2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第1章 第2节

2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第1章 第2节

第一章　第二节 一、选择题 ‎1．(2014·太原高二检测)2010年11月在国际能源会议上，各国一致认为，节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是(　　)‎ A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展 C．在农村推广使用沼气 D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生 解析：大量使用石油、煤等化石燃料，会给环境带来更大危害。‎ 答案：B ‎2．(2014·安徽马鞍山测试)中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于(　　)‎ ‎①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 　②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成 　③提高煤炭的热效率并减少CO的排放 　④使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率 ‎ A．①② B．①③④‎ C．②③ D．③④‎ 解析：由于大块的固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，采用沸腾炉是将固体燃料粉碎，以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率，同时又能防止煤炭不充分燃烧产生CO污染大气。‎ 答案：D ‎3．(2014·西宁检测)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ/mol ‎②CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol 根据上述反应，下列说法正确的是(　　)‎ A．CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJ·mol－1‎ B．反应①中的能量变化如图所示 C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D．根据②可推知反应CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ/mol 解析：反应②中H2(g)不是稳定的氧化物，A项不正确；反应①为吸热反应，而图示反应为放热反应，B项不正确；根据反应①、②可知，CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量，也可以放出能量，C项不正确；由于CH3OH在气态时比在液态时能量高，可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少，即D项正确。‎ 答案：D ‎4．(2014·广州高二检测)一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷生成二氧化碳和气态水时放出热量Q kJ(Q>0)。经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐。则此条件下反应C4H10(g)＋O2(g) ===4CO2(g)＋5H2O(l)的ΔH为(　　)‎ A．＋8Q kJ B．＋16Q kJ C．－8Q kJ D．－16Q kJ 解析：由题意可得如下关系：‎ C4H10 ～ 4CO2 ～ 8KOH ‎1 mol 8 mol n mol 0.5 mol 解得n＝，故1 mol C4H10燃烧时放出的热量应为16Q，ΔH为负值。‎ 答案：D ‎5．(2014·江西吉安一中阶段性考试)下列说法正确的是(　　)‎ A．甲烷燃烧热的数值为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ B．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的中和热为57.4 kJ/mol C．相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量小于1 mol氢分子所具有的能量 D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH相同 答案：D 点评：燃烧热的定义中必须生成稳定的氧化物，而A项反应中没有生成液态水，A项不正确；醋酸是弱电解质，其电离要吸热，所以稀醋酸和稀NaOH溶液反应的中和热小于57.4 kJ/mol，B项不正确；2 mol氢原子生成H2时形成H—H键要放出热量，说明2 mol氢原子的能量大于1 mol氢分子的能量，所以C项不正确；一个反应的ΔH与反应条件无关，D项正确。‎ ‎6．(2014·经典习题选萃)已知：CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋190‎ ‎ kJ/mol。下列说法正确的是(　　)‎ A．CH3OH的燃烧热为190 kJ/mol B．该反应说明CH3OH比H2稳定 C．反应中的能量变化与反应体系的温度和压强无关 D．CO2(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋O2(g)　ΔH＝－190 kJ/mol 解析：本题考查化学反应中的能量变化。考查考生对基本概念的掌握程度。难度中等。‎ 燃烧热的定义中必须生成稳定的氧化物，而该反应没有生成液态水，A选项错误；该反应为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应物总体的稳定性小于生成物总体的稳定性，不能单一反应物与单一生成物进行比较，B选项错误；反应中的能量变化与压强和温度也有关系，C选项错误；该反应的逆过程为放热反应，且各物质的物质的量无变化，D选项正确。‎ 答案：D ‎7．(2014·经典习题选萃)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1‎ 现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　)‎ A．1∶1　　　　　　　 B．1∶3‎ C．1∶4 D．2∶3‎ 解析：本题考查的知识点是有关热化学反应方程式的计算。设H2、CH4的物质的量分别为x、y。