化學(xué)反應(yīng)與熱能-(精練)(人教版必修第二冊(cè))解析

6.1.1化學(xué)反應(yīng)與熱能【合格性測(cè)試】1.新能源的開發(fā)利用是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。下列屬于新能源的是 ()A.氫氣B.煤炭C.天然氣D.石油【答案】A【解析】根據(jù)能源的分類進(jìn)行分析，煤、石油、天然氣屬于不可再生能源，而太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮堋淠艿葘儆诳稍偕茉?，即新能源，答案選A。2.“能源分類相關(guān)圖”如圖所示，四組選項(xiàng)中全部符合圖中陰影部分的能源是()A.煤炭、石油、潮汐能B.水能、生物能、天然氣C.太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣 D.地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、核能【答案】C【解析】陰影部分三者共有，既是來自太陽(yáng)的能源又屬于可再生能源和新能源；A.煤炭、石油不是新能源和可再生能源，錯(cuò)誤；B.天然氣是化石能源，不屬于可再生能源、新能源，錯(cuò)誤；C.太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣符合三者條件，正確；D.核能不是來自太陽(yáng)的能源，錯(cuò)誤。3.下列變化過程中需要吸收能量的是()A.氫氣球發(fā)生燃燒爆炸B.向污染的河水中投入生石灰C.C.D.【答案】D【解析】H2的燃燒、CaO與水的反應(yīng)、氯原子形成氯分子的過程都放出能量；由氫分子變成氫原子的過程需要斷裂化學(xué)鍵，吸收能量。4.將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知 ()A.NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量少【答案】B【解析】醋酸逐漸凝固，說明NH4HCO3與鹽酸反應(yīng)使醋酸的溫度降低，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量多于生成物中化學(xué)鍵形成放出的熱量，A、D錯(cuò)誤；吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物吸收能量，得到的生成物內(nèi)能增加，B正確；反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，C錯(cuò)誤。5．下列變化中屬于吸熱反應(yīng)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(yīng)生成熟石灰A．①④B．②③C．①④⑤D．②④【答案】D【解析】放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)。放熱反應(yīng)為⑤，吸熱反應(yīng)為②④，液態(tài)水汽化是吸熱過程，濃H2SO4稀釋是放熱過程，二者均為物理變化。6.白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體。某溫度下1mol白磷轉(zhuǎn)化為紅磷放出29.2kJ的熱量，則下列敘述正確的是 ()A.白磷比紅磷穩(wěn)定B.紅磷比白磷穩(wěn)定C.1mol白磷比1mol紅磷含有的總能量低D.紅磷轉(zhuǎn)化為白磷要放熱【答案】B【解析】1mol白磷轉(zhuǎn)化為紅磷放出29.2kJ的熱量，則1mol紅磷含有的總能量低，其比白磷穩(wěn)定，其轉(zhuǎn)化為白磷要吸熱，故選B。7．已知反應(yīng)A＋B=C＋D的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．只有在加熱條件下才能進(jìn)行C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．反應(yīng)中斷開化學(xué)鍵吸收的總能量高于形成化學(xué)鍵放出的總能量【答案】D【解析】根據(jù)圖像可知反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，則反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B.反應(yīng)條件與反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)無關(guān)系，錯(cuò)誤；C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，錯(cuò)誤；D.反應(yīng)吸熱，則反應(yīng)中斷開化學(xué)鍵吸收的總能量高于形成化學(xué)鍵放出的總能量，正確。8.我國(guó)空間站將在2022年前后建成，其可承載試驗(yàn)?zāi)芰Υ蠓岣?，而且長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。為此，需要提前造好飛船，根據(jù)空間站航天員乘組更換要求和貨物運(yùn)輸需求，按需發(fā)射，“有點(diǎn)像航空公司的航班”。航天飛船可用肼(N2H4)作動(dòng)力源。已知1g液態(tài)肼和足量的液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成N2和水蒸氣時(shí)放出20.05kJ熱量，化學(xué)方程式為:N2H4+2H2O2N2↑+4H2O。下列說法中錯(cuò)誤的是()A.該反應(yīng)中肼作還原劑B.此情況下，液態(tài)肼反應(yīng)生成1molN2時(shí)放出的熱量為641.6kJC.肼(N2H4)分子中只存在極性共價(jià)鍵D.該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量【答案】C【解析】由反應(yīng)可知，N2H4中-2價(jià)的氮元素被氧化成N2，N2H4在反應(yīng)中作還原劑，A項(xiàng)正確；生成1molN2需要1molN2H4即32gN2H4，此時(shí)共放熱20.05kJ×32=641.6kJ，B項(xiàng)正確；在N2H4中既存在N—H極性鍵又存在N—N非極性鍵，C項(xiàng)不正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，D項(xiàng)正確。9.將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。這現(xiàn)象說明了()A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.鐵粉和硫粉在常溫下可以發(fā)生反應(yīng)D.