化学第一章化学反应与能量第1节化学反应与能量的变化综合训练含解析新人教版选修4

化学第一章化学反应与能量第1节化学反应与能量的变化综合训练含解析新人教版选修4

化学反应与能量的变化 一、选择题 ‎1．下列说法中正确的是(　　)‎ A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 D．氢气在氧气中燃烧生成H2O(g)的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483．6 kJ 答案　C 解析　热化学方程式需写出物质的聚集状态，A项错误；放热反应也可能在加热或点燃条件下进行，B项错误；D项ΔH的单位错，应为kJ/mol。‎ ‎2．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)‎ A．放热反应的发生无需任何条件 B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关 C．化学反应过程都伴随着能量的变化 D．硫酸与NaOH的反应是吸热反应 答案　C 解析　放热反应的发生可能需要条件，例如加热、点燃等，A错误；由于化学键的断裂和形成，吸收的能量与放出的能量不同，才有化学反应的放热和吸热，B错误；化学反应过程都伴随着能量的变化，C正确；酸碱中和反应都是放热反应，D错误。‎ ‎3． 下列关于ΔH的说法正确的是(　　)‎ A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH>0时反应放热，ΔH<0时反应吸热 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH 为“－”‎ 答案　D 解析　ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，A项错误。ΔH>0时反应吸热，ΔH<0时反应放热，B项错误。反应热有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，C项错误。由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故由反应物转化为生成物时，该反应为放热反应，ΔH为“－”，D项正确。‎ - 6 -‎ ‎4．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，其能量变化如图所示，则Q的值正确的是(　　)‎ A．a－b B．a C．－b D．b－a 答案　A 解析　ΔH＝反应物断键吸收的能量总和－生成物成键放出的能量总和。‎ ‎5．反应A＋B→C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)‎ 答案　D 解析　①A＋B→X　ΔH>0，X具有的能量大于A、B能量总和，A、C两项错误；②X→C　ΔH<0，A＋B→C　ΔH<0，C具有的能量小于X具有的能量，也小于A、B能量总和，B项错误，D项正确。‎ ‎6．下列对H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH(298 K)＝－184．6 kJ/mol 的叙述正确的是(　　)‎ A．1分子H2和1分子Cl2反应，放出热量184．6 kJ B．1 mol H2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，放出的热量为184．6 kJ C．在‎25 ℃‎、101 kPa的条件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，放出的热量为184．6 kJ D．在‎25 ℃‎、101 kPa的条件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，吸收的热量为184．6 kJ 答案　C - 6 -‎ 解析　热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，所以A项中分子个数的说法是错误的。在描述反应时应说明外界条件，而B项中没有温度和压强，该说法也是错误的。ΔH<0，反应放热而非吸热，D项错误。‎ ‎7．已知N≡N键的键能为945．6 kJ·mol－1，N—H键的键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92．4 kJ·mol－1，可知H—H键的键能是(　　)‎ A．45 kJ·mol－1 B．436 kJ·mol－1‎ C．1308 kJ·mol－1 D．135 kJ·mol－1‎ 答案　B 解析　根据公式ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，945．6 kJ·mol－1＋3(H—H键的键能)－6×391 kJ·mol－1＝－92．4 kJ·mol－1，计算出H—H键的键能＝436 kJ·mol－1，B正确。‎ ‎　依据键能计算ΔH的方法 ‎8．下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O　ΔH＝－1367．0 kJ·mol－1‎ B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57．3 kJ·mol－1‎ C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269．8 kJ·mol－1‎ D．2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116．2 kJ 答案　C 解析　热化学反应方程式要标出物质的聚集状态，A错误；酸碱中和反应放热，ΔH应小于0，B错误；反应热ΔH的单位是kJ·mol－1，D错误。‎ - 6 -‎ ‎　书写热化学方程式的常见错误 ‎(1)状态错误：未标注反应物和生成物的聚集状态，或标注的状态错误；固体、液体和气体要分别用s、l、g表示。‎ ‎(2)符号错误：ΔH的“＋”“－”与吸热、放热不一致；吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”。‎ ‎(3)单位错误：将ΔH的单位写成“kJ”；ΔH的单位应是“kJ·mol－‎1”‎。