第一章 检测试卷(原卷版 解析版)高中化学人教版(2019)选择性必修第一册

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第一章 检测试卷
[分值:100分]
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2026·河南南阳百师联盟联考)下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是(  )
A.碳酸钙受热分解
B.天然气的燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应
D.氧化钙溶于水
2.当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是(  )
A.提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向之一
B.正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C.新能源的优点是可以再生、没有污染或者污染很少
D.燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准
3.(2026·广西柳州四市联考质检)已知NaHCO3、Na2CO3转化过程中存在如图所示关系。下列说法正确的是(  )
A.2NaHCO3(aq)===Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH4=-ΔH1+ΔH3+ΔH2
B.常用加热的方法除去NaHCO3中含有的Na2CO3杂质
C.2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) ΔH5<ΔH3
D.NaHCO3固体溶解在水中属于吸热反应
4.反应A+B===C(ΔH<0)分两步进行:①A+B===X(ΔH>0),②X===C(ΔH<0)。下列图像能正确表示该反应过程中的能量变化的是(  )
5.CH4、CO2在催化作用下可以反应生成CH3COOH,该反应历程(化学吸附至脱附)可以用如图表示。下列说法不正确的是(  )
A.CH4在催化剂表面发生化学吸附可表示为CH4(g)―→H*+C(*表示吸附态)
B.②过程表示CH3COOH分子的脱附过程
C.反应过程中有C—H、C—C、O—H生成
D.该合成反应是放热反应
6.(2026·扬州广陵区阶段测试)下列有关中和反应反应热的说法正确的是(  )
A.表示中和反应反应热的热化学方程式为H+(l)+OH-(l)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.准确测量中和反应反应热的整个实验过程中,共需测定3次温度
C.测量中和反应反应热的实验过程中,环形玻璃搅拌器若用铜搅拌器代替,则测量出的中和热数值偏小
D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和反应反应热为114.6 kJ·mol-1
7.(2026·浙江嘉兴高二上期中)常温下,CuSO4(s)和CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.CuSO4·5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
8.结合已知条件分析,下列热化学方程式正确的是(所有数据均在常温常压条件下测定)(  )
选项 已知条件 热化学方程式
A H2的燃烧热数值为a kJ·mol-1 H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B 1 mol SO2与足量O2充分反应后,放出热量49.15 kJ 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -98.3 kJ·mol-1
C H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D 31 g白磷比31 g红磷多b kJ能量 P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH= -4b kJ·mol-1
9.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示。下列说法正确的是(  )
A.由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B.反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C.由图2可知该反应为吸热反应
D.1 mol N2O(g)和1 mol CO(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量
10.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是(  )
A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,说明A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
11.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是(  )
A.若用标准状况下4.48 L CH4(g)还原NO2(g)生成N2(g)和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.反应①②中每1 mol CH4完全反应时转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
12.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是(  )
A.途径②SO2、SO3均是酸性氧化物
B.含1 mol H2SO4的浓溶液、含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.图中由SO2(g)催化氧化生成SO3(g),反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应
13.(2026·长沙天心区期中)已知反应:①C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1(a>0);
②C2H4(g)+2O2(g)===2CO(g)+2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1(b>0)。
其他数据如表所示:
化学键 C==O O==O C—H O—H C==C
键能/ (kJ·mol-1) 798 x 413 463 615
下列说法正确的是(  )
A.乙烯的燃烧热为a kJ·mol-1
B.上表中的x用a的代数式表示为
C.反应2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) 
ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
D.若有C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1(c>0),则有ΔH3>ΔH1
14.将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中,在250 ℃下只发生如下两个反应:
Cl2(g)+F2(g)===2ClF(g) ΔH1=a kJ·mol-1
Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1
一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303 kJ热量。已知:通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,部分化学键的键能如表所示:
化学键 F—F Cl—Cl F—Cl (ClF中) F—Cl (ClF3中)
键能/(kJ· mol-1) 157 243 248 x
则x为(  )
A.172 B.202 C.238 D.258
