学年选修4化学反应与能量 单元测试 9.docx

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学年选修4化学反应与能量单元测试9

选修4第一章化学反应与能量

1．下列措施，是为了防止产生雾霾的，其中不可行的是（）

A．停止冬季供暖，减少有害物质排放

B．对锅炉和汽车等产生的有害气体和烟尘等进行处理

C．退耕还林，改善生态环境

D．寻找新能源，减少化石燃料的使用

2．合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：

CH4（g）+2H2O（g）

CO2（g）+4H2（g）

已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：

化学键

C—H

O—H

C=O

H—H

吸收热量（kJ/mol）

414

464

803

436

试通过计算判断，下列有关甲烷转化成氢气过程的能量变化示意图正确的是（）

3．北京奥运会火炬采用了只含碳、氢两种元素的丙烷做燃料，燃烧后只生成CO2和H2O，对环境无污染，体现了绿色奥运的精神．已知1g丙烷完成燃烧生成CO2气体和液态水，放出50.405kJ热量，则下列热化学方程式正确的是（）

A．C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－50.405kJ/mol

B．C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋2217.82kJ/mol

C．C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋50.405kJ/mol

D．C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－2217.82kJ/mol

4．在一化学反应中，其产物的总能量为500kJ，如果该反应是吸热反应，那么反应物的总能量可能是（）

A．450kJB．650kJC．800kJD．520kJ

5．下列物质中，属可再生能源的是（）

A、乙醇B、石油C、煤D、天然气

6．工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。

现将2molSO2、1molO2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是（）

A．2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1

B．2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－98.3kJ·mol－1

C．SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）ΔH＝+98.3kJ·mol－1

D．SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1

7．乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得，属于可再生资源，通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景。

已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线：

a.水蒸气催化重整：

CH3CH2OH（g）＋H2O（g）→4H2（g）＋2CO（g）∆H=＋255.58kJ·mol-1

b.部分催化氧化：

CH3CH2OH（g）＋

O2（g）→3H2（g）＋2CO（g）∆H=＋13.76kJ·mol-1

则下列说法错误的是（）

A.从原料消耗的角度来看，a路线制氢更有价值

B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利

C.a路线制氢由于要消耗很多能量，所以在实际生产中意义不大

D.按b路线进行,体系的能量会降低

8．已知热化学方程式：

SO2（g）+

O2（g）SO3（g）△H=―98．32kJ／mol，在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量为（）

A．196．64kJB．196．64kJ／molC．＜196．64kJD．＞196．64kJ

9．将V1mL1．00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示（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1．00mol·L-1

D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

10．下列描述中正确的是（）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．中和反应都是放热反应

C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

D．同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件下的

不同

11．下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是（）

A．氢气在氧气中燃烧B．氢气与氯气化合

C．中和反应D．焦炭在高温下与水蒸气反应

12．已知：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH1＝akJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝bkJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝ckJ·mol－1

④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH4＝dkJ·mol－1

下列关系式中正确的是（　　）

A．ad>0C．2a＝b<0D．2c＝d>0

13．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（）

A．若2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）ΔH＝—483.6kJ·mol－1，则H2燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．若C（石墨，s）=C（金刚石，s）ΔH>0，则石墨比金刚石稳定

C．已知NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝—57.4kJ·mol－1，则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量

D．已知2C（s）＋2O2（g）=2CO2（g）ΔH1；2C（s）＋O2（g）=2CO（g）　ΔH2，则ΔH1>ΔH2

14．一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物（NOx）的污染，已知：

①CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH1＝－574kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH2＝－1160kJ·mol－1；下列选项正确的是（）

A．CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－867kJ·mol－1

B．CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）ΔH3＞ΔH1

C．若用0.2molCH4还原NO2至N2，则反应中放出的热量一定为173.4kJ

D．若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子为1.6mol

15．下列说法正确的是（）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．核能、太阳能、生物质能、风能、氢能均属于新能源