‎ ‎(4)数值错误：ΔH的数值与反应物或生成物的物质的量不对应(成比例)。‎ ‎(5)方向错误：ΔH的数值与反应进行的方向不对应；正、逆反应的ΔH的数值相等，但符号相反。‎ ‎(6)忽视要求：若表示燃烧热的热化学方程式，生成物往往不是稳定的氧化物，或可燃物的化学计量数不是1；若表示中和热的热化学方程式，反应可能不在稀溶液中进行，或生成H2O(l)的物质的量不是1 mol。‎ ‎9．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以用来衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。(　　)‎ 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为(　　)‎ A．＋412 kJ·mol－1 B．－412 kJ·mol－1‎ C．＋236 kJ·mol－1 D．－236 kJ·mol－1‎ 答案　C 解析　根据反应热(ΔH)与反应物的总键能、生成物的总键能的关系可知，反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)的ΔH＝(4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。‎ ‎10．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571．6 kJ·mol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57．3 kJ·mol－1。下列说法中错误的是(　　)‎ A．①式表示‎25 ℃‎，101 kPa时，2 mol H2 (g)和1 mol O2(g)完全燃烧生成2 mol H2O(l)放热571．6 kJ B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中ΔH大于－571．6 kJ·mol－1‎ - 6 -‎ C．将含1 mol NaOH的水溶液与‎50 g 98%的硫酸溶液混合后放出的热量为57．3 kJ D．将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57．3 kJ 答案　C 解析　C项过程除中和热之外，还伴随着浓硫酸稀释所放出的热量，故该项错。‎ 二、非选择题 ‎11．(1)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________ kJ。‎ ‎(2)已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)中相关化学键键能数据如下：‎ 化学键 H—H C—O CO中C===←O H—O C—H E/kJ·mol－1‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(3)(2017·天津高考)0．1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4．28 kJ，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)(2016·天津高考改编)Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－‎69 ℃‎和‎58 ℃‎。写出该反应的热化学方程式：________________________________________。‎ ‎(5)(2015·安徽高考)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在‎25 ℃‎、101 kPa下，已知每消耗3．‎8 g NaBH4(s)放热21．6 kJ，该反应的热化学方程式是___________________________________________。‎ 答案　(1)299　(2)－99‎ ‎(3)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋‎2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85．6 kJ·mol－1‎ ‎(4)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ·mol－1‎ ‎(5)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216．0 kJ·mol－1‎ 解析　(1)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436 kJ－151 kJ＝11 kJ，解得x＝299 kJ。‎ ‎(2)ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。‎ - 6 -‎ ‎(3)根据反应物中元素的种类，可判断还原性气体为CO；另一种物质肯定含有Cl、Ti元素，由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2·xH2O可知，Ti的化合价始终为＋4，即另一种生成物的分子式为TiCl4，由此写出该反应的化学方程式：2Cl2＋TiO2＋‎2C===2CO＋TiCl4,0．1 mol Cl2完全反应放热4．28 kJ，则2 mol氯气完全反应可放出85．6 kJ热量，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋‎2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－85．6 kJ·mol－1。‎ ‎(4)Si和Cl2反应生成SiCl4，SiCl4的熔点为－‎69 ℃‎，沸点为‎58 ℃‎，说明室温下SiCl4为液体，生成1 mol液态SiCl4放热687 kJ，据此可写出反应的热化学方程式。‎ ‎(5)根据题中“每消耗3．‎8 g NaBH4(s)放热21．6 kJ”可得出此反应的热化学方程式为NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216．0 kJ·mol－1。‎ - 6 -‎