则x＋y＝5 mol,571.6 kJ·mol－1x/2＋890 kJ·mol－1y＝3 695 kJ，解得x＝1.25 mol；y＝3.75 mol，两者比为1∶3，故选B项。‎ 答案：B ‎8．下表是一些烷烃的燃烧热，则下列表达正确的是(　　)‎ 化合物 燃烧热/kJ·mol－1‎ 化合物 燃烧热/kJ·mol－1‎ 甲烷 ‎891.0‎ 正丁烷 ‎2 878.0‎ 乙烷 ‎1 560.8‎ 异丁烷 ‎2 869.6‎ 丙烷 ‎2 221.5‎ 异戊烷 ‎3 531.3‎ A.正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1‎ B．相同质量的烷烃、碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 C．正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为：‎ CH3CH2CH2CH3(g)―→CH3CH(CH3)CH3(g)　ΔH＝＋8.4 kJ·mol－1‎ D．甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－891.0 kJ·mol－1‎ 解析：根据正丁烷、异丁烷燃烧的关系推测A是正确的；相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越小，B错误；正丁烷转化为异丁烷的反应应是放热反应，C错误；甲烷燃烧热应该是生成液态水放出的热量，D错误。‎ 答案：A ‎9．(2014·经典习题选萃)下列说法或表示方法正确的是(　　)‎ A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生 B．由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，s)C(石墨，s)　ΔH<0‎ C．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ/mol。将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器中充分反应，放出49.15 kJ的热量 D．在101 kPa,25℃时，1 g H2完全燃烧生成气态水，放出120.9 kJ的热量，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol 解析：本题考查热化学知识，意在考查考生对基本概念、基本理论的理解。难度中等。‎ A项，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，如铵盐与碱，错；B项，石墨稳定，对应的能量低，由高能量物质转化成低能量物质的反应放热，故ΔH<0，正确；C项，SO2与O2发生的反应为可逆反应，所以1 mol SO2和0.5 mol O2不可能完全转化，放出的能量应小于49.15 kJ，错；D项，燃烧热是指完全燃烧生成稳定氧化物时放出的能量，101 kPa,25℃时液态水比气态水稳定，错。‎ 答案：B 点评：热化学方程式中的ΔH，是指完全反应时的能量变化，若忽略反应的限度，易错选C项。‎ ‎10．下列热化学方程式中，正确的是(　　)‎ A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ B．500℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1‎ D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 解析：本题考查热化学知识，考查考生的计算能力。难度中等。‎ 燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，A项，产物气态水不属于稳定氧化物；B项，合成氨为可逆反应，在放出19.3 kJ热量时生成NH3的物质的量小于1 mol，因此N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<－38.6 kJ·mol－1‎ ‎；C项，中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，而与生成水的物质的量的多少无关；D项，2 g H2的物质的量为1 mol，故2 mol H2燃烧生成液态水时放出热量应为571.6 kJ。‎ 答案：D 点评：本题B项考生常因不理解热化学方程式计量系数与ΔH关系，忽视合成氨为可逆反应而错选。‎ 二、非选择题 ‎11．请按要求完成下列问题：‎ 已知丙烷的燃烧热是－2 219.9 kJ/mol，请写出丙烷燃烧的热化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 当它氧化生成1 g H2O(l)时放出的热量是：______________________________________。‎ 解析：据燃烧热的定义可以写出丙烷的燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 219.9 kJ/mol，当它氧化生成1 g H2O(l)时放出的热量是2 219.9 kJ÷72≈31 kJ。‎ 答案：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 219.9 kJ/mol　31 kJ ‎12．已知下列热化学方程式：‎ ‎①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1‎ ‎③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1‎ ‎④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)H2的燃烧热ΔH为______；C的燃烧热为______。‎ ‎(2)燃烧1 g H2生成液态水，放出的热量为________。‎ ‎(3)已知CO的燃烧热为283.0 kJ·mol－1，现有CO、H2和CO2组成的混合气体116.8 L(标准状况)，完全燃烧后放出总能量为867.9 kJ，且生成18 g液态水，则混合气体中H2为______L，CO在混合气体中的体积分数约为______(精确至小数点后2位)。‎ 解析：(2)热量Q＝n·|ΔH|＝×285.8 kJ·mol－1＝142.9 kJ。‎ ‎(3)m(H2O)＝18 g→n(H2O)＝1 mol→n(H2)＝1 mol→V(H2)＝22.4 L ‎↓‎ Q(H2)＝285.8 kJ→Q(CO)＝582.1 kJ ‎→n(CO)＝ mol→V(CO)＝ mol×22.4 L/mol 所以CO的体积分数＝＝0.394≈0.39。