《化学反应与能量变化》习题及答案

时间：2021-06-29 10:10:31 试题我要投稿

《化学反应与能量变化》习题及答案

　　一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)

《化学反应与能量变化》习题及答案

　　1．(201X江苏高考)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )

　　①加快化石燃料的开采与使用；②研发易降解的生物农药；③应用高效洁净的能源转化技术；④田间焚烧秸秆；⑤推广使用节能环保材料。

　　A．①③⑤ B．②③⑤

　　C．①②④ D．②④⑤

　　解析：本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸杆会污染环境，故选B.

　　答案：B

　　2．(201X上海高考)根据碘与氢气反应的热化学方程式

　　(ⅰ)I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ/mol

　　(ⅱ)I2(s)＋H2(g) 2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ/mol

　　下列判断正确的是( )

　　A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ

　　B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ

　　C．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定

　　D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低

　　解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol 固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。

　　答案：D

　　3．已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如H—H键的键能为436 kJ/mol，NN键的键能为945 kJ/mol，N—H键的键能为391 kJ/mol。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是( )

　　解析：根据反应热和键能的关系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。

　　答案：A

　　4．(201X东城模拟)下列说法正确的是( )

　　A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同

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

　　C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

　　ΔH＝－a kJmol－1，

　　②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

　　ΔH＝－b kJmol－1，

　　则a>b

　　D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

　　ΔH＝－393.5 kJmol－1，

　　②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)

　　ΔH＝－395.0 kJmol－1，

　　则C(s，石墨)===C(s，金刚石)

　　ΔH＝＋1.5 kJmol－1

　　解析：A项，弱酸与弱碱发生中和反应生成1 mol H2O释放的能量小于强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水释放的能量，不正确；B项，不论是在光照还是在点燃条件下的ΔH均相同，不正确；C项，生成液态水放出的热量多，故a<b，不正确；D项，根据盖斯定律，用两个热化学方程式相减即得，正确。

　　答案：D

　　5．(201X重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )

　　A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol

　　C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol

　　解析：本题考查化学反应热计算。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收热量，新键的生成放出热量，两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ＋160 kJ×3＝760 kJ，新键生成放出的热量为330 kJ×6＝1980 kJ，反应放出1220 kJ的热量，ΔH＝－1220 kJ/mol。

　　答案：B

　　6．将1 000 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1 000 mL 0.5 molL－1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将500 mL 1 molL－1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为( )

　　A．(5a－2b) kJ B．(2b－5a) kJ

　　C．(5a＋2b) kJ D．(10a＋4b) kJ

　　解析：依题意可得：

　　Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s)

　　ΔH＝－10a kJmol－1；

　　CH3COO－(aq)＋H＋(aq)===CH3COOH(aq)

　　ΔH＝－2b kJmol－1。

　　则Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2CH3COO－(aq)＋2H＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) kJmol－1，即0.5 mol H2SO4参与反应放出的热量为(5a＋2b)kJ。

　　答案：C

　　7．(201X海淀模拟)红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如下图所示，图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是( )

　　A．其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成

　　B．反应2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)对应的反应热 ΔH＝－798 kJ/mol

　　C．P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为：2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－306 kJ/mol

　　D．其他条件不变，对于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反应，增大压强，PCl5的转化率减小，平衡常数K减小

　　解析：由图可知，P和Cl2反应生成PCl5的热化学方程式是：P(s)＋52Cl2(g)===PCl5(g) ΔH＝－399 kJ/mol，则A项错误，B项正确；图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据，C项错误；温度不变，平衡常数不变，D项错误。

　　答案：B

　　二、非选择题(本题包括4小题，共58分)

　　8．(15分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

　　(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的`热化学方程式分别为：

　　CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

　　ΔH＝－802.3 kJmol－1，

　　H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJmol－1；

　　则356 g“可燃冰”(分子式为CH49H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为______________________________________________________________________。

　　(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________；

　　(3)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式____________________________。

　　解析：(1)356 g“可燃冰”释放的甲烷为2 mol，根据题中的热化学方程式写出甲烷燃烧生成液态水的燃烧方程式可计算出放出的热量。

　　(2)1 mol乙硼烷燃烧生成固态B2O3和液态水放出热量649.5 kJ0.3＝2165 kJ。

　　(3)1 mol丁烷质量为58 g，从而可计算出反应热并写出热化学方程式。

　　答案：(1)1780.6 kJ

　　(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)

