3.1《化学反应的热效应》章节基础测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下图是1 mol金属镁和卤素单质反应的ΔH(单位:kJ·mol-1)示意图,反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列说法不正确的是( )
A.电解MgCl2制取Mg是吸热反应
B.MgBr2与Cl2反应的ΔH<0
C.MgF2(s)+Br2(l) MgBr2(s)+F2(g) ΔH=+600 kJ·mol-1
D.化合物的热稳定性顺序:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH2
B.S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH1
S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g) CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH1
H2(g)+Cl2(g) HCl(g) ΔH2
3.将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
4.已知:101 kPa时,1 mol辛烷[C8H18(l)]完全燃烧生成液态水时放出的热量为5 518 kJ;强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1 mol液态水时放出的热量为57.3 kJ,则下列热化学方程式书写正确的是( )
①2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(g) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
②2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1
③H++OH- H2O ΔH=-57.3 kJ·mol-1
④2NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ·mol-1
A.①③ B.②③ C.②④ D.只有②
5.利用如图所示装置进行中和热测定实验,下列说法不正确的是( )
A.烧杯间填满碎泡沫塑料是为了减少实验过程中的热量损失
B.向盛装酸溶液的烧杯中加碱溶液时要小心缓慢
C.使用环形玻璃搅拌棒既可以搅拌又可以避免损坏温度计
D.测定酸溶液后的温度计要用蒸馏水清洗、干燥后再测碱溶液的温度
6.某反应由两步反应A B C构成,反应过程中的能量变化曲线如图所示(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为放热反应
B.整个反应的ΔH=E1-E2+E3-E4
C.加入催化剂可以改变反应的焓变
D.三种物质所含能量由高到低依次为A、B、C
7.已知1 mol燃料完全燃烧的数据如下表所示:
燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH -283.0kJ·mol-1 -891.0kJ·mol-1 -5 461.0kJ·mol-1 -1 366.8kJ·mol-1
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是( )
A.一氧化碳 B.甲烷
C.异辛烷 D.乙醇
8.中和热测定实验中,下列说法错误的是( )
A.一组完整的实验数据需要测三次温度
B.可用金属做的环形搅拌棒代替玻璃搅拌棒
C.烧杯间填满碎泡沫塑料是为了减少实验过程中热量散失
D.用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、硝酸溶液反应,如果所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同
9.当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是( )
A.提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向之一
B.正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C.新能源的优点是可以再生、没有污染或者很少污染
D.燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准
10.在同温、同压下,下列三个反应放出的热量的数值分别用a、b、c三个正数表示,则a、b、c的关系是( )
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1 ②
H2(g)+O2(g) H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1 ③
A.a>b,b=2c B.a=b=c
C.a
11.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.HC(aq)+H+(aq) CO2(g)+H2O(l) ΔH<0
B.C(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1>ΔH2,ΔH2<ΔH3
D.H2CO3(aq) CO2(g)+H2O(l),若使用催化剂,则ΔH3不变
12.丙烯是重要的有机化工原料。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”,主要反应为C4H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g)。已知相关燃烧热数据:
①C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-1 411 kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g) 3CO2(g)+3H2O(l) ΔH2=-2 049 kJ·mol-1
③C4H8(g)+6O2(g) 4CO2(g)+4H2O(l) ΔH3=-2 539 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.消耗等物质的量的C2H4(g)、C3H6(g)、C4H8(g),反应③的放热最显著
B.放出相等的热量,反应①产生的CO2最少
C.“烯烃歧化”反应中消耗1 mol C4H8(g),放热148 kJ
D.“烯烃歧化”反应中断键吸收的能量比成键放出的能量多
13.已知:
2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.等质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+131.4 kJ·mol-1
14.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知:4P(s,红磷) P4(s,白磷) ΔH>0,则白磷比红磷稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+H2SO4(aq) Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1,
C(s)+O2(g) CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
15.下列说法或表示方法正确的是( )
A.已知:S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH1,
S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.由C(s,石墨) C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,可知金刚石不如石墨稳定
