2021年新教材高中化学 第一章 化学反应的热效应（B）作业（含解析）新人教版选择性必修1.docx

1、化学反应的热效应章末质量评估化学反应的热效应(B)(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本题共16小题,共44分。第110小题,每小题2分;第1116小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)H=-270 kJ/mol。下列说法中正确的是()A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气和1 L氟气吸收270 kJ热量B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC.在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生

2、成2个氟化氢分子放出270 kJ热量解析:由题中的热化学方程式可知,1 mol氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol气态氟化氢放出的热量为270 kJ,而从气态的氟化氢转化为液态的氟化氢还要放出热量,所以放出的热量应大于270 kJ,B项错误;由于反应为放热反应,所以在相同条件下,1 mol氢气与1 mol 氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量,C项正确。答案: C2.反应A+BC(H0),XC(H0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是() A B C D解析:由盖斯定律知,反应无论一步完成,还是多步完成,反应热与反应途径无关,故反应A+BC(H0,说明X与Y的总能量

3、低于M与N的总能量,A项错误,D项正确;破坏反应物中化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,C项错误;吸热反应有的不需要加热也可以进行,如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可发生反应,B项错误。答案: D4.如图所示,E1=393.5 kJ/mol,E2=395.0 kJ/mol,下列说法或热化学方程式正确的是()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)H=+1.5 kJ/molC.金刚石的稳定性强于石墨的稳定性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解析:石墨与金刚石是两种不同的单质,两者之间的转化是化学变化,A项

4、错误;由图可知,1 mol金刚石的能量比1 mol 石墨的能量高395.0 kJ-393.5 kJ=1.5 kJ,故有C(s,石墨)C(s,金刚石)H=+1.5 kJ/mol,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)H=+1.5 kJ/mol,1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.5 kJ,D项错误。答案: B5.肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料,反应时N2O4为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g)+2O2(g)N2O4(g)H=+8.7 kJ/molN2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)

5、 H=-544 kJ/mol下列表示N2H4与N2O4反应的热化学方程式中正确的是()A.2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 096.7 kJ/molB.N2H4(g)+12N2O4(g)32N2(g)+2H2O(g)H=-552.7 kJ/molC.2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-552.7 kJ/molD.2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(l)解析:根据盖斯定律,将2-得2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g),H=-1 096.7 kJ/mol。答案: A6.已知:Mn(s)+O

6、2(g)MnO2(s)H1S(s)+O2(g)SO2(g)H2Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s)H3下列表述中正确的是()A.H20B.Mn+SO2MnO2+SH=H1-H2C.H3H1D.MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)H=H3-H2-H1解析:硫的燃烧是放热反应,即H2-192.9 kJmol-1解析:反应的H=-192.9 kJmol-1,CH3OH(g)的燃烧热表示1 mol CH3OH(g)充分燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,故CH3OH(g)的燃烧热大于192.9 kJmol-1,A项错误;图中表示的是放热反应,而反应是吸热反应,B项错误;CH3OH

7、(g)转化成H2(g)的过程按照反应是吸热过程,按照反应是放热过程,所以CH3OH(g)转化成H2(g)不一定要吸收能量,C项错误;反应中甲醇为气态,D项反应方程式中甲醇为液态,甲醇由液态变成气态需要吸热,故D项反应放出的热量减少,即H-192.9 kJmol-1,D项正确。答案: D11.已知:a.C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)H0。以下三个热化学方程式:C(s)+2H2(g)CH4(g)H1,C(s)+12H2(g)12C2H2(g)H2,C(s)+H2(g)12C2H4(g)H3,H1、H2、H3由大到小的顺序是()A.H2H3H1B.H3H2H1C.H3H1H2D.H1H2H

8、3解析:利用盖斯定律,(-)2得C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)H=2(H2-H3),根据反应a的逆过程为吸热反应,得H2-H30,H2H3;(-)2 得2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)H=2(H3-H1),根据反应b,H3-H10,H3H1,故A项正确。答案: A12.铍是高效率的火箭材料,燃烧时放出巨大的能量,每千克铍(s)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+12O2BeOH=-564.3 kJmol-1B.Be(s)+12O2(g)BeO(s) H=+564.3 kJmol-1C.Be(s)+12O2(g)BeO(s) H

