·mol-1
则放出的热量为 kJ。
(3)a=。
19.(8分)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应,
生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式:
肼____________________,过氧化氢______________________________________。
(2)写出反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是_______________________________________________________________。
答案 (1) H—O—O—H
(2)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-641.625 kJ·mol-1
(3)408.8
(4)产物是N2和H2O,对环境无污染
20.(10分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1) P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2) PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达到平衡时PCl5还剩0.60 mol,其α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3) 工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl
2反应生成PCl5。原因是__________________________________________
______________________。
(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=______,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是
________________________________________________________________________。
答案 (1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)
ΔH=-306 kJ·mol-1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)
ΔH=+93 kJ·mol-1 25% 大于
(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解
(4)-399 kJ·mol-1 等于
(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl
21.(8分)试回答下列各题:
(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________________________________。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1
请填空:
共价键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/(kJ·mol-1)
436
247
________
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式:___________________________________________________________________。
(3)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-25 kJ·mol-1①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47 kJ·mol-1②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+19 kJ·mol-1③
请写出CO还原FeO的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)
ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)①434 ②H2Se(g)===Se(s)+H2(g)
ΔH=-81 kJ·mol-1
(3)CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ·mol-1
解析 (3)根据盖斯定律处理三个热化学方程式,(①×3-②-③×2)×即可得到CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJ·mol-1。
22.(10分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
请回答:
(1)请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和,比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图:
请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式__________________________。
乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量,最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学,另一同学出现错误观点的原因是________________________________________。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(2)多 ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 乙 甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应
解析 (2)由于C(s)与水蒸气反应要吸热,所以1 mol CO和1 mol H2的能量比1 mol C(s)和1 mol H2O(g)的能量多,燃烧后放出的能量同样也多;反应的总能量是守恒的,所以甲同学的说法不正确的,原因是他忽视了反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)为吸热反应,已经从环境中吸收了能量,而能量在转化过程中往往会有损失,所以乙同学说得对,即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。