‎ 答案：(1)－285.8 kJ·mol－1　393.5 kJ·mol－1‎ ‎(2)142.9 kJ ‎(3)22.4　0.39‎ ‎13．(2014·经典习题选萃)在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程中的能量关系可用右图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。‎ ‎(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式________________________。‎ ‎(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式________________________。‎ ‎(3)若已知1个S8分子中有8个硫硫键，硫氧键的键能为d kJ·mol－1，氧氧键的键能为e kJ·mol－1，则S8分子中硫硫键的键能为________________。‎ 解析：(1)燃烧热指的是1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，因此根据定义先写出反应的化学方程式：S8(s)＋8O2(g)8SO2(g)，又由于题干中给出的焓变是指生成1 mol产物的数据，因此该反应的热化学方程式为S8(s)＋8O2(g)8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1。(3)设S8分子中硫硫键的键能为x kJ·mol－1，反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，结合(1)可得8x＋8e－16d＝－8a。解得x＝2d－a－e。‎ 答案：(1)S8(s)＋8O2(g)8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1‎ ‎(2)2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋2b kJ·mol－1‎ ‎(3)(2d－a－e)kJ·mol－1‎ ‎14．科学家预测“氢能”将是未来最理想的新能源。请回答下列问题：‎ ‎(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，该反应的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则氢气的燃烧热ΔH＝________。‎ ‎(2)根据“绿色化学”的理想，为了制备H2，某化学家设计了下列化学反应步骤：‎ ‎①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr ‎②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑‎ ‎③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2‎ ‎④2HgO2Hg＋O2↑‎ 上述过程的总反应可表示为__________________________________________________。‎ ‎(3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由___________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)书写热化学方程式时要注意生成的是1 mol气态水。而氢气的燃烧热应是生成1 mol液态水时放出的热量。‎ ‎(2)将(①＋②＋③)×2＋④得到：2H2O2H2↑＋O2↑。‎ ‎(3)不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难。(或：现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等。)‎ 答案：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1　－285.8 kJ·mol－1‎ ‎(2)2H2O2H2↑＋O2↑‎ ‎(3)不现实，理由是：现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或：现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等)‎ ‎15．(2014·试题调研)能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。‎ ‎(1)下列做法有助于能源“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，注重资源的重复使用、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，石墨的燃烧热为________。‎ ‎②12 g石墨在一定量的空气中燃烧，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·mol－1、497 kJ·mol－1。‎ N2 (g)＋O2 (g)===2NO (g)　ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1‎ NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。‎ 解析：(1)开源节流的主要措施是减少化石燃料的使用、提高燃料的燃烧效率、开发新能源等。‎ ‎(2)①由图知，石墨具有的能量比金刚石的低，而物质所具有的能量越低越稳定，故石墨更稳定。计算标准燃烧热时，要求燃烧产物位于稳定状态，即C应生成CO2气体，故石墨的燃烧热为110.5 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＝393.5 kJ·mol－1。②12 g石墨在一定量的空气中燃烧，生成气体36 g，此气体应为CO和CO2的混合气体。设生成CO的物质的量为x，则CO2的物质的量为(1 mol－x)，故有28 g·mol－1×x＋44 g·mol－1×(1 mol－x)＝36 g，解得x＝0.5 mol。因此该过程放出的热量为110.5 kJ·mol－1×0.5 mol＋393.5 kJ·mol－1×0.5 mol＝252.0 kJ。‎ ‎(3)ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－2E(N—O)，则E(N—O)＝631.5 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)acd ‎(2)①石墨　393.5 kJ·mol－1　②252.0 kJ ‎(3)631.5 ‎