C.已知在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4 kJ·mol-1
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)请综合运用所学知识,填写下列空白:
(1)①中和热测定实验中,除了烧杯、温度计、泡沫塑料、泡沫塑料板外,还需要使用的仪器有 。
②下列关于中和热的说法正确的是 。
A.用稀硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸与NaOH溶液进行中和热测定,如果准确操作,所测中和热数值可以相同
B.测定中和热时,为保证酸、碱充分反应,应将碱溶液缓慢分次倒入酸溶液中,并充分搅拌
C.测定中和热时,温度计测量盐酸的温度后,用蒸馏水洗净、干燥后再测NaOH溶液温度,实验准确度更高
D.为准确测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热,所用酸和碱的物质的量应相等
(2)①某反应历程,假设体系的始态为S,终态为L,它们之间的变化用两段弧线(可以包含任意数目的中间步骤)连接如图所示,则ΔH1+ΔH2= 。
②已知C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、870.3 kJ/mol,则2C(s)+2H2(g)+O2(g) CH3COOH(l) ΔH= 。
17.(13分)近年来,全国大部分地区被雾霾笼罩,机动车尾气排放是引发雾霾的原因之一。提高空气质量,减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引发反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如下表:
断裂的共价键 OO N—O
需要的能量 495 kJ·mol-1 945 kJ·mol-1 630 kJ·mol-1
(1)机动车内燃机工作时会引发N2和O2的反应,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量 (填“高”或“低”)。
(2)N2与O2合成NO的热化学方程式可以表示为N2(g)+ O2(g) NO(g) ΔH,则ΔH= 。
(3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=a kJ·mol-1,但该反应的速率很小,若使用机动车尾气催化转化器,尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后,a (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知:①Fe(s)+O2(g) FeO(s) ΔH1=-275.0 kJ·mol-1;
②2Al(s)+O2(g) Al2O3(s) ΔH2=-1 675.0 kJ·mol-1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
18.(13分)化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多种途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是 (填字母)。
A.Na2O与水反应
B.甲烷的燃烧反应
C.CaCO3受热分解
D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知:
化学键 H—H OO O—H
键能(kJ·mol-1) 436 498 463.4
则2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH= kJ·mol-1。
②通过物质所含能量计算。已知反应A+B C+D中A、B、C、D所含能量依次可表示为EA、EB、EC、ED,该反应ΔH= 。
③通过盖斯定律计算。已知在25 ℃、101 kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+O2(g) Na2O(s) ΔH=-414 kJ·mol-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g) Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式: 。
④利用实验装置测量。测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入 (填序号)。
A.50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液
B.50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液
C.1.0 g NaOH固体
19.(14分)Ⅰ.为了研究化学反应A+B C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中左侧液面下降,右侧液面上升。试回答下列问题:
(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)。
(3)该反应的物质中的化学能通过化学反应转化成 释放出来。
(4)该反应的反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
Ⅱ.同素异形体相互转化的反应热相当小,而且转化速率较慢,有时还转化不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。
已知:
①P4(s,白磷)+5O2(g) P4O10(s) ΔH=-2 983.2 kJ/mol
②P(s,红磷)+O2(g) P4O10(s) ΔH=-738.5 kJ/mol
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
20.(8分)(1)一种分解海水制氢气的方法为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)。如图为此反应的能量变化示意图,使用催化剂TiO2后图中A点将 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)1 g C(s,石墨)与适量水蒸气反应生成CO和H2,需要吸收10.94 kJ热量,此反应的热化学方程式为 。
(3)已知:
①CO(g)+O2(g) CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
请写出C与O2反应生成CO气体的热化学方程式: 。
参考答案：
1-5DCBCB
6-10BBBDC
11.AC
12.C
13.AC
14.C
15.AB
16.
(1)①环形玻璃搅拌棒(或玻璃搅拌器)、量筒 ②C
(2)①0 ②-488.3 kJ/mol
17.
(1)吸热 低
(2)+90 kJ·mol-1
(3)不变
(4)2Al(s)+3FeO(s) Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-850 kJ·mol-1
18.
(1)C
(2)①-483.6 ②EC+ED-(EA+EB) ③Na2O2(s)+2Na(s) 2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1 ④B
19.
Ⅰ.(1)放热 (2)高 (3)热能 (4)低
Ⅱ.P4(s,白磷) 4P(s,红磷) ΔH=-29.2 kJ/mol 红磷 低
20.
(1)降低
(2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ·mol-1
(3)C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
