高中化学（人教版，选修4） 第一章化学反应与能量 章末综合检测

章末综合检测

(时间：100分钟　满分：100分)

一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分；每小题只有一个选项符合题意)

1．下列变化中一定为放热反应的是(　　)

A．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1

B．N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋182.6 kJ·mol－1

C．形成化学键过程中放出862 kJ热量的化学反应 

D．能量变化如图所示的化学反应

答案　D

解析　图中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应必是放热反应。

2．N4的分子结构类似白磷分子，它的结构如图所示，已知断裂1 mol N—N键需要吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键需放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法中正确的是(　　)

A．1 mol N4气体转变为N2将放出775 kJ热量

B．1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量

C．1 mol N4气体转变为N2将吸收775 kJ热量

D．1 mol N4气体转变为N2将吸收882 kJ热量

答案　B

解析　ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，反应转化关系为N4―→2N2，E(反应物键能)＝6×167 kJ，E(生成物键能)＝2×942 kJ，所以ΔH＝－882 kJ·mol－1，即放出882 kJ热量。

3．已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1。室温下，若1 mol无水硫酸铜溶解为溶液放热Q2 kJ，则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．Q1>Q2          B．Q1＝Q2           C．Q1<Q2           D．无法比较

答案　A

解析　根据盖斯定律，可设计下列分步反应：

依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明该反应为吸热反应，ΔH总>0。ΔH＝Q1，ΔH′＝－Q2。由盖斯定律ΔH总＝ΔH＋ΔH′＝Q1＋(－Q2)>0，则Q1>Q2。

4．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。

已知：

①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1

②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2

③Sn(s，灰) Sn(s，白)

ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．ΔH1>ΔH2

B．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℃的环境中，会自行毁坏

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℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，只能选D。

5．在下列各说法中，正确的是(　　)

A．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应

B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数

C．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热

D．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热

答案　B

解析　A项，ΔH>0表示吸热反应，ΔH<0表示放热反应；C项，“中和热”是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应，生成1 mol水时放出的热量，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水，同时还有BaSO4沉淀生成，放出的热大于中和热；D项，在25℃、101

kPa时，1 mol H2与0.5 mol O2反应，生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热，题中没有说明生成的水的聚集状态。

6．一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3，将它们混合并用手搓揉就可制冷，且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测肯定错误的是(　　)

A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程

B．较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程

C．铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应

D．NH4NO3溶于水会吸收热量

答案　C

解析　根据复分解反应发生的条件，Na2SO4·10H2O和NH4NO3在该条件下不会发生反应，故C项肯定错误；又根据所学知识可知，NH4NO3溶于水是吸热的，结晶水合物脱水也是吸热的。

7．燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水，放出热量50 kJ，则这一反应的热化学反应方程式为(　　)

A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝＋50 kJ·mol－1

B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)

ΔH＝－1 300 kJ

C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O　ΔH＝－2 600 kJ

D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－2 600 kJ·mol－1

答案　D

解析　本题考查了热化学方程式的书写及简单计算。热化学方程式前面的化学计量数表示物质的量，反应热单位是 kJ·mol－1，B和C均错；2 mol C2H2燃烧放出的热量为2×26×(－50) kJ·mol－1＝－2 600 kJ·mol－1，D对。

8．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－293.23 kJ·mol－1 ，分析下列说法中正确的是(　　)

A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ·mol－1

B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ·mol－1

C．1 mol SO2(g)的键能的总和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和

D．1 mol SO2(g)的键能的总和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和

答案　C

9．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol－1、－1 411.0 kJ·mol－1和－1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(　　)

A．－44.2 kJ·mol－1                     B．＋44.2 kJ·mol－1

C．－330 kJ·mol－1                     D．＋330 kJ·mol－1

答案　A

解析　根据燃烧热的概念，写出热化学反应方程式：

①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)；

ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1

②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)；

ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1

根据盖斯定律将反应①－②得：

C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)