15.下列示意图表示正确的是(  )
A.甲图表示Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)(ΔH>0)的能量变化
B.乙图表示碳完全燃烧的反应中能量的变化
C.实验的环境温度为20 ℃,将物质的量浓度相等、体积分别为V1 mL、V2 mL的H2SO4溶液、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如丙图(已知V1+V2=60)
D.由丁图可知A生成B的反应为吸热反应,B生成C的反应为放热反应
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(11分)化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是     (填字母)。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应
C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)NH3还原法可将NOx还原为N2脱除,已知:4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2 070 kJ·mol-1。若有15 g NO被还原,则该反应   (填“释放”或“吸收”)的能量为    。
(3)PCl3、PCl5常用于制造农药等,可由磷在氯气中燃烧生成。
已知:①P4(s)+6Cl2(g)===4PCl3(l) ΔH1=-a kJ·mol-1
②P4(s)+10Cl2(g)===4PCl5(s) ΔH2=-b kJ·mol-1(b>a>0)
则PCl3(l)+Cl2(g)===PCl5(s) ΔH=    (用含a、b的式子表示) kJ·mol-1。
17.(16分)煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键 H—H O==O O—H
E/(kJ·mol-1) 436 497.3 462.8
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=  。
(2)已知在25 ℃、101 kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+O2(g)===Na2O(s) ΔH=-412 kJ·mol-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式:           。
(3)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可由CO和H2反应制得,反应的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-206.0 kJ·mol-1,起始时向容器中充入2 mol CO和4 mol H2,某时刻测得该反应放出的热量为51.5 kJ,此时CO的转化率为    。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入    (填字母)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 mol·L-1氨水
C.50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将   (填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的ΔH    (填“偏大”或“偏小”)。
18.★★(12分)(1)已知:(ⅰ)H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式:       。
(2)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T ℃时,该反应的热化学方程式为   
    。
[已知:温度为T ℃时,CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1;CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1]
(3)用O2将HCl转化为Cl2,可提高经济效益。传统上该转化通过如图1所示的催化循环实现。其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1。
反应②生成1 mol Cl2(g)的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为      (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应,如图2所示,断开1 mol化学键所需要吸收的能量(kJ)如表所示:
436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式:       。
19.(16分)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是       (任答一点)。
(2)在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应的反应物总能量    (填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量。
②氢气的燃烧热为       。
③该反应的热化学方程式为       。
④若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量,已知H—O的键能为463 kJ·mol-1,O==O的键能为498 kJ·mol-1,计算H—H的键能为      kJ·mol-1。
(3)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)===MgH2(s)
ΔH1=-74.5 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)===Mg2NiH4(s)
ΔH2=-64.4 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)===2Mg(s)+Mg2NiH4(s)
ΔH3
则ΔH3=    kJ·mol-1。
第一章 检测试卷
[分值:100分]
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2026·河南南阳百师联盟联考)下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是(  )
A.碳酸钙受热分解
B.天然气的燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应
D.氧化钙溶于水
答案 A
解析 碳酸钙受热分解生成二氧化碳和氧化钙,该反应是吸热反应,生成物的总能量大于反应物的总能量,A符合题意;天然气的燃烧反应、铝与氧化铁粉末的反应、氧化钙溶于水均是放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,B、C、D不符合题意。
2.当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是(  )
A.提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向之一
B.正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C.新能源的优点是可以再生、没有污染或者污染很少
D.燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准
答案 D
3.(2026·广西柳州四市联考质检)已知NaHCO3、Na2CO3转化过程中存在如图所示关系。下列说法正确的是(  )
A.2NaHCO3(aq)===Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH4=-ΔH1+ΔH3+ΔH2
B.常用加热的方法除去NaHCO3中含有的Na2CO3杂质
