人教版高中化学选修四综合检测(一)

高中化学学习材料

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综合检测(一)

第一章化学反应与能量

(时间：60分钟分值：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)

1．形成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】B中提高煤、油的产量，既不节约能源，又不有利于保护生态环境。

【答案】 B

2．(2012·黄冈高二月考)下列反应中，其放出热量的是()

①NaOH溶液中加入盐酸②由乙醇制C2H4③铝热反应④由氯酸钾制O2

A．①②B．②③

C．①③D．①④

【解析】由乙醇制乙烯，由氯酸钾制O2都为吸热反应。中和反应与铝热反应为放热反应。

【答案】 C

3．下列有关光合作用的说法不正确的是()

A．将无机物转化为有机物

B．反应物的总能量高于生成物的总能量

C．将太阳能转变为化学能

D．是自然界碳元素循环的重要途径

【解析】光合作用是吸热反应，其反应物的总能量低于生成物的总能量。

【答案】 B

4．下列说法中正确的是()

A．在化学反应中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B．H>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应

C．ΔH的大小与热化学方程式中的各物质的化学计量数无关

D．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，ΔH>0

【解析】在化学反应中，发生物质变化的同时一定伴随能量的变化，因此A项错误。ΔH>0表示吸热反应，ΔH<0表示放热反应，因此B项措误。ΔH的大小与热化学方程式中的各物质的化学计量数有关，因此C项错误。反应产物的总焓大于反应物的总焓，即反应为吸热反应，ΔH>0，因此D项正确。

【答案】 D

5．根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH ＝－Q1kJ/mol；2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ/mol；2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3 kJ/mol。

判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()

A．Q1>Q2>Q3B．Q1>Q3>Q2

C．Q3>Q2>Q1D．Q2>Q1>Q3

【解析】S(s)＋O2(g)===SO2(g)放热，Q1>Q2；H2O(g)===H2O(l)放热，Q2>Q3。

【答案】 A

6．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ/mol

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890 kJ/mol

由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放

的热量为( )

A ．2 912 kJ

B ．2 953 kJ

C ．3 236 kJ

D ．3 867 kJ

【解析】 1 mol CO 完全燃烧放出的热量是5662 kJ ，3 mol CH 4完全燃烧放

出的热量是890 kJ ×3，释放的总热量应当是(5662＋890×3)kJ ＝2 953 kJ 。

【答案】 B

7．已知下列热化学方程式：

①CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)

ΔH ＝－890.31 kJ/mol

②2C 2H 6(g)＋7O 2(g)===4CO 2(g)＋6H 2O(l)

ΔH ＝－3 119.6 kJ/mol

③C 2H 4(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋2H 2O(l)

ΔH ＝－1 411.0 kJ/mol

④2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l)

ΔH ＝－2 599.2 kJ/mol

⑤C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(l)

ΔH ＝－2 219.9 kJ/mol

现有由2 mol 上述五种烃中的两种组成的气体混合物，经充分燃烧后放出3 037 kJ 热量，则下列组合中不可能的是( )

A ．C 2H 4和C 2H 6

B ．

C 2H 2和C 3H 8 C ．C 2H 6和C 3H 8

D ．C 2H 6和CH 4

【解析】 题给五种烃的燃烧热分别为：890.31 kJ/mol 、1 559.8 kJ/mol 、1 411.0 kJ/mol 、1 299.6 kJ/mol 、2 219.9 kJ/mol 。2 mol 混合气体完全燃烧放出的热量为3 037 kJ ，所以平均燃烧热为1 518.5 kJ/mol 。根据平均值的意义可知混合物中两种烃的燃烧热应该分居在该数值的两侧，C 项不正确。

【答案】 C

8．下列热化学方程式正确的是( )

A ．甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol －1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1

B．500 ℃、30 MPa 下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2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)

催化剂

500 ℃、30 MPa

2NH3(g)ΔH＝－38.6 kJ·mol－1

C．已知在120 ℃、101 kPa下，1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其

热化学方程式为H2(g)＋1

2O2(g)=======

120 ℃

101 kPa

H2O(g)ΔH＝－242 kJ/mol

D．25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2KOH(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ/mol

