2022年人教版选修四《化学反应与能量》第一章第三节 .pdf

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1、(时间： 60 分钟满分： 100 分 ) 一、选择题 (本题包括8 小题，每题5分，共 40 分) 1已知热化学方程式：H2O(g)=H2(g)12O2(g) H 241.8 kJ/mol； H2(g)12O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ/mol，当 1 g 液态水变为水蒸气时，其热量变化是() A吸热 88 kJB吸热 2.44 kJ C放热 44 kJ D吸热 44 kJ 解析： 把 H2(g)12O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ/mol 改写为 H2O(l)=H2(g)12O2(g) H 285.8 kJ/mol，用此式减去另一热化学方程式得：H2O(l)=

2、H2O(g) H 44 kJ/mol ，则 1 g 液态水变为水蒸气时吸收的热量为4418kJ2.44 kJ. 答案： B 2(2010 湛江高二检测)科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的已知在 25， 105 Pa 时， 石墨、一氧化碳的燃烧热分别是 H 393.5 kJ/mol和 H 283.0 kJ/mol，下列说法或热化学方程式正确的是() A在相同条件下：2C(石墨 )O2(g)=2CO(g) H 110.5 kJ/mol B 1 mol 石墨不完全燃烧，生成CO2和 CO 混合气体时，放热504.0 kJ C在相同条件下：C(石墨 )CO2(g)

3、=2CO(g) H 172.5 kJ/mol D若正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热，则正丁烷比异丁烷稳定解析 ：根据题给数据及燃烧热的含义，则 1 mol 石墨燃烧生成CO 的反应热为 H 393.5 kJ/mol (283.0 kJ/ mol)110.5 kJ/mol ，而 2 mol C生成 CO 对应的反应热为221.0 kJ/mol，A 项错误， 1 mol 石墨燃烧生成CO、 CO2混合气放出热量介于110.5 kJ 和 393.5 kJ 之间，B 项错误， 若 C(石墨 )CO2(g)=2CO(g) 的反应热为283.0 kJ/mol 110.5 kJ/ mol172.5 kJ/m

4、ol，C 项正确； 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页mol 正丁烷完全燃烧放出的热量大于1 mol 异丁烷完全燃烧放出的热量，则放出的热量越多越不稳定，因此异丁烷更稳定D 错误答案 ：C 3已知 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O=O 键完全断裂时吸收热量495 kJ， 水蒸气中 1 mol H O 键形成时放出热量463 kJ， 则氢气中1 mol HH 键断裂时吸收热量为() A 920 kJ B557 kJ C 437 kJ D188 kJ 解析 ：1 g 氢气完

5、全燃烧放出121 kJ 热量，则1 mol H2完全燃烧放出242 kJ 的热量，即 H2(g)12O2(g)=H2O(g) H 242 kJ/mol，根据键能与反应关系可得，1 mol H H键断裂时，需要能量为：242 kJ12495 kJ2463 kJ 436.5 kJ. 答案 ：C 4已知 25、 101 kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨， s)O2(g)=CO2(g) H 393.51 kJ/molC(金刚石， s)O2(g)=CO2(g) H 395.41 kJ/mol 据此判断，下列说法正确的是() A由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚

6、石的低B由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高解析： 根据盖斯定律，将式减去 式，得到下列热化学方程式：C(石墨， s)=C(金刚石， s) H 1.90 kJ/mol 说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中，也就是等质量的金刚石具有的能量比石墨高，A 选项正确答案： A 5(2010 济源一中高二月考)已知 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H Q12H2(g)O2(g)=2H2O(g) H Q

7、2H2O(g)=H2O(l) H Q3常温下，取体积比为41 的 CH4和 H2的混合气体112 L( 折合成标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为() A 4Q1 0.5Q2B 4Q1Q210Q3C 4Q1 2Q2D 4Q1 0.5Q29Q3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页解析： 2得 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H (Q12Q3)， 2得 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H (Q22Q3).112 L 混合气体中含CH4、 H2的物质的量分别为4 mol、1 mo

8、l，则该混合气体完全燃烧后恢复到常温放出的热量为：4 (Q12Q3)12(Q2 2Q3)4Q10.5Q2 9Q3. 答案： D 6火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料和NO2作氧化剂，这两者反应生成氮气和水蒸气已知： N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H 67.7 kJ/molN2H4(g) O2(g)=N2(g)2H2O(g) H 534 kJ/mol则 1 摩尔气体肼和NO2完全反应时放出的热量为() A 100.3 kJ B 567.85 kJ C 500.15 kJ D 601.7 kJ 解析： 反应 反应 2 得：N2H4(g) NO2(g)=32N2(g)2H2O(g) H 5