硫化亞鐵的總能量高于鐵粉和硫粉的總能量【答案】B【解析】反應(yīng)發(fā)生后停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤，B正確；反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生，常溫下不能進(jìn)行，C錯(cuò)誤；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，D錯(cuò)誤。10.科學(xué)家用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)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(yīng)B.在該過程中，CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程【答案】C【解析】分析圖象知狀態(tài)Ⅰ的能量比狀態(tài)Ⅲ的高，因此是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；從反應(yīng)歷程看反應(yīng)過程中化學(xué)鍵沒有斷裂，B錯(cuò)誤；CO2的結(jié)構(gòu)是O=C=O，含極性共價(jià)鍵，C正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ是CO與O的反應(yīng)，D錯(cuò)誤?！镜燃?jí)性測(cè)試】11．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()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(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，金剛石放出的能量多④等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，石墨放出的能量多A．①②B．②③C．①④D．③④【答案】B【解析】由石墨完全轉(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；同質(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。12.氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中，破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵吸收的能量為Q1kJ，破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵吸收的能量為Q2kJ，形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中，正確的是()A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2<2Q3【答案】D【解析】H2+Cl2==2HCl是放熱反應(yīng)，斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量小于形成新化學(xué)鍵放出的能量，所以2Q3>Q1+Q2。13.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．氫能源已被普遍使用C．氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無開發(fā)利用價(jià)值D．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2具有的總能量【答案】D【解析】水的分解是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氫能源由于受貯存和運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?，還未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用價(jià)值，B、C錯(cuò)誤；2molH2在1molO2中完全燃燒生成2molH2O，并放出大量的熱，D正確。14.根據(jù)下列信息判斷氫氣燃燒生成水時(shí)的熱量變化，其中一定正確的是 ()A.H2O分解為H2與O2時(shí)放出熱量B.生成1molH2O時(shí)吸收熱量245kJC.甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為乙>甲>丙D.氫氣和氧氣的總能量小于水的能量【答案】C【解析】根據(jù)能量變化可知，1molH2與0.5molO2斷鍵時(shí)吸收685kJ能量，而生成1molH2O放出930kJ能量，所以H2燃燒生成H2O的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則H2O的分解是吸熱反應(yīng)，A、B錯(cuò)誤；由斷鍵吸熱，成鍵放熱可知C正確；D項(xiàng)，未指明物質(zhì)的具體量，錯(cuò)誤。15．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同引起的。如圖表示N2(g)與O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化：下列說法中正確的是()A．1molN2(g)與1molO2(g)反應(yīng)放出的能量為180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量C．通常情況下，N2(g)與O2(g)混合能直接生成NO(g)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】A.1molN2(g)與1molO2(g)反應(yīng)吸收的能量為946kJ＋498kJ－2×632kJ＝180kJ，A錯(cuò)誤；B.1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量，B正確；C.在放電條件下，N2(g)與O2(g)混合能直接生成NO(g)，C錯(cuò)誤；D.NO不是酸性氧化物，與NaOH溶液不反應(yīng)，D錯(cuò)誤。16.如圖所示，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和能量變化的說法正確的是 ()A.圖a表示的是吸熱反應(yīng)的能量變化B.圖b中生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定C.圖b可以表示氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)的能量變化D.