高二化学（人教版）试题 选择性必修一 阶段质量检测（一）　化学反应的热效应

1/9阶段质量检测(一)化学反应的热效应一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。1.中华民族的发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献,下列过程主要是利用化学反应中能量变化的是()A.神舟十九载人飞船发射B.粮食酿醋C.湿法炼铜D.打磨磁石制司南2.已知热化学方程式:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.32kJ·mol-1,在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应,最终放出的热量为()A.98.32kJ B.196.64kJ·mol-1C.<196.64kJ D.>196.64kJ3.下列各组变化中,反应物总能量小于生成物总能量的是()A.生石灰溶于水 B.锌粒和稀硫酸反应C.二氧化碳与碳反应 D.化石燃料燃烧4.下列热化学方程式正确的是()A.表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+32O2(g)SO3(g)ΔH=-315kJ·mol-1B.表示肼(N2H4)的燃烧热的热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622.08kJ·mol-1C.表示乙烷的燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+72O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1560.8kJ·mol-1D.表示CO燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-15.已知下列热化学方程式:2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)ΔH1=-702.2kJ·mol-1Hg(l)+12O2(g)HgO(s)ΔH2=-90.7kJ·mol-1由此可知Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)ΔH3的值是()A.-260.4kJ·mol-1 B.-254.6kJ·mol-1C.-438.9kJ·mol-1 D.-441.8kJ·mol-16.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1②H2(g)+S(g)H2S(g)ΔH=-20.1kJ·mol-1下列判断正确的是()A.1mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJB.1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJC.由①②知,水的稳定性强于硫化氢D.若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ7.下列各组变化中,化学反应的反应热前者小于后者的是()①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH2②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH1H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH2③T℃时,在一定条件下,将1molSO2和1molO2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、Q2④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH1CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH2A.①②③ B.②③ C.②③④ D.③④8.天然气—水蒸气转化法是目前获取H2的主流方法,反应原理为CH4(g)+2H2O(g)4H2(g)+CO2(g)ΔH=+165.4kJ·mol-1,已知该反应需要经过两步反应转化,其能量变化如图所示:则ΔH2等于()A.-165.4kJ·mol-1 B.+41.0kJ·mol-1C.+165.4kJ·mol-1 D.-41.0kJ·mol-19.已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)ΔH=-270kJ·mol-1。下列说法正确的是()A.1molH2(g)与1molF2(g)反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJB.在相同条件下,1molH2(g)与1molF2(g)的能量总和小于2molHF(g)的能量C.该反应的逆反应是放热反应D.该反应过程的能量变化可用如图来表示10.已知H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-183kJ·mol-1,其他相关数据如下表:物质H2Cl2HCl1mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ436a431下列说法正确的是()A.a=243B.H2(g)和Cl2(g)的总能量小于HCl(g)C.1LH2完全反应放出183kJ热量D.生成2molHCl(l)的能量变化小于183kJ11.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O转变为H2,其过程如下:mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列说法错误的是()A.反应①中CeO2既做氧化剂又做还原剂B.该过程实现了太阳能向化学能的转化C.图中ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH2>012.将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是()A.做该实验时环境温度为22℃B.实验可用环形铜丝搅拌器替代环形玻璃搅拌器C.NaOH溶液的浓度约是1.5mol·L-1D.28℃以后温度降低的原因是有一部分热量从体系散失到了环境中13.(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A.E2=1.41eVB.步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eVC.步骤1的反应比步骤2快D.该过程实现了甲烷的氧化14.资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径,CO2与氢气反应制CH4的一种催化机理如图所示,总反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH>0,下列说法正确的是()A.过程Ⅲ中,没有化学键断裂B.H2在Ni催化作用下产生·H为放热过程C.反应中La2O2CO3释放出CO2D.总反应中,反应物的键能之和大于生成物的键能之和15.以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下:过程Ⅰ:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)ΔH=+313.2kJ·mol-1过程Ⅱ:……已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.0kJ·mol-1下列说法不正确的是()A.过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B.过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)ΔH=+128.9kJ·mol-1C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点二、非选择题:本题共4小题,共55分。16.(11分)2030年前实现碳达峰的承诺,体现了我国的大国风范。天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。(1)天然气的主要成分为甲烷,甲烷的结构式是,甲烷燃烧反应过程中的能量变化,符合下图中的(填字母)。

