（课堂设计）高中化学 1.1 化学反应与能量的变化同步练习 新人教版选修4

基础演练1．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水解析：生成物总能量高于反应物总能量的化学反应必为吸热反应。B、C、D 项为放热反应，A项为吸热反应。答案：A2．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是()A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)B．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝183kJ·mol－1C．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1D．氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1解析：A项，热化学方程式缺少反应热(ΔH)；反应热(ΔH)应为生成物化学键 形成时所放出的总能量(431kJ·mol－1×2)与反应物化学键断裂时所吸收的总 能量(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1＝679kJ·mol－1)的差，即反应生成2molHCl 气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1。答案：C3．已知H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1，则HCl(g)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH＝()A．＋184.6kJ·mol－1B．－92.3kJ·mol－1C．－369.2kJ·mol－1D．＋92.3kJ·mol－1解析：互为逆反应的两个热化学方程式，ΔH数值相等，符号相反；ΔH的大小与化学计量数成正比。答案：D4．2010年10月1日在西昌卫星发射中心，“嫦娥二号”卫星发射升空，在三级动力中采用了氢氧燃料。已知在1×105Pa,298K条件下，2mol氢气燃 烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1解析：本题考查热化学方程式的书写。H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，故C、D错。2molH2燃烧生成水蒸气放热为484kJ，则1molH2燃烧生成水 蒸气放热为242kJ,1molH2O(g)分解需吸热242kJ，故A正确。答案：A综合应用5．某同学进行如下实验，探究化学反应中的能量变化。通过实验测出，反应前后①烧杯中的温度升高，②烧杯中的温度降低。(1)由此判断NaOH溶液跟盐酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)试从反应物与生成物所含能量分析②反应的结论________________。(3)试写出①烧杯中所发生的热化学反应方程式__________________________________________________________________________________________解析：①酸碱中和为放热反应，②反应物的总能量低于生成物的总能量为吸 热反应。答案：(1)放热吸热(2)反应物的总能量低于生成物的总能量(3)H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1基础应用1．“焓”是指()A．物质所具有的能量B．反应热的变化C．化学键所具有的能量D．物质的一种化学性质解析：“焓”是与内能有关的物理量。答案：A2．下列说法不正确的是()A．任何化学反应都伴随能量变化B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应解析：化学反应中的能量变化除表现为热量变化外，还可表现为光能、电能、机械能等。答案：B3．下图所示是101kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是()A．1molH2中的化学键断裂时需要吸收436kJ能量B．2molHCl分子中的化学键形成时要释放862kJ能量C．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1D．此反应的热化学方程式为eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝－91.5kJ·mol－1解析：图示表示每摩尔H—H键断开需要吸收436kJ的能量，每摩尔Cl—Cl键断开需要吸收243kJ能量，每摩尔H—Cl键形成会放出431kJ的能量，由此可知A、B说法正确；同时根据热化学方程式的书写要求，每摩尔反应的热效应为436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－431kJ·mol－1×2＝－183kJ·mol－1，则每eq\f(1,2)摩尔反应的热效应为eq\f(－183kJ·mol－1,2)＝－91.5kJ·mol－1，且该反应为放热反应，则ΔH为负，故C项的说法错误，D项的说法正确。答案：C4．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝akJ·mol－1(a＝－297.2)进行分析，下列说法中不正确的是()A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1，则a>bC．1molSO2(g)所具有的能量低于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和D．16g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6kJ的热量解析：由题中条件可知：反应的热效应ΔH＝akJ·mol－1＝－297.2kJ·mol－1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。答案：D5．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1。根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1解析：化学键断裂吸收的能量为(6a＋5d)kJ，化学键生成放出的能量为(12b＋4c)kJ。答案：A6．常温常压下将氢气和氧气混合在一起，即使过上几年，它们也不会化合生成水。然而只要给一个电火花，氢气就迅速与氧气反应生成水。反应过程中的能量变化如图A所示。对比图B中的情景，漫画中的羊提供给石头的“能量”相当于图A中的()ABA．E2B．E2－E1C．E3－E2D．E3解析：羊提供给石头的“能量”相当于化学反应中的活化能，图A中表示活化能的为E3－E2。答案：C7．下列变化中属于吸热反应的一组是()①冰熔化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A．