高中化学第六章化学反应与能量第一节第1课时化学反应与热能课后练习含解析新人教版必修第二册

高中化学第六章化学反应与能量第一节第1课时化学反应与热能课后练习含解析新人教版必修第二册

第1课时　化学反应与热能 ‎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 解析某些物理变化也能释放能量,如白炽灯工作时发光、发热等。‎ ‎2.下列变化中属于吸热反应的是(　　)‎ ‎①液态水汽化　②将胆矾加热变成白色粉末　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.只有①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④‎ 答案D 解析放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤,吸热反应为②④,液态水汽化是吸热过程,浓硫酸稀释是放热过程,二者均为物理变化。‎ ‎3.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,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,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。‎ ‎4.中国新一代运载火箭“长征七号”,已于2016年6月25日首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供,有关燃料燃烧过程中的变化,下列说法不正确的是(　　)‎ A.所有的燃烧过程均是放热的 B.需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的 C.所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂 D.燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量 答案B 解析燃烧都是放热反应,与是否需要点燃无关。对于放热反应,产物的总能量一定小于反应物的总能量;燃烧是化学变化,一定会发生旧化学键的断裂和新化学键的形成。‎ ‎5.下列说法正确的是(　　)‎ - 6 -‎ A.铁与硫在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应 B.含等物质的量溶质的HNO3、H2SO4溶液分别与少量NaOH溶液反应释放的热量相等 C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应 D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应 答案B 解析A项,Fe与S虽然需在加热条件下才能反应,但该反应是放热反应。B项,虽然HNO3、H2SO4的物质的量相等时,H2SO4溶液中H+的物质的量大于HNO3,但由于NaOH是少量的,所以两种酸溶液中H+均未完全反应,所以两个反应放出的热量相等。C项,分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C(碳)的反应就是吸热反应。D项,与N2反应的物质不同,反应的能量变化也不同,所以不能根据合成氨的反应来类推其他与N2相关的反应。‎ ‎6.下列有关能量转换的说法错误的是(　　)‎ A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程 B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程 D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程 答案C 解析煤燃烧是化学能转化为热能的过程,A项正确;化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程,C项错误;植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,D项正确。‎ ‎7.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)。 ‎ 答案(1)1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总能量 ‎2 mol NH3(g)的总能量　放出 ‎(2)1 mol N≡N键和3 mol H—H键　吸收　E1‎ ‎6 mol N—H键　放出　E3‎ ‎(3)A-C　E3-E1‎ 解析(1)A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(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1 mol N≡N键和3 mol H—H键,吸收能量为E1;形成的化学键为6 mol N—H键,放出能量为E3。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.下列反应一定属于放热反应的是(　　)‎ - 6 -‎ A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应 B.能量变化如图所示的反应 C.化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应 D.不需要加热就能发生的反应 答案C 解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应;生成物的总能量比反应物的总能量多的反应为吸热反应;化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应;不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应,也可能为放热反应。‎ ‎2.已知H+ClHCl并放出a kJ的热量,下列叙述中正确的是(　　)‎ A.HCl分子内每个原子都达到了8电子稳定结构 B.HCl分子的能量比H、Cl原子的能量之和低 C.1 mol HCl断键成1 mol H、1 mol Cl要释放出a kJ热量 D.氢原子和氯原子靠电子得失形成共价键 答案B 解析A中H原子核外达到2电子稳定结构。C中断裂化学键要吸收能量。D中氢原子和氯原子是靠共用电子对形成共价键。‎ ‎3.一种环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O23CO2+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.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O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 解析本题考查了化学反应中的能量变化。火炬燃烧时化学能转化为热能和光能,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。‎ ‎4.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12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是(　　)‎ ‎①石墨不如金刚石稳定　②金刚石不如石墨稳定 ‎③等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多　④等质量的石墨和金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多 A.①② B.②③ C.①④ D.③④‎ 答案B 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。