高中化學《必修第二冊》課后習題第一節(jié)　第1課時　化學反應與熱能

第六章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化第1課時化學反應與熱能合格考達標練1.下列關于化學反應中能量變化的說法正確的是()A.形成化學鍵的過程是放熱過程B.可逆反應進行的過程中沒有熱量變化C.在常溫下可以發(fā)生的反應一定是放熱反應D.化學反應中能量變化的大小與反應物的質量多少無關答案A解析化學反應過程都伴隨化學鍵的斷裂與形成,故任何化學反應中都有熱量的變化,B錯誤;常溫下發(fā)生的反應不一定是放熱反應,如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應是吸熱反應,C錯誤;化學反應中能量變化的大小與反應物的質量有關,物質變化越多,能量變化越多,D錯誤。2.下列變化中屬于吸熱反應的是()①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變成白色粉末③濃硫酸稀釋④氯酸鉀分解制氧氣⑤生石灰跟水反應生成熟石灰A.只有①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④答案D解析放熱反應和吸熱反應都是化學反應。放熱反應為⑤,吸熱反應為②④,液態(tài)水汽化是吸熱過程,濃硫酸稀釋是放熱過程,二者均為物理變化。3.下列說法正確的是()A.任何化學反應都伴隨著能量的變化B.H2O(g)H2O(l)該過程放出大量的熱,所以該過程是化學變化C.化學反應中能量的變化都表現(xiàn)為熱量的變化D.對于如圖所示的過程,是吸收能量的過程答案A解析任何化學反應都有能量的變化,但有能量變化的過程不一定是化學變化,如物質的三態(tài)變化,雖然存在能量變化,但不是化學變化,A正確,B錯誤;化學反應中能量變化的形式有多種,除熱能外,還有光能、電能等,C錯誤;由圖像知,該過程中反應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錯誤。4.中國新一代運載火箭“長征七號”,已于2016年6月25日首飛。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料來提供,有關燃料燃燒過程中的變化,下列說法不正確的是()A.所有的燃燒過程均是放熱的B.需要點燃才能發(fā)生的燃燒過程是吸熱的C.所有燃料在燃燒過程中均會發(fā)生化學鍵的斷裂D.燃燒后產(chǎn)物的總能量一定小于反應物的總能量答案B解析燃燒都是放熱反應,與是否需要點燃無關。對于放熱反應,產(chǎn)物的總能量一定小于反應物的總能量;燃燒是化學變化,一定會發(fā)生舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。5.下列說法正確的是()A.鐵與硫在加熱條件下才能發(fā)生反應,所以該反應屬于吸熱反應B.含等物質的量溶質的HNO3、H2SO4稀溶液分別與少量NaOH溶液反應釋放的熱量相等C.分解反應都是吸熱反應,化合反應都是放熱反應D.合成氨的反應是放熱反應,所以N2與其他物質的反應也是放熱反應答案B解析A項,Fe與S雖然需在加熱條件下才能反應,但該反應是放熱反應。B項,雖然HNO3、H2SO4的物質的量相等時,H2SO4溶液中H+的物質的量大于HNO3溶液,但由于NaOH是少量的,所以兩種酸溶液中H+均未完全反應,所以兩個反應放出的熱量相等。C項,分解反應不一定是吸熱反應,如H2O2的分解反應就是放熱反應,化合反應也不一定是放熱反應,如CO2與C(碳)的反應就是吸熱反應。D項,與N2反應的物質不同,反應的能量變化也不同,所以不能根據(jù)合成氨的反應來類推其他與N2相關的反應。6.(2021湖南師大附中高一期中)下列實驗現(xiàn)象或圖像信息不能充分說明相應的化學反應是放熱反應的是()選項反應裝置或圖像實驗現(xiàn)象或圖像信息A反應開始后,針筒活塞向右移動B反應物總能量大于生成物總能量C反應開始后,甲處液面低于乙處液面D溫度計的水銀柱上升答案A解析鋅粒與稀硫酸反應生成H2,錐形瓶中氣體增多,壓強增大,針筒活塞向右移動,不能判斷反應是否放出熱量,A符合題意;反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量,則該反應是放熱反應,B不符合題意;集氣瓶中密封空氣,反應開始后,甲處液面低于乙處液面,說明空氣的壓強增大,推測小試管中物質發(fā)生的反應是放熱反應,C不符合題意;稀鹽酸與NaOH溶液反應,溫度計的水銀柱上升,說明該反應是放熱反應,D不符合題意。7.化學反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量變化如圖所示,請回答下列問題:(1)圖中A、C分別表示、,反應(填“吸收”或“放出”)能量。

