化学反应与热能(备作业)(解析版)

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时1化学反应与热能一.单选题1．从宏观角度来看，化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是()A．变化时有电子的得失或共用电子对的形成B．变化过程中有化学键的断裂和形成C．变化时释放出能量D．变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类增加了[答案]C[解析]同物质的气态转化为液态释放能力，属于物理变化，C项错误。2．下列说法正确的是()A．任何化学反应都伴随着能量的变化B．H2O(g)→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程[答案]A[解析]任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不是化学变化，A正确，B错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D错误。3.下列反应中能量变化趋势与图一致的是()A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合B．中和反应C．木炭在氧气中发生不完全燃烧D．生石灰和水的反应[答案]A[解析]生成物的总能量大于反应物的总能量，说明此反应为吸热反应。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应，A项正确；中和反应、2C＋O2eq\o(=,\s\up11(点燃))2CO、CaO＋H2O=Ca(OH)2均为放热反应，B、C、D项错误。4．一种环保型燃料——丙烷，其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(点燃))3CO2＋4H2O。下列说法中不正确的是()A．火炬燃烧时化学能只转化为热能B．所有的化学反应都会伴随着能量变化，有能量变化的物质变化不一定是化学反应C．1molC3H8和5molO2所具有的总能量大于3molCO2和4molH2O所具有的总能量D．丙烷完全燃烧的产物对环境无污染，故丙烷为环保型燃料[答案]A[解析]火炬燃烧时化学能转化为热能和光能等，A错；物质发生化学反应一定伴随着能量变化，伴随着能量变化的物质变化却不一定是化学变化，如物质的“三态”变化、核变化也都伴随能量变化，B正确；可燃物的燃烧属于放热反应，放热反应反应物总能量大于生成物总能量，C正确；丙烷燃烧产物为CO2和H2O，无污染，D正确。5．下列有关新能源的说法不正确的是()A．绿色植物通过光合作用将光能转化为生物质能B．风能、太阳能是清洁能源C．氢能目前难以被广泛利用的主要原因是其燃烧所放出的能量低于相同质量的化石燃料D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展[答案]C[解析]生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，绿色植物可以通过光合作用将光能转化为生物质能，A项正确；风能、太阳能属于可再生能源，无污染，是清洁能源，B项正确；氢气是一种热值很高的燃料，它燃烧时产生的能量一般高于同质量的其他燃料，氢能目前难以被广泛利用的主要原因是开发利用技术不成熟，C项错误；开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展，D项正确。6．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O完全断裂时吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H断裂时吸收能量为()A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ[答案]C[解析]设1molH—H断裂时吸收能量为xkJ。首先写出化学方程式2H2＋O2eq\o(=,\s\up10(点燃))2H2O，然后分析反应过程可知，2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2molH—H、1molO=O，吸收的能量为(2x＋496)kJ；生成2molH2O形成4molH—O，放出的能量为4×463kJ＝1852kJ，依据能量守恒定律可知，反应放出的能量484kJ＝1852kJ－(2x＋496)kJ，即可求出x＝436。7．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收akJ的能量。下列说法中正确的是()A．石墨不如金刚石稳定B．石墨不如金刚石稳定C．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多[答案]C[解析]石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石更稳定；等质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。8．(素养题)化学反应：A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A．1molA2和1molB2完全反应吸收(y－x)kJ热量B．断裂1molA—A和1molB—B放出xkJ的能量C．断裂2molA—B需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量[答案]C[解析]从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，1molA2和1molB2完全反应放出(y－x)kJ热量，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误、C项正确。9.已知反应NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 ()A.图中A→B为放热过程B.该反应为吸热反应C.断裂1molNO2和1molCO的化学键吸收的能量总和小于形成1molNO和1molCO2的化学键所释放的能量总和D.1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的总能量[答案]C[解析]图中A→B的过程,为吸热过程,A项错误;生成物总能量小于反应物总能量,该反应为放热反应,B项错误;该反应为放热反应,则断裂1molNO2和1molCO的化学键吸收的能量总和小于形成1molNO和1molCO2的化学键所释放的能量总和,C项正确;该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,D项错误。10.根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况,判断下列说法正确的是 ()A.