2017-2018学年高中化学第一章化学反应与能量单元质量评估(一)新人教版选修4

1、第一章化学反应与能量单元质量评估（一）（90 分钟 100 分）第I卷（选择题，共 45 分）、选择题（本题包括 15 小题,每小题 3 分,共 45 分）1.氢能是一种高效洁净的新能源，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。氢能具有的优点包【解析】 选 D。白炽灯工作时会发热，所以电能还转化为热能。/卞丫2.（2016 长春高二检测）下列关于反应能量的说法正确的是1 I _A.Zn(s)+CuSO4(aq”二-ZnSO(aq)+Cu(s) H=-216kJ mol-,则反应物的总能量大于生成物的总能量B.若一定条件下,AB H0,说明 A 物质比 B 物质稳定C.101 kPa 时,2H2(g)

2、+O2(g)2H2O(l)kJ mol-11kJ mol ,含 1 mol NaOH 勺溶液与含 0.5 mol H2SQ的浓硫酸混合后放出57.3 kJ 的热量【解析】 选 Ao H0 表示吸热反应，H0 表示放热反应, HAH2AH3D.AH2AHAH3【解析】选 A。由于水蒸气转化为液态水时放热，故第二个反应放出热量比第三个多,H2S 完全燃烧的产物为 S0,故第一个反应放出热量最多，AH大小相反。13. (2014 重庆高考)已知：-1C(s)+H20(g) 一 CO(g)+H2(g)AH=akJmol-12C(s)+O2(g) 一 2CO(g)AH=-220 kJmolH-H、O O

3、 和 O-H 键的键能分别为 436 kJ mol-1,496 kJ mol-1和 462 kJ mol-1。则 a 为( )A.-332B.-118C.+350 D.+130、叩J【解析】 选 D。已知热化学方程式C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)AH=akJ mol-1,2C(s)+O2(g)2CO(g)AH=-220 kJ mol-1,则根据盖斯定律可知-X2 即得到热化学方程式 Q(g)+2H2(g) 2HO(g)AH=-(220+2a)kJ mol-。由于反应热等于断键吸收的能I量与形成新化学键所放出的能量的差值，则11 1 1496 kJ mol-+2X436 kJ m

4、ol-2X2X462 kJ mol-=-(220+2a)kJ mol-,解得 a=+130,选 Do14. 用 CH 催化还原 NO,可以消除氮氧化物的污染。例如，1CHt(g)+4NO2(g)兴 4NO(g)+CO(g)+2H2O(g)-1AH=-574 kJmol2CH(g)+4NO(g) 一 2N(g)+CO2(g)+2H2O(g)fjb-1AH=-1 160 kJmol下列说法不正确的是()A. 若用标准状况下 4.48 L CH4还原 NO 生成 Nb 和水蒸气，放出的热量为 173.4 kJB. 由反应可推知:CHk(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO(g)+2H2。(1)A

5、HAB.AHAHAH211D. 反应中当 4.48 L CH4完全反应时转移的电子总数为1.60 mol1【解析】选 D。根据盖斯定律，X(+)得到如下热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)N(g)+CO2(g)+2H20(g) H=-867 kJ mol-1,标准状况下 4.48 L CH4的物质的量为 0.2 mol,放出的热量为 0.2 molX867 kJ mol-1=173.4 kJ;由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则H越小，即H-574 kJ mol-1;反应中 1 mol CH4完全反应时转移的电子总数为8 mol,4.48 L

6、CH4的物质的量无法求算，因为没有指明气体的温度和压强。15.(能力挑战题)发射卫星的运载火箭常用的燃料有液氢和液氧，已知下列热化学方程式：11H2(g)+ ?Q(g)”0(1)H=-285.8 kJ mol-112H2(g)H2(l) =-0.92 kJ mol3Q(g)Q(l) H3=-6.84 kJ mol-14H2O(l)H2O(g) H=+44.0 kJ mol-11则反应 H2(l)+-Q(l)HaO(g)的反应热H为()A.+237.46 kJ mol-1B.-474.92 kJ-mol-1C.-118.73 kJ mol-1D.-237.46 kJ-mol-11【解析】选 d

7、根据盖斯定律，将反应-X?+可得目标反应方程式，其反应热 H=12-1 Hi- Hz- HsX+ Ht=-237.46 kJ mol。第n卷(非选择题，共 55 分)二、非选择题(本题包括 6 小题，共 55 分)16.(8 分)煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。(1) 试写出制取水煤气的主要反应的化学方程式：_ 。(2) 液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为12GHs(g)+5O2(g)3CO(g)+4H2。(1)-1 H=-2 219.9 kJ mol已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为113CO(g)+ Q(g) CO(g

