化學(xué)反應(yīng)與熱能(備作業(yè))(解析版)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化課時(shí)1化學(xué)反應(yīng)與熱能一.單選題1．從宏觀角度來看，化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成。從微觀角度來看，下列變化不能說明發(fā)生了化學(xué)變化的是()A．變化時(shí)有電子的得失或共用電子對(duì)的形成B．變化過程中有化學(xué)鍵的斷裂和形成C．變化時(shí)釋放出能量D．變化前后原子的種類和數(shù)目沒有改變，分子種類增加了[答案]C[解析]同物質(zhì)的氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)釋放能力，屬于物理變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列說法正確的是()A．任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化B．H2O(g)→H2O(l)該過程放出大量的熱，所以該過程是化學(xué)變化C．化學(xué)反應(yīng)中能量的變化都表現(xiàn)為熱量的變化D．對(duì)于如圖所示的過程，是吸收能量的過程[答案]A[解析]任何化學(xué)反應(yīng)都有能量的變化，但有能量變化的過程不一定是化學(xué)變化，如物質(zhì)的三態(tài)變化，雖然存在能量變化，但不是化學(xué)變化，A正確，B錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)中能量變化的形式有多種，除熱能外，還有光能、電能等，C錯(cuò)誤；由圖像知，該過程中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該過程中放出了能量，D錯(cuò)誤。3.下列反應(yīng)中能量變化趨勢(shì)與圖一致的是()A．氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合B．中和反應(yīng)C．木炭在氧氣中發(fā)生不完全燃燒D．生石灰和水的反應(yīng)[答案]A[解析]生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量，說明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；中和反應(yīng)、2C＋O2eq\o(=,\s\up11(點(diǎn)燃))2CO、CaO＋H2O=Ca(OH)2均為放熱反應(yīng)，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．一種環(huán)保型燃料——丙烷，其燃燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O。下列說法中不正確的是()A．火炬燃燒時(shí)化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為熱能B．所有的化學(xué)反應(yīng)都會(huì)伴隨著能量變化，有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)反應(yīng)C．1molC3H8和5molO2所具有的總能量大于3molCO2和4molH2O所具有的總能量D．丙烷完全燃燒的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無污染，故丙烷為環(huán)保型燃料[答案]A[解析]火炬燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能等，A錯(cuò)；物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化，伴隨著能量變化的物質(zhì)變化卻不一定是化學(xué)變化，如物質(zhì)的“三態(tài)”變化、核變化也都伴隨能量變化，B正確；可燃物的燃燒屬于放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，C正確；丙烷燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，無污染，D正確。5．下列有關(guān)新能源的說法不正確的是()A．綠色植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能B．風(fēng)能、太陽能是清潔能源C．氫能目前難以被廣泛利用的主要原因是其燃燒所放出的能量低于相同質(zhì)量的化石燃料D．開發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[答案]C[解析]生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，綠色植物可以通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，A項(xiàng)正確；風(fēng)能、太陽能屬于可再生能源，無污染，是清潔能源，B項(xiàng)正確；氫氣是一種熱值很高的燃料，它燃燒時(shí)產(chǎn)生的能量一般高于同質(zhì)量的其他燃料，氫能目前難以被廣泛利用的主要原因是開發(fā)利用技術(shù)不成熟，C項(xiàng)錯(cuò)誤；開發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，D項(xiàng)正確。6．已知2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量484kJ，且氧氣中1molO=O完全斷裂時(shí)吸收能量496kJ，水蒸氣中1molH—O形成時(shí)放出能量463kJ，則氫氣中1molH—H斷裂時(shí)吸收能量為()A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ[答案]C[解析]設(shè)1molH—H斷裂時(shí)吸收能量為xkJ。首先寫出化學(xué)方程式2H2＋O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2H2O，然后分析反應(yīng)過程可知，2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)應(yīng)該拆開2molH—H、1molO=O，吸收的能量為(2x＋496)kJ；生成2molH2O形成4molH—O，放出的能量為4×463kJ＝1852kJ，依據(jù)能量守恒定律可知，反應(yīng)放出的能量484kJ＝1852kJ－(2x＋496)kJ，即可求出x＝436。7．石墨和金剛石都是碳的單質(zhì)，石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石。已知12g石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石時(shí)，要吸收akJ的能量。下列說法中正確的是()A．石墨不如金剛石穩(wěn)定B．石墨不如金剛石穩(wěn)定C．等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，金剛石放出的能量多D．等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，石墨放出的能量多[答案]C[解析]石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石時(shí)吸熱，說明石墨的能量比金剛石低，石墨比金剛石更穩(wěn)定；等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒時(shí)，消耗氧氣的量相同，生成同樣多的二氧化碳，由于金剛石的能量高，所以金剛石燃燒后放出的能量要多。8．(素養(yǎng)題)化學(xué)反應(yīng)：A2＋B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()A．1molA2和1molB2完全反應(yīng)吸收(y－x)kJ熱量B．?dāng)嗔?molA—A和1molB—B放出xkJ的能量C．?dāng)嗔?molA—B需要吸收ykJ的能量D．