ΔH＝－44.2 kJ·mol－1。

10．已知热化学方程式：

(1)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1

(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－483.6 kJ·mol－1

当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化有下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．②和⑤           B．①和③            C．②和④             D．②和③

答案　D

解析　由盖斯定律，由(1)÷2＋(2)÷2得热化学方程式：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，故此转化吸收热量，据方程式计算可知，1 g液态水变为气态水时，吸收2.44 kJ

的热量。

11．已知：CH3CH2CH2CH3(g)＋6.5 O2(g)―→4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 878 kJ·mol－1

(CH3)2CHCH3(g)＋6.5 O2(g)―→4CO2(g)＋5H2O(l)

ΔH＝－2 869 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子

B．正丁烷的稳定性大于异丁烷

C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程

D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多

答案　A

解析　根据所给反应及其反应热看，正丁烷分子储存能量大于异丁烷，A正确；能量越高其分子越不稳定，B错；异丁烷转化成正丁烷应该吸热，C错；从两者结构看两者的碳氢键一样多，D错。

12．已知：

①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。

则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为(　　)

A．＋262.6 kJ·mol－1                 B．－131.3 kJ·mol－1

C．－352.3 kJ·mol－1                 D．＋131.3 kJ·mol－1

答案　D

解析　根据盖斯定律，由题意知：

①×1/2－②×1/2得：

ΔH＝(－221.0 kJ·mol－1)×1/2－(－483.6 kJ·mol－1)×1/2＝＋131.3 kJ·mol－1

13．已知25℃时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)

ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为23 kJ(假定测量过程中没有能量损失)，则N2的转化率为(　　)

A．25%           B．50%         C．75%         D．无法确定

答案　A

解析　1 mol N2与3 mol H2反应放热92 kJ，当放热23 kJ时，N2的实际消耗为＝0.25 mol。

14．已知氟化氢气体中有平衡关系：①2H3F3(g)===3H2F2(g)

ΔH1＝a kJ·mol－1　②H2F2(g)===2HF(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1　已知a、b均大于0，则可推测反应：H3F3(g)===3HF(g)的ΔH3等于(　　)

A．(a＋b) kJ·mol－1                 B．(a－b) kJ·mol－1

C．(a＋3b) kJ·mol－1                D．(0.5a＋1.5b) kJ·mol－1

答案　D

解析　由×①＋×②得：H3F3(g)===3HF(g)

ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝ kJ·mol－1

＝(0.5a＋1.5b) kJ·mol－1。

15．NH3(g)燃烧的产物是NO2(g)和H2O(g)。已知反应有：

(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)   ΔH＝－241.8 kJ·mol－1

(2)N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　 ΔH＝＋33.9 kJ·mol－1

(3)NH3(g)===N2(g)＋H2(g)  ΔH＝＋46.0 kJ·mol－1

下列关于NH3(g)燃烧的热化学方程式的书写正确的是(　　)

A．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)   ΔH＝－282.8 kJ·mol－1

B．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)   ΔH＝－161.9 kJ·mol－1

C．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)   ΔH＝－161.9 kJ·mol－1

D．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)   ΔH＝－282.8 kJ·mol－1

答案　A

解析　根据盖斯定律，将方程式处理：(1)×＋(2)＋(3)得：NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)　ΔH＝－282.8 kJ·mol－1。

16．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为

H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　               ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　              ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)    ΔH＝－5 518 kJ·mol－1

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)       ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是(　　)

A．H2             B．CO            C．C8H18            D．CH4

答案　B

解析　题中各ΔH对应的可燃物的物质的量为1 mol，把它们的ΔH分别换算成1 g可燃物燃烧的热量即可比较。

二、非选择题(本题共6个小题，共52分)

17．(8分)已知下列热化学方程式：

①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)           ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)          ΔH＝－241.8 kJ·mol－1

③C(s)＋O2(g)===CO(g)            ΔH＝－110.5 kJ·mol－1

④C(s)＋O2(g)===CO2(g)            ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

