高中化学人教版化学反应原理第一章化学反应与能量 水平测试

第一章水平测试时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1．[2023·北京质检]关于化学反应与能量的说法正确的是()A．化学键断裂需要吸收能量B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关C．在化学反应过程中反应物的总能量总是等于生成物的总能量D．放热反应都能自发进行，吸热反应需要在加热的条件下才能进行答案A解析本题考查化学能与热能的转化，考查考生综合运用知识的能力。在化学反应中断键要消耗能量，成键要放出能量，A项正确；化学反应中能量变化与反应物的质量成正比关系，B项错误；一个化学反应是放热还是吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反之为吸热反应，C项错误；放热反应不一定能自发进行，反应是否吸热与反应条件无关，D项错误。2．0.096kg碳完全燃烧可放出kJ的热量，则下列热化学方程式正确的是()A．C＋O2=CO2 ΔH＝－kJ/molB．C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝＋kJ/molC．C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－kJ/molD．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g) ΔH＝－kJ/mol答案C解析0.096kg碳的物质的量为8mol，完全燃烧可放出kJ的热量，则1mol碳完全燃烧放出eq\f,8)＝kJ的热量。3．[2023·锦州测试]已知反应X＋Y=M＋N为放热反应，下列对该反应的说法中正确的是()A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于NC．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生答案C解析放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，即C正确；化学反应是吸热反应还是放热反应，与反应条件无关。4．[2023·黑龙江期中]为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是()①酸的浓度和体积②碱的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度的变化⑦操作所需时间A．①②③⑥ B．①③④⑤C．③④⑤⑥ D．全部答案C解析本题考查中和热的测定。中和热ΔH＝－eq\f(c×m酸＋m碱t终－t始,n)，其中n为生成水的物质的量，m酸为酸溶液的质量，m碱为碱溶液的质量，c为溶液体系的比热容，C对。5．下列化学用语的相关表述中正确的是()A．因H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1，故1molNaOH固体与足量的稀盐酸反应，放出的热量为akJB．因CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋bkJ·mol－1，故1molCuSO4(s)溶于水时，放出的热量为bkJC．因氢气的燃烧热为ckJ·mol－1，故水电解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋ckJ·mol－1D．因N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－dkJ·mol－1，故在某容器中投入1molN2与3molH2充分反应后，放出的热量小于dkJ答案D解析由于NaOH固体溶于水放出大量的热，故A项错误；题中给出的是胆矾分解的化学方程式，不能判断硫酸铜固体溶于水放出热量的大小，故B项错误；C项中的ΔH应为＋2ckJ·mol－1；D项中反应为可逆反应，所以放出热量小于d6．[2023·唐山调研]已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1②H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1下列说法正确的是()A．H2(g)的燃烧热为kJ·mol－1B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多\f(1,2)H2SO4(aq)＋eq\f(1,2)Ba(OH)2(aq)=eq\f(1,2)BaSO4(s)＋H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1D．3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋kJ·mol－1答案B解析A项，由题意可知H2(g)的燃烧热为kJ·mol－1，错误；C项，有沉淀生成ΔH不等于－kJ·mol－1，错误；根据盖斯定律得D项方程式可由(①×3－②)/2，故ΔH＝－kJ·mol－1，错误。7．[2023·天津汉沽月考]已知热化学方程式：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH1＝－kJ·mol－1；eq\f(1,2)H2SO4(浓)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH2＝m，下列说法正确的是()A．上述热化学方程式中的计量数表示分子数B．ΔH1>ΔH2C．ΔH2＝－kJ·mol－1D．|ΔH1|>|ΔH2|答案B解析热化学方程式各化学式前的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，A项错；浓硫酸溶于水放热，故B项正确；C项ΔH2<－kJ·mol－1；D项|ΔH1|<|ΔH2|。8．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)ΔH1②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2③Sn(灰，s)eq\o(,\s\up17(>℃),\s\do15(<℃))Sn(白，s)ΔH3＝＋kJ·mol－1下列说法正确的是()A．ΔH1>ΔH2B．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℃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℃9．在298K、×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．CO2(g)＋2NaOH(l)=2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1答案C解析据Na元素和C元素守恒，第一种情况反应的方程式为2CO2＋3NaOH=Na2CO3＋NaHCO3＋H2O，可得热化学方程式①：2CO2(g)＋3NaOH(aq)=Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－4xkJ·mol－1；同理得第二种情况的热化学方程式②：CO2(g)＋2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－ykJ·mol－1。利用盖斯定律，①－②得CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1，即本题答案为C。10．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)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列说法不正确的是()A．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为kJB．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<－574kJ·mol－1C．反应①②转移的电子数相同D．反应②中当4.48LCH4反应完全时转移的电子总数为mol答案D解析D选项未说明标况，4.48L不能确定CH4为mol，该说法错误。11．