2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量[答案]C[解析]從題圖可以看出，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，1molA2和1molB2完全反應(yīng)放出(y－x)kJ熱量，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；斷鍵時(shí)需要吸收能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確。9.已知反應(yīng)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 ()A.圖中A→B為放熱過程B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.斷裂1molNO2和1molCO的化學(xué)鍵吸收的能量總和小于形成1molNO和1molCO2的化學(xué)鍵所釋放的能量總和D.1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量[答案]C[解析]圖中A→B的過程,為吸熱過程,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生成物總能量小于反應(yīng)物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則斷裂1molNO2和1molCO的化學(xué)鍵吸收的能量總和小于形成1molNO和1molCO2的化學(xué)鍵所釋放的能量總和,C項(xiàng)正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.根據(jù)如圖所示的N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中能量變化情況,判斷下列說法正確的是 ()A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.2mol氮原子結(jié)合生成N2(g)時(shí)需要放出946kJ能量C.1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要放出632kJ能量D.NO是一種酸性氧化物,能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水[答案]B[解析]斷鍵吸收的總能量為946kJ·mol-1+498kJ·mol-1=1444kJ·mol-1,成鍵釋放的能量為2×632kJ·mol-1=1264kJ·mol-1,斷鍵吸收能量更多,所以為吸熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;成鍵釋放能量,據(jù)圖可知2mol氮原子結(jié)合生成N2(g)時(shí)需要放出946kJ能量,B正確;化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收能量,C錯(cuò)誤;NO為不成鹽氧化性,不與NaOH溶液反應(yīng),D錯(cuò)誤。11.碳燃燒的過程如圖所示,下列說法正確的是 ()A.1molC(s)和0.5molO2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)放出110.5kJ熱量B.1molCO2(g)生成1molC(s)和1molO2(g)放出393.5kJ熱量C.1molC(s)與0.5molO2(g)的總能量小于1molCO(g)的能量D.等量的碳燃燒C(s)CO2(g)過程比C(s)CO(g)CO2(g)過程釋放的能量多[答案]A[解析]由題圖可知,C(s)+O2(g)與CO(g)+12O2(g)的能量差為393.5kJ-283kJ=110.5kJ,能量由高到低,是放熱反應(yīng),A正確;1molC(s)與1molO2(g)反應(yīng)生成1molCO2(g)放出熱量393.5kJ,則1molCO2(g)生成1molC(s)和1molO2(g)吸收393.5kJ熱量,B錯(cuò)誤;由題圖可知,1molC(s)與0.5molO2二.非選擇題12．化學(xué)反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)的能量變化如圖所示，請(qǐng)回答下列問題：(1)圖中A、C分別表示______________________、_____________，反應(yīng)________(填“吸收”或“放出”)能量。(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為________________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量為________；形成的化學(xué)鍵為________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量為________。(3)E2＝________或________(用A、C或E1、E3表示)。[解析](1)A、C分別表示1molN2(g)和3molH2(g)(反應(yīng)物)的總能量、2molNH3(g)(生成物)的總能量，由于反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此反應(yīng)放出能量。(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為1molN≡N和3molH—H，吸收能量為E1；形成的化學(xué)鍵為6molN—H，放出能量為E3。[答案](1)1molN2(g)和3molH2(g)的總能量2molNH3(g)的總能量放出(2)1molN≡N和3molH—H吸收E16molN—H放出E3(3)A－CE3－E113．(素養(yǎng)題)(1)20世紀(jì)30年代，Eyring和Pzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)理論：化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡(jiǎn)單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個(gè)高能量的過渡態(tài)。如圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，說明這個(gè)反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，NO2和CO的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的總能量。(2)已知在高溫、高壓、催化劑作用下，1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，吸收1.9kJ的熱量。①該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)。②石墨和金剛石相比，________能量高，________更穩(wěn)定。③推測(cè)石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒，______放出的熱量多。[解析](1)根據(jù)題中圖像可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱。(2)1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，該反應(yīng)吸收1.9kJ的熱量，屬于吸熱反應(yīng)，金剛石的能量高，石墨的能量低，故石墨更穩(wěn)定，石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒時(shí)金剛石放出的熱量多。[答案](1)放熱大于(2)①是②金剛石石墨③金剛石14.2020年9月7日,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功將高分十一號(hào)02星送入預(yù)定軌道。N2H4、NH3等均可用作火箭推進(jìn)劑。請(qǐng)回答下列問題:(1)某種運(yùn)載火箭的推進(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑過氧化氫,一定量的N2H4(l)和H2O2(l)完全反應(yīng)生成氮?dú)夂?mol氣態(tài)水的過程中的能量變化如圖所示。①該反應(yīng)屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②寫出N2H4中含有的共價(jià)鍵類型:。