C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小

D．常温下，反应C（s）＋CO2（g）

2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH＞0

16．下列反应中的能量变化关系符合下图所示的是（）

A．盐酸与烧碱反应B．天然气燃烧

C．三氧化硫与水反应D．煅烧石灰石

17．已知下列两种气态物质之间的反应：

C2H2（g）＋H2（g）==C2H4（g）①

2CH4（g）==C2H4（g）＋2H2（g）②

已知在降低温度时①式平衡向右移动，②式平衡向左移动，则下列三个反应：

（Q1、Q2、Q3均为正值），“Q值”大小比较正确的是（）

A．Q2>Q1>Q3B．Q1>Q2>Q3

C．Q1>Q3>Q2D．Q3>Q1>Q2

18．

（1）某学生进行中和热测定，取用50mL0．50mol·L－1的HCl和50mL0．55mol·L－1的NaOH溶液（密度都是1g·cm－3）。

实验后得到以下数据：

（中和后生成的溶液的比热容为4．18J·g－1·℃－1）请替该同学计算出中和热的平均值：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．

（2）该学生测得的数据比理论值　　　　（填“高”或“低”）．

（3）从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是（填写字母）　　　　．

A．溶液混合后未及时盖好量热计杯盖

B．倾倒溶液太快，有少量溅出烧杯

C．溶液混合后搅拌不够

D．未等温度升到最高值就记录温度计示数

E．用量筒量取盐酸体积时仰视读数

F．烧杯和玻璃棒吸收了一部分热量

19．实验室利用如图装置进行中和热的测定。

回答下列问题：

⑴该图中有两处实验用品未画出，它们是________________、____________________；

⑵在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是：

_________________________

⑶如果用0.5mol/L的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”将________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）原因是______________________________________

20．为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。

（1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。

②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。

写出②中反应的化学方程式__________________________。

（2）如将CO2与H2以1:

3的体积比混合。

①适当条件下合成某烃和水，该烃是（填序号）。

A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．苯的同系物

②适当条件下合成燃料甲醇和水。

在体积为2L的密闭容器中，充入2molCO2和6molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）△H=－49.0kJ/mol。

测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，v（H2）=；氢气的转化率=；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有__________________________________________________。

（3）如将CO2与H2以1:

4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。

已知：

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=―890.3kJ/mol

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H2=－285.8kJ/mol

则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式是____________________。

（4）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。

溶解度（S）/g

溶度积（Ksp）

Ca（OH）2

Ba（OH）2

CaCO3

BaCO3

0.16

3.89

2.9×10－9

2.6×10－9

（说明：

Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀）

吸收CO2最合适的试剂是（填“Ca（OH）2”或“Ba（OH）2”）溶液，实验时除需要测定工业废气的体积（折算成标准状况）外，还需要测定。

21．

（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如：

CH4（g）+4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）+2H2O（g）　ΔＨ＝－574kJ·mol-1

CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）+2H2O（g）　ΔＨ＝－1160kJ·mol-1

若用标准状况下4.48ＬCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为　　　　（阿伏伽德罗常数用NA表示），放出的热量为　　　　　kJ。

（2）已知：

C3H8（g）====CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g）△H1＝156.6kJ·mol-1

CH3CH＝CH2（g）====CH4（g）＋HC≡CH（g）△H2＝32.4kJ·mol-1

则相同条件下，反应C3H8（g）====CH3CH＝CH2（g）＋H2（g）的△H＝kJ·mol-1。

（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：

CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）。

部分物质的燃烧热数据如右表：

已知1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量。

写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式。

物质

燃烧热（kJ·mol－1）

H2（g）

－285.8

CO（g）

－283.0

CH4（g）

－890.3

（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。

请写出该电池的正极反应式。

22．X、Y、Z、T、W五种元素的性质或原子结构如下表：

元素

元素性质或原子结构

X

原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍

Y

常温下单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性

Z

基态原子最外层电子排布式为（n+1）sn（n+1）pn+2

T

与Z同周期，元素最高价是+7价

W

原子序数为Y、T元素之和，不锈钢中含有该元素

（1）元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_______；W元素基态原子电子排布式为________________________。

（2）元素Z与元素T相比，非金属性较强的是_______（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是______________。

A．常温下Z的单质和T的单质状态不同

B．T的氢化物比Z的氢化物稳定

C．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应

D．T的电负性比Z大

（3）常见溶剂XZ2的分子中，含有的

键与π键个数比为_______，它所形成的晶体类型为_______；Y的常见氢化物易液化的主要原因是______________

（4）①自然界常见的X元素含氧酸的钙盐和适量T的氢化物溶液反应时，每产生4.4g气体（不考虑气体溶解）放热akJ，则该反应的热化学方程式为______________。