[2023·武汉调研]某校科研小组在学习“化学键与化学能量变化关系”时查到这样一组数据：破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量；破坏1mol氧气中的化学键需要吸收498kJ的能量；形成水分子中1molH—O键能够释放463kJ能量。下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，图中③的能量变化的值为()A．241 B．482C．1370 D．1852答案B解析本题考查化学反应与能量变化。由题意可求出H2与O2反应生成H2O的反应热，即ΔH＝2×436kJ＋498kJ－4×463kJ＝－482kJ，所以图中③的能量变化的值为482kJ。12．[2023·天津模拟]下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是()A．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时，放出kJ热量。则Fe(s)＋S(s)=FeS(s)ΔH＝－kJ·mol－1B．稀醋酸与mol·L－1NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1C．已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为kJ，则水分解的热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1D．已知2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－kJ·mol－1答案A解析A项，9.6g硫粉与11.2g铁粉的物质的量分别为mol、mol，则根据方程式Fe＋S=FeS可知，反应中S是过量的，则1mol参加反应放出的热量是kJ×1mol/mol＝kJ，因此该反应的热化学反应方程式为Fe(s)＋S(s)=FeS(s)ΔH＝－kJ·mol－1，正确；B项，醋酸是弱酸，存在电离平衡，电离是吸热的，所以醋酸与NaOH溶液反应生成1mol水时放出的热量小于kJ，错误；C项，已知1molH2完全燃烧生成液态水时所放出的热量为kJ，则水分解的化学反应方程式为2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1，错误；D项，燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳完全燃烧时生成物应该是CO2，而不是CO，错误。13．[2023·洛阳期末]已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－kJ·mol－1①H2(g)=H2(l)ΔH2＝－kJ·mol－1②O2(g)=O2(l)ΔH3＝－kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH4＝－44kJ·mol－1④下列说法正确的是()A．上述四个反应都是吸热反应B．1mol液态H2的能量大于1mol气态H2的能量C．H2的燃烧热(ΔH)为－kJ·mol－1D．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为H2(l)＋eq\f(1,2)O2(l)=H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1答案C解析A项，题给的4个反应都是放热反应，错误；B项，根据ΔH＝E产物－E反应物，1mol液态H2的能量小于1mol气态H2的能量，错误；C项，符合燃烧热的概念，正确；D项，根据盖斯定律计算ΔH＝－kJ·mol－1，错误。14．热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－kJ·mol－1的叙述正确的是()A．一分子H2和Cl2反应，放出热量kJB．1molH2和Cl2完全反应生成2molHCl放出的热量为kJC．在25℃、101kPa时，1mol气态H2和1mol气态Cl2完全反应生成2molHCl气体，放出的热量为D．在25℃、101kPa时，1mol气态H2和1mol气态Cl2完全反应生成2molHCl气体，吸收的热量为答案C解析正确理解热化学方程式所表示的意义。15．[2023·沈阳质检]在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是()A．S8(s)的燃烧热ΔH＝－8akJ·molB．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝－2bkJ·mol－1C．S8(s)＋8O2(g)=8SO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1D．由1molS8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH＝－(a＋b)kJ·mol－1答案A解析A项，S8的燃烧热是指1molS8(s)完全燃烧生成8molSO2(g)时放出的热量，由图示知S8(s)燃烧生成1molSO2(g)时放出akJ的热量，因此S8的燃烧热ΔH＝－8akJ·mol－1，A正确；B项，由1molSO3(g)转化为SO2与O2需要吸收热量bkJ，因此2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋2bkJ·mol－1，B错；C项，结合A项分析知，S8(s)＋8O2(g)=8SO2(g)ΔH＝－8akJ·mol－1，C错；D项，由图示知S8(s)生成1molSO3(g)放出热量(a＋b)kJ，故由1molS8(s)反应生成8molSO3(g)的反应热ΔH＝－8(a＋b)kJ·mol16．已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－226kJ·mol－1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()A．CO的燃烧热为283kJB．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH>－452kJ·mol－1D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为×1023答案C解析利用相关知识逐项分析解答，特别要注意对图象的分析。A项，燃烧热的单位错误，应为kJ·mol－1；B项，图象中CO与CO2的物质的量都应是2mol，且没有标明物质的聚集状态，B项错误；由Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－226kJ·mol－1知2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH1＝－452kJ·mol－1，因CO2(g)的能量大于CO2(s)的能量，所以当2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH2时，放出的能量应比452kJ小，而ΔH为负值，故ΔH2>ΔH1＝－452kJ·mol－1，C项正确；根据盖斯定律，将题中下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得Na2O2(s)＋CO(g)=Na2CO3(s)ΔH3＝－509kJ·mol－1，此时转移电子数为×1024，D项错误。第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括5个小题，共52分)17．[2023·北京西城质检](8分)煤炭可以转化为清洁能源和化工原料。(1)用煤可以制得水煤气。工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气，已知下列热化学方程式：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1＝－kJ/mol2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝－kJ/mol试求水煤气法制氢气的反应的反应热ΔH3。C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝________kJ/mol(2)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示。