第一单元 化学反应与能量单元测试
(满分：100分 时间：90分钟)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．下列对化学反应的认识正确的是 ( )
A．化学反应过程中，分子的种类和数目一定发生改变
B．如果某化学反应的ΔH和ΔS均小于0，则反应一定能自发进行
C．化学反应过程中，一定有化学键的断裂和形成
D．反应物的总焓大于反应产物的总焓时，ΔH＞0[来源:Z+xx+k.Com]
2.下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )
A．铝片与稀盐酸反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与水蒸气的反应 D．甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
3．下列各组变化中，化学反应的热量变化前者小于后者的一组是 ( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1；
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2
③t℃时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2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、Q2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1；
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A．①②③ B．②④
C．②③④ D．③④
4．下列说法正确的是 ( )[来源:学科网ZXXK]
A．1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B．25℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反
应一定是吸热反应
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
5．某实验小组学生用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热．下列说法正确的是 ( )
A．如图条件下实验过程中没有热量损失
B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C．烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D．若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应，从理论上说所求反应热相等
6．从如图所示的某气体反应的能量变化分析，以下判断错误的是 ( )
A．这是一个放热反应
B．该反应可能需要加热
C．生成物的总能量低于反应物的总能量
D．反应物比生成物更稳定
7．下列说法或表示法正确的是 ( )
A．氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，前者放出热量多
B．需要加热的反应说明它是吸热反应[来源:学,科,网]
C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol
H2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3 kJ
D．1 mol S完全燃烧放热297.3 kJ，其热化学方程式为：S＋O2===SO2 ΔH＝－297.3
kJ/mol
8．已知25℃、101 kPa条件下：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9 kJ/mol
4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1 kJ/mol
由此得出的正确结论是 ( )[来源:学|科|网Z|X|X|K]
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为吸热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应
9．下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的
中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的
ΔH＝＋ 2×283.0 kJ·mol－1
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
10．下列有关H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol的离子反应的说法正确的 是( )
A．代表所有的酸碱中和反应
B．反应物一定是强酸与强碱[来源:Zxxk.Com]
C．强酸与强碱的中和反应都可以这样表示
D．代表稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时，放出热量57.3 kJ
11．将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL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＝50 mL)．下列叙述正确的是 ( )
A．做该实验时环境温度为22℃
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
12．已知下列热化学方程式：Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1 Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2，则Zn(s)＋HgO(s)===Hg(l)＋ZnO(s) ΔH3，ΔH3的值为( )
A．2ΔH2－ΔH1 B．2ΔH1－ΔH2 C．ΔH1－ΔH2 D．ΔH2－ΔH1
13．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 ( )
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· mol－1说明2 mol H2(g)和
1 mol O2(g)的能量总和小于2 mol H2O(g)的能量
B．已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，
则含20 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
14．在298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2
D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
15．将1 g H2和4 g O2混合点燃，充分反应，放出71.45 kJ热量，同样条件下1 mol H2在O2中完全燃烧放出的热量是( )[来源:学科网ZXXK]
A．71.45 kJ B．142.9 kJ
C．571.6 kJ D．285.8 kJ
16．已知在101 kPa下，1 g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水时，放出热量120.9 kJ.则下列说法中正确的是( )
A．氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B．1 mol H2O(l)具有的能量大于1 mol H2O(g)具有的能量
C．反应的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝＋483.6 kJ/mol
D．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量总和大于2 mol H2O(g)具有的能量
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
17．(4分)在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2＞Q1的是________；ΔH2＞ΔH1的是________．
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－Q1 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－Q2 kJ/mol
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－Q1 kJ/mol
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－Q2 kJ/mol
C．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1＝－Q1 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Q2 kJ/mol
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－Q1 kJ/mol
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2＝－Q2 kJ/mol
18．(12分)按要求写热化学方程式：
(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式___________________
________________________________________________________________________. (2)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生
成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式________________________________________________________．
(3)已知下列热化学方程式：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285.8 kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式________________．
19．(10分)近年来，由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注．该方法既可解决CO2废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景．已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量．
(1)该反应的热化学方程式为：__________________________________________.
(2)在270℃、8 MPa和适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48 m3(已折合为标准状况)的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是________，此过程中能放出热量________ kJ.