9、=-564.3 kJmol-1D.Be(s)+12O2(g)BeO(s)H=-564.3 kJ解析:每千克的铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ,则1 mol铍即9 g铍完全燃烧放出的热量是91 00062 700 kJ=564.3 kJ,C项正确。A项没有注明物质的状态,B项中反应热的符号错误,D中反应热的单位错误。答案: C13.已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)H=-x kJ/mol。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ,其他相关数据如下表所示:物质NH3(g)O2(g)NO(g)H2O(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/k

10、Jabzd则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为()A.x+4a+5b-6d-444B.x+12a+5b-12d-2644C.x+4a+5b-6d-2644D.x+12a+5b-12d-444解析:根据题意可知蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ,因此6 mol H2O(g)变成液态水需要放出的能量为644 kJ。根据H=反应物的总键能-生成物的总键能可知,反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)的H=-x kJ/mol=4a kJ/mol+5b kJ/mol-4z kJ/mol-6d kJ/mol-644 kJ/mol,解得z=x+4a+5b-6d-2

11、644。答案: C14.在如图所示的量热计中,将100 mL 0.50 molL-1 CH3COOH(弱酸,电离过程为吸热过程)溶液与100 mL 0.55 molL-1NaOH溶液混合,温度从25.0 升高到27.7 。下列说法错误的是()A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测H偏大B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7 D.所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和解析:若量热计的保温瓶绝热效果不好,则会损失一部分热量,则测出放出热量偏少,因为H为负值,若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测H偏大,A项正确;搅

12、拌器选用导热性差的玻璃搅拌器,B项正确;若选用盐酸,则放出的热量将更多,所以温度升高将超过27.7 ,C项错误;酸与碱反应测中和反应反应热时,为了保证一方完全反应,往往需要另一方试剂稍稍过量,减少实验误差,所以加NaOH溶液过量的目的是保证CH3COOH溶液完全被中和,D项正确。答案: C15.现代火法炼锌过程中发生了以下三个主要反应:2ZnS(s)+3O2(g)2ZnO(s)+2SO2(g) H1=a kJ/mol 2C(s)+O2(g)2CO(g)H2=b kJ/mol ZnO(s)+CO(g)Zn(g)+CO2(g) H3=c kJ/mol下列说法中正确的是()A.以上三个反应中,只有是

13、放热反应B.反应的作用是仅为反应提供还原剂C.反应ZnS(s)+C(s)+2O2(g)Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)的H=a+b+2c2 kJ/molD.用这种方法得到的是纯净的锌单质解析:碳的不完全燃烧也是放热反应,A项错误;反应既可以为反应提供还原剂,同时又能提供能量,B项错误;根据盖斯定律,由(+2)12即得到ZnS(s)+C(s)+2O2(g)Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)H=a+b+2c2 kJ/mol,C项正确;用题给方法得到的锌单质中含有杂质,D项错误。答案: C16.在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式如下:CH4(g)+2O2(g)2H2O(l)+CO

14、2(g) H=-890 kJ/mol2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566 kJ/mol如果有CH4和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9 kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。则混合气体中CH4和CO的体积比为()A.12 B.13C.23 D.32解析:设燃烧后共生成CO2的物质的量为x,混合气体中CH4、CO的物质的量分别为a、b。石灰水过量时只生成碳酸钙沉淀,据CaCO3CO2得x=0.5 mol,则a+b=0.5 mol,890 kJ/mola+283 kJ/molb=262.9 kJ,解得a=0.2 mol,b=0.3 mol,

15、ab=23。答案: C二、非选择题:本题共4小题,共56分。17.(14分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)左图是N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2与H2反应的热化学方程式: 。化学键HHNN键能/(kJ/mol)436946(2)已知右上表数据:试根据表中及上图中数据计算出NH的键能为 kJ/mol。(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) H1=-a kJ/molN2(g)+O2(g)2NO(g) H2=-b k

16、J/mol若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热H3= kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。(4)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生以下可逆反应:反应:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) H1反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) H2反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3则H3与H1、H2之间的关系是H3=。答案: (1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(

