2021-2022学年化学选择性必修1第一章

2020-2021学年寒假化学选择性必修1化学反应的热效应章测（新教材）姓名：班级：学号：试卷说明：试题范围：选择性必修1第一章；建议时长：40分钟答题前填写好自己的姓名、班级、学号等信息请将答案正确填写到相应的答题区域一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求）1．下列说法错误的是()A．煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料B．物质发生化学变化的同时都伴随能量变化C．吸热反应必须在加热条件下才能发生，而放热反应则无需加热D．有化学键断裂的变化不一定是化学变化【答案】C【解析】A．煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料，故A正确；B．化学反应是旧键的断裂和新键的形成，必伴随能量的变化，故B正确；C．加热是反应条件与反应吸放热无关，故C错误；D．有化学键断裂的变化不一定是化学变化，如离子化合物的熔化，故D正确；2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于生成物的总能量大于反应物的总能量的是()A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B．碳与水蒸气的反应C．铁和盐酸的反应 D．氢气在氧气中的燃烧【答案】B【解析】A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为非氧化还原反应，A不合题意；B．碳与水蒸气的反应为吸热反应，且为氧化还原反应，B符合题意；C．铁和盐酸的反应放热反应，C不合题意；D．甲烷在氧气中燃烧是放热反应，D不合题意；故选B。3．1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氢气中1molH-H键断裂时吸收热量436kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463kJ，则氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量为()A．920kJ B．557kJC．496kJ D．618kJ【答案】C【解析】根据2H2+O2=2H2O反应，1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，则2molH2即4g完全燃烧生成水蒸气时放出热量484kJ，设1molO=O键断裂时吸收热量为xkJ，根据断键吸收热量和成键放出热量得到463kJ×4−436kJ×2−xkJ=484kJ，x=496，故C符合题意。4．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法不正确的是()A．可以用图a表示铝与盐酸反应的能量变化B．图a表示的反应不需要加热就能发生，图b表示的反应一定需要加热才能发生C．图b表示的反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量D．图b中反应物比生成物稳定【答案】B【解析】铝与盐酸反应为放热反应，图a表示的能量变化为反应物能量大于生成物能量，属于放热反应，A正确；图a表示的反应为放热反应，图b表示的反应为吸热反应，但反应的吸热和放热与反应条件无关，B错误；由图b可知反应物的总能量小于生成物的总能量，即该反应为吸热反应，故该反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量，C正确；图b表示的反应为吸热反应，反应物能量低于生成物能量，物质能量越低，越稳定，D正确；故选B。5、关于下列两个热化学方程式的说法中，正确的是()S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2△H1>△H2 B．△H1<△H2 C．△H1=△H2 D．不能判断△H1与△H2的相对大小【答案】B【解析】物质的聚集状态不同，具有的能量不同，硫固体变为硫气体时吸收能量，则有|△H1|>|△H2|，由于硫的燃烧为放热反应，△H<0，则△H1<△H2，综上所述故选B。6．有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是()A．稀醋酸与稀Ba(OH)2溶液反应：△H1=-57.3kJ·mol-1B．同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同C．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则该反应的ΔH不变D．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3kJ，其热化学方程式为△H=-38.6kJ·mol-1【答案】C【解析】A．稀醋酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成H2O，但醋酸电离需要吸收能量，且醋酸不拆开，故反应的热化学方程式不符合事实，A错误；B．同温同压下，反应的焓变与反应条件无关，所以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的焓变是相同的，B错误；C．一个化学反应的焓变与反应过程无关，使用催化剂不会改变ΔH，C正确；D．热化学方程式中的反应热为反应物完全转化为生成物时的能量变化。在500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3kJ，反应产生NH3的物质的量小于1mol，因此该反应的热化学反应其热化学方程式为△H＜-38.6kJ·mol-1，D错误；故合理选项是C。7．将V1mL0.5mol·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．NaOH溶液的温度为22℃B．该实验表明盐酸和NaOH的中和反应为放热反应C．NaOH溶液的浓度约为0.5mol·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】B【解析】将左边这根线向左下角延长，得到未加HCl时的交叉点，因此得出NaOH溶液的温度为21℃左右，故A错误；盐酸和氢氧化钠反应放出热量，因此得出该实验表明盐酸和NaOH的中和反应为放热反应，故B正确；HCl加入30mL时，温度最高，说明在此点恰好完全反应，即HCl和NaOH的物质的量相等，0.5mol·L－1×0.03L＝c(NaOH)×0.02L，c(NaOH)＝1.5mol·L－1，故C错误；该实验只能说这个反应是放热反应，但其他很多反应生成水的是吸热反应，比如碳酸氢钠分解，故D错误。综上所述，答案为B。8.已知①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)，△H=-110kJ·mol-1；②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)，△H=-280kJ·mol-1，现有10.8g碳不完全燃烧放出267kJ热量，则产物中CO和CO2的物质的量比为()A．1:1 B．2:1C．1:2 D．