化学反应与能量变化练习题

这是一份化学反应与能量变化练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题6分，共60分)
1．对反应：2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热))2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，叙述不正确的是( )
A．该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量
B．使用催化剂不能改变此反应的ΔH
C．若在一密闭容器中1 ml SO2和足量的O2反应，放出的热量为98.3 kJ
D．化学式前面的化学计量数表示物质的量
解析：该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物总能量，A项正确；使用催化剂，只能改变反应的活化能，不能改变此反应的ΔH，B项正确；在一密闭容器中1 ml SO2和足量O2反应，不能转化为1 ml SO3，故放出的热量小于98.3 kJ，C项错误；热化学方程式中化学式前面的化学计量数表示物质的量，D项正确。
答案：C
2．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·ml－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＝131.3 kJ·ml－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·ml－1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·ml－1
解析：反应①中太阳能转化为化学能，A项错误；反应②中ΔH2＝131.3 kJ·ml－1>0，该反应为吸热反应，B项错误；使用催化剂不能改变反应的始态终态的能量，故不能改变反应的焓变，C项错误；根据盖斯定律：反应③－②得CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ΔH＝74.8 kJ·ml－1，D项正确。
答案：D
3．单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH＝＋0.33 kJ·ml－1
B．相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
C．正交硫比单斜硫稳定
D．①表示断裂1 ml O2中的共价键所吸收的能量比形成1 ml SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ
解析：由图可知S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH＝－0.33 kJ·ml－1，A项错误；由A项热化学方程式可知由S(s，单斜)转化为S(s，正交)要放出热量，说明相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量低，B项错误；能量越高越不稳定，故正交硫比单斜硫稳定，C项正确；①表示断裂1 ml单斜硫和1 ml O2中的共价键所吸收的总能量比形成1 ml SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ，D项错误。
答案：C
4．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl―→NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝＋Q kJ·ml－1
解析：根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应，则A、C项错误，B项正确；热化学方程式的书写要标出物质的状态，D项错误。
答案：B
5．合成二甲醚的三步反应如下：
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3
则3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH是( )
A．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
B．ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3
解析：设合成二甲醚的三步反应分别为①、②、③，根据盖斯定律反应①×2＋②＋③可得3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，A项正确。
答案：A
6．能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 已知某些化学键的键能数据如表所示：
则该反应的焓变ΔH为( )
A．－46.2 kJ·ml－1B．－181.6 kJ·ml－1
C．＋46.2 kJ·ml－1D．＋181.6 kJ·ml－1
解析：根据反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，可得ΔH＝(2×745.0 kJ·ml－1＋3×436.0 kJ·ml－1)－(3×413.4 kJ·ml－1＋351.0 kJ·ml－1＋462.8 kJ·ml－1＋2×462.8 kJ·ml－1)＝－181.6 kJ·ml－1，选B项。
答案：B
7．下列说法或表示方法中正确的是( )
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·ml－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝＋285.8 kJ·ml－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) ΔH<0
D．已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，若将含0.5 ml H2SO4的浓溶液与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
解析：硫蒸气的能量比硫黄(s)的能量高，等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，前者放出能量高，A项错误；H2燃烧为放热反应，ΔH<0，B项错误；Ba(OH)2·8H2O(s)与NH4Cl(s)的反应为吸热反应，ΔH>0，C项错误；浓硫酸溶于水放出热量，故0.5 ml H2SO4的浓溶液与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ，D项正确。
答案：D
8．下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1；
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH2
③t ℃时，在一定条件下，将1 ml SO2和1 ml O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1；
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A．①②③B．②④
C．②③④D．③④
解析：①中ΔH1和ΔH2均小于0，由于H2O(l)＝H2O(g)吸收能量，故|ΔH1|>|ΔH2|，ΔH1<ΔH2；②中ΔH1＝2ΔH2，又因ΔH1、ΔH2均小于0，故ΔH1<ΔH2；③中在恒压容器中建立平衡后SO2的转化率大于恒容容器中SO2的转化率，故Q10，CaO与水反应放出大量的热ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2，选A项。
答案：A
9．室温下，将1 ml的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 ml的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3，则下列判断正确的是( )
A．ΔH2>ΔH3B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
解析：①胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l) ΔH1>0；②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq) ΔH2<0；③CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3；依据盖斯定律①－②得到③，所以ΔH3＝ΔH1－ΔH2；ΔH2<0，ΔH1>0，则ΔH3>0。上述分析可知ΔH2<ΔH3，故A错误；分析可知ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于ΔH2<0，ΔH3>ΔH1，故B正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故C错误；ΔH2<0，ΔH1>0、ΔH3>ΔH1＋ΔH2，故D错误，故选B.