(3)又已知H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ/mol，则22 g CO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出热量为________．
20．(12分)2012年6月25日，“神舟九号”发射成功，标志着我国
的航天事业进入一个崭新的时期．
(1)“神舟九号”所用火箭推进剂由液态肼(N2H4)和液态双氧水组成，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热．
已知：0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，并放出256.65 kJ的热量．
①反应的热化学方程式为：____________________________________________.
②反应中的氧化剂是：________(写化学式)．
③当有1 mol氮气生成时，反应转移的电子数为______NA.
④此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是______________________________________________________________．
(2)我国“长征三号甲”运载火箭一级推进剂采用四氧化二氮和偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂，请写出推进剂在发动机中充分燃烧时发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________．
21．(14分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；③在中间的试管里盛1 g氧化钙，当滴入2 mL左右的蒸馏水后，即可观察．[来源:学_科_网]
试回答：
(1)实验中观察到的现象是_____________________________________________
____________________________________________________________________.
(2)该实验中必须进行的一步实验操作是____________________________________
______________________________________________________________________.
(3)该实验的原理是___________________________________________________
_______________________________________________________________________.
(4)实验中发生的化学反应方程式：______________________________________[来源:Z*xx*k.Com][来源:Z+xx+k.Com]
________________________________________________________________________.
(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系：
__________________________________________________________________.
(6)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？ (填“能”或“否”)．
参考答案：
1.解析：A项，化学反应过程中，分子的种类一定发生改变，但数目不一定改变；B项，由化学反应方向的判据ΔH－TΔS＜0反应能自发进行可知ΔH＜0，ΔS＞0时，反应一定能自发进行；C项，化学反应的实质就是旧化学键断裂，新化学键形成的过程；D项，由ΔH＝H反应产物－H反应物可知，当反应产物的总焓大于反应物的总焓时，ΔH＞0。
答案：C
2.解析：铝片与稀盐酸之间的置换反应、甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应既是氧化还原反 应，又是放热反应；灼热的炭与水蒸气发生的氧化还原反应是吸热反应；Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl之间发生的复分解反应是吸热反应。
答案：C
3.解析：①中，CH4燃烧生成液态水时放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2；②中ΔH1＝2ΔH2，ΔH1、ΔH2均为负值，则ΔH1＜ΔH2；③中，1 mol SO2和1 mol O2反应时恒容条件下比恒压条件下转化率小，放出的热量少，故Q1＜Q2，④中，CaCO3分解为吸热反应ΔH1＞0，CaO和H2O反应为放热反应ΔH2＜0，故ΔH1＞ΔH2.①②③符合题意．
答案：A
4.解析：中和热是在稀溶液里强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所释放出的热量，而1 mol H2SO4和1 mol Ba(OH)2完全中和时生成2 mol H2O，而且有BaSO4生成，A错误；燃烧热指在25℃、101 kPa时1 mol该物质完全燃烧生成稳定的化合物时，所放出的热量，与实际燃烧的硫的物质的量无关，B正确；CO燃烧的反应是放热反应，C错误；燃烧热与温度和压强有关，不同温度下测得的反应热是不同的，故未指明温度谈燃烧热无意义，且若碳不完全燃烧所放出的热量也不能称为燃烧热，D错误．
答案：B
5.解析：图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条，会有较多的热量散失，A错误；烧杯间碎纸条的主要作用是隔热保温，C错误；D项中所求中和热相同，但反应物的物质的量不同，所以反应热不同，D错误．
答案：B
6.解析：因反应物的能量高于生成物的能量，故反应放热，且生成物比反应物更稳定，A、C正确，D项不正确；反应是否需要加热与反应吸、放热无必然联系，B项正确．
答案：D
7.解析：A中H2与O2反应生成等量的水蒸气和液态水，后者放出热量多；B中某些反应需要提供“加热”的外部条件，但本身是放热反应，如碳的燃烧；D中热化学方程式未注明物质的状态．
答案：C
8.解析：上式减下式得3O2(g)===2O3(g) ΔH＝284.2 kJ/mol，可知，同为6 mol 氧原子，O3的能量高于O2，则O3不稳定，由O2变为O3是吸热反应．
答案：D
9.