3:1【答案】C【解析】①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)，△H=-110kJ·mol-1；②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)，△H=-280kJ·mol-1①式+②式得C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-390kJ·mol-1，10.8g碳的物质的量为n=10.8g÷12g/mol=0.9mol，设生成CO物质的量为x，CO2物质的量为y，则x+y=0.9mol，110x+390y=267kJ，解的x=0.3mol，y=0.6mol，则产物中CO和CO2的物质的量之比为1:2故选C。9．已知：H2O(g)=H2O(l)△H1=-akJ·mol-1C2H5OH(g)=C2H5OH(1)△H2=-bkJ·mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=-ckJ·mol-1若使23g液态酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(单位为kJ)()A．a+b+c B．0.5(a+b+c)C．0.5b-1.5a-0.5c D．1.5a-0.5b+0.5c【答案】D【解析】设反应H2O(g)=H2O(l)△H1=-akJ·mol-1为①式，反应C2H5OH(g)=C2H5OH(1)△H2=-bkJ·mol-1为②式，反应C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=-ckJ·mol-1为③式，反应C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)可由3×①+③-②得到，因此该反应的△H=3×△H1+△H3-△H2=-3a-b+c=-(3a-b+c)，23g酒精的物质的量为=0.5mol，因此放出的热量为1.5a-0.5b+0.5c，故选D。10．在常温下3.2g甲醇完全燃烧放出的热量为23.86kJ，则下列表示甲醇燃烧热的热化学方程式书写正确的是()A．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-477.2kJ·mol-1B．CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-238.6kJ·mol-1C．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-238.6kJ·mol-1D．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-238.6kJ·mol-1【答案】D【解析】3.2g甲醇的物质的量为3.2÷32=0.1mol，则1mol甲醇完全燃烧放出的热量为23.86÷0.1=238.6kJ，则其燃烧热为238.6kJ·mol-1，甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-238.6kJ·mol-1，综上所述故选D。11．下列关于中和热测定实验的说法正确的是()A．中和热测定实验时，为了操作方便，可用温度计直接搅拌B．用50mL0.50mol•L−1盐酸与50mL0.55mol•L−1NaOH溶液测定中和热改为60mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液，则所放出的热量不相等，所求中和热也不相等C．用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温，测量达到的最高温度，计算反应热，取2-3次的实验平均值D．为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该分多次迅速倒入【答案】C【解析】A．温度计只能用于测量温度，不能用于搅拌溶液，A不正确；B.实验中改用60mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，参加反应的酸、碱的用量增加，放出的热量增多，但所求中和热相等，因为中和热是生成1mol水时放出的热量，与酸、碱的用量无关，故B错误；C．测定反应热时，用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、测量达到的最高温度，取2-3次实验的平均温度，计算反应热，C正确；D．为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入，D不正确；12．通过以下反应均可获取H2。①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH1②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH2③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3④C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH4下列说法正确的是()A．∆H1＜0B．②中使用适当催化剂，可以使ΔH2减小C．CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2D．ΔH3=ΔH1-ΔH4【答案】D【解析】A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反应吸热A错误；B．催化剂只改变反应的进程，改变活化能，不影响焓变，B错误；C．②式-①式得CH4(g)=C(s)+2H2(g)则ΔH=ΔH2-ΔH1C错误D．①式-④式得③式则ΔH3=ΔH1-ΔH4，D正确二、非选择题（本题共3小题，共52分）（共16分）研究燃料的燃烧效率和对污染气体产物的无害化处理,对于防止大气污染有重要意义。(1)将煤转化为水煤气（CO和H2的混合气体）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)；△H1。已知：①2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)；△H2＝－483.6kJ·mol－1②2C(s)+O2(g)＝2CO(g)；△H3＝－221.0kJ·mol－1结合上述热化学方程式，计算得出△H1＝_____________。(2)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质硫和二氧化碳。已知：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1；②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.0kJ·mol－1。该反应的热化学方程式为____________________________________。(3)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1①CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2②若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝____。