‎ - 6 -‎ ‎5.已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ,且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收能量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为(　　)‎ A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ 答案C 解析设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。首先写出化学方程式2H2+O22H2O,然后分析反应过程可知,2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2 mol H—H键、1 mol OO键,吸收的能量为(2x+496) kJ;生成2 mol H2O形成4 mol H—O键,放出的能量为4×463 kJ=1 852 kJ,依据能量守恒定律可知,反应放出的能量484 kJ=1 852 kJ-(2x+496) kJ,即可求出x=436。‎ ‎6.已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H键:436 kJ,I—I键:151 kJ,H—I键:299 kJ,下列对H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是(　　)‎ A.放热反应 B.吸热反应 C.氧化还原反应 D.可逆反应 答案B 解析依题意,断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ+151 kJ=587 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2=598 kJ,因为598 kJ>587 kJ,所以该反应的正反应是放热反应;根据化学方程式可知,该反应是可逆反应,也是氧化还原反应。‎ ‎7.如图所示,把盛有3 mL饱和氯化钠溶液的试管小心地放入盛有碳酸饮料(温度为20 ℃)的烧杯中,然后用胶头滴管向试管中滴加1 mL浓硫酸。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)实验过程中观察到的现象是　　　　　　　　,产生这种现象的原因是　   　。 ‎ ‎(2)试管内断裂的化学键的类型是　　　　　　,形成的化学键的类型是　　　　　。 ‎ ‎(3)写出烧杯中有关反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)烧杯中产生大量气泡,小试管中有晶体析出　浓硫酸具有吸水性,浓硫酸加入饱和NaCl溶液中,会吸收溶液中的水,饱和NaCl溶液中的溶剂水减少,溶液中有晶体析出;浓硫酸溶于水会放出大量的热,使烧杯中碳酸饮料的温度升高,碳酸分解产生二氧化碳而产生大量的气泡 ‎(2)共价键　离子键 ‎(3)H2CO3H2O+CO2↑‎ 解析(2)浓硫酸溶解于水,断裂H2SO4中的共价键;氯化钠溶液中析出晶体,形成NaCl中的离子键。(3)烧杯中碳酸分解产生二氧化碳。‎ ‎8.化学反应可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能:P—P键为198 kJ·mol-1,P—O键为360 kJ·mol-1,OO键为498 kJ·mol-1。则P4(白 - 6 -‎ 磷)+3O2P4O6的反应是　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,生成1 mol P4O6　　　　　　的热量为　。 ‎ 答案放热　放出　1 638 kJ 解析对于反应P4(白磷)+3O2P4O6,断开旧化学键吸收的能量为198×6 kJ+3×498 kJ=2 682 kJ,形成新化学键放出的能量为12×360 kJ=4 320 kJ,故该反应为放热反应,生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ-2 682 kJ=1 638 kJ。‎ 贴近生活·拓展创新 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的三套实验装置:‎ ‎(1)上述三个装置中,不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是　　　　　(填装置序号)。 ‎ ‎(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),在甲试管中加入适量Ba(OH)2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(反应在丙试管中进行)。‎ ‎①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若观察到烧杯中产生气泡,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”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③若观察到烧杯中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验证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　　　　　　　　　(填装置序号)进行实验; ‎ 方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应是　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 ‎ 答案(1)Ⅲ　(2)左端液面降低,右端液面升高　放热 ‎(3)①有气泡产生,反应完毕后,冷却至室温,烧杯中的导管内形成一段水柱　②可能是放热反应　某些物质(如NaOH固体)溶于水放热,但不是放热反应 ‎③硝酸铵(或其他合理答案)‎ ‎(4)Ⅰ(或Ⅱ)　放热 解析(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置Ⅲ只是一个使铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置,不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。‎ - 6 -‎ ‎(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应,中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中气体受热膨胀,导致U形管左端液面降低,右端液面升高。‎ ‎(3)①若M为钠,钠与水反应生成NaOH和H2,该反应是放热反应,放出的热量使大试管中温度升高,气压增大,所以右边烧杯中有气泡产生;冷却后大试管中温度降低,气压减小,右边烧杯中的导管内会形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量。有热量放出的过程不一定属于放热反应,如浓硫酸、NaOH固体溶于水会放出热量,但是不属于放热反应。③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,说明M溶于水后导致大试管中温度降低,压强减小,证明M溶于水吸收热量,溶于水能够吸收热量的物质有NH4NO3等。‎ ‎(4)方法①:选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验,Ⅰ装置右边U形管中左端液面降低,右端液面升高(或装置Ⅱ烧杯内导管口有气泡冒出),证明该反应为放热反应。方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应放出大量热,使脱脂棉燃烧,证明该反应是放热反应。‎ - 6 -‎