人教版选修四《化学反应与能量》第一章第三节

(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每题5分，共40分)1．已知热化学方程式：H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋241.8kJ/mol；H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol，当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()A．吸热88kJB．吸热2.44kJC．放热44kJD．吸热44kJ解析：把H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol改写为H2O(l)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋285.8kJ/mol，用此式减去另一热化学方程式得：H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44kJ/mol，则1g液态水变为水蒸气时吸收的热量为4418kJ＝2.44kJ.答案：B2．(2010·湛江高二检测)科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的．已知在25℃，105Pa时，石墨、一氧化碳的燃烧热分别是ΔH＝－393.5kJ/mol和ΔH＝－283.0kJ/mol，下列说法或热化学方程式正确的是()A．在相同条件下：2C(石墨)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－110.5kJ/molB．1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0kJC．在相同条件下：C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ/molD．若正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热，则正丁烷比异丁烷稳定解析：根据题给数据及燃烧热的含义，则1mol石墨燃烧生成CO的反应热为ΔH＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)＝－110.5kJ/mol，而2molC生成CO对应的反应热为－221.0kJ/mol，A项错误，1mol石墨燃烧生成CO、CO2混合气放出热量介于110.5kJ和393.5kJ之间，B项错误，若C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)的反应热为283.0kJ/mol－110.5kJ/mol＝172.5kJ/mol，C项正确；1mol正丁烷完全燃烧放出的热量大于1mol异丁烷完全燃烧放出的热量，则放出的热量越多越不稳定，因此异丁烷更稳定．D错误．答案：C3．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收热量495kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量为()A．920kJB．557kJC．437kJD．188kJ解析：1g氢气完全燃烧放出121kJ热量，则1molH2完全燃烧放出242kJ的热量，即H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242kJ/mol，根据键能与反应关系可得，1molH—H键断裂时，需要能量为：－242kJ－12×495kJ＋2×463kJ＝436.5kJ.答案：C4．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.51kJ/mol①C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.41kJ/mol②据此判断，下列说法正确的是()A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高解析：根据盖斯定律，将①式减去②式，得到下列热化学方程式：C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.90kJ/mol说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中，也就是等质量的金刚石具有的能量比石墨高，A选项正确．答案：A5．(2010·济源一中高二月考)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－Q1①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－Q2②H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－Q3③常温下，取体积比为4∶1的CH4和H2的混合气体112L(折合成标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为()A．4Q1＋0.5Q2B．4Q1＋Q2＋10Q3C．4Q1＋2Q2D．4Q1＋0.5Q2＋9Q3解析：③×2＋①得CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－(Q1＋2Q3)，③×2＋②得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－(Q2＋2Q3).112L混合气体中含CH4、H2的物质的量分别为4mol、1mol，则该混合气体完全燃烧后恢复到常温放出的热量为：4×(Q1＋2Q3)＋12(Q2＋2Q3)＝4Q1＋0.5Q2＋9Q3.答案：D6．火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料和NO2作氧化剂，这两者反应生成氮气和水蒸气．已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ/mol①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ/mol②则1摩尔气体肼和NO2完全反应时放出的热量为()A．100.3kJB．567.85kJC．500.15kJD．601.7kJ解析：反应②－反应①÷2得：N2H4(g)＋NO2(g)===32N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－567.85kJ/mol.答案：B7．(2009·海南高考)已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ/mol；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol；则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ/molB．－627.6kJ/molC．－744.7kJ/molD．－169.4kJ/mol解析：观察热化学方程式Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH1＝＋234.1kJ/mol①；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ/mol②；②×32－①可得2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)，则ΔH＝32ΔH2－ΔH1＝－824.35kJ/mol≈－824.4kJ/mol.答案：A8．(2010·天津滨海联考)在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH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/LNaOH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/molB．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ/molC．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ/molD．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ/mol解析：0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3，反应所放出的热量为xkJ，则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量．写出对应的热化学方程式：2CO2(g)＋3NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)ΔH1＝－4xkJ/mol.①由题意知：CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH2＝－ykJ/mol.②①－②得：CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－(4x－y)kJ/mol.D项中NaOH与NaHCO3的状态未标对．答案：C二、非选择题(本题包括5小题，共60分)9．(8分)(2010·临沂质检)1836年，俄国化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关．按此规律结合下列热化学方程式回答问题．已知：①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＝－176kJ/mol②NH3(g)＋H2O(l)===NH3·H2O(aq)ΔH＝－35.1kJ/mol③HCl(g)===HCl(aq)ΔH＝－72.3kJ/mol④NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－52.3kJ/mol则NH4Cl(s)===NH4Cl(aq)是________热反应，其反应热的热效应值是______kJ/mol.解析：设计如下过程NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)则ΔH＝176kJ/mol－35.1kJ/mol－72.3kJ/mol－52.3kJ/mol＝16.3kJ/mol，所以为吸热反应．答案：吸ΔH＝＋16.3kJ/mol10．(10分)(2010·临沂一中阶段检测)“嫦娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想．“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是相同质量时，氢气放出的热量多，产物为水，无污染．(1)下列是298K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/molC(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/molC8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ/mol相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是____________．(2)已知：H2(g)===H2(l)ΔH＝－0.92kJ/molO2(g)===O2(l)ΔH＝－6.84kJ/molH2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ/mol请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：________________________________________________________________________.解析：(1)根据各物质燃烧的燃烧热数据可计算出，等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时H2放热最多．(2)由题意可知：H2(l)===H2(g)ΔH＝＋0.92kJ/mol①12O2(l)===12O2(g)ΔH＝＋12×6.84kJ/mol②H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ/mol③H2(g)＋12O2(g)＝H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol④①＋②＋③＋④可得H2(l)＋12O2(l)===H2O(g)ΔH＝(－285.8＋0.92＋12×6.84＋44)kJ/mol＝－237.46kJ/mol答案：(1)H2(2)H2(l)＋12O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46kJ/mol11．(10分)(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程．化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量．已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：E(P—P)＝198kJ/mol、E(P—O)＝360kJ/mol、E(O===O)＝498kJ/mol，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的ΔH为______________．(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－Q1kJ/mol，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－Q2kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－Q3kJ/mol常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量为________________kJ.解析：(1)ΔH＝6E(P—P)＋3E(O===O)－12E(P—O)＝6×