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主題14:化學能與熱能 李仕才 B卷　最新模擬滾動訓練 1.下列關于化學鍵的說法正確的是(　　)。 A.C、N、O、H四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價鍵 B.不同元素的原子構成的分子不一定只含極性共價鍵 C.含極性鍵的共價化合物一定是電解質(zhì) D.HF的分子間作用力大于HCl,故HF比HCl更穩(wěn)定 【解析】C、N、O、H四種元素形成的化合物不一定既含離子鍵,又含共價鍵,如CO(NH2)2(尿素)中只含共價鍵,A項錯誤;由不同元素的原子構成的分子不一定只含極性共價鍵,如H2O2中含有O—O非極性鍵,B項正確;含極性鍵的共價化合物不一定是電解質(zhì),如CO2、NH3只含極性鍵,但均為非電解質(zhì),C項錯誤;分子間作用力與分子穩(wěn)定性無關,H—F鍵的鍵能比H—Cl鍵的鍵能大,故HF比HCl更穩(wěn)定,D項錯誤。 【答案】B 2.同主族元素形成的同一類型化合物,其結構和性質(zhì)往往相似。PH4I是一種白色晶體,下列對PH4I的敘述正確的是(　　)。 A.它是一種共價化合物 B.它既含離子鍵又含共價鍵 C.它不可能與NaOH溶液反應 D.它受熱時不會分解 【解析】P與N、I與Cl分別為同一主族元素,所以PH4I應與NH4Cl相似,都屬于離子化合物,既含有離子鍵又含有共價鍵,B項正確。 【答案】B 3.元素周期律和元素周期表是學習化學的重要工具,下列說法不正確的是(　　)。 A.同周期的主族元素中,第ⅦA族元素的原子半徑最小 B.元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族十個縱列的元素都是金屬元素 C.第ⅥA族元素的原子,其半徑越大,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定 D.室溫下,0族元素的單質(zhì)都是氣體 【解析】C項,第ⅥA族元素的原子,從上到下,原子半徑逐漸增大,元素的非金屬性逐漸減弱,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,不正確。 【答案】C 4.H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-a kJmol-1。 已知: 下列說法正確的是(　　)。 A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵 B.斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c+b+a) kJ C.相同條件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的總能量小于2 mol HI(g)的總能量 D.向密閉容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反應后放出的熱量為2a kJ 【解析】A項,HI分子中的化學鍵是極性鍵,錯誤;B項,由熱化學方程式可知,反應放出a kJ的能量,其中斷開1 mol I2和1 mol H2分子中的化學鍵共吸收(b+c) kJ的能量,則形成2 mol HI 分子中的化學鍵需放出(a+b+c) kJ的能量,那么斷開2 mol HI分子中的化學鍵就需吸收(a+b+c) kJ的能量,正確;C項,反應是放熱反應,所以1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的總能量高于2 mol HI(g)的總能量,錯誤;D項,反應是可逆反應,放出的熱量應小于2a kJ,錯誤。 【答案】B 5.A、B、C為3種單質(zhì)(其中A為固體,B、C為氣體),將D的飽和溶液滴入沸水中后繼續(xù)煮沸,所得的分散系呈紅褐色,B、C反應的產(chǎn)物易溶于水得到無色溶液E。它們之間的轉化關系如圖所示,下列推斷正確的是(　　)。 A.物質(zhì)B是H2 B.物質(zhì)C是Cl2 C.物質(zhì)D是FeCl2 D.物質(zhì)F是FeCl2 【解析】 將D的飽和溶液滴入沸水中后繼續(xù)煮沸,所得的分散系呈紅褐色,則D為FeCl3;結合轉化關系,根據(jù)A為固體單質(zhì),B、C為氣體單質(zhì)可知,A為Fe,B為Cl2,F為FeCl2;由于B、C反應的產(chǎn)物易溶于水得到無色溶液E,則C為H2,E為HCl。 【答案】D 6.常溫下,0.01 molL-1 的MOH溶液的pH為10。已知:2MOH(aq)+H2SO4(aq)M2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH1=-24.2 kJmol-1;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH2=-57.3 kJmol-1。則MOH在水溶液中電離的ΔH為(　　)。 A.+33.1 kJmol-1 B.+45.2 kJmol-1 C.-81.5 kJmol-1 D.-33.1 kJmol-1 【解析】根據(jù)題中0.01 molL-1的MOH溶液的pH=10,可知MOH為弱堿,MOH溶液與硫酸的中和反應可以看作兩個過程:MOH(aq)M+(aq)+OH-(aq)　ΔH、H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH2。根據(jù)蓋斯定律可知,ΔH1=2(ΔH+ΔH2),則ΔH=12ΔH1-ΔH2=(-24.2 kJmol-1)12-(-57.3 kJmol-1)=+45.2 kJmol-1,B項正確。 【答案】B 7.下表各組物質(zhì)中,可以實現(xiàn)XYZ(每步只發(fā)生一個反應)所示轉化的是(　　)。 選項 X Y Z M A Fe FeCl2 FeCl3 Cl2 B C CO CO2 O2 C CO2 Na2CO3 NaHCO3 NaOH D AlO2- Al(OH)3 Al3+ CO2 　　【解析】A項,Fe與Cl2反應生成FeCl3,錯誤;C項,Na2CO3與NaOH不反應,錯誤;D項,Al(OH)3與CO2不反應,錯誤。 