②上述反应至无气泡逸出后，取适量残留溶液，插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液，测得PH变化曲线如下图所示：

请用离子方程式表示BC段、CD段发生的反应：

BC段：

__________________________________________；

CD段：

__________________________________________。

23．甲、乙、丙是都含有同一种元素的不同物质，转化关系如下图：

（1）若甲是CO2。

①常用于泡沫灭火器的是（填“乙”或“丙”，下同）。

②浓度均为0.01mol·L－1的乙溶液和丙溶液中，水的电离程度较大的是。

（2）若甲是Al。

①Al的原子结构示意图为。

②当n（Al）︰n（NaOH）︰n（H2SO4）＝1︰1︰2时，丙的化学式是。

（3）若甲是Cl2。

①甲转化为乙的离子方程式是。

②已知：

TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）＝TiCl4（l）＋2CO（g）△H＝－81kJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）△H＝－221kJ·mol－1

写出TiO2和Cl2反应生成TiCl4和O2的热化学方程式：

。

③常温下，将amol·L－1乙溶液和0.01mol·L－1H2SO4溶液等体积混合生成丙，溶液呈中性，则丙的电离平衡常数Ka＝（用含a的代数式表示）。

参考答案

1．A

【解析】

试题分析：

A．停止冬季供暖，虽然减少有害物质排放，但不符合客观实际，A错误；B．对锅炉和汽车等产生的有害气体和烟尘等进行处理可以减少雾霾的产生，B正确；C．退耕还林，改善生态环境有利于节能减排，可以防止雾霾的产生，C正确；D．寻找新能源，减少化石燃料的使用，有利于节约能源，且可以减少雾霾的生成，D正确，答案选A。

考点：

考查大气污染的有关分析

2．B

【解析】

试题分析：

使用催化剂，使物质达到成为活化分子的所需能量降低，也就增多了活化分子数目，使化学反应速率加快，达到化学平衡所需的时间缩短，根据表中数据经过计算产物的总能量高于反应物的总能量，故选B。

考点：

催化剂对化学反应速率的影响

点评：

本题考查的是影响化学反应速率的因素，以催化剂为例，催化剂会加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡所需的时间。

3．D

【解析】1g丙烷的物质的量为

；1g丙烷完成燃烧生成CO2气体和液态水，放出50.405kJ热量，则1mol丙烷完全燃烧放出的热量为：

；因为放热反应，反应反应热的值用“—”表示；所以，正确的答案为D；

4．A

【解析】

试题分析：

反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热，反之，则吸热。

所以在一化学反应中，其产物的总能量为500kJ，如果该反应是吸热反应，那么反应物的总能量应该小于500KJ，故选A。

考点：

化学反应和能量的关系

点评：

化学反应和能量之间的关系为：

反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热，反之，则吸热。

5．A

【解析】BCD都是化石能源，是不可再生的。

乙醇属于再生能源，答案选A。

6．A

【解析】

试题分析：

将2molSO2、1molO2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3kJ，此时测得SO2的物质的量为1mol，说明反应是可逆反应，不能进行彻底，实际发生反应的二氧化硫为1mol，1mol二氧化硫全部反应放热98.3KJ，热化学方程式为：

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1或SO2（g）+

O2（g）⇌SO3（g）△H=-98.3kJ•mol-1；A、选项中的热化学方程式符合题意，故A正确；B、选项中的热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合，故B错误；C、反应是放热反应，故C错误；D、反应是放热反应，故D错误；

考点：

热化学方程式的书写

【答案】D

【解析】比较两条路线，产生相同的氢气，b消耗的乙醇较多，而a路线耗能大，在实际生产中意义不大。

两反应均为吸热反应，体系的能量均增高，所以D叙述错误。

8．C

【解析】

试题分析：

根据热化学反应方程式的意义：

1molSO2完全反应生成SO3放出的热量98．32kJ，加入2molSO2完全反应放出的热量196．64kJ，但是此反应是可逆反应，不能完全进行到底，放出的热量<196．64kJ,选项C正确。

考点：

考查反应热的计算和可逆反应的特点。

9．B

【解析】

试题分析：

从图中曲线可以看出，温度为22℃时，V1为5，则V2为45，此时已经开始发生反应，所以22℃一定不是做该实验时环境的温度，A错；从曲线随V1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1=30时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c（NaOH）==1．50mol·L-1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的，D错。