(2)反應過程中斷裂的化學鍵為,(填“吸收”或“放出”)的能量為;形成的化學鍵為,(填“吸收”或“放出”)的能量為。

(3)E2=或(用A、C或E1、E3表示)。

答案(1)1molN2(g)和3molH2(g)的總能量2molNH3(g)的總能量放出(2)1molN≡N鍵和3molH—H鍵吸收E16molN—H鍵放出E3(3)A-CE3-E1解析(1)A、C分別表示1molN2(g)和3molH2(g)(反應物)的總能量、2molNH3(g)(生成物)的總能量,由于反應物總能量高于生成物總能量,因此反應放出能量。(2)反應過程中斷裂的化學鍵為1molN≡N鍵和3molH—H鍵,吸收能量為E1;形成的化學鍵為6molN—H鍵,放出能量為E3。等級考提升練8.(2021湖北部分重點校聯(lián)考)下列反應過程中能量變化符合如圖所示的是()A.C+CO22COB.Mg+H2SO4MgSO4+H2↑C.CH4+2O2CO2+2H2OD.KOH+HNO3KNO3+H2O答案A解析圖中反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量,則該反應是吸熱反應,C和CO2生成CO的反應是吸熱反應,A符合題意;活潑金屬與酸反應(Mg與H2SO4的反應)、燃燒反應(CH4與O2的反應)及酸堿中和反應(KOH和HNO3的反應)都是放熱反應,B、C、D均不符合題意。9.(2021遼寧實驗中學高一期中)已知斷開1molH—H吸收的能量為436kJ,形成1molH—N放出的能量為391kJ,根據(jù)化學方程式N2+3H22NH3,1molN2完全反應放出的能量為92.4kJ,則斷開1molN≡N需要吸收的能量是()A.431kJ B.945.6kJC.649kJ D.869kJ答案B解析假設斷裂1molN≡N吸收的能量為x,則斷裂1molN2和3molH2中的共價鍵吸收的總能量為436kJ×3+x,形成2molNH3中共價鍵釋放的總能量為391kJ×6=2346kJ,又知消耗1molN2時反應放出92.4kJ的能量,據(jù)此可得:2346kJ-(436kJ×3+x)=92.4kJ,解得x=945.6kJ。10.一種環(huán)保型燃料——丙烷,其燃燒時發(fā)生反應的化學方程式為C3H8+5O23CO2+4H2O。下列說法中不正確的是()A.火炬燃燒時化學能只轉化為熱能B.所有的化學反應都會伴隨著能量變化,有能量變化的物質變化不一定是化學反應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)物對環(huán)境無污染,故丙烷為環(huán)保型燃料答案A解析本題考查了化學反應中的能量變化?；鹁嫒紵龝r化學能轉化為熱能和光能等,A錯;物質發(fā)生化學反應一定伴隨著能量變化,伴隨著能量變化的物質變化卻不一定是化學變化,如物質的“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,放熱反應反應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。11.石墨和金剛石都是碳的單質,石墨在一定條件下可以轉化為金剛石。已知12g石墨完全轉化為金剛石時,要吸收akJ的能量。下列說法中正確的是()①石墨不如金剛石穩(wěn)定②金剛石不如石墨穩(wěn)定③等質量的石墨和金剛石完全燃燒,金剛石放出的能量多④等質量的石墨和金剛石完全燃燒,石墨放出的能量多A.①② B.②③ C.①④ D.③④答案B解析石墨完全轉化為金剛石時吸熱,說明石墨的能量比金剛石低,石墨比金剛石更穩(wěn)定;等質量的石墨和金剛石完全燃燒時,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。12.(2021山東濰坊高一期中)最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下:下列說法正確的是()A.CO和O生成CO2是吸熱反應B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.裝置Ⅱ→狀態(tài)Ⅲ是放熱過程D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程答案C解析由圖可知,狀態(tài)Ⅰ(CO+O)具有的總能量高于狀態(tài)Ⅲ(CO2)具的總能量,則CO和O生成CO2是放熱反應,A錯誤;CO與O結合生成CO2,不涉及CO中共價鍵的斷裂,B錯誤;狀態(tài)Ⅱ→狀態(tài)Ⅲ過程中形成共價鍵,應為放熱過程,C正確;狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ是CO與O反應生成CO2的過程,D錯誤。13.(2021遼寧沈陽聯(lián)合體聯(lián)考)科學家最新發(fā)現(xiàn),通過簡單的化學反應,可以將樹木纖維素轉變成超級儲能裝置,如圖是該反應的微觀示意圖,下列說法錯誤的是()A.該反應過程伴有能量變化B.該反應前后原子的種類、個數(shù)、質量均保持不變C.反應物X的能量低于生成物W的能量D.斷裂反應物(X+Y)中化學鍵吸收能量,形成生成物(Z+W)中化學鍵釋放能量答案C解析圖中涉及反應為C和NH3在高溫、催化劑作用下反應生成N2和CH4,該反應過程有能量變化,A正確;根據(jù)質量守恒定律可知,該反應前后原子的種類、個數(shù)、質量均保持不變,B正確;無法比較X和W的能量高低,C錯誤;化學反應中,斷鍵吸收能量,成鍵釋放能量,D正確。14.如圖所示,把盛有3mL飽和氯化鈉溶液的試管小心地放入盛有碳酸飲料(溫度為20℃)的燒杯中,然后用膠頭滴管向試管中滴加1mL濃硫酸。請回答下列問題:(1)實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是