【解析】由燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，所以19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量，B项错误；D选项，反应物的物质的量与ΔH不对应。

【答案】 C

9．(2012·南通高二月考)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O 键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为() A．920 kJ B．557 kJ

C．436 kJ D．188 kJ

【解析】根据ΔH＝断键吸收的总能量－成键放出的总能量。设 1 mol H—H键断裂吸收热量为x,1克H2完全燃烧生成水蒸汽放热121 kJ，则1 mol H2完全燃烧放热242 kJ，ΔH＝－242 kJ/mol，

则－242 kJ/mol＝x＋1

2×496 kJ/mol－2×463 kJ/mol

x＝436 kJ/mol。

【答案】 C

10．(2012·南京高二月考)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是：

①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋49.0 kJ/mol

②CH 3OH(g)＋12O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)

ΔH ＝－192.9 kJ/mol

下列说法正确的是( )

A ．CH 3OH 的燃烧热为192.9 kJ/mol

B ．反应①中的能量变化如上图所示

C ．CH 3OH 转变成H 2的过程一定要吸收能量

D ．根据②推知反应CH 3OH(l)＋12O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)的ΔH ＞－192.9

kJ/mol

【解析】 反应②中H 2(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；据题给反应①、②可知，CH 3OH 转变成H 2的过程可以吸收能量，也可以放出能量，C 项不正确；由于CH 3OH 在气态时比在液态时能量高，可知等量CH 3OH(l)比CH 3OH(g)反应时放出热量少，即D 项正确。

【答案】 D

二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

11．(12分)近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了较大进展。像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二次能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一次能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。

(1)为了有效发展民用氢能源，必须制得廉价的氢气，下列可供开发的较经济且资源可持续利用的制取氢气的方法是________。

A ．电解水

B ．锌和稀硫酸反应

C ．光解海水

D ．以石油、天然气为原料

(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知C 和H 2燃烧的热化学方程式为：

C(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ/mol

H2(g)＋1

2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ/mol

试通过计算说明等质量H2和C完全燃烧时产生热量之比是________。

(3)氢能源有可能实现能源的方便贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明，过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 g·cm－3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式________。

【解析】(2)由热化学方程式可知，相同质量的H2和C完全燃烧时放出的

热量之比为(285.8 kJ/mol×

1 g

2 g·mol－1

)∶(393.5 kJ/mol×

1 g

12 g·mol－1

)＝4.36∶1。

(3)由题意可知，1 cm3钯粉可吸收896 cm3的氢气，Pd与H的物质的量之比

为1 cm3×10.64 g·cm－3

106.4 g·mol－1

∶(

0.896 L

22.4 L·mol－1

×2)＝1∶0.8，故氢化物的化学式为

PdH0.8。

【答案】(1)C(2)4.36∶1(3)PdH0.8

12．(10分)北京奥运会火炬使用的燃料为丙烷，它是一种价格低廉的常用燃料，丙烷是由碳和氢两种元素组成，燃烧后只有二氧化碳和水，不会对环境造成污染。已知1 g丙烷完全燃烧放出50.452 kJ热量。

试回答下列问题：

(1)丙烷燃烧的热化学方程式为______________________________________

______________________。

(2)能较准确地反映丙烷燃烧时能量变化的曲线是________。

A B

(3)2008年5月，圣火被带上珠穆朗玛峰，向全世界展示。下列有关珠穆朗玛峰上的火炬及其燃料的猜想合理的是________。

A ．火焰更明亮

B ．燃料燃烧更充分

C ．需增加一些特殊设备如供氧装置等

【解析】 (1)题中给出的是1 g 丙烷完全燃烧放出的热量，而ΔH 的单位是kJ/mol ，需计算出1 mol 丙烷完全燃烧放出的热量，另外要注意ΔH 的正负及各物质的聚集状态。(2)反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，有一部分能量就会转变成热能等形式释放出来，这就是放热反应。而燃烧一定是放热反应。(3)珠穆朗玛峰上气压低、寒冷、氧气稀薄，故应增加供氧装置以保证火炬燃料的充分燃烧。