17、g) H=-92 kJ/mol(2)391(3)3b-a4(4)2H2-H118.(16分)当今社会,能源的发展已成为全世界共同关注的话题,乙烷、二甲醚的燃烧热较大,可用作燃料。下图表示乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化。请回答下列问题。(1)a=。(2)乙烷的燃烧热为kJ/mol。(3)等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量(填“多”或“少”)。(4)根据题图写出二甲醚完全燃烧时的热化学方程式: 。(5)从环保角度分析,放出相同的热量时选择(填“乙烷”或“二甲醚”)作为燃料产生的二氧化碳较少。解析:先根据原子守恒确定a、b、c、d的值,然后依据燃烧热的概念等分析解答

18、。(1)反应生成1 mol H2O(l),根据原子守恒可确定a=13,b=76,c=1,d=23。(2)由图可得13C2H6(g)+76O2(g)23CO2(g)+H2O(l)H=-520 kJ/mol,所以乙烷的燃烧热为520 kJ/mol3=1 560 kJ/mol。(3)由于液态乙烷具有的能量小于气态乙烷具有的能量,故等物质的量时,液态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量较少。(5)由热化学方程式可知放出相同热量时,乙烷产生的二氧化碳较少。答案: (1)13(2)1 560(3)少(4)CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 455 kJ/mol或1

19、3CH3OCH3(g)+O2(g)23CO2(g)+H2O(l)H=-485 kJ/mol(5)乙烷19.(12分)(1)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H13H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s)H2Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s)H3 反应C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的H= (用含H1、H2、H3的代数式表示)。已知部分化学键的键能数据如下表所示,则H1=kJ/mol。化学键CCCCCHHH键能/(kJ/mol)3486154134

20、36(2)雾霾的主要成分之一是来自汽车尾气的氮氧化物,研究表明CH4可以消除汽车尾气中氮氧化物的污染。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3 kJ/molN2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+66.4 kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)H=-56.9 kJ/mol写出甲烷气体催化还原N2O4气体生成稳定的单质气体、二氧化碳气体和液态水的热化学方程式:。解析: (1)将题述热化学方程式分别用a、b、c表示,(3a+b+c)13得:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)H=3H1+H2+H33。H=反应物键能之和-生成物键

21、能之和,则H1=(6413+348-4413-615-436)kJ/mol=+123 kJ/mol。(2)甲烷还原N2O4生成稳定的单质气体是N2,根据盖斯定律,-得:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-899.8 kJ/mol。答案: (1)3H1+H2+H33+123(2)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-899.8 kJ/mol20.(14分)“长征”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气、水和二氧化碳气体。(1)写出反应的化学方程式: 。 (2)该反应是(填“放热”或“吸热”)

22、反应,反应物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量,断开化学键(填“吸收”或“放出”,下空同)的总能量小于形成化学键的总能量。 (3)丙烷脱氢可得丙烯。已知:C3H8(g)CH4(g)+HCCH(g)+H2(g)H1=+255.7 kJ/molCH3CHCH2(g)CH4(g)+HCCH(g)H2=+131.5 kJ/mol则相同条件下,丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 。 (4)已知:Na2CO310H2O(s) Na2CO3(s)+10H2O(g)H1=+532.36 kJ/molNa2CO310H2O(s) Na2CO3H2O(s)+9H2O(g)H2=+473.63 kJ

23、/mol写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式: 。 解析: (1)偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气、水和二氧化碳气体,故化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O 。(2)该反应能提供飞船飞行所需的能量,故此反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键放出的总能量。(3)C3H8(g)CH4(g)+HCCH(g)+H2(g)H1=+255.7 kJ/mol,CH3CHCH2(g)CH4(g)+HCCH(g)H2=+131.5 kJ/mol,依据盖斯定律-得到C3H8(g)CH3CHCH2(g)+

24、H2(g)H=+124.2 kJ/mol。(4)Na2CO310H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)H1=+532.36 kJ/mol,Na2CO310H2O(s)Na2CO3H2O(s)+9H2O(g)H2=+473.63 kJ/mol,根据盖斯定律-得到Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g)H=+58.73 kJ/mol。答案: (1)C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O(2)放热大于吸收放出 (3)C3H8(g)CH3CHCH2(g)+H2(g)H=+124.2 kJ/mol(4)Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g) H=+58.73 kJ/mol