《化學反應(yīng)與能量變化》習題及答案

時間：2021-06-29 10:10:31 試題我要投稿

　　一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)

《化學反應(yīng)與能量變化》習題及答案

　　1．(201X江蘇高考)化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。下列措施有利于節(jié)能減排、保護環(huán)境的是( )

　　①加快化石燃料的開采與使用；②研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥；③應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)；④田間焚燒秸稈；⑤推廣使用節(jié)能環(huán)保材料。

　　A．①③⑤ B．②③⑤

　　C．①②④ D．②④⑤

　　解析：本題考查化學與STSE的聯(lián)系，意在考查考生運用化學知識解決實際問題的能力。加快化石燃料的開采與使用不利于節(jié)能減排，田間焚燒秸桿會污染環(huán)境，故選B.

　　答案：B

　　2．(201X上海高考)根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學方程式

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

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

　　下列判斷正確的是( )

　　A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJ

　　B．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ

　　C．反應(yīng)(ⅰ)的產(chǎn)物比反應(yīng)(ⅱ)的產(chǎn)物穩(wěn)定

　　D．反應(yīng)(ⅱ)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)(ⅰ)的反應(yīng)物總能量低

　　解析：反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；利用蓋斯定律可得出1 mol 固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 kJ；同一種物質(zhì)的能量在相同條件下，能量一樣多。同樣利用蓋斯定律可得出選項D正確。

　　答案：D

　　3．已知斷開或形成1 mol化學鍵吸收或放出的能量稱為化學鍵的鍵能，如H—H鍵的鍵能為436 kJ/mol，NN鍵的鍵能為945 kJ/mol，N—H鍵的鍵能為391 kJ/mol。則下列有關(guān)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學方程式正確的是( )

　　解析：根據(jù)反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。

　　答案：A

　　4．(201X東城模擬)下列說法正確的是( )

　　A．任何酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O的過程中，能量變化均相同

　　B．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的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，

　　則a>b

　　D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

　　ΔH＝－393.5 kJmol－1，

　　②C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)

　　ΔH＝－395.0 kJmol－1，

　　則C(s，石墨)===C(s，金剛石)

　　ΔH＝＋1.5 kJmol－1

　　解析：A項，弱酸與弱堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O釋放的能量小于強酸與強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水釋放的能量，不正確；B項，不論是在光照還是在點燃條件下的ΔH均相同，不正確；C項，生成液態(tài)水放出的熱量多，故a<b，不正確；D項，根據(jù)蓋斯定律，用兩個熱化學方程式相減即得，正確。

　　答案：D

　　5．(201X重慶高考)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知：1 mol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol F—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為( )

　　A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol

　　C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol

　　解析：本題考查化學反應(yīng)熱計算。化學反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的生成放出熱量，兩個熱量變化的總體效應(yīng)即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280 kJ＋160 kJ×3＝760 kJ，新鍵生成放出的熱量為330 kJ×6＝1980 kJ，反應(yīng)放出1220 kJ的熱量，ΔH＝－1220 kJ/mol。

　　答案：B

　　6．將1 000 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液與足量稀硫酸充分反應(yīng)放出a kJ熱量；將1 000 mL 0.5 molL－1 HCl溶液與足量CH3COONa溶液充分反應(yīng)放出b kJ熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將500 mL 1 molL－1 H2SO4溶液與足量(CH3COO)2Ba(可溶性強電解質(zhì))溶液反應(yīng)放出的熱量為( )

　　A．(5a－2b) kJ B．(2b－5a) kJ

　　C．(5a＋2b) kJ D．(10a＋4b) kJ

　　解析：依題意可得：

　　Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s)

　　ΔH＝－10a kJmol－1；

　　CH3COO－(aq)＋H＋(aq)===CH3COOH(aq)

　　ΔH＝－2b kJmol－1。

　　則Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2CH3COO－(aq)＋2H＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) kJmol－1，即0.5 mol H2SO4參與反應(yīng)放出的熱量為(5a＋2b)kJ。

　　答案：C

　　7．(201X海淀模擬)紅磷(P)和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量的關(guān)系如下圖所示，圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，該分解反應(yīng)是可逆反應(yīng)。下列說法正確的是( )