考点：

中和反应反应热的测定

10．B

【解析】

试题分析：

A、有些放热反应也需要加热，不选A；B、中和反应都是放热反应，选B；C、反应的速率取决于反应物的性质，不选C；D、反应热和反应的条件没有关系，不选D。

考点：

反应的热效应。

11．D

【解析】略

12．C

【解析】

试题分析：

A、①生成气态H2O，③生成液态H2O，多一个气态H2O转化为液态H2O的放热过程，所以c

考点：

本题考查焓变大小的比较。

13．B

【解析】

试题分析：

A、燃烧热是指在一定压强下，1mol的可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物的时候所放出的热量。

而这个反应中的水是气态，错误；B、石墨转化为金刚石为啊吸热反应表明金刚石能量高，能量高的一般不稳定，正确；C、氢氧化钠溶于水要放热，错误；D、比较ΔH1和ΔH2的相对大小，是要带上正负号来比较的，错误。

考点：

考查反应热的知识。

14．A

【解析】

试题分析：

A、根据盖斯定律，由（①＋②）÷2得：

CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝（ΔH1＋ΔH2）÷2＝－867kJ·mol-1；故A正确。

B、在已知热化学方程中水的状态为气态，现给方程式中水为液体，由于水的液化会放热，所以放出的热量多，焓变小即ΔH3<ΔH1；故B错误。

C、CH4与NO2反应生成H2O（g）时放出173.4kJ，若生成H2O（l），则放出的热量大于173.4kJ；故C错误。

D、反应CH4＋4NO2＝N2＋CO2＋2H2O中1molCH4参加反应转移的电子数为8e-，0.1molCH4参加反应时转移的电子为0.8mol。

故D错误。

考点：

了解化学反应中的能量转化。

理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

点评：

要考查焓变、反应热，盖斯定律的应用等考点。

化学反应一定伴随能量的变化，能量的变化以是物质的变化为基础的，所以焓变的值与物质的多少与状态相关。

15．D

【解析】

试题分析：

A、需要加热的反应不一定是吸热反应，如燃烧反应是放热反应，但是在开始燃烧前需要加热或点燃，错误；B、核能会产生污染，不属于新能源，错误；C、根据△G=△H-T△S<0判断反应自发，该反应自发，所以自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，错误；D、常温下，反应C（s）＋CO2（g）

2CO（g）不能自发进行，该反应的△S>0，△G=△H-T△S>0，反应不自发，所以△H>0，正确，答案选D。

考点：

考查反应的热效应与条件的关系，新能源的判断，反应自发的判断

16．D

【解析】

试题分析：

图像显示该反应为吸热反应。

A、中和反应，放热反应，错误；B、燃烧为放热反应，错误；C、放热反应，错误；D、吸热反应，正确。

考点：

考查化学反应中能量的变化有关问题。

17．C

【解析】

试题分析：

根据题意①C2H2（g）＋H2（g）==C2H4（g）ΔH<0，②2CH4（g）==C2H4（g）＋2H2（g）ΔH>0；（Ⅲ—Ⅱ）×2得，C2H2（g）＋H2（g）==C2H4（g）ΔH=2（Q2—Q3）。

即Q2—Q3<0，所以Q2

考点：

本题考查盖斯定律。

18．

（1）52.25kJ·mol－1

（2）低（3）ABCDF

【解析】

（1）根据实验数据可知，实验3中数据是无效的，所以温度差的平均值是3.125℃，所以根据△H＝

＝52.25kJ·mol－1。

（2）中和热是57.3kJ·mol－1，所以实验值比理论值低。

（3）数值偏低，说明反应中有热量损失，或者是酸、碱有损失。

E中读数偏大，结果应该是是偏高，所以正确的答案选ABCDF。

19．（共10分）

⑴环形玻璃搅拌棒（2分）烧杯上方的泡沫塑料盖或硬纸板（2分）；

⑵提高装置的保温效果或尽量减少热量损失；（2分）

⑶偏大（2分）固体NaOH溶于水放热（2分）

【解析】

20．（16分）

（1）②2KHCO3

K2CO3+H2O+CO2↑（2分）

（2）①B（2分）

②v（H2）=0.225mol/（L·min）75%降低温度（或加压或增大H2的量等）（各2分）

（3）CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=—2