【答案】 (1)C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(l)

ΔH ＝－2 219.9 kJ/mol

(2)B (3)C

13．(14分)某化学兴趣小组要完成中和热的测定。

(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L －1盐酸、0.55 mol·L －1 NaOH 溶液，实验尚缺少的玻璃用品是________、________。

(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？________(填“能”或“否”)，其原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________。

(3)他们记录的实验数据如下： 实验用品

溶液温度 中和热

t 1 t 2 ΔH a 50 mL

0.55 mol·L －1

NaOH 溶液

50 mL 0.5 mol·L －1 HCl 溶液 20 ℃ 23.3 ℃ b 50 mL

0.55 mol·L －1

NaOH 溶液

50 mL 0.5 mol·L －1 HCl 溶液 20 ℃ 23.5 ℃

已知：Q ＝cm Δt ，反应后溶液的比热容c 为4.18 kJ·℃－1·kg －1，各物质的密

度均为1 g·cm－3。

①计算完成上表。

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式：____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。

(4)若用KOH代替NaOH，对测定结果________(填“有”或“无”)影响；若用醋酸代替HCl做实验，对测定结果________(填“有”或“无”)影响。

【解析】(1)中和热测定的关键是减少热量损失，需要的仪器中除题目中的仪器外，还要量取液体体积，用量筒。测量液体的温度，用温度计。

(2)否，铜丝易传导热，会增大热量散失。

(3)①由题意知：a.中t2－t1＝23.3 ℃－20 ℃＝3.3 ℃。

b．中t2－t1＝23.5 ℃－20 ℃＝3.5 ℃

故Δt＝3.3 ℃＋3.5 ℃

2＝3.4 ℃。

由Q＝cmΔt＝4.18 kJ·℃－1·kg－1×0.1 kg×3.4 ℃＝1.42 kJ，

则ΔH＝－

Q

0.025 mol＝－

1.42 kJ

0.025 mol＝－56.8 kJ/mol。

②NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－56.8 kJ/mol

(4)KOH、NaOH都是强碱，对结果无影响。而用CH3COOH代替HCl，由于CH3COOH为弱酸，电离需吸热，故对测定结果有影响。

【答案】(1)量筒温度计

(2)否金属易导热，热量散失多，导致误差偏大

(3)①－56.8 kJ/mol

②NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－56.8 kJ/mol

(4)无有

14．(14分)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示，已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ/mol。

回答下列问题：

(1)图中A、C分别表示：________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是__________________________________________ _____________________________________________________________________ _________________________________。

(2)图中ΔH＝________kJ/mol。

(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自己被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH：________(要求写出计算过程)。

【解析】(1)由ΔH＝－99 kJ/mol可知，该反应为放热反应，则A应为反应物能量，C应为生成物能量，E是反应所必经的一个过渡态，它只影响反应的难易程度，而整个反应过程中的反应热只与反应的始、终态有关，故E的大小对该反应的反应热无影响，加入催化剂改变了反应历程，使活化能降低。

(2)由于1 mol SO2被氧化为1 mol SO3时放热99 kJ，而图像中表示的是2 mol SO2被氧化为2 mol SO3时的能量变化，故ΔH＝－198 kJ/mol。

(3)化学方程式根据元素守恒即可写出。

(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－296 kJ/mol，

SO2(g)＋1

2O2(g)===SO3(g)ΔH2＝－99 kJ/mol，

3S(s)＋9

2O2(g)===3SO3(g)ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ/mol。

【答案】(1)反应物能量生成物能量没有影响降低催化剂改变了

反应历程，使活化能E降低

(2)－198

(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2、4VO2＋O2===2V2O5

(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－296 kJ/mol，

SO2(g)＋1

2O2(g)===SO3(g)ΔH2＝－99 kJ/mol，

3S(s)＋9

2O2(g)===3SO3(g)ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ/mol