8、) H=-283.0 kJ mol相同物质的量的 C3H 和 CC 燃烧，产生的热量比值约为_。已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 一 2fO(l) H=-571.6 kJ mol-1相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为 _。 1氢气是未来的能源，除产生的热量多之外，还具有的优点是 _。【解析】(1)由题意“它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气”及“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”知反应方程式为C+HO(g)二 CO+bi相同物质的量的 C3H8和 CO 燃烧，产生的热量比值为 2 219.9 : 283.0沁7.84。F 、lg相同质量的氢气和丙烷燃烧

9、产生的热量之比为(=1：1 川 X 285.8 kJ mol-1)lgVW_ (I山 X 2 219.9 kJ mol-1) 2.83。答案：(1)C+H2O(g)三 CO+H(2) 7.84(3)2.83(4)来源丰富，产物无污染等17._(10分)(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、_、_、)量取反应物时，取 50 mL 0.50 mol L-1的盐酸，还需加入的试剂是 _ (填序号)。1A. 50 mL 0.50 mol L-NaOH 溶液1B. 50 mL 0.55 mol L-NaOH 溶液C. 1.0 g NaOH 固体(3) 由甲、乙两人组成的实验小组，在同样

10、的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。反应物起始温度tC终了温度t2/C中和热-1/kJ mol1141 1A.1.0 mol -L-HCl 溶液 50 mL 1.1 mol -L-NaOH13.0H15溶液 50 mLB.1.0 mol L-1HCI 溶液 50 mL、1.1 mol L-1NH HLO 溶液 50 mL13.0 Hz甲在实验之前预计 H=A。他的根据是 _ ; 乙 在 实 验 之 前 预 计HMH2,他的根据是_实验测得的温度是：A 的起始温度为 13.0C、终了温度为 19.8C;B 的起始温度为 13.0C、终了温度为

11、 19.3C。设充分反应后溶液的比热容c=4.184 J （gC）-1,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化H2=_。（已知溶液密度均为 1 g cm3）【解析】（1）中和热测定实验中用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。所用 NaOH 溶液的浓度要略大于盐酸的浓度。（3）根据H=-n(H2O)计算,其中 n（出0）=0.050 mol。16答案:（1）环形玻璃搅拌棒量筒（2）B（3）A、B 中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同碱,弱碱电离吸热-56.9 kJ mol-1-52.7 kJ mol-1NaOH 是强碱,NH3 HO 是弱18.(10 分)已知: CaCQs)

12、CaO(s)+CQ(g) H=+177.7 kJ mol C(s)+O2(g)CO(g) H=-393.5 kJ mol13CO(g)+5(g) 一 CO(g) H=-283 kJ mol4C(s)+H2O(s)CO(g)+H2(g) H=-131.3 kJ mol5HNQaq)+NaOH(aq)NaNQaq)+H2。(1) H=-57.3 kJ mol11176HSQ(g)+NaOH(l) 一Ns2SO(l)+H20(1) H=-57.3 kJ mol72H2(g)+O2(g) 一 2H2O(I) H=-517.6 kJ mol-1(1) 上述热化学方程式中，不正确的有 _ ,不正确的理由分

13、别为 _;(2) 根据上述信息，写出 C 转化为 CO 的热化学方程式：_。f (3) 上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有 _,表示中和热的热化学方程式有_(填序号)。【解析】(1)CaCO(s)CaO(s)+CO(g) H=+177.7 kJ,反应焓变单位为 kJ mol-1,故 错误；C(s)+O2(g)CO(g) H=-393.5 kJ mol-1,符合热化学方程式的书写方法，故正1? 1确；CO(g)+ O(g) CO(g) H=-283 kJ - mol-,符合热化学方程式的书写方法，故正确；C(s)+H2O(s)CO(g)+H2(g) H=-131.3 kJ mol-,水不是固

14、体，故错误；HNOaq)+NaOH(aq)NaNO(aq) +H2。(1) H=-57.3 kJ mol-1,符合热化学方程式的书写1 /K 1方法，故正确；H2SQ(g)+NaOH(l)儿 NQSQ(I)+H2。(1)H=-57.3 kJ mol-1,除水的状态其余状态为“ aq” ,故错误；2H2(g)+O2(g) 2fO(l) H=-517.6 kJ mol-,符合热化yl X1学方程式的书写方法，故正确。(2)由-得 C(s)+Q(g)CO(g)H=-393.5 kJ mol-1-(-283 kJ mol-1)=-110.5 kJ mol-1。(3)燃烧热是指 1 mol 纯净物 完全