(2)agCH4燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出热量44.5kJ。经测定,生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到5g沉淀,则CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1,其中a=。

(3)甲烷和二氧化碳重整制合成气的研究是实现碳达峰的手段之一,甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1副反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.5kJ·mol-1副反应Ⅱ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3已知:部分化学键键能数据如下表(1molCO中含有1molCO)。化学键C—HCOH—HCO键能/(kJ·mol-1)4137454361011则ΔH1=kJ·mol-1,ΔH3=kJ·mol-1。

17.(14分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH12CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH22H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3则反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。(2)化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开(或形成)1mol化学键时所吸收(或放出)的能量。部分化学键的键能数据如表:化学键H—HOOO—HE/(kJ·mol-1)436x463反应H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,则x=。

(3)甲醇(g)和水蒸气反应生成氢气的能量变化如图1所示:①该反应是(填“放热反应”或“吸热反应”);该反应过程中若加入催化剂,催化剂将(填“增大”“减小”或“不影响”)反应热。

②该反应的ΔH=(用含E1、E2的代数式表示)。

③已知常温下1g甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热22.68kJ,请写出甲醇燃烧的热化学方程式:。(4)取0.55mol·L-1的NaOH溶液50mL与0.5mol·L-1的稀盐酸50mL置于如图2所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。图2所示装置中缺少的仪器名称为,除此外(填“仍存在”或“不存在”)错误;当将装置完善后,测得的中和反应的反应热ΔH>-57.3kJ·mol-1,则产生此结果的原因可能是(填字母)。

a.用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度b.用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中18.(15分)汽车尾气中主要污染物是NOx和CO,它们是现代化城市中的主要大气污染物。(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其能量变化如图1所示,则图1中三种分子最稳定的是。

(2)N2O和CO均是有害气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理如下:CO(g)+N2O(g)N2(g)+CO2(g)ΔH。有关化学反应的能量变化过程如图2所示。图2中反应是(填“放热”或“吸热”)反应,该反应的ΔH=。

(3)利用NH3还原法可将NOx还原为N2进行脱除。已知:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-2070kJ·mol-1,若有0.5molNO被还原,放出的热量为。

19.(15分)化学反应都会伴随能量变化,还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间的转化。(1)在催化剂表面和光照条件下,氮气和水发生置换反应生成氨气的反应原理如图。氮气的电子式为;下列有关说法正确的是(填字母)。

A.N2发生了氧化反应B.该过程属于氮的固定C.太阳能属于清洁能源D.水分子形成H原子和O原子时会释放能量(2)下列反应中,生成物总能量高于反应物总能量的是(填字母)。

A.灼热的木炭与二氧化碳反应B.电解水C.生石灰与水反应D.三氧化二铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝(3)键能是指断开或形成1mol化学键的能量变化。氮的氧化物是造成雾霾、光化学烟雾污染的重要原因,其中NO产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应,根据表中数据,写出生成NO的热化学方程式:。

物质N2(g)O2(g)NO(g)键能/(kJ·mol-1)946498632(4)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下:ⅰ.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-2600kJ·mol-1ⅱ.2C6H6(g)+15O2(g)12CO2(g)+6H2O(l)ΔH2=-6590kJ·mol-1①C2H2(g)的燃烧热ΔH=kJ·mol-1。

②2molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放出的热量(填“>”“<”或“=”)|ΔH2|。