9、67.85 kJ/mol. 答案： B 7(2009 海南高考 )已知： Fe2O3(s)32C(s)=32CO2(g)2Fe(s) H 234.1 kJ/mol ；C(s) O2(g)=CO2(g) H 393.5 kJ/ mol；则 2Fe(s)32O2(g)=Fe2O3(s)的 H 是() A 824.4 kJ/molB 627.6 kJ/mol C 744.7 kJ/mol D 169.4 kJ/mol 解析： 观察热化学方程式Fe2O3(s)32C(s)=32CO2(g)2Fe(s) H1 234.1 kJ/mol ； C(s) O2(g)=CO2(g) H2 393.5 kJ/ m

10、ol ； 32 可 得2Fe(s)32O2(g)=Fe2O3(s)，则 H32 H2 H1 824.35 kJ/mol 824.4 kJ/mol. 答案： A 8(2010 天津滨海联考)在 298 K、1.01105 Pa 下，将 22 g CO2通入 750 mL 1 mol /L NaOH 溶液中充分反应，测得反应放出x kJ 的热量 已知在该条件下， 1 mol CO2通入 1 L 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页2 mol/ L NaOH 溶液中充分反应放出y kJ 的热量，则 CO2与 NaOH 溶液反

11、应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是() ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H (2yx) kJ/mol BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H (2xy) kJ/mol CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H (4xy) kJ/mol D 2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l) H (8x2y) kJ/mol 解析： 0.5 mol CO2与 0.75 mol NaOH 反应生成0.25 mol Na2CO3和 0.25 mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ ，则生成1 mol Na2CO3和 1 mol

12、NaHCO3放出 4x kJ 的热量写出对应的热化学方程式：2CO2(g)3NaOH(aq)=Na2CO3(aq)NaHCO3(aq)H2O(l) H1 4x kJ/mol.由题意知： CO2(g)2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)H2O(l) H2 y kJ/mol.得： CO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H3 H1 H2 (4x y) kJ/mol. D 项中 NaOH 与 NaHCO3的状态未标对答案： C 二、非选择题(本题包括5 小题，共60 分) 9(8 分)(2010 临沂质检 )1836 年，俄国化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成

13、物的最终状态有关，而与中间步骤无关按此规律结合下列热化学方程式回答问题已知：NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s) H 176 kJ/mol NH3(g)H2O(l)=NH3 H2O(aq) H 35.1 kJ/mol HCl(g)=HCl(aq) H 72.3 kJ/mol NH3 H2O(aq) HCl(aq)=NH4Cl(aq) H2O(l) H 52.3 kJ/mol 则 NH4Cl(s)=NH4Cl(aq) 是_热反应，其反应热的热效应值是_kJ/mol. 解析 ：设计如下过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共

14、 9 页NH3 H2O(aq) HCl(aq) 则 H176 kJ/mol 35.1 kJ/ mol72.3 kJ/mol 52.3 kJ/ mol16.3 kJ/mol，所以为吸热反应答案 ：吸 H 16.3 kJ/mol 10(10 分 )(2010 临沂一中阶段检测)“嫦娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是相同质量时，氢气放出的热量多，产物为水，无污染(1)下列是 298 K 时，氢气 (H2)、碳 (C)、辛烷 (C8H18)、甲烷 (CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)12O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ

15、/mol C(s)O2(g)=CO2(g) H 393.5 kJ/mol C8H18(l)252O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H 5 518 kJ/mol CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H 890.3 kJ/mol 相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是_(2)已知： H2(g)=H2(l) H 0.92 kJ/mol O2(g)=O2(l) H 6.84 kJ/mol H2O(l)=H2O(g) H 44.0 kJ/mol 请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_. 解析： (1)根据各物质燃烧的燃烧热数据可计算出，等质量的

16、H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时 H2放热最多(2)由题意可知：H2(l)=H2(g) H 0.92 kJ/mol12O2(l)=12O2(g) H 126.84 kJ/mol H2O(l)=H2O(g) H 44.0 kJ/mol 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页H2(g)12O2(g)H2O(l) H 285.8 kJ/mol 可得 H2(l)12O2(l)=H2O(g) H(285.8 0.92126.8444) kJ/mol 237.46 kJ/mol 答案： (1)H2(2)H2(l)12O2(l)

