化学第一章化学反应与能量过关检测含解析新人教版选修4 12页

第一章　过关检测 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。‎ 第Ⅰ卷　(选择题，共48分)‎ 一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共48分)‎ ‎1．下列分别是利用不同能源发电的实例，其中不属于新能源开发利用的是(　　)‎ 答案　C 解析　风能、太阳能、潮汐能均属于有待开发或正在开发的新能源。‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．在化学反应中物质发生变化的同时，不一定发生能量变化 B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 C．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 D．形成产物中的化学键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量时，ΔH<0‎ 答案　D 解析　任何化学反应都有反应热，故A项错误；物质的状态变化时伴随能量变化，例如升华，气化过程要吸热，但不是化学变化，故B项错误；焓变是生成物与反应物的焓值差，故C项错误。‎ ‎3．下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是(　　)‎ A．氢氧化钠溶液与稀硫酸混合 B．异丁醇燃烧 C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌 D．氧化钙溶于水 答案　C 解析　根据题干得知应选择吸热反应，酸碱中和反应放热，燃烧反应放热，氧化钙溶于水放热，所以A、B、D均为放热反应；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应吸热，C正确。‎ ‎4．如图所示，E1＝393．5 kJ·mol－1，E2＝395．4 kJ·mol－1，下列说法或热化学方程式正确的是(　　)‎ - 12 -‎ A．石墨与金刚石之间的转化是物理变化 B．C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1．9 kJ·mol－1‎ C．金刚石的稳定性强于石墨 D．断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量少 答案　B 解析　石墨与金刚石是两种不同的单质，二者之间的转化是化学变化，A项错误；由图可知，1 mol金刚石的能量比1 mol石墨高395．4 kJ－393．5 kJ＝1．9 kJ，故有C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1．9 kJ·mol－1，B项正确；金刚石的能量高于石墨的能量，物质的能量越高越不稳定，C项错误；C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1．9 kJ·mol－1,1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1．9 kJ，断裂时吸收的能量多，D项错误。‎ ‎5．化学反应N2＋H2===NH3的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．断裂1 mol N≡N键和3 mol H—H键，吸收a kJ热量 B．N2(g)＋H2(g)===NH3(l)ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1‎ C．1 mol N(g)与3 mol H(g)形成1 mol NH3(l)，放出b kJ热量 D．液态氨的能量高于气态氨 答案　B 解析　断裂1 mol N≡N键和3 mol H—H键，吸收‎2a kJ热量，A项错误。由图可知， mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量与1 mol NH3(l)的总能量之差为(b＋c－a) kJ，而反应放热，故B项正确。1 mol N(g)与3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)，放出b kJ热量，进一步形成液态氨，还会放出c kJ热量，则1 mol N(g)与3 mol H(g)形成1 mol NH3(l)，放出(b＋c) kJ热量，C项错误。由图可知，NH3(g)的能量高于NH3(l)的能量，D项错误。‎ - 12 -‎ ‎6．已知下面表格中的数据 根据上述表格中的数据，推断下列反应为吸热反应的是(　　)‎ ‎①2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)‎ ‎②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)‎ ‎③H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)‎ ‎④2HI(g)===H2(g)＋I2(g)‎ A．①④ B．②③‎ C．只有① D．只有④‎ 答案　A 解析　已知1个水分子中含有两个H—O共价键。‎ 对于①：4×463 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1＝＋484 kJ·mol－1；‎ 对于②：436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×432 kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1；‎ 对于③：436 kJ·mol－1＋193 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－103 kJ·mol－1；‎ 对于④：2×298 kJ·mol－1－151 kJ·mol－1－436 kJ·mol－1＝＋9 kJ·mol－1。‎ ‎7．当压力达到220 atm、温度达到‎374 ℃‎时，水处于“超临界状态”，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压的条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是(　　)‎ A．“水热反应”是一种复杂的化学变化 B．火力发电厂可以利用废热将二氧化碳转化为能源物质 C．随着科技的进步，“水热反应”制取能源物质有望实现地球上碳资源的和谐循环 D．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应属于放热反应 答案　D 解析　“水热反应”有新物质生成，故A项正确；二氧化碳转化成的有机物可作为能源物质，B项正确；有机物燃烧生成CO2与水，一定条件下利用“水热反应”使水与CO2作用得到有机物，C项正确；由汽油燃烧生成CO2和水时会放出热量可知，D项错误。‎ ‎8．运用盖斯定律可方便地计算出难以通过实验直接测定的反应热。