③若該反應(yīng)過程中N2H4中有8mol極性鍵發(fā)生斷裂,則能量變化為。

(2)已知下列數(shù)據(jù):物質(zhì)NH3H2ON2O2斷裂1mol化學(xué)鍵所需能量/kJ391463942496則68g氨氣完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水放出的熱量為kJ。

答案(1)①放熱②極性鍵、非極性鍵③放熱1283.2kJ(2)1260解析(1)①由題圖可知反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,為放熱反應(yīng);②N2H4中含有N—N鍵、H—N鍵兩種化學(xué)鍵,前者為非極性共價(jià)鍵,后者為極性共價(jià)鍵;③由已知可得:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)放出熱量641.6kJ,1molN2H4中有4mol極性鍵,若該反應(yīng)過程中N2H4中有8mol極性鍵發(fā)生斷裂,則有2molN2H4參與反應(yīng),放出的熱量為1283.2kJ。(2)氨氣完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的化學(xué)方程式為4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),則68g氨氣即4mol氨氣完全反應(yīng)生成2molN2(g)和6molH2O(g)放出的熱量為(12×463+2×942-12×391-3×496)kJ=1260kJ。15.為了探究化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置:(1)上述3套裝置中,不能證明“銅與濃硝酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)”的是。

(2)某同學(xué)選用裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)前U形管里液面左右相平),在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸,U形管中可觀察到的現(xiàn)象是,說明該反應(yīng)屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)為探究固體M溶于水的熱效應(yīng),選擇裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(反應(yīng)在甲中進(jìn)行)。①若M為鈉,則實(shí)驗(yàn)過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是;

②若M溶于水后觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡,則說明M溶于水(填“一定是放熱反應(yīng)”“一定是吸熱反應(yīng)”或“可能是放熱反應(yīng)”);

③若M溶于水后觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形成一段水柱,則M可能是。

(4)至少有兩種實(shí)驗(yàn)方法能證明超氧化鉀與水的反應(yīng)(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。方法①:選擇上述裝置(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);

方法②:取適量超氧化鉀粉末用脫