高中化学选修四化学反应与能量变化练习题及答案

高二化学反应与能量变化练习题

随堂练习

1．(2011·上海高考)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )

2．下列与化学反应能量变化相关的说法不．正确的是( )

A．任何化学反应都伴随着热量的变化

B．一个反应是吸热反应还是放热反应要看反应物和生成物具有总能量的相对大小

C．化学键的断裂一定吸收能量，化学键的形成一定释放能量

D．化学反应过程的能量变化除热能外，也可以是光能、电能等

3．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( )

A．每生成2分子AB吸收b kJ热量

B．该反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1

C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量

4．肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.7 kJ/mol，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534.0 kJ/mol，

下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是( )

A ．2N 2H 4(g)＋N 2O 4(g)===3N 2(g) ＋4H 2O(g)

ΔH ＝－542.7 kJ/mol

B ．2N 2H 4(g)＋N 2O 4(g)===3N 2(g)＋4H 2O(g)

ΔH ＝－1059.3 kJ/mol

C ．2N 2H 4(g)＋N 2O 4(g)===3N 2(g)＋4H 2O(g)

ΔH ＝－1076.7 kJ/mol

D ．N 2H 4(g) ＋12N 2O 4(g)===3

2N 2(g)＋2H 2O(g)

ΔH ＝－1076.7 kJ/mol

5．甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知： ①2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.8 kJ/mol ； ②CH 3OH(g)＋1/2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH 2＝－192.9 kJ/mol 。

(1)甲醇 蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为 。 (2)反应②中的能量变化如图所示，则ΔH 2＝________ kJ/mol(用E 1、E 2表示)。

(3)H 2(g)的燃烧热为________。

(4)请你分析H 2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点： (写出两点即可)。

9．(15分)在火箭推进器中装有还原剂肼(N 2H 4)和强氧化剂H 2O 2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol 液态肼和足量H 2O 2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ 的热量。

(1)写出肼和H 2O 2反应的热化学方程式 。

(2)已知H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44 kJ/mol ，则16 g 液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是 。

(3)上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。

(4)向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式，

，该反应的还原产物是。

1、解析：分解水属于吸热反应，催化剂可以降低活化能。

答案：B

2、解析：任何化学反应都伴随着能量的变化，但不一定是热量的变化，A错。

答案：A

3、解析：观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。

答案：B

4、解析：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)

ΔH＝＋8.7 kJ/mol①，

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534.0 kJ/mol②，

将热化学方程式②×2－①就可以得到肼与N2O4反应的热化学方程式，则ΔH＝－534.0 kJ/mol×2－8.7 kJ/mol＝－1076.7 kJ/mol，选项C正确。

答案：C

5、解析：(1)根据盖斯定律，反应①＋反应②可得甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ/mol。

(2)反应的最终能量变化只与始态、终态能量有关，与中间状态无关，故ΔH2＝E1－E2。

(3)根据燃烧热的定义可知，

H2(g)的燃烧热为ΔH＝－285.9 kJ/mol。

(4)比较H2(g)和CH3OH(g)完全燃烧的热化学方程式，H2(g)燃烧产物为H2O，其对环境无任何影响，CH3OH(g)燃烧会产生对环境有影响的温室气体CO2，且等质量的H2(g)燃烧比CH3OH(g)燃烧放出的热量多。

答案：(1)CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－764.7 kJ/mol

(2)E1－E2(3)－285.9 kJ/mol

(4)H2燃烧的产物对环境无任何污染；等质量的H2完全燃烧放出的热量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)

1、解析：本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸杆会污染环境，故选B.

答案：B

2、解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol 固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。

答案：D

3、解析：根据反应热和键能的关系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93

kJ/mol 。

答案：A

4、解析：A 项，弱酸与弱碱发生中和反应生成1 mol H 2O 释放的能量小于强酸与强碱发生中和反应生成1 mol 水释放的能量，不正确；B 项，不论是在光照还是在点燃条件下的ΔH 均相同，不正确；C 项，生成液态水放出的热量多，故a

答案：D

5、解析：本题考查化学反应热计算。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收热量，新键的生成放出热量，两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)＋3F 2(g)===SF 6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ ＋160 kJ×3＝760 kJ ，新键生成放出的热量为330 kJ×6＝1980 kJ ，反应放出1220 kJ 的热量，ΔH ＝－1220 kJ/mol 。