已知：‎ P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)‎ ΔH＝－2983．2 kJ·mol－1；‎ - 12 -‎ P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)‎ ΔH＝－738．5 kJ·mol－1。‎ 则由白磷转化为红磷的热化学方程式为(　　)‎ A．P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝－29．2 kJ·mol－1‎ B．P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝＋29．2 kJ·mol－1‎ C．P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝－2244．7 kJ·mol－1‎ D．P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝＋2244．7 kJ·mol－1‎ 答案　A 解析　根据盖斯定律，由第一个热化学方程式－4×第二个热化学方程式，得P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－2983．2 kJ·mol－1－4×(－738．5 kJ·mol－1)＝－29．2 kJ·mol－1。‎ ‎9．合成正四面体烷的反应为：2HC≡CH(g)===(g)　ΔH＝－462．2 kJ·mol－1。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．反应物的总能量小于生成物的总能量 B．断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总键能 C．每生成1 mol正四面体烷，吸收462．2 kJ热量 D．键的能量：3E(C—C)>E(C≡C)‎ 答案　D 解析　放热反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，A错误； 放热反应断裂化学键消耗的总能量小于形成化学键释放的总能量，B错误；ΔH<0，放出能量，C错误；由于ΔH＝4E(C—H)＋2E(C≡C)－6E(C—C)－4E(C—H)<0，D正确。‎ ‎10． 下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．右图是测定中和热的简易装置，大小两烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯 B．若用50 mL 0．55 mol·L－1的氢氧化钠溶液，分别与50 mL 0．50 mol·L－1的盐酸和50 mL 0．50 mol·L－1的硫酸充分反应，则两反应测定的中和热不相等 C．实验时需要记录初始温度T1和最高温度T2‎ D．做一次实验根据公式即可得出中和反应的反应热 - 12 -‎ 答案　C 解析　碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量的散失，A错误；中和热是酸的稀溶液与碱的稀溶液反应生成1 mol水时所放出的热量，和反应物的多少无关，B错误；测定中和热须做2～3次实验，再算反应热，可减小误差，D错误。‎ ‎11．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：‎ H2(g)‎ Br2(g)‎ HBr(g)‎ ‎1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ ‎436‎ a ‎369‎ 则表中a为(　　)‎ A．404 B．‎260 C．230 D．200‎ 答案　D 解析　据反应热计算公式ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，即436＋a－369×2＝－(72＋30)，解得a＝200，D正确。‎ ‎12．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)‎ A．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483．6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为241．8 kJ·mol－1‎ B．若C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定 C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57．4 kJ·mol－1，则20．‎0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28．7 kJ的热量 D．已知‎2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2‎ 答案　B 解析　A项，燃烧热是101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，若生成水，则应是液态水，不能是气态水，错误；B项，已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，等物质的量的石墨的能量小于金刚石，则石墨比金刚石稳定，正确；C项，已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57．4 kJ·mol－1，NaOH固体溶于水放热，所以20．‎0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出热量大于28．7 kJ，错误；D项，已知‎2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，一氧化碳与O2反应转化为二氧化碳是放热反应，且焓变大小的比较应包含负号，则ΔH1<ΔH2，错误。‎ ‎13．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。‎ 已知：‎ ‎①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1‎ ‎②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2‎ - 12 -‎ ‎③Sn(灰，s) Sn(白，s)‎ 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)，由题知灰锡以粉末状存在，所以A、B、C错误，D正确。‎ ‎14．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：‎ ‎①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1‎ ‎②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH2＝－1160 kJ·mol－1‎ 已知NO、NO2混合气体的密度是相同条件下氢气密度的17倍，‎16 g甲烷和该混合气体恰好完全反应生成N2、CO2、H2O(g)放出1042．