①④B．②③C．①④⑤D．②④解析：胆矾失去结晶水的过程、氯酸钾分解过程属于分解反应，是吸热反应；由固态变为液态和由液态变为气态是吸热过程。答案：D8．下列说法中不正确的是()A．反应热指的是反应过程中放出的热量B．热化学方程式的化学计量数表示物质的量C．在热化学方程式中无论反应物还是生成物必须标明聚集状态D．所有的化学反应都伴随能量变化解析：反应热指的化学反应中的能量变化，不仅指热量的变化；在热化学方程式中，化学计量数指的是物质的量；状态不同，反应热就不同，所以在写热化学方程式时要注明状态；化学反应的实质是旧键断裂，新键形成，所以化学反应中必有能量变化。答案：A9．已知：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1下列关系式中正确的是()A．a＜c＜0 B．b＞d＞0C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0解析：H2燃烧放热，a、b、c、d均小于0,1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量。答案：C10．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。饮用前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是()A．氯化钠 B．固体硝酸铵C．固体氢氧化钠 D．生石灰解析：溶解过程中伴随有能量的变化，固体硝酸铵溶于水吸热，使温度降低，固体氢氧化钠溶于水放热，使溶液温度升高，生石来与水反应也放出大量的热，氯化钠溶解过程中能量变化很小。答案：B能力提升11．依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。(1)1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411kJ热量。__________________________________________________。(2)1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。________________________________________________。(3)2molAl(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)，放出1669.8kJ热量。_______________________________________________________。(4)18g葡萄糖与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出280.4kJ热量。__________________________________________________________。解析：注意标明各物质的聚集状态。答案：(1)C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1(3)2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH＝－1669.8kJ·mol－1(4)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－2804kJ·mol－112．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ·mol－1请回答下列问题：(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)图中A、C分别表示________、________。(3)从化学键的角度分析，E、F分别代表什么意义？E____________________；F____________________。(4)改变反应条件可改变E值大小，如加入V2O5作催化剂，可使E值减小。E的大小对该反应的反应热有无影响？_______________________________________________________。(5)图中ΔH＝________kJ·mol－1。解析：(1)因ΔH＝－99kJ·mol－1＜0，故为放热反应。(2)分析图像，纵坐标为能量变化，横坐标为反应过程，则A代表起始能量(即 反应物的总能量)，C代表终态能量(即生成物的总能量)。(3)从化学键的角度分析化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生 成，故E代表破坏旧键吸收的能量，F表示形成新键释放的能量，ΔH表示形 成新键释放的能量与破坏旧键吸收的能量差即反应的热效应。(4)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，由于E值改变时A和C并不发 生变化，故对反应热无影响。(5)图中ΔH应表示2molSO2(g)在完全转化为2molSO3(g)时的焓变，即ΔH ＝－99kJ·mol－1×2＝－198kJ·mol－1。答案：(1)放热(2)反应物的总能量生成物的总能量(3)断裂旧键吸收的能量形成新键释放的能量(4)无影响(5)－19813．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NHeq\o\al(＋,4)和NH3·H2O的形式存在，该废水 的处理流程如下：eq\x(氨氮废水)eq\o(→,\s\up7(Ⅰ))eq\x(低浓度氨氮废水)eq\o(→,\s\up7(Ⅱ))eq\x(含HNO3废水)eq\o(→,\s\up7(Ⅲ))eq\x(达标废水)(1)过程Ⅰ：加NaOH溶液至碱性，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________________(2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NHeq\o\al(＋,4)经过两步反应被氧化成NOeq\o\al(－,3)。两 步反应的能量变化示意图如下：①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是 ______________________________________________。②1molNOeq\o\al(－,2)(aq)全部氧化成NOeq\o\al(－,3)(aq)的热化学方程式是___________________________________________________________。解析：(1)加NaOH显然是使NHeq\o\al(＋,4)转化为NH3·H2O，NH3·H2ONH3＋H2O。(2)①由图示可看出反应物的总能量大于生成物的总能量，所以是放热反应。答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O(2)①放热由图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量②NOeq\o\al(－,2)(aq)＋