【答案】B 8.已知碘與氫氣反應的熱化學方程式如下: ①I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJmol-1 ②I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJmol-1 下列判斷正確的是(　　)。 A.向254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反應放熱9.48 kJ B.1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ C.反應①的產(chǎn)物比反應②的產(chǎn)物穩(wěn)定 D.反應②中反應物的總能量比反應①中反應物的總能量低 【解析】I2(g)+H2(g)2HI(g)是可逆反應,I2(g)不可能全部轉化為HI,反應放出的熱量小于9.48 kJ,A項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由②-①可得I2(s)I2(g)　ΔH=+35.96 kJmol-1,B項錯誤;反應①和反應②的產(chǎn)物都是HI(g),穩(wěn)定性相同,C項錯誤;對于同一物質(zhì),固態(tài)時的能量比氣態(tài)時的能量低,因此反應②中反應物的總能量比反應①中反應物的總能量低,D項正確。 【答案】D 9.已知: ①CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJmol-1 ②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-b kJmol-1 ③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-c kJmol-1 則下列敘述中正確的是(　　)。 A.由上述熱化學方程式可知b>c B.甲烷的燃燒熱為b kJmol-1 C.2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)　 ΔH=2(b-a) kJmol-1 D.當甲醇和甲烷物質(zhì)的量之比為1∶2,完全燃燒生成CO2和H2O(l)時,放出的熱量為Q kJ,則該混合物中甲醇的物質(zhì)的量為Qa+2b mol 【解析】等物質(zhì)的量時,CH4燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量更多,故c>b,A項錯誤;甲烷的燃燒熱是指1 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時放出的熱量,反應②中生成的是氣態(tài)H2O,故b kJmol-1不是甲烷的燃燒熱,B項錯誤;①2-②2可得2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)　ΔH=2(b-a) kJmol-1,C項正確;由③-②+①可得CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-(a+c-b) kJmol-1④,設甲醇的物質(zhì)的量為x mol,則CH4的物質(zhì)的量為2x mol,根據(jù)④和③可得(a+c-b) kJmol-1x mol+2x molc kJmol-1=Q kJ,x=Qa-b+3c,即混合物中甲醇的物質(zhì)的量為Qa-b+3c mol,D項錯誤。 【答案】C 10.(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)　ΔH>0,則穩(wěn)定性:金剛石　　　　(填“>”或“<”)石墨。 (2)已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH1 2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2 則ΔH1　　　　(填“>”或“<”)ΔH2。 (3)“嫦娥五號”預計在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射,火箭的第一、二級發(fā)動機中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來制備。用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化劑,二者反應生成氮氣和氣態(tài)水。已知: ①N2(g)+2O2(g)N2O4(g)　 ΔH=+10.7 kJmol-1; ②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　 ΔH=-543 kJmol-1。 寫出氣態(tài)肼和N2O4反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)25 ℃、101 kPa時,14 g CO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3 kJ熱量,則CO的燃燒熱ΔH=　　　　。 (5)0.50 L 2.00 molL-1H2SO4溶液與2.10 L 1.00 molL-1 KOH溶液完全反應,放出114.6 kJ熱量,該反應的中和熱ΔH=　　　　　　。 (6)已知斷開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)　ΔH>0,則該反應是吸熱反應,因此石墨的總能量低于金剛石的總能量,而能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,故穩(wěn)定性:金剛石<石墨。 (2)ΔH1表示碳完全燃燒的反應熱,ΔH2表示碳不完全燃燒的反應熱,碳完全燃燒放熱多,且放熱越多ΔH越小。因此,ΔH1<ΔH2。 (3)根據(jù)蓋斯定律,由2②-①得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=2(-543 kJmol-1)-(+10.7 kJmol-1)=-1096.7 kJmol-1。 (4)25 ℃、101 kPa時,14 g CO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3 kJ熱量,則1 mol CO完全燃燒放出的熱量是141.3 kJ2=282.6 kJ,即CO的燃燒熱ΔH=-282.6 kJmol-1。 (5)n(H2SO4)=0.50 L2.00 molL-1=1 mol,n(KOH)=2.10 L1.00 molL-1=2.10 mol,二者反應時,KOH過量,1 mol H2SO4完全反應生成2 mol H2O(l),放出114.6 kJ熱量,故稀硫酸與稀KOH溶液反應生成1 mol H2O(l)時放出的熱量為12114.6 kJ=57.3 kJ,故該反應的中和熱ΔH=-57.3 kJmol-1。 (6)N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式可表示為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-23E(N—H)=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。 【答案】(1)< (2)< (3)2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)　 ΔH=-1096.7 kJmol-1 (4)-282.6 kJmol-1 (5)-57.3 kJmol-1 (6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ΔH=-92 kJmol-1 11.X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成,其中X含有四種元素,X、Y、Z的焰色反應均為黃色,W為無色無味氣體。這四種化合物具有下列轉化關系(部分反應物、產(chǎn)物及反應條件已略去): (1)W的電子式是　　　　　　 。 (2)X與Y在溶液中反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)X含有的4種元素中的若干種(2種、3種或4種)可組成多種化合物,選用其中某些化合物,利用如圖所示裝置(夾持固定的裝置已略去)進行實驗,裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀,裝置Ⅴ中可收集到一種無色氣體。 ①裝置Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式是 　　　　　。 ②某化合物由X含有的4種元素中的2種組成,用該化合物在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的裝置V中氣體,該化合物的化學式是　　　　,反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　,所需裝置是　　　　(從上圖選擇必要裝置,填寫編號)。 (4)向Z溶液中通入氯氣,可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質(zhì),同時有X生成,該反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】X、Y、Z的焰色反應均為黃色,說明三者均為含鈉元素的化合物。X含有四種元素,在加熱條件下能生成Z,可推知X為NaHCO3,Y為NaOH,Z為Na2CO3,Z→W應是Z與酸反應生成CO2。(1)W為CO2,電子式為OCO。(2)氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉與水,反應的離子方程式為HCO3-+OH-C+H2O。(3)NaHCO3含有的4種元素中的若干種(2種、3種或4種)可組成多種化合物,根據(jù)裝置Ⅲ中Ba(OH)2飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀,且裝置Ⅰ、Ⅱ中的物質(zhì)均為固體,推測裝置Ⅰ燒瓶中的物質(zhì)為NaHCO3或Na2CO3固體,因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體,說明裝置Ⅰ中產(chǎn)生的CO2與裝置Ⅱ中的物質(zhì)反應生成了另一種無色氣體,進而推測出裝置Ⅱ中的物質(zhì)為Na2O2,裝置Ⅴ中收集的氣體是O2。①裝置Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式為Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O 或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O ;裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式為Na2O2。②O2也可以由加熱雙氧水制取,Ⅰ為發(fā)生裝置,Ⅳ為干燥裝置,Ⅴ為收集裝置。(4)向Na2CO3溶液中通入Cl2,可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質(zhì),反應生成NaClO,同時生成NaHCO3,反應的化學方程式為2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3。 【答案】(1)OCO (2)HCO3-+OH-C+H2O (3)①Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O(或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O)　Na2O2 ②H2O2　2H2O22H2O+O2↑?、瘛ⅱ?、Ⅴ (4)2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3