　　ΔH＝－2165 kJ/mol

　　(3)C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)

　　ΔH＝－2900 kJ/mol

　　9．(15分)在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ的热量。

　　(1)写出肼和H2O2反应的热化学方程式_______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是____________。

　　(3)上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是__________________________________________________________。

　　(4)向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程________________________________________________________________________

　　__________________________________________________________，该反应的还原产物是________。

　　解析：(1)首先根据题意确定反应物和生成物，然后写出化学方程式：N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。0.4 mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ的热量，则1 mol液态肼和足量H2O2反应时放出热量为：2.5×256.64 kJ＝641.6 kJ，由此可写出上述反应的热化学方程式。

　　(2)16 g液态肼的物质的量为0.5 mol，则与足量双氧水反应生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)时放出热量为：0.5 mol×641.6 kJ/mol＋2 mol×44 kJ/mol＝408.8 kJ。

　　(3)反应生成的物质是N2和H2O，无污染。

　　(4)氨气中氮元素的化合价为－3，肼分子中氮元素的化合价为－2，则氨是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，还原产物是NaCl，然后根据电子转移守恒以及电荷守恒即可写出离子方程式。

　　答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)

　　ΔH＝－641.6 kJ/mol

　　(2)408.8 kJ

　　(3)产物为氮气和水，无污染

　　(4)2NH3＋ClO－===N2H4＋Cl－＋H2O NaCl

　　10．(12分)联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

　　(1)有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是________(填字母序号)。

　　A．电解水制氢：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑

　　B．高温使水分解制氢：2H2O=====高温2H2↑＋O2↑

　　C．太阳光催化分解水制氢：

　　2H2O=====TiO2太阳光2H2↑＋O2↑

　　D．天然气制氢：CH4＋H2O CO＋3H2

　　(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。

　　已知：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

　　ΔH＝－90.7 kJmol－1

　　2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

　　ΔH＝－23.5 kJmol－1

　　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

　　ΔH＝－41.2 kJmol－1

　　则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为

　　______________________________________________________________________。

　　(3)在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H2可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)鸠馛H3OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)，上述反应的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。

　　解析：(1)太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。

　　(2)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，

　　2CO(g)＋4H2(g) 2CH3OH(g)

　　ΔH＝－181.4 kJmol－1

　　2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

　　ΔH＝－23.5 kJmol－1

　　2CO2(g)＋2H2(g) 2CO(g)＋2H2O(g)

　　ΔH＝＋82.4 kJmol－1

　　三式相加得：

　　2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

　　ΔH＝－122.5 kJmol－1

　　(3)由图示可知，温度越高，CO的转化率越低，说明正反应放热，ΔH<0，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强时，平衡正向移动，CO的转化率增大，所以p1<p2。

　　答案：(1)C

　　(2)2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

　　ΔH＝－122.5 kJmol－1

　　(3)< <

　　11.(16分)(201X保定模拟)保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如下图所示：

　　过程Ⅰ可用如下反应表示：

　　①2CO2=====光能 2CO＋O2 ②2H2O=====光能 2H2＋O2

　　③2N2＋6H2O=====光能 4NH3＋3O2 ④2CO2＋4H2O――→光能 2CH3OH＋3O2 ⑤2CO＋H2O――→光能 ________＋3O2

　　请回答下列问题：

　　(1)过程Ⅰ的能量转化形式为：________能转化为________能。

　　(2)请完成第⑤个反应的化学方程式：_____________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(3)上述转化过程中，ΔH1和ΔH2的关系是________。

　　(4)断裂1 mol化学键所需的能量见下表：

　　共价键 H—N H—O N N O===O

　　断裂1 mol化学键所需能量/kJmol－1 393 460 941 499

　　常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　答案：(1)太阳化学

　　(2)2CO＋4H2O=====光能 2CH4＋3O2

　　(3)ΔH1＝－ΔH2

　　(4)2N2(g)＋6H2O(l)=====光能4NH3(g)＋3O2(g)

　　ΔH＝＋1189 kJ/mol

【《化学反应与能量变化》习题及答案】相关文章：