C.2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) ΔH5<ΔH3
D.NaHCO3固体溶解在水中属于吸热反应
答案 A
解析 根据盖斯定律,目标反应2NaHCO3(aq)===Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)可由反应3+反应2-反应1得到,即ΔH4=-ΔH1+ΔH3+ΔH2,A正确;NaHCO3受热易分解为Na2CO3,若NaHCO3中含Na2CO3杂质,加热会使NaHCO3分解,不能用加热法除去Na2CO3,B错误;ΔH3对应反应产物为H2O(l),ΔH5对应反应产物为H2O(g),H2O(l)―→H2O(g)为吸热过程,故ΔH5>ΔH3,C错误;NaHCO3固体溶解是物理过程,不是化学反应,D错误。
4.反应A+B===C(ΔH<0)分两步进行:①A+B===X(ΔH>0),②X===C(ΔH<0)。下列图像能正确表示该反应过程中的能量变化的是(  )
答案 B
解析 由题给信息可知,A+B===C是放热反应,A和B具有的能量大于C具有的能量;A+B===X是吸热反应,X具有的能量大于A和B具有的能量;X===C是放热反应,X具有的能量大于C具有的总能量。综上可知,B项正确。
5.CH4、CO2在催化作用下可以反应生成CH3COOH,该反应历程(化学吸附至脱附)可以用如图表示。下列说法不正确的是(  )
A.CH4在催化剂表面发生化学吸附可表示为CH4(g)―→H*+C(*表示吸附态)
B.②过程表示CH3COOH分子的脱附过程
C.反应过程中有C—H、C—C、O—H生成
D.该合成反应是放热反应
答案 C
解析 由图可知,CH4在催化剂表面发生化学吸附生成H*和C,表示为CH4(g)―→H*+C,A项正确;②过程H*和CH3COO*在催化剂的作用下生成CH3COOH,则②过程表示CH3COOH分子的脱附过程,B项正确;由图可知,反应中有C—C和O—H的生成,没有C—H的生成,C项错误;反应物的总能量大于生成物的总能量,该合成反应是放热反应,D项正确。
6.(2026·扬州广陵区阶段测试)下列有关中和反应反应热的说法正确的是(  )
A.表示中和反应反应热的热化学方程式为H+(l)+OH-(l)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.准确测量中和反应反应热的整个实验过程中,共需测定3次温度
C.测量中和反应反应热的实验过程中,环形玻璃搅拌器若用铜搅拌器代替,则测量出的中和热数值偏小
D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和反应反应热为114.6 kJ·mol-1
答案 C
解析 表示中和反应热的热化学方程式中,H+和OH-应为水溶液状态(aq),A错误;测量中和反应反应热实验中理论上每组实验需测定酸和碱的初始温度各一次,以及混合后的最高温度一次,共3次温度数据,但实际混合后需多次测量以确定最高温度,且需做多组实验,总次数超过3次,B错误;铜的导热性优于玻璃,导致热量散失更快,测得的温度差偏小,计算出的中和热数值会偏小,C正确;中和反应反应热定义为生成1 mol水时所释放的热量,该反应生成2 mol水,其中和反应反应热应为 kJ·mol-1=57.3 kJ·mol-1,D错误。
7.(2026·浙江嘉兴高二上期中)常温下,CuSO4(s)和CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.CuSO4·5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
答案 B
解析 由CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH1>0,则CuSO4·5H2O(s)受热分解是吸热反应,A错误;CuSO4(s)溶于水时生成Cu2+(aq)和(aq),ΔH2<0,表示CuSO4(s)溶解放出热量,会使溶液温度升高,B正确;从图中可以看出,ΔH3>0,ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,C错误;|ΔH1|=|ΔH2|+|ΔH3|,且ΔH3>0、ΔH2<0,则ΔH3=|ΔH1|-|ΔH2|=ΔH1+ΔH2,D错误。
8.结合已知条件分析,下列热化学方程式正确的是(所有数据均在常温常压条件下测定)(  )
选项 已知条件 热化学方程式
A H2的燃烧热数值为a kJ·mol-1 H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B 1 mol SO2与足量O2充分反应后,放出热量49.15 kJ 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -98.3 kJ·mol-1
C H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D 31 g白磷比31 g红磷多b kJ能量 P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH= -4b kJ·mol-1
答案 D
解析 根据燃烧热的定义,1 mol H2完全燃烧产生液态水,则其热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1,A错误;该反应是可逆反应,则2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<-98.3 kJ·mol-1,且常温常压下SO3的聚集状态不是气态,B错误;Ba2+、S产生BaSO4沉淀会放出热量,所以H2SO4(aq)+ Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH<-114.6 kJ·mol-1,C错误;31 g白磷比31 g红磷的能量多b kJ,则1 mol白磷(P4)比1 mol红磷的能量多4b kJ,该反应的热化学方程式为P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-4b kJ·mol-1,D正确。
9.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示。下列说法正确的是(  )
A.由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B.反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C.由图2可知该反应为吸热反应
D.1 mol N2O(g)和1 mol CO(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量
答案 D
10.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是(  )
A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,说明A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
答案 C
解析 很多物质的溶解过程也是放热的,图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,不能说明A中发生了放热反应,A错误;由于锌粒与稀硫酸反应生成了H2,因此将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应,B错误;等质量气态硫的能量比固态硫的能量高,反应①放出的热量比反应②的多,放热反应的焓变为负值,因此ΔH1小于ΔH2,C正确;由图3可知,ΔH3=ΔH2-ΔH1,D错误。
11.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是(  )
A.若用标准状况下4.48 L CH4(g)还原NO2(g)生成N2(g)和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.反应①②中每1 mol CH4完全反应时转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
答案 D