。

(2)試管內斷裂的化學鍵的類型是,形成的化學鍵的類型是。

(3)寫出燒杯中有關反應的化學方程式:。

答案(1)燒杯中產(chǎn)生大量氣泡,小試管中有晶體析出濃硫酸具有吸水性,濃硫酸加入飽和NaCl溶液中,會吸收溶液中的水,飽和NaCl溶液中的溶劑水減少,溶液中有晶體析出;濃硫酸溶于水會放出大量的熱,使燒杯中碳酸飲料的溫度升高,碳酸分解產(chǎn)生二氧化碳而產(chǎn)生大量的氣泡(2)共價鍵離子鍵(3)H2CO3H2O+CO2↑解析(2)濃硫酸溶解于水,斷裂H2SO4中的共價鍵;氯化鈉溶液中析出晶體,形成NaCl中的離子鍵。(3)燒杯中碳酸分解產(chǎn)生二氧化碳。15.(2021河北邯鄲六校聯(lián)考)(1)金剛石和石墨在燃燒時,若氧氣不足生成一氧化碳,若氧氣充足生成二氧化碳,反應中放出的熱量如圖所示。由上圖可知,等質量的金剛石和石墨完全燃燒,(填“金剛石”或“石墨”)放出的熱量更多,在通常狀況下,(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,1mol石墨完全轉化為金剛石的反應(填“吸收”或“釋放”)kJ熱量,斷開1mol石墨中的化學鍵所吸收的能量(填“大于”或“小于”)斷開1mol金剛石中的化學鍵所吸收的能量。

(2)將V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結果如下圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50)。①該實驗表明此反應是(填“吸收”或“釋放”)能量,通過上圖分析可以得出,做該實驗時,環(huán)境溫度(填“高于”“低于”或“等于”)22℃;

②根據(jù)上圖可以得出,該NaOH溶液的濃度約是。

答案(1)金剛石石墨吸收1.9大于(2)①釋放低于②1.5mol·L-1解析(2)①由圖可知,HCl溶液和NaOH溶液反應過程中溶液溫度升高,說明該反應是放熱反應。加入5mLHCl溶液后體系的溫度為22℃,說明開始反應前環(huán)境溫度低于22℃。②當V1=30時,溶液的溫度達到最高值,說明此時HCl和NaOH溶液恰好完全反應,根據(jù)n(HCl)=n(NaOH)可得,30×10-3L×1.0mol·L-1=20×10-3L×c(NaOH),解得c(NaOH)=1.5mol·L-1。新情境創(chuàng)新練16.為了探究化學能與熱能的轉化,某實驗小組設計了如圖所示的三套實驗裝置:(1)上述三個裝置中,不能驗證“銅與濃硝酸的反應是吸熱反應還是放熱反應”的是(填裝置序號)。

(2)某同學選用裝置Ⅰ進行實驗(實驗前U形管里液面左右相平),在甲試管中加入適量Ba(OH)2溶液與稀硫酸,U形管中可觀察到的現(xiàn)象是,說明該反應屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)為探究固體M溶于水的熱效應,選擇裝置Ⅱ進行實驗(反應在丙試管中進行)。①若M為鈉,則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是。

②若觀察到燒杯中產(chǎn)生氣泡,則說明M溶于水(填“一定是放熱反應”“一定是吸熱反應”或“可能是放熱反應”),理由是。

③若觀察到燒杯中的玻璃管內形成一段水柱,則M可能是。

(4)至少有兩種實驗方法能驗證超氧化鉀與水的反應(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放熱反應還是吸熱反應。方法①:選擇(填裝置序號)進行實驗;

方法②:取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水,片刻后,若觀察到脫脂棉燃燒,則說明該反應是(填“吸熱”或“放熱”)反應。

答案(1)Ⅲ(2)左端液面降低,右端液面升高放熱(3)①有氣泡產(chǎn)生,反應完畢后,冷卻至室溫,燒杯中的導管內形成一段水柱②可能是放熱反應某些物質(如NaOH固