该反应为放热反应B.2mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出946kJ能量C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要放出632kJ能量D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水[答案]B[解析]断键吸收的总能量为946kJ·mol-1+498kJ·mol-1=1444kJ·mol-1,成键释放的能量为2×632kJ·mol-1=1264kJ·mol-1,断键吸收能量更多,所以为吸热反应,A错误;成键释放能量,据图可知2mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出946kJ能量,B正确;化学键断裂时吸收能量,C错误;NO为不成盐氧化性,不与NaOH溶液反应,D错误。11.碳燃烧的过程如图所示,下列说法正确的是 ()A.1molC(s)和0.5molO2(g)反应生成1molCO(g)放出110.5kJ热量B.1molCO2(g)生成1molC(s)和1molO2(g)放出393.5kJ热量C.1molC(s)与0.5molO2(g)的总能量小于1molCO(g)的能量D.等量的碳燃烧C(s)CO2(g)过程比C(s)CO(g)CO2(g)过程释放的能量多[答案]A[解析]由题图可知,C(s)+O2(g)与CO(g)+12O2(g)的能量差为393.5kJ-283kJ=110.5kJ,能量由高到低,是放热反应,A正确;1molC(s)与1molO2(g)反应生成1molCO2(g)放出热量393.5kJ,则1molCO2(g)生成1molC(s)和1molO2(g)吸收393.5kJ热量,B错误;由题图可知,1molC(s)与0.5molO2二.非选择题12．化学反应：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示______________________、_____________，反应________(填“吸收”或“放出”)能量。(2)反应过程中断裂的化学键为________________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为________；形成的化学键为________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为________。(3)E2＝________或________(用A、C或E1、E3表示)。[解析](1)A、C分别表示1molN2(g)和3molH2(g)(反应物)的总能量、2molNH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1molN≡N和3molH—H，吸收能量为E1；形成的化学键为6molN—H，放出能量为E3。[答案](1)1molN2(g)和3molH2(g)的总能量2molNH3(g)的总能量放出(2)1molN≡N和3molH—H吸收E16molN—H放出E3(3)A－CE3－E113．(素养题)(1)20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9kJ的热量。①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。②石墨和金刚石相比，________能量高，________更稳定。③推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧，______放出的热量多。[解析](1)根据题中图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。(2)1mol石墨转化为金刚石，该反应吸收1.9kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。[答案](1)放热大于(2)①是②金刚石石墨③金刚石14.2020年9月7日,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将高分十一号02星送入预定轨道。N2H4、NH3等均可用作火箭推进剂。请回答下列问题:(1)某种运载火箭的推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,一定量的N2H4(l)和H2O2(l)完全反应生成氮气和1mol气态水的过程中的能量变化如图所示。①该反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。

②写出N2H4中含有的共价键类型:。

③若该反应过程中N2H4中有8mol极性键发生断裂,则能量变化为。

(2)已知下列数据:物质NH3H2ON2O2断裂1mol化学键所需能量/kJ391463942496则68g氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为kJ。

答案(1)①放热②极性键、非极性键③放热1283.2kJ(2)1260解析(1)①由题图可知反应物的能量高于生成物的能量,为放热反应;②N2H4中含有N—N键、H—N键两种化学键,前者为非极性共价键,后者为极性共价键;③由已知可得:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)放出热量641.6kJ,1molN2H4中有4mol极性键,若该反应过程中N2H4中有8mol极性键发生断裂,则有2molN2H4参与反应,放出的热量为1283.2kJ。(2)氨气完全燃烧生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),则68g氨气即4mol氨气完全反应生成2molN2(g)和6molH2O(g)放出的热量为(12×463+2×942-12×391-3×496)kJ=1260kJ。15.为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示三套实验装置:(1)上述3套装置中,不能证明“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是。

(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是,说明该反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是;

②若M溶于水后观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”);

③若M溶于水后观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,则M可能是。

(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①:选择上述装置(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验;

方法②:取适量超氧化钾粉末用脱