解析 根据盖斯定律,将反应(①+②)×得:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1,标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol,放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1=173.4 kJ,A正确;由于液态水生成气态水需要吸收热量,所以生成液态水的反应放出的热量多,放热越多,则ΔH越小,即ΔH<-574 kJ·mol-1,B正确;反应①②中每1 mol CH4完全反应时均转移8 mol电子,C正确;因为没有指明气体的温度和压强,4.48 L CH4的物质的量无法求算,D错误。
12.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是(  )
A.途径②SO2、SO3均是酸性氧化物
B.含1 mol H2SO4的浓溶液、含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.图中由SO2(g)催化氧化生成SO3(g),反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应
答案 B
解析 硫酸的浓溶液溶于水放热,故B错误。
13.(2026·长沙天心区期中)已知反应:①C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1(a>0);
②C2H4(g)+2O2(g)===2CO(g)+2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1(b>0)。
其他数据如表所示:
化学键 C==O O==O C—H O—H C==C
键能/ (kJ·mol-1) 798 x 413 463 615
下列说法正确的是(  )
A.乙烯的燃烧热为a kJ·mol-1
B.上表中的x用a的代数式表示为
C.反应2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) 
ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
D.若有C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1(c>0),则有ΔH3>ΔH1
答案 B
解析 表示燃烧热时,产物水为液态,故A错误;根据键能计算反应热ΔH1=(413×4+3x+615) kJ·mol-1-(798×4+463×4) kJ·mol-1=-a kJ·mol-1,故x=,故B正确;反应①②中水的状态不同,不能直接根据盖斯定律计算反应2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的ΔH,故C错误;水由气态变为液态是放热过程,若有C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1(c>0),c>a,则有ΔH3<ΔH1,故D错误。
14.将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中,在250 ℃下只发生如下两个反应:
Cl2(g)+F2(g)===2ClF(g) ΔH1=a kJ·mol-1
Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1
一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303 kJ热量。已知:通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,部分化学键的键能如表所示:
化学键 F—F Cl—Cl F—Cl (ClF中) F—Cl (ClF3中)
键能/(kJ· mol-1) 157 243 248 x
则x为(  )
A.172 B.202 C.238 D.258
答案 A
解析 ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,由题意Cl2(g)+F2(g)===2ClF(g) ,Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1可知,ΔH1=(243+157-2×248) kJ·mol-1=-96 kJ·mol-1,ΔH2=(243+ 3×157-2×3x) kJ·mol-1=(714-6x) kJ·mol-1,即a=-96,b=714-6x,设参与反应Cl2(g)+F2(g)===2ClF(g)的Cl2的物质的量为m,则消耗的F2也为m,剩下的Cl2和F2恰好发生反应Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g),即=,解得m=1.5 mol,则1.5 mol Cl2发生反应Cl2(g)+F2(g)===2ClF(g),放热1.5 mol×96 kJ·mol-1=144 kJ,0.5 mol Cl2发生反应Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g),放热303 kJ-144 kJ=159 kJ,即(714-6x) kJ·mol-1=- kJ·mol-1,解得x=172,故选A。
15.下列示意图表示正确的是(  )
A.甲图表示Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)(ΔH>0)的能量变化
B.乙图表示碳完全燃烧的反应中能量的变化
C.实验的环境温度为20 ℃,将物质的量浓度相等、体积分别为V1 mL、V2 mL的H2SO4溶液、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如丙图(已知V1+V2=60)
D.由丁图可知A生成B的反应为吸热反应,B生成C的反应为放热反应
答案 D
解析 甲图中反应物的总能量比生成物的总能量高,为放热反应,与ΔH>0矛盾,A错误;C(s)完全燃烧生成二氧化碳,且应为放热反应,B错误;物质的量浓度相等的H2SO4、NaOH溶液混合,当V1=20,V2=40时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,放出热量最多,温度最高,与图像不符,C错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(11分)化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是     (填字母)。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应
C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)NH3还原法可将NOx还原为N2脱除,已知:4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2 070 kJ·mol-1。若有15 g NO被还原,则该反应   (填“释放”或“吸收”)的能量为    。
(3)PCl3、PCl5常用于制造农药等,可由磷在氯气中燃烧生成。
已知:①P4(s)+6Cl2(g)===4PCl3(l) ΔH1=-a kJ·mol-1
②P4(s)+10Cl2(g)===4PCl5(s) ΔH2=-b kJ·mol-1(b>a>0)
则PCl3(l)+Cl2(g)===PCl5(s) ΔH=    (用含a、b的式子表示) kJ·mol-1。
答案 (1)C (2)释放 172.5 kJ
(3)
解析 (1)Na2O与水反应是放热反应,A错误;铝和氧化铁反应是铝热反应,该反应剧烈放热,B错误;CaCO3受热分解是吸热反应,C正确;锌与盐酸反应是放热反应,D错误。
(2)15 g NO的物质的量为0.5 mol,0.5 mol NO被还原释放的热量为=172.5 kJ。
(3)根据盖斯定律可知,(②-①)×得目标热化学方程式,则ΔH= kJ·mol-1。
17.(16分)煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键 H—H O==O O—H
E/(kJ·mol-1) 436 497.3 462.8
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=  。