8 kJ的热量，则ΔH1是(　　)‎ A．－867 kJ·mol－1 B．－574 kJ·mol－1‎ C．－691．2 kJ·mol－1 D．－925．6 kJ·mol－1‎ 答案　B 解析　NO、NO2混合气体的密度是相同条件下氢气密度的17倍，则混合气体的平均相对分子质量＝17×2＝34，设NO的物质的量分数为x，则NO2的物质的量分数为1－x，则30x＋46(1－x)＝34，x＝0．75，n(NO)∶n(NO2)＝3∶1,‎16 g甲烷为1 mol，‎ 设NO2的物质的量为a，则NO的物质的量为‎3a，根据盖斯定律①＋②得：‎ ‎2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ ‎2 4 ΔH1＋ΔH2‎ a (ΔH1＋ΔH2)‎ CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1160 kJ·mol－1‎ ‎1 4 ΔH2‎ ‎3a ΔH2‎ 由题意，则 - 12 -‎ 解得：a＝0．8 mol，ΔH1＝－574 kJ·mol－1。‎ ‎15．已知：P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，P4(s)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1。P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1．‎2c kJ·mol－1。下列叙述正确的是(　　)‎ A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B．可求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH C．Cl—Cl键的键能为 kJ·mol－1‎ D．P—P键的键能为 kJ·mol－1‎ 答案　C 解析　因P4是正四面体分子，故P4分子中有6个P—P键，则6E(P—P)＋6E(Cl—Cl)－12×1．‎2c kJ·mol－1＝a kJ·mol－1,6E(P—P)＋10E(Cl—Cl)－‎20c kJ·mol－1＝b kJ·mol－1，解得E(Cl—Cl)＝ kJ·mol－1，E(P—P)＝ kJ·mol－1，C项正确，D项错误；因键长：P—P>P—Cl，故键能：P—P0的反应有____________。‎ ‎(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。‎ A．a比b多 B．a比b少 C．a与b在理论上相同 D．两者无法比较 ‎(4)E1、E2、E3、E4之间的关系为________________________________。‎ 答案　(1)煤的利用率高；变成气体燃料后，使燃料充分燃烧(2分)‎ ‎(2)②(2分)　(3)C(2分)‎ ‎(4)E1＝E2＋E3＋E4(2分)‎ 解析　(2)上述四个反应中①③④为放热反应，ΔH<0；②为吸热反应，ΔH>0。‎ ‎(3)根据盖斯定律，等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量相同。‎ ‎(4)根据盖斯定律可知：E1＝E2＋E3＋E4。‎ ‎19．(8分)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。‎ 已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)‎ - 12 -‎ ΔH＝＋206．2 kJ·mol－1①‎ CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)‎ ΔH＝＋247．4 kJ·mol－1②‎ 又知CH4的燃烧热为890．3 kJ·mol－1。‎ ‎(1)利用上述已知条件写出表示CH4燃烧热的热化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________________。‎ ‎(3)若在相同温度下，1 mol H2O按下列两种途径转化为氢原子与氧原子。‎ 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者之间的关系是______________________。‎ 答案　(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－890．3 kJ·mol－1(3分)‎ ‎(2)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)‎ ΔH＝＋165．0 kJ·mol－1(3分)‎ ‎(3)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2(2分)‎ 解析　(2)由①×2－②即可得出CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165．0 kJ·mol－1。‎ ‎(3)由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。‎ ‎20．(12分)磷在氧气中燃烧可能生成两种固态氧化物P2O3和P2O5。现将3．‎1 g单质磷(P)在3．‎2 g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出X kJ的热量。‎ ‎(1)反应后生成物的组成是________(用化学式表示)。‎ ‎(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ·mol－1，则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝________________。‎ ‎(3)若3．‎1 g磷在3．‎6 g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出Z kJ的热量，则X________Z(填“<”“>”或“＝”)。‎ ‎(4)磷的两种氧化物中较稳定的是________。‎ 答案　(1)P2O3、P2O5(4分)‎ ‎(2)－(20X－Y) kJ·mol－1(4分)‎ ‎(3)<(2分)　‎ ‎(4)P2O5(2分)‎ 解析　(1)3．‎1 g单质磷(P)的物质的量为＝0．1 mol,3．‎‎2 g - 12 -‎ 氧气的物质的量为＝0．1 mol，故磷原子与氧原子的数目之比为1∶2，因为2∶5<1∶2<2∶3，故反应产物为P2O3和P2O5。‎ ‎(2)设P(s)＋O2(g)===P2O3(s)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，由题意可知，P(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝－Y kJ·mol－1；设转化成P2O3、P2O5的P的物质的量分别为a mol、b mol，则 解得 故1 mol P与O2反应生成固态P2O3的ΔH＝－(20X－Y) kJ·mol－1。‎ ‎(3)氧气增多，生成的P2O3可以和氧气继续反应生成P2O5，由该反应放热可知X