圖a不需要加熱就一定能發(fā)生，圖b一定需要加熱才能發(fā)生【答案】C【解析】圖a中反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，則表示的是放熱反應(yīng)的能量變化，A錯(cuò)誤；圖b中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，能量越低越穩(wěn)定，則反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；圖b中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，屬于吸熱反應(yīng)，可以表示氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)的能量變化，C正確；反應(yīng)條件與反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)沒有關(guān)系，D錯(cuò)誤。已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是()A．每生成2分子AB(g)吸收bkJ熱量B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ/molC．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．?dāng)嗔?molA—A和1molB—B鍵，放出akJ能量【答案】B【解析】形成化學(xué)鍵放出熱量，每生成2molAB放出bkJ熱量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)焓變＝斷裂化學(xué)鍵吸收熱量－形成化學(xué)鍵所放出熱量，所以焓變?yōu)棣＝＋(a－b)kJ/mol；B項(xiàng)正確；C.反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，依據(jù)能量守恒可知，反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵，吸收akJ能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。18.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的放熱反應(yīng)的觀察裝置。其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:①按圖所示將實(shí)驗(yàn)裝置連接好；②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水(或品紅溶液)，打開T形管活塞，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再關(guān)閉T形管活塞；③在盛有1.0g氧化鈣的小試管里滴入2mL左右的蒸餾水，觀察現(xiàn)象。試回答:(1)實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是什么?(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到什么現(xiàn)象?(3)CaO、H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系如何?(4)若該實(shí)驗(yàn)中CaO換成NaCl，實(shí)驗(yàn)還能否觀察到相同的現(xiàn)象?【答案】(1)檢查裝置的氣密性(2)U形管左端液面下降，右端液面上升(3)CaO和H2O所具有的總能量高于Ca(OH)2所具有的總能量(4)否【解析】(1)由于實(shí)驗(yàn)要通過裝置中氣壓的變化來確定反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)裝置要密封，為了確定裝置是否密封，實(shí)驗(yàn)之前一定要檢查裝置的氣密性。(2)氧化鈣和水的反應(yīng)是放熱的，所以試管內(nèi)溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，將紅墨水(或品紅溶液)往右邊壓，故看到的現(xiàn)象為U形管里的紅墨水(或品紅溶液)會(huì)沿開口端上升。(3)氧化鈣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故CaO和H2O的能量之和大于Ca(OH)2的能量。(4)由于氯化鈉和水不反應(yīng)，混合時(shí)能量變化不明顯，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化不明顯，故看不到相同的現(xiàn)象。19.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)了如圖所示的三套實(shí)驗(yàn)裝置: (1)上述3個(gè)裝置中，不能驗(yàn)證“銅與濃硝酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)”的裝置是________(填裝置序號(hào))。

(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(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)在丙試管中進(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(yīng)”“一定是吸熱反應(yīng)”或“可能是放熱反應(yīng)”)，理由是________________________。

【答案】(1)Ⅲ(2)左端液面降低，右端液面升高放熱(3)①產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，燒杯中的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱②可能是放熱反應(yīng)某些物質(zhì)(如NaOH固體)溶于水放熱，但不是放熱反應(yīng)【解析】(1)裝置Ⅰ可通過U形管中紅墨水液面的變化判斷銅與濃硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；裝置Ⅱ可通過燒杯中是否產(chǎn)生氣泡判斷銅與濃硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；裝置Ⅲ只是一個(gè)銅與濃硝酸反應(yīng)并將生成的氣體用水吸收的裝置，不能驗(yàn)證該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。(2)Ba(OH)2溶液與稀硫酸的反應(yīng)屬于中和反應(yīng)，中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。(3)②NaOH固體、硝酸銨等溶于水時(shí)有熱量的變化，但發(fā)生的是物理變化，不屬于化學(xué)反應(yīng)，故不是放熱或吸熱反應(yīng)。20．如圖所示，把試管放入盛有25℃飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再滴入5mL稀鹽酸?；卮鹣铝袉栴}：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________________