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高三化学化学反应与能量单元复习试题及答案精选

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2016-03-21

14.已知25℃、101 kPa条件下:

①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)

ΔH=-2834.98 kJ/mol

②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)

ΔH=-3119.18kJ/mol

由此得出的正确结论是

(  )

A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应

B.反应①可确定铝的燃烧热是708.7 kJ

C.O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应

D.根据②可确定铝的燃烧热是779.8 kJ/mol

解析:据两热化学方程式知2 mol O3(g)比3 mol O2(g)(等质量)的能量高,所以由O2变为O3为吸热反应,故A正确C错误;据燃烧热的概念可知铝的燃烧热应该由反应①确定,燃烧热为708.7 kJ/mol,故B、D均错误.

答案:A

15.用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关热化学方程式H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol的说法中正确的是

(  )

A.有4NA个电子转移时,放出 285.8 kJ的热量

B.有NA个水分子生成且为液体时,吸收285.8 kJ的能量

C.有2NA个氢氧共用电子对生成时,放出285.8 kJ的能量

D.有0.1NA个氢氧共用电子对生成时,放出285.8 kJ的能量

解析:据热化学方程式知,放出285.8 kJ的热量,则转移的电子为2NA,有NA个液态水分子生成,即2NA个氢氧共用电子对生成,故A、B、D错误,C正确.

答案:C

16.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:

SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g)

ΔH=+Q kJ/mol(Q>0)

某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是

(  )

A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率

B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ

C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L•min)

D.当反应吸收热量为0.025 Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应

解析:A项,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小;B项,由于此反应为可逆反应,开始时加入的1 mol SiCl4并不能全部转化为Si,所以吸收的热量小于Q kJ;C项,v(H2)=12v(HCl)=12×0.12 mol/L4 min=0.015 mol/(L•min). D项,当反应吸收热量为0.025Q kJ时,产生n(HCl)=4 mol×0.025 Q kJQ kJ=0.1 mol=n(NaOH),故恰好反应.

答案:D

第Ⅱ卷  (非选择题,共52分)

二、非选择题(本题包括6小题,共52分)

17.(5分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.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液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出 256.652 kJ的热量.

(1)反应的热化学方程式为____________________.

(2)又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,由16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ.

(3)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________________.

解析:(1)首先据得失电子守恒即可配平该氧化还原反应为N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O,因此1 mol N2H4(l)完全反应放出热量是256.652 kJ×1 mol0.4 mol=641.63 kJ.因此热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ/mol.

(2) 利用盖斯定律,(1)-(2)×4即得

N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l),因此反应热ΔH=-641.63 kJ/mol-(+44 kJ/mol)×4

=-817.63 kJ/mol.所以 16 g(即0.5 mol) N2H4(l)与液态H2O2反应生成液态H2O放出热量为817.63 kJ/mol×0.5 mol=408.815 kJ.

(3)因产物为N2和H2O,故不会造成环境污染.

答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)

ΔH=-641.63 kJ/mol

(2)408.815

(3)产物不会造成环境污染

18.(9分)50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L 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可计算中和反应热.

回答下列问题:

(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是________.

(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应热数值________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”).

(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应热数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应热的数值会________.

解析:(1)据图知,装置中缺少环形玻璃搅拌捧.

(2)若大烧杯上不盖硬纸板,则会导致热量损失使中和热的数值偏小.

(3)因氨水是弱碱,在发生中和反应时,逐步电离出OH-会吸收热量,故测得中和热的数值偏小;若用50 mol 0.50 mol/L的NaOH溶液来做实验难以保证50 mL 0.50 mol/L的盐酸完全反应,故测得中和热数值也会偏小.

答案:(1)环形玻璃搅拌棒

(2)偏小

(3)偏小 偏小

19.(2010•运城月考)(9分)某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁管感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案.

甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是__________________________,________,说明反应放热.(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)

乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①和②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①)________,(接②)________,说明反应放热.

丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是________________ ,说明反应放热,其原因是________________________________________.

解析:实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象,合理地设计了实验探究方案.