③3C2H2(g)C6H6(g)ΔH=kJ·mol-1。

阶段质量检测(一)1.选A神舟十九载人飞船发射过程中燃料燃烧发生氧化还原反应,放出大量热,故A选;粮食酿醋主要是利用淀粉水解得到葡萄糖,葡萄糖分解得到乙醇,然后乙醇再转化为乙酸,故B不选;湿法炼铜,二价铜离子还原为铜,利用铁的还原性,故C不选;打磨磁石制司南是物体形状的改变,没有新物质生成,属于物理变化,故D不选。2.选C根据热化学方程式2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-196.64kJ·mol-1的含义,可知SO2和O2反应生成1molSO3时放出的热量为98.32kJ,所以生成2molSO3时放出的热量为196.64kJ,由于是可逆反应,2molSO2和1molO2不能完全反应,所以放出的热量小于196.64kJ。3.选C生石灰溶于水为放热反应,故A错误;锌粒和稀硫酸反应为放热反应,故B错误;二氧化碳与碳反应为吸热反应,故C正确;化石燃料燃烧为放热反应,故D错误。4.选B硫完全燃烧生成的稳定氧化物不是三氧化硫,而是SO2,A错误;乙烷燃烧的热化学方程式中H2O应为液体,C错误;CO的燃烧热是指1molCO气体完全燃烧生成CO2气体时放出的热量,D错误。5.选A将题给两个热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①×12-②,整理可得:Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l),则该反应的ΔH3=(-702.2kJ·mol-1)×12-(-90.7kJ·mol-1)=-260.4kJ·mol-16.选D1mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8kJ,A错误;1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较,B错误;由①②不能得到水的稳定性强于硫化氢,C错误;固态硫变为气体硫会吸收热量,若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ,D正确。7.选B①因CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH1是燃烧反应,反应均放热,ΔH1<0,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH2<0,因水由气态变成液态,放出热量,所以ΔH1>ΔH2,故错误;②氢气的燃烧是放热的,所以焓变是负值,系数加倍,焓变值也加倍,所以ΔH1=2ΔH2,所以ΔH1<ΔH2,故正确;③T℃时,在一定条件下,将1molSO2和1molO2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,所以恒压下,达到平衡状态时放出的热量更多,则Q1<Q2,故正确;④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH1>0,CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH2<0,所以ΔH1>ΔH2,故错误。8.选D由图可知,该反应第一步为CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)ΔH1=+206.4kJ·mol-1;该反应第二步为CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH2,由盖斯定律,第一步反应+第二步反应=总反应,则ΔH1+ΔH2=ΔH,则ΔH2=ΔH-ΔH1=+165.4kJ·mol-1-206.4kJ·mol-1=-41.0kJ·mol-1。9.选D物质由气态变为液态时放出能量,则1molH2(g)与1molF2(g)反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ,A错误;根据已知反应可知,该反应为放热反应,则在相同条件下,1molH2(g)与1molF2(g)的能量总和大于2molHF(g)的能量,B错误;因该反应的正反应为放热反应,所以逆反应是吸热反应,C错误;由反应方程式可知,该反应的ΔH<0,为放热反应,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,D正确。10.选A断键时吸热、成键时放热,则(436+a)-2×431=-183,得a=243,A正确;该反应为放热反应,则H2(g)和Cl2(g)的总能量大于HCl(g),B错误;1molH2(g)与1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g)时放出183kJ热量,C错误;2molHCl(g)的能量比2molHCl(l)的能量高,则生成2molHCl(l)的能量变化大于183kJ,D错误。11.选C反应①中Ce的化合价从+4变为0价,氧的化合价从-2变为0价,所以CeO2既做氧化剂又做还原剂,故A正确;该过程中利用太阳能实现物质转化,实现了太阳能向化学能的转化,故B正确;根据盖斯定律,由图中关系可得ΔH1+ΔH2+ΔH3=0,故ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),故C错误;由液态水到气态水,需要吸收热量,ΔH2>0,故D正确。12.选C由图可知,加5mLHCl时温度为22℃,则不是环境温度,故A错误;用环形铜丝搅拌器代替环形玻璃搅拌器,散失热量,实验结果的数值偏小,故B错误;恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL,恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n,由HCl+NaOHNaCl+H2O可知,n=1.0mol·L-1×0.03L=0.03mol,所以浓度c=0.03mol0.02L=1.5mol·L-1,故C正确;28℃以后温度降低的原因是NaOH的量减少,反应的量减少,放出热量减少,故D错误。