15、燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式有；中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol 水时放出的热量，表示中和热的热化学方程式有。答案:(1)焓变单位应为 kJ mol-1,反应物的状态标注错误，除水的状态其余状态应为aq”12!(2)C(s)+ Q(g)CO(g) H=-110.5 kJ mol-1如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO 和 1 mol H20(1)过程中的能量变化图，请在图中的括1819.(11 分)(1)丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO 和 1 mol H20(1)过程中的能量变化图，请在图中的括19反应过程2写出

16、表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_。3二甲醚(CHOCH)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 mol 二甲醚完全燃烧生成 CQ 和液态水放出 1 455 kJ 的热量。若 1 mol 丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO 和液态水共放出 1 645 kJ 的热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为 _。(2)盖斯定律认为：不管化学反应是一步完成或分步完成的，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：1已知：H2O(g)H2O(l)H=-Q1kJ mol-1C2H5OH(g)C2b5OH(l)H2=-Q2kJ mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)2CO(g)+3H2O(g)

17、 H3=-QskJ mol-1若使 23 g 液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 _ kJ。2碳(s)在氧气供应不充分时，生成 CO 的同时还生成部分 CO,因此无法通过实验直接测得反1应 C(s)+ Q(g)CO(g)的 H=但可设计实验，利用盖斯定律计算出该反应的 H,计算时需要测得的实验数据有 _ 。【解析】(1)因反应物能量高于生成物能量，故该反应为放热反应， H0,所以该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量。反应时，反应物就需要吸收能量转化为生成物。一般来说，吸热反应在发生时，需要加热，而且丙烷(烷烃)是一种常温下能 稳定存在的物质，所以可判断丙烷分解为丙

18、烯和氢气的反应是需要加热这一条件的。(3)由盖斯定律推知：-c - d-a=b+( )+()，即 2b=c+d-2a。答案：(1)等于 小于 吸收 加热2b=c+d-2a20.(8 分)(2016 曲靖高二检测)为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考 虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推 算。(1) 实验测得，5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ 的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2) 由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反

19、应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N(g)+3H2(g) 2NH(g) H=akJ mO。试根据表中所列键能数据计算 a 的数值:_。化学键H- HN HN 三 N键能 /kJ mol-1436391945(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(石墨,s)+O2(g) CO(g)H=-393.5 kJ mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ mol-1于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要(填“放242GH

20、(g)+5O2(g)4CO(g)+2H2O(I) HB=-2 599 kJ mol-125根据盖斯定律,计算 298 K 时由 C(石墨,s)和 f(g)生成 1 mol C2H(g)反应的焓变：_【解析】(1)5 g CHOH(I)充分燃烧生成 CO(g)和 H2O(l),放出 113.5 kJ 的热量,则 1 mol CH3OH32充分燃烧时，放出的热量为 HX113.5kJ=726.4 kJ,故其燃烧的热化学方程式为CHOH(I)+Q(g)CO(g)+2H20(1)H=-726.4kJ mol-1,或12CHOH(I)+3O2(g) 一 2CO(g)+4H2O(l)H=-1 452.8

21、kJ mol-。 H=反应物的键能之和 -生成物的键能之和=3X436 kJ mol-1+945 kJ mol-1-6X3911 1kJ mol-=-93 kJ mol-,故 a 的值为-93。(3)由题意知，需求算下述反应的焓变：H由盖斯定律,(X4+-)/2 得:AH7AHO乙J11*!1H=2AH+ -贝 Ur-571.6- 2 59912 x (-393.5)+- H=【7答案:(1)2CH3OH(l)+3O2(g) 一 2CO(g)+4H2。(1) H=-1 452.8 kJ mol-93(3) H=+226.7 kJ 丫 mol【方法规律】 书写热化学方程式口诀热化方程要点多，漏掉

22、一点分不得；T，TLJ标清状态配好平，焓变正负千焦摩；系数反热成正比，反应变向焓变号。21.(8 分)(能力挑战题)能源危机是当前全球性的问题举措。(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是 _(填序号)。a. 大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源b. 大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求c. 开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料2C(石墨,s)+H2(g) 一 QH2(g)2C(石墨,s)+H2(g) 一 C2H2(g)-1kJ mol =+226.7 kJ-mol。“开源节流”是应对能源危机的重26d. 减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，氧气充足时燃27烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。能量八Q(g)(金刚石,s)况H、=Al/3=- 10.5 kj-mol1-395.4 kJ mol反应过程1在通常状况下,_（填“金刚石”或“石墨”）更稳定,石墨的燃