答案:方案甲:小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升

方案乙:①有气泡产生 ②左边水柱下降,右边水柱上升

方案丙:无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量,使水蒸发

20.(8分)写出下列热化学方程式:

(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和H2O(l);已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,其热化学方程式为

________________________________________________.

(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6),在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:

________________________________________.

(3)在101 kPa时,1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出41.8 kJ的热量,C6H6的燃烧热为________ kJ/mol,该反应的热化学方程式为

__________________________________.

解析:(1)1 mol SiH4(g)自燃生成SiO2(s)和H2O(l)放出的热量为89.2 kJ×32 g2 g=1427.2 kJ,热化学方程式为:

SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)

ΔH=-1427.2 kJ/mol

(2) 1 mol B2H6(g)完全燃烧生成 B2O3(s)和H2O(l),放出的热量为649.5 kJ0.3=2165 kJ.热化学方程式为:

B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)

ΔH=-2165 kJ/mol

(3)1 mol C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为 41.8 kJ×78 g1.00 g=3260.4 kJ,热化学方程式为:

C6H6(l)+152O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-3260.4 kJ/mol

答案:(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)

ΔH=-1427.2 kJ/mol

(2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)

ΔH=-2165 kJ/mol

(3)3260.4

C6H6(l)+152O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-3260.4 kJ/mol

21.(9分)《全球科技经济瞭望》报道了美国氢燃料电池技术的发展.科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源,氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量.

即:H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.5 kJ/mol.

(1)试分析“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源的原因

____________________;____________________(指出两个优点即可).

(2)目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取.请写出工业上由天然气与H2O(g)反应制氢气的化学反应方程式____________________.

(3)利用硫—碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法,总反应方程式为2H2O=====SO2、I22H2↑+O2↑,其循环过程分三步进行:

(a)SO2+I2+H2O―→A(________)+B(________)

(b)A(________)―→________+________

(c)B(________)―→________+________+________

完成以上三步反应,并确定最难进行的反应为________.

(4)目前,有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系,如下图所示:

这是一种最理想的氢能源循环体系,类似于生物的光合作用,太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉.急需化学家研究的是______________________.

解析:(1)氢是宇宙中含量最丰富的元素之一,可提取出无穷无尽的氢气.氢气用作燃料不会污染环境,重量又轻,优点很多.

(2)该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气,获得更多的氢气,必须利用廉价的水来提供氢,而不是直接分解.另外产物是二氧化碳,而不是一氧化碳,这样甲烷的利用率才更高.其反应式为CH4+2H2O(g)=====高温CO2+4H2.

(3)(a)SO2+I2+2H2O===2HI+H2SO4

(b)2HI=====高温H2+I2

(c)2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O

由于硫酸很稳定,所以反应(c)最难进行.

(4)由图可见,科学家需研究出合适的光分解催化剂,它能在光照下促使水的分解速率加快.

答案:(1)氢气来源广泛,作燃料不会产生污染等(答案合理即可)

(2)CH4+2H2O(g)=====高温CO2+4H2

(3)(a)SO2+I2+2H2O===2HI+H2SO4

(b)2HI=====高温H2+I2

(c)2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O

(4)合适的光分解催化剂,在光照下加快H2O的分解速率

22.(12分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g).反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据).

根据上图回答下列问题:

(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是

______________________________________;

(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是

______________________________________;上述分解反应是一个可逆反应.温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”);

(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5.原因是__________________________;

(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=________,P和Cl2一起反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”).

(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是______________________________________.

解析:本题重点考查化学反应中的能量变化及化学平衡理论.(1)、(2)中ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,不难写出两个热化学方程式.分解率α1=0.80-0.600.80×100%=25%;升温,化学平衡向吸热反应方向移动,因PCl5的分解要吸热,故升温,分解率增大,α2>α1.

(3)降温,化学平衡向放热反应方向移动.

(4)根据盖斯定律:一个化学反应不论是一步完成还是多步完成,其热效应总是相同的.

(5)PCl5和水的反应为水解反应.

答案:(1)32Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)

ΔH=-306 kJ/mol

(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ/mol

25% 大于

(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解

(4)-399 kJ/mol 等于

(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl

最后,希望精品小编整理的高三化学化学反应与能量单元复习试题及答案对您有所帮助,祝同学们学习进步。

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