则此反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，反应的热化学方程式为________________。答案(1)＋(2)放热CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ/mol(写高温条件也可)解析本题考查化学反应与能量变化及其图象。(1)根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－eq\f(1,2)ΔH2＝＋kJ/mol。(2)根据图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。18．[2023·山西模拟](8分)氢能的优点是燃烧热值高，无污染。目前工业制氢气的—个重要反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH；反应的能量关系如图所示：(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。(2)过程Ⅱ是加入催化剂后的反应过程，则过程Ⅰ和Ⅱ的反应热________(填“相等”或“不相等”)，原因是________________。(3)已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋kJ·mol－1则H2(g)燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为________________。答案(1)>(2)相等化学反应的反应热仅与反应物的总能量和生成物的总能量有关，而催化剂只改变了反应的途径(3)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1解析本题考查反应热及其计算，考查考生对反应热概念的理解能力及反应热图象的分析能力。(1)该反应中反应物分子的总能量小于生成物分子的总能量，为吸热反应，ΔH>0。(2)加入催化剂，只能改变活化能，但反应热不变。(3)根据盖斯定律，由第一个反应减去第二个反应，可得H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1。19．[2023·湖北联考](8分)已知E1＝134kJ/mol、E2＝368kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：(1)图甲是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。NO2和CO反应的热化学方程式为________________。(2)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可发生如下可逆反应：反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3＝________。(3)下表所示是部分化学键的键能参数：化学键P—PP—OO=OP=O键能/kJ·mol－1abcx已知白磷的燃烧热为dkJ·mol－1，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图乙所示。表中x＝________kJ·mol－1。(用含a、b、c、d的代数式表示)答案(1)减小不变NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ/mol(2)2ΔH2－ΔH1(3)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)解析(2)反应Ⅱ×2－反应Ⅰ得(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(3)据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能可求出P4(s)＋5O2(g)=P4O10(s)的ΔH＝－dkJ·mol－1，即6a＋5c－12b－4x＝－d，故x＝eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b20．[2023·衡水中学三调](13分)某实验小组用mol·L－1NaOH溶液和mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定。Ⅰ.配制mol·L－1NaOH溶液(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体________g。(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)________。名称托盘天平(带砝码)小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒仪器序号abcdefⅡ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。(1)写出该反应中和热的热化学方程式：(中和热为kJ·mol－1)______________________________________________________。(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。温度次数起始温度t/℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2－t)℃H2SO4NaOH平均值1234①上表中的温度差平均值为________℃。②近似认为mol·L－1NaOH溶液和mol·L－1硫酸溶液的密度都是1g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝J·(g·℃)－1。则中和热ΔH＝______(取小数点后一位)。③上述实验数值结果与kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)________。a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度答案Ⅰ.(1)(2)abeⅡ.(1)1/2H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1(2)①②－kJ·mol－1③acd解析Ⅰ.(1)要用245mLNaOH溶液，至少要配制NaOH溶液250mL，故mNaOH＝0.25L×mol·L－1×40g·mol－1＝5.0g。(2)NaOH具有腐蚀性，称量NaOH要在小烧杯中称量，故称量NaOH所需的仪器有托盘天平(a)、烧杯(b)、药匙(e)。Ⅱ.(1)书写中和热的热化学方程式应以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数。(2)①温度差平均值为eq\f＋＋＋,4)＝4.0℃。②反应放出的热为(50＋30)mL×1g·cm－3×4℃×J·(g·℃)－1＝J，共有eq\f(50mL,1000mL)×mol·L－1＝molNaOH参加反应，因为中和热为生成1molH2O时的反应热，故中和热ΔH＝eq\f(－J,mol)＝－kJ·mol－1。③测得的中和反应放出的热量小。可能原因：a项，实验室装置保温、隔热效果差，散失了部分热量；b项，仰视读数，实际量取NaOH的体积偏大，中和反应放出的热量应偏大；c项，分多次加入NaOH使热量损失，影响测定结果，故应一次加入NaOH；d项，NaOH会被温度计带入H2SO4，消耗部分H2SO4，使测得的中和反应放出的热量偏小。21．[2023·荆州一检](15分)(1)已知：①Fe(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=FeO(s)ΔH1＝－kJ·mol－1②2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH2＝－kJ·mol－1Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______________。某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是_______(填“能”或“不能”)，你的理由_____________________。(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的