(4)0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水放出649.5kJ热量，其热化学方程式为：_____________________________________；又已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol－1，则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_______kJ。(5)已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ热量，反应方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题：①该反应的生成物能量总和________(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)572kJ。③与化石燃料相比，氢能源有很多优点，请说出其中一点：________________________。【答案】(1)+131.3kJ·mol－1(2)2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270kJ·mol－1(3)-1160kJ·mol－1(4)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)∆H=-2165kJ·mol－11016.5(5)①小于②小于③燃烧热值高(或清洁、无污染或其他合理答案)【解析】由已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H2=-483.6kJ•mol-1；②2C（s）+O2（g）=2CO（g）；△H3=-221.0kJ•mol-1；根据盖斯定律可得：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）；△H1==+131.3kJ·mol－1；故答案为+131.3kJ·mol－1。（2）根据盖斯定律，由①×2－②可得题述反应的热化学方程式。2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270kJ·mol－1(3)1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则得反应③CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH3＝－867kJ·mol－1；已知①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1，根据盖斯定律，由③×2-①得反应②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol－1。乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，B元素化合价由-3升高至+3，o元素化合价由0降低至-2，0.3mol气态B2H6燃烧时放出649.5kJ能量，则1mol气态B2H6燃烧时放出649.5kJ×=2165kJ能量，因此该反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)∆H=-2165kJ·mol－1；标准状况下11.2L气态B2H6的物质的量为=0.5mol，0.5mol气态B2H6燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出2165kJ×0.5=1082.5kJ能量，生成1.5mol液态水，1.5mol液态水汽化需要吸收44kJ×1.5=66kJ能量，因此0.5mol气态乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1082.5kJ-66kJ=1016.5kJ，故答案为：B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)∆H=-2165kJ·mol－1；1016.5。(5)①因为放热反应中，生成物能量总和＜反应物能量总和，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1是放热反应，所以该反应的生成物能量总和小于反应物能量总和。②据热化学方程式2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1，2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量572kJ，因液态水变成水蒸气需要吸热，所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于572kJ。③与化石燃料相比，氢能源有很多优点，如燃烧产物为水无污染，燃烧热值高等。14．（共18分）=1\*ROMANI.已知氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：SiO2＋C＋N2eq\o(→,\s\up7(高温))Si3N4＋CO(未配平)。该反应过程中的能量变化如图所示：试回答下列问题。(1)该反应中的氧化剂是____________，还原产物是________。(2)该反应是________(填“吸热反应”或“放热反应”)，ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。(3)该反应过程中，断裂旧化学键吸收的总能量________(填“＞”“＜”或“＝”)形成新化学键释放的总能量。=2\*ROMANII.甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。回答下列问题：(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)∆H1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H2=-566kJ∙mol–1③H2(g)+O2(g)=H2O(g)∆H3=-242kJ∙mol–1相关化学键的键能数据如下：共价键H-OC≡OH-HC-H键能/(kJ∙mol–1)4631076436413由此计算∆H1=_______kJ∙mol–1。【答案】=1\*ROMANI.(1)N2Si3N4(2)放热反应＜(3)＜=2\*ROMANII.+194【解析】=1\*ROMANI.(1)题述反应中碳元素的化学价由0升高到＋2，氮元素是化合价由0价降低到－3价，故反应中的氧化剂是N2，还原产物是Si3N4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，ΔH＜0。(3)由(2)中分析可知，该反应为放热反应，故断裂旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键放出的总能量。=2\*ROMANII.化学反应的实质是旧化学键断裂，新化学键形成。旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，反应热等于旧键断裂吸收的能量和新键形成放出的能量的差值，所以反应①的∆H1=4×413kJ∙mol–1+2×463kJ∙mol–1-1076kJ∙mol–1-3×436kJ∙mol–1=+194kJ∙mol–1。15.（共18分）某实验小组设计用盐酸跟氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。试回答下列问题：（1）使盐酸与NaOH溶液混合均