10.解析：有弱酸或弱碱参加的反应离子方程式不能这样表示；强酸的酸式盐与强碱反应也可用这个离子方程式表示，但硫酸与Ba(OH)2的反应不能用该离子方程式表示，故 A、B、C项错误，ΔH＝－57.3 kJ/mol是中和热。
答案：D
11.解析：中和反应为放热反应，B正确；分析表中数据，当加入盐酸5 mL、NaOH溶液45 mL时，反应后温度为22℃，故实验时环境温度低于22℃，A错误；加入HCl溶液30 mL时反应放热最多，此时酸碱正好完全中和，c(NaOH)＝1.0 mol/L×30 mL÷20 mL＝1.5 mol/L，C错误；有水生成的反应不一定是放热反应，如H2＋CuO△,H2O＋Cu是吸热反应，D错误．
答案：B
12.解析：用第一式减去第二式即得第三式。
答案：C
13.解析：A项中给出的反应是放热反应，说明2 mol H2和1 mol O2的能量总和大于2 mol水蒸气的能量，A错；物质所含的能量越少，该物质越稳定，所以石墨比金刚石稳定，B错；C项给出的反应可知1 mol NaOH与1 mol HCl反应放出57.4 kJ的热。因此0.5 mol NaOH完全反应时放出28.7 kJ的热量，C正确；D项两反应为放热反应，ΔH<0，放出的热量越多，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2，D错。
答案：C
14.解析：根据盖斯定律：将①＋②×2可得反应③即ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3
答案：A
15.解析：1 g H2和4 g O2反应时，H2剩余，实际参加反应的H2为0.5 g，因此，1 mol H2在O2中完全燃烧放出的热量为71.45 kJ×4＝285.8 kJ.
答案：D
16.解析：A项，燃烧热是指生成液态水时放出的热量，而题中给出的是气态水，故不能得出燃烧热的数据；B项，气态水所具有的能量大于液态水所具有的能量；C项，氢气燃烧时放热，ΔH的值应为负值；D项，放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故正确．
答案：D
17.解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关．A选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多，即Q2＞Q1；由于ΔH为负值，所以ΔH2＜ΔH1(以下分析相同)．B选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即Q2＜Q1；ΔH2＞ΔH1.C选项：生成物的种类不同，由于CO与O2反应生成CO2要放出热量，故Q2＞Q1；ΔH2＜ΔH1.D选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故Q1＝2Q2，即Q2＜Q1；ΔH2＞ΔH1.
答案：AC BD
18.解析：(1)由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4反应生成1 mol水时放热57.3 kJ.(2)CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n(CO2)＝0.25 mol，则n(C4H10)＝ mol,1 mol丁烷完全燃烧放出热量16Q kJ.(3)合成CH3COOH的反应为：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)根据盖斯定律，②×2＋③×2－①得，ΔH＝(－393.5 kJ/mol)×2＋(－285.8 kJ/mol)×2－(－870.3 kJ/mol)＝－488.3 kJ/mol.
答案：(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－16Q kJ/mol
(3)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)ΔH＝－488.3 kJ/mol
19.解析：(1)4.4 g CO2气体完全合成CH3OH和水蒸气放热4.95 kJ，则1 mol CO2完全合成CH3OH和水蒸气放热49.5 kJ，热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ/mol.
(2)n(CH3OH)＝n(CO2)＝×22%＝44 mol，每生成1 mol CH3OH(g)放热49.5 kJ，则此过程中放热为：(44×49.5)kJ＝2178 kJ.
(3)由H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ/mol以及(1)中的热化学方程式可知，1 mol CO2完全合成CH3OH并生成液态水时放热为44 kJ＋49.5 kJ＝93.5 kJ.则22 g CO2即0.5 mol CO2与H2反应时，放热为93.5 kJ÷2＝46.75 kJ.[来源:Zxxk.Com]
答案：(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5 kJ/mol
(2)44 mol 2178
(3)46.75 kJ
21.解析：从提供的仪器看实验目的，意在通过观察U形管里液面变化指示左边装置中发生反应的热量变化，利用气体的热胀冷缩原理，而在实验中利用大试管里的空气膨胀，故此实验要求装置必须气密性良好，否则无法观察到现象．
答案：(1)U形玻璃管里的红墨水(或品红溶液)会沿开口端上升
(2)检查装置气密性
(3)CaO和H2O反应放出热量使大试管中空气膨胀，引起红墨水(或品红溶液)在U形管中的位置左低右高
(4)CaO+H2O===Ca(OH)2
(5)CaO和H2O的能量和大于Ca(OH)2的能量
(6)否
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