17、=H2O(g) H 237.46 kJ/mol 11 (10 分 )(1) 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程化学键的键能是形成(或拆开 )1 mol 化学键时释放(或吸收 )的能量已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：E(PP)198 kJ/mol 、 E(PO) 360 kJ/ mol、E(O=O) 498 kJ/mol，则反应P4(白磷 )3O2=P4O6的 H 为 _(2)已知： CH4(g)2O2(g)=CO2(g) 2H2O(g) H Q1 kJ/mol，2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H Q2 kJ/mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(l

18、) H Q3 kJ/mol 常温下取体积比为41 的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量为_kJ. 解析 ：(1) H6E(PP)3E(O=O) 12E(PO)6198 kJ/mol 3 498 kJ/ mol12360 kJ/mol 1 638 kJ/mol. (2)n(CH4) 0.5 mol450.4 mol，n(H2)0.5 mol150.1 mol.0.4 mol CH4燃烧时放出的热量为0.4Q1 kJ，此时生成0.8 mol H2O(g).0.1 mol H2燃烧时放出的热量为0.05Q3 kJ，此时生成 0.1 mol H2

19、O(l) 根据盖斯定律导出，H2O(g)=H2O(l) HQ2Q32kJ/mol. 08 mol H2O(g)转化为 0.8 mol H2O(l) 时放出的能量为：0.8 mol(Q2Q32) kJ/mol(0.4Q3 0.4Q2) kJ. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页混合气体完全燃烧时，放出的总热量为：04Q1 kJ0.05Q3 kJ (0.4Q30.4Q2) kJ(0.4Q1 0.45Q30.4Q2)kJ. 答案 ：(1) 1 638 kJ/mol (2)0.4Q10.45Q30.4Q212(16 分)“嫦

20、娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想(1)发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_；_.( 请写两条 ) (2)下列是 298 K 时，氢气 (H2)、碳 (C)、辛烷 (C8H18)、甲烷 (CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)12O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ/mol C(g)O2(g)=CO2(g) H 393.5 kJ/mol C8H18(l)252O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H 5 518 kJ/mol CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H 890.3 kJ/mol 相同质量的H

21、2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是_，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_(保留 1 位小数 )(3)如果此次“嫦娥一号”所携带的推进剂为45 吨， 液氢、 液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量_ kJ(保留 3位有效数字 )解析 ：(1)H2的密度小，相同质量的H2比其他燃料燃烧放出的热量多，产物H2O 不对大气造成污染(2)根据各物质燃烧的燃烧热数据可算出，等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，H2放出热量最多等质量的H2和 C 燃烧产生的热量比为：285.8(393.516)4.41. (3)设 45 吨燃料完全燃烧放出的热量为Q，则H2(

22、l)12O2(l)=H2O(g) H 237.46 kJ/mol 18 g237.46 kJ 45106 gQQ45106 g237.46 kJ18 g5.94108 kJ. 答案 ：(1)相同质量时，氢气放出的热量多产物为水，无污染(其他合理答案均可) (2)H24.41(3)5.9410813(16 分)将煤转化为水煤气的主要化学反应为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页C(s)H2O(g)=高温CO(g) H2(g)；C(s)、CO(g) 和 H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：C(s)O2(g)=CO2(g)

23、H 393.5 kJ/mol H2(g)12O2(g)=H2O(g) H 242.0 kJ/mol CO(g) 12O2(g)=CO2(g) H 283.0 kJ/mol 请回答：(1)根据以上数据， 写出 C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_. (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多甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律作出下列循环图：并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”请分析：甲、乙两同学观点正确的是_(填“甲”或

24、“乙”)；判断的理由是_ (3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点_ (4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料CO 和 H2在一定条件下可以合成：甲醇甲醛甲酸乙酸试分析当CO 和 H2按 11 的体积比混合反应，合成上述_(填序号 )物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放解析：题目考查了热化学方程式的书写和盖斯定律的运用根据盖斯定律可知“无论反应是一步完成还是分几步完成，其反应的焓变是一样的”，因此得出1 mol 碳固体和水蒸气反应的焓变为131.5 kJ/mol ；在煤转化为水煤气时需要吸收热量，因此乙同学的

25、观点是正确的；将煤转化为水煤气作为燃料，可以减少污染，使燃烧充分，且可以放出更多的热量；在最后问题的回答中，“ 绿色化学 ”这一概念的理解较为重要，若要符合绿色化学的概念，则必须达到原料的充分利用，以免造成不必要的浪费答案： (1)C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页 H 131.5 kJ/mol (2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或 H1 H2 H3且 H20) (3)减少污染；燃烧充分；方便；直接燃烧水煤气热量大(从中任选两点或其他合理答案均可) (4)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页