　　A．其他條件不變，升高溫度有利于PCl5的生成

　　B．反應(yīng)2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)對應(yīng)的反應(yīng)熱 ΔH＝－798 kJ/mol

　　C．P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學方程式為：2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－306 kJ/mol

　　D．其他條件不變，對于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反應(yīng)，增大壓強，PCl5的轉(zhuǎn)化率減小，平衡常數(shù)K減小

　　解析：由圖可知，P和Cl2反應(yīng)生成PCl5的熱化學方程式是：P(s)＋52Cl2(g)===PCl5(g) ΔH＝－399 kJ/mol，則A項錯誤，B項正確；圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，C項錯誤；溫度不變，平衡常數(shù)不變，D項錯誤。

　　答案：B

　　二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)

　　8．(15分)化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。

　　(1)蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀象冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的`熱化學方程式分別為：

　　CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

　　ΔH＝－802.3 kJmol－1，

　　H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJmol－1；

　　則356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為______________________________________________________________________。

　　(2)0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，其熱化學方程式為_________________________________________；

　　(3)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50 kJ。試寫出丁烷燃燒反應(yīng)的熱化學方程式____________________________。

　　解析：(1)356 g“可燃冰”釋放的甲烷為2 mol，根據(jù)題中的熱化學方程式寫出甲烷燃燒生成液態(tài)水的燃燒方程式可計算出放出的熱量。

　　(2)1 mol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量649.5 kJ0.3＝2165 kJ。

　　(3)1 mol丁烷質(zhì)量為58 g，從而可計算出反應(yīng)熱并寫出熱化學方程式。

　　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)在火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑H2O2，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 kJ的熱量。

　　(1)寫出肼和H2O2反應(yīng)的熱化學方程式_______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，則16 g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是____________。

　　(3)上述反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是__________________________________________________________。

　　(4)向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，寫出反應(yīng)的離子方程________________________________________________________________________

　　__________________________________________________________，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是________。

　　解析：(1)首先根據(jù)題意確定反應(yīng)物和生成物，然后寫出化學方程式：N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 kJ的熱量，則1 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)時放出熱量為：2.5×256.64 kJ＝641.6 kJ，由此可寫出上述反應(yīng)的熱化學方程式。

　　(2)16 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.5 mol，則與足量雙氧水反應(yīng)生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)時放出熱量為：0.5 mol×641.6 kJ/mol＋2 mol×44 kJ/mol＝408.8 kJ。

　　(3)反應(yīng)生成的物質(zhì)是N2和H2O，無污染。

　　(4)氨氣中氮元素的化合價為－3，肼分子中氮元素的化合價為－2，則氨是還原劑，次氯酸鈉是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，然后根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒以及電荷守恒即可寫出離子方程式。

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

　　ΔH＝－641.6 kJ/mol

　　(2)408.8 kJ

　　(3)產(chǎn)物為氮氣和水，無污染

　　(4)2NH3＋ClO－===N2H4＋Cl－＋H2O NaCl

　　10．(12分)聯(lián)合國氣候變化大會于2009年12月7～18日在哥本哈根召開。中國政府承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

　　(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是________(填字母序號)。

　　A．電解水制氫：2H2O=====電解2H2↑＋O2↑

　　B．高溫使水分解制氫：2H2O=====高溫2H2↑＋O2↑

　　C．太陽光催化分解水制氫：

　　2H2O=====TiO2太陽光2H2↑＋O2↑

　　D．天然氣制氫：CH4＋H2O CO＋3H2

　　(2)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲醚)是解決能源危機的研究方向之一。

　　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

　　則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學方程式為

　　______________________________________________________________________。

　　(3)在催化劑和一定溫度、壓強條件下，CO與H2可反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)鳩馛H3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示，則：p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)，上述反應(yīng)的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。

　　解析：(1)太陽能是取之不盡的天然能源，用太陽能分解水最節(jié)能。

　　(2)利用蓋斯定律進行計算，將三個方程式進行形式變換，

　　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)由圖示可知，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，說明正反應(yīng)放熱，ΔH<0，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強時，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1<p2。