(2)已知在25 ℃、101 kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+O2(g)===Na2O(s) ΔH=-412 kJ·mol-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式:           。
(3)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可由CO和H2反应制得,反应的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-206.0 kJ·mol-1,起始时向容器中充入2 mol CO和4 mol H2,某时刻测得该反应放出的热量为51.5 kJ,此时CO的转化率为    。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入    (填字母)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 mol·L-1氨水
C.50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将   (填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的ΔH    (填“偏大”或“偏小”)。
答案 (1)-481.9 kJ·mol-1
(2)Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-313 kJ·mol-1
(3)25%
(4)①C ②不变 偏大
解析 (1)ΔH=反应物的键能总和-生成物键能总和=436 kJ·mol-1×2+497.3 kJ·mol-1-462.8 kJ·mol-1×4=-481.9 kJ·mol-1。
(2)由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2-反应Ⅱ可得2Na(s)+Na2O2(s)===2Na2O(s) ΔH=(-412 kJ·mol-1)×2-(-511 kJ·mol-1)=-313 kJ·mol-1。
(3)由反应放出的热量为51.5 kJ可知,反应中一氧化碳的转化率为×100%=25%。
(4)①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,应向盐酸中加入过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减少实验误差,最符合的为C项。②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好导热性的铁质搅拌器会造成热量散失,导致实验测得的ΔH偏大。
18.★★(12分)(1)已知:(ⅰ)H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式:       。
(2)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T ℃时,该反应的热化学方程式为   
    。
[已知:温度为T ℃时,CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1;CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1]
(3)用O2将HCl转化为Cl2,可提高经济效益。传统上该转化通过如图1所示的催化循环实现。其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1。
反应②生成1 mol Cl2(g)的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为      (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应,如图2所示,断开1 mol化学键所需要吸收的能量(kJ)如表所示:
436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式:       。
答案 (1)H2(l)+O2(l)===H2O(g) ΔH=-237.46 kJ·mol-1
(2)CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJ·mol-1
(3)4HCl(g)+O2(g)===2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2(ΔH1+ΔH2)
(4)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-46 kJ·mol-1
解析 (1)根据盖斯定律,由ⅳ+ⅲ-ⅰ-ⅱ×得H2(l)+O2(l)===H2O(g) ΔH=-239.3 kJ·mol-1。(2)已知①CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1;②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,②-①可得CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJ·mol-1。(3)反应①为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1,反应②为CuCl2(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2,由盖斯定律可知,①×2+②×2可得总反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)===2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2(ΔH1+ΔH2)。(4)该反应为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g),已知C==O、H—H、C—H、C—O、O—H的键能依次为803 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1、414 kJ·mol-1、326 kJ·mol-1、464 kJ·mol-1,所以ΔH=[(2×803+3×436)-(3×414+326+3×464)] kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
19.(16分)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是       (任答一点)。
(2)在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应的反应物总能量    (填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量。
②氢气的燃烧热为       。
③该反应的热化学方程式为       。
④若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量,已知H—O的键能为463 kJ·mol-1,O==O的键能为498 kJ·mol-1,计算H—H的键能为      kJ·mol-1。
(3)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)===MgH2(s)
ΔH1=-74.5 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)===Mg2NiH4(s)
ΔH2=-64.4 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)===2Mg(s)+Mg2NiH4(s)
ΔH3
则ΔH3=    kJ·mol-1。
答案 (1)无污染、可再生(任选一条,答案合理均可) (2)①大于 ②285.8 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 ④436 (3)+84.6

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