回答下列各问题：

(1)上述反应中属于放热反应的是

________________________________________________________________________。

(2)H2的燃烧热为________；C的燃烧热为________。

(3)燃烧10 g H2生成液态水，放出的热量为________。

(4)CO的燃烧热为________；其热化学方程式为______________。

答案　(1)①②③④　(2)－285.8 kJ·mol－1　－393.5 kJ·mol－1　(3)1 429.0 kJ　(4)－283.0 kJ·mol－1   CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

解析　(1)所有燃烧均为放热反应，①②③④均为放热反应。

(2)燃烧热为1 mol纯可燃物生成稳定氧化物时放出的热量，H2的燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，C的燃烧热为－393.5 kJ·mol－1。

(3)Q放＝×285.8 kJ·mol－1＝1 429.0 kJ。

(4)由④－③可得，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5 kJ·mol－1＋110.5 kJ·mol－1＝－283.0 kJ·mol－1，其燃烧热为－283.0 kJ·mol－1。

18．(8分)丙烷燃烧可以通过以下两种途径：

途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH＝－a kJ·mol－1

途径Ⅱ：C3H8(g)―→C3H6(g)＋H2(g)

ΔH＝＋b kJ·mol－1

2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)

ΔH＝－c kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－d kJ·mol－1 (a、b、c、d均为正值)

请回答下列问题：

(1)由于C3H8(g)―→C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应中，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是__________。

(2)按途径Ⅱ反应，1 mol C3H8完全燃烧时放出的热量为________ kJ(用含b、c、d的代数式表示)，等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时，途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。

(3)a与b、c、d的数学关系式是_______________________________________________。

答案　(1)小于　吸收　加热　(2)　等于   (3)a＝

解析　(1)放热反应，生成物总能量小于反应物总能量，吸热反应则相反，对于C3H8(g)―→C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1判断该反应吸热，故反应物总能量小于生成

物总能量。

(2)将途径Ⅱ中的三个反应经叠加处理，得到的ΔH＝＋b＋＋＝－ kJ·mol－1

则放出的热量为 kJ。

(3)a＝。

19．(8分)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应，

生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。

(1)写出肼和过氧化氢的结构式：

肼____________________，过氧化氢______________________________________。

(2)写出反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。

(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是_______________________________________________________________。

答案　(1) 　H—O—O—H

(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－641.625 kJ·mol－1

(3)408.8

(4)产物是N2和H2O，对环境无污染

20．(10分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

根据上图回答下列问题：

(1)    P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)    PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60 mol，其α1等于________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)    工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是__________________________________________

______________________。

(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝______，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是

________________________________________________________________________。

答案　(1)Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)

ΔH＝－306 kJ·mol－1

(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)

ΔH＝＋93 kJ·mol－1　25%　大于

(3)两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解

(4)－399 kJ·mol－1　等于

(5)PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

21．(8分)试回答下列各题：

(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___________________________________________________。

(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。

①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝－185 kJ·mol－1

请填空：

②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：___________________________________________________________________。

(3)已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＝－25 kJ·mol－1①

3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)

ΔH＝－47 kJ·mol－1②

Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)

ΔH＝＋19 kJ·mol－1③

请写出CO还原FeO的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)

ΔH＝－234 kJ·mol－1

(2)①434　②H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81 kJ·mol－1

(3)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)

ΔH＝－11 kJ·mol－1

解析　(3)根据盖斯定律处理三个热化学方程式，(①×3－②－③×2)×即可得到CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJ·mol－1。

22．(10分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。

C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1

CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1

请回答：

(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。

甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”

乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：

请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式__________________________。

乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是________________________________________。

答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1

(2)多　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4　乙　甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应

解析　(2)由于C(s)与水蒸气反应要吸热，所以1 mol CO和1 mol H2的能量比1 mol C(s)和1 mol H2O(g)的能量多，燃烧后放出的能量同样也多；反应的总能量是守恒的，所以甲同学的说法不正确的，原因是他忽视了反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)为吸热反应，已经从环境中吸收了能量，而能量在转化过程中往往会有损失，所以乙同学说得对，即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。