答案：B
10．X、Y、Z、W有如下图所示的转化关系，且ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y一定不是( )
A．C和COB．AlCl3和Al(OH)3
C．NaOH和Na2CO3D．Fe和FeCl2
解析：本题考查了物质的转化及反应热的关系，利用盖斯定律可解答本题。A项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2；B项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2；C项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2；D项Fe与Cl2直接反应生成FeCl3，不能实现题中所给转化，D项符合题意。
答案：D
二、非选择题(共40分)
11．(14分)当前能源危机是一个全球性问题，开源节流是应对能量危机的重要举措。
(1)下列做法有利于能源“开源节流”的是________(填字母)。
A．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
C．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
D．减少资源消耗，加大资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的燃烧热ΔH＝________。
②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。
(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ/ml、497 kJ/ml。N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.0 kJ/ml。
NO分子中化学键的键能为________kJ/ml。
(4)综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：________________________________。
解析：(1)通过分析只有B项不利于能源“开源节流”。
(2)①石墨的能量较低，更稳定。石墨的燃烧热指1 ml石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。②12 g石墨和24 g氧气反应，即1 ml C和0.75 ml O2反应，则生成0.5 ml CO和0.5 ml CO2，放出的热量为0.5 ml×110.5 kJ·ml－1＋0.5 ml×393.5 kJ·ml－1＝252.0 kJ。
(3)ΔH＝E(N2)＋E(O2)－2E(NO)，2E(NO)＝946 kJ·ml－1＋497 kJ·ml－1－180.0 kJ·ml－1，E(NO)＝631.5 kJ·ml－1。
(4)已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·ml－1，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.0 kJ·ml－1，目标反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可由两个反应相减获得，则ΔH＝－746.0 kJ·ml－1。
答案：(1)ACD
(2)①石墨 －393.5 kJ·ml－1 ②252.0 kJ
(3)631.5
(4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－746.0 kJ·ml－1
12．(10分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：4HCl＋O2eq \(,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\d5(400 ℃))2Cl2＋2H2O
已知：ⅰ.反应A中，4 ml HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.(1)H2O的电子式是________________。
(2)反应A的热化学方程式是__________________。
(3)断开1 ml H—O键与断开1 ml H—Cl键所需能量相差约为________ kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。
解析：(1)H2O是共价化合物，原子间通过共用电子对结合，故H2O的电子式为Heq \(O,\s\up6(· ·),\s\d4(· ·))H。
(2)利用反应A与题中信息“氧化4 ml HCl放出115.6 kJ的热量”可写出热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\d5(400 ℃))2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ/ml。
(3)设H—Cl键键能为x kJ/ml、H—O键键能为y kJ/ml，依据②中热化学方程式和题干中已知数据有：4x＋498－243×2－4y＝－115.6，解之得：y－x＝31.9，说明H—O键与H—Cl键键能相差31.9 kJ/ml。因为“键能越大，键越牢固”，所以H—O键强于H—Cl键。
答案：(1)Heq \(O,\s\up6(· ·),\s\d4(· ·))H
(2)4HCl(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\d5(400 ℃))2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ/ml
(3)31.9 强
13．(16分)某实验小组用0.50 ml/L NaOH溶液和0.50 ml/L硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.用98%的H2SO4(ρ＝1.84 g/cm3)配制成0.5 ml/L的稀H2SO4 500 mL，请按要求填空：
(1)所需浓H2SO4的体积为________。(保留到小数点后一位)
(2)如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒，应选用________ mL量筒最好。
(3)下列操作使所配溶液浓度偏高的是________(填序号)。
①向容量瓶转移时，有少量液体溅出
②容量瓶中有少量水
③未洗涤稀释浓H2SO4的烧杯
④定容时俯视刻度线
⑤用胶头滴管向容量瓶中加水时凹面高于刻度线，此时立即用胶头滴管将瓶内液体吸收，使凹液面与刻度线相切
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。
(1)理论上强酸、强碱的稀溶液反应生成1 ml水时放出57.3 kJ的热量，写出表示稀硫酸和氢氧化钠稀溶液反应的中和热的热化学方程式：________________________________________。
(2)仪器A的名称是________；在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净就直接测量NaOH溶液的温度，则测得的ΔH________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
②近似认为0.50 ml/L NaOH溶液和0.50 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH＝________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/ml有偏差，产生偏差的原因可能是________(填序号)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析：Ⅰ.(1)浓H2SO4的浓度eq \f(1 000×1.84×98%,98)＝18.4 ml/L，所需浓H2SO4的体积为eq \f(0.5 ml/L×500 mL,18.4 ml/L)≈13.6 mL。
Ⅱ.(3)第2次实验的温度差应舍去，故温度差平均值为4.0，再根据中和热的计算公式即可算出ΔH＝－53.5 kJ/ml。
答案：Ⅰ.(1)13.6 mL (2)15 (3)④
Ⅱ.(1)eq \f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/ml或H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/ml
(2)环形玻璃搅拌棒 偏大
(3)①4.0 ②－53.5 kJ/ml ③abcd
化学键
C—H
H—H
C—O
C===O
H—O
键能/kJ·ml－1
413.4
436.0
351.0
745.0
462.8
eq \(\s\up7(温度),\s\d5())
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差平均值
(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4