13.选C由能量变化图可知,E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV,A项正确;由能量变化图可知,步骤2逆向反应的ΔH=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV,B项正确;由能量变化图可知,步骤1的活化能E1=0.70eV,步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步骤1的活化能大于步骤2的活化能,步骤1的反应比步骤2的慢,C项错误;该过程甲烷转化为甲醇,属于加氧氧化,D项正确。14.选D由图可知,过程Ⅲ为·CO2与·H反应生成CH4和H2O,反应中存在化学键的断裂和形成,故A错误;由图可知,氢气在镍催化作用下产生·H为化学键断裂的吸热过程,故B错误;由图可知,过程Ⅱ发生的反应为La2O2CO3发生分解反应生成·CO2和三氧化二镧,故C错误;总反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,则反应物的键能之和大于生成物的键能之和,故D正确。15.选C由过程Ⅰ方程式知,当有2molFe3O4分解时,生成1mol氧气,而232gFe3O4的物质的量为1mol,故生成0.5mol氧气,而氧元素由-2价变为0价,故转移2mol电子,故A正确;已知反应①2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.0kJ·mol-1和反应②2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)ΔH=+313.2kJ·mol-1,根据盖斯定律,将①2-②2可得过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)ΔH=+128.9kJ·mol-1,故B正确;过程Ⅰ和过程Ⅱ均为吸热反应,故不存在将化学能转化为热能的过程,故C错误;反应3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)的产物中,氢气为气体,而Fe3O4为固体,故铁氧化合物循环制H2的产物易分离,且由于利用太阳能,故成本低,故D正确。16.解析:(1)甲烷的分子式为CH4,碳原子和四个氢原子形成四个共价键,则甲烷的结构式为;甲烷燃烧放热,反应物的总能量大于生成物的总能量,故反应过程中的能量变化符合a。(2)生成的碳酸钙沉淀的物质的量为5g100g·moCO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O0.05mol0.05molCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)0.05mol0.05mol0.05molCH4燃烧放出热量为44.5kJ,则1molCH4燃烧释放的热量为44.50.05=890kJ,故CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1;0.05molCH4的质量为0.05mol×16g·mol-1=0.8g。(3)ΔH1=反应物的总键能-生成物的总键能=4×413kJ·mol-1+2×745kJ·mol-1-2×436kJ·mol-1-2×1011kJ·mol-1=+248kJ·mol-1;根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1-ΔH2=+248kJ·mol-1-41.5kJ·mol-1=+206.5kJ·mol-1。答案:(1)a(2)-8900.8(3)+248+206.517.解析:(1)把已知三个反应依次编号①②③,根据盖斯定律可知,由①+12×②-12×③可得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=ΔH1+12ΔH2-12ΔH3。(2)H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ·mol-1+12×xkJ·mol-1-2×463kJ·mol-1=-241.8kJ·mol-1,解得x=496.4。(3)①该反应过程中生成物的总能量低于反应物的总能量,为放热反应,该反应过程中若加入催化剂,催化剂将不影响反应热;②该反应的ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=E1-E2;③1g甲醇的物质的量为1g32g·mol−1=132mol,则1mol甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热22.68kJ132=725.76kJ,热化学方程式为CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76kJ·mol-1。(4)图2所示装置中缺少的仪器名称为环形玻璃搅拌器,除此外仍存在错误,应该用碎纸条充满整个大烧杯,小烧杯口与大烧杯口平齐,以便硬纸板盖住小烧杯。当将装置完善后,测得的中和反应的反应热ΔH>-57.3kJ·mol-1,说明测得放出的热量偏小。用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度,NaOH和盐酸反应放热,会导致起始温度测量数据偏大,测得放出的热量偏小,故a选;用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数,会导致盐酸的量偏大,放出的热量偏多,故b不选答案:(1)ΔH1+12ΔH2-12ΔH