答案：B

6、解析：依题意可得： Ba 2＋

(aq)＋SO 2－

4(aq)===BaSO 4(s)

ΔH ＝－10a kJ·mol －1

；

CH 3COO －

(aq)＋H ＋

(aq)===CH 3COOH(aq)

ΔH ＝－2b kJ·mol －1

。

则Ba 2＋

(aq)＋SO 2－

4(aq)＋2CH 3COO －

(aq)＋2H ＋

(aq)===BaSO 4(s)＋2CH 3COOH(aq) ΔH ＝－(10a ＋4b ) kJ·mol －1

，即0.5 mol H 2SO 4参与反应放出的热量为(5a ＋2b )kJ 。

答案：C

7、解析：由图可知，P 和Cl 2反应生成PCl 5的热化学方程式是：P(s)＋5

2Cl 2(g)===PCl 5(g) ΔH ＝－399

kJ/mol ，则A 项错误，B 项正确；图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据，C 项错误；温度不变，平衡常数不变，D 项错误。

答案：B

8、解析：(1)356 g“可燃冰”释放的甲烷为2 mol ，根据题中的热化学方程式写出甲烷燃烧生成液态水的燃烧方程式可计算出放出的热量。

(2)1 mol 乙硼烷燃烧生成固态B 2O 3和液态水放出热量

649.5 kJ

0.3

＝2165 kJ 。 (3)1 mol 丁烷质量为58 g ，从而可计算出反应热并写出热化学方程式。 答案：(1)1780.6 kJ

(2)B 2H 6(g)＋3O 2(g)===B 2O 3(s)＋3H 2O(l)

ΔH ＝－2165 kJ/mol

(3)C 4H 10(g)＋13

2

O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)

ΔH ＝－2900 kJ/mol

9、解析：(1)首先根据题意确定反应物和生成物，然后写出化学方程式：N 2H 4＋2H 2O 2===N 2＋4H 2O 。0.4 mol 液态肼和足量H 2O 2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ 的热量，则1 mol 液态肼和足量H 2O 2反应时放出热量为：2.5×256.64 kJ＝641.6 kJ ，由此可写出上述反应的热化学方程式。

(2)16 g 液态肼的物质的量为0.5 mol ，则与足量双氧水反应生成0.5 mol N 2和2 mol H 2O(l)时放出热量为：0.5 mol×641.6 kJ/mol＋2 mol×44 kJ/mol＝408.8 kJ 。

(3)反应生成的物质是N 2和H 2O ，无污染。

(4)氨气中氮元素的化合价为－3，肼分子中氮元素的化合价为－2，则氨是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，还原产物是NaCl ，然后根据电子转移守恒以及电荷守恒即可写出离子方程式。

答案：(1)N 2H 4(l)＋2H 2O 2(l)===N 2(g)＋4H 2O(g)

ΔH ＝－641.6 kJ/mol

(2)408.8 kJ

(3)产物为氮气和水，无污染

(4)2NH 3＋ClO －

===N 2H 4＋Cl －

＋H 2O NaCl

10、解析：(1)太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。 (2)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换， 2CO(g)＋4H 2(g)

2CH 3OH(g)

ΔH ＝－181.4 kJ·mol －1

2CH 3OH(g)

CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)

ΔH ＝－23.5 kJ·mol －1

2CO 2(g)＋2H 2(g)

2CO(g)＋2H 2O(g)

ΔH ＝＋82.4 kJ·mol －1

三式相加得： 2CO 2(g)＋6H 2(g)

CH 3OCH 3(g)＋3H 2O(g)

ΔH ＝－122.5 kJ·mol －1

(3)由图示可知，温度越高，CO 的转化率越低，说明正反应放热，ΔH <0，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强时，平衡正向移动，CO 的转化率增大，所以p 1

答案：(1)C (2)2CO 2(g)＋6H 2(g)

CH 3OCH 3(g)＋3H 2O(g)

ΔH ＝－122.5 kJ·mol －1

(3)< <

11、答案：(1)太阳 化学 (2)2CO ＋4H 2O=====光能 2CH 4＋3O 2 (3)ΔH 1＝－ΔH 2

(4)2N 2(g)＋6H 2O(l)=====光能

4NH 3(g)＋3O 2(g)

ΔH ＝＋1189 kJ/mol