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6-1-1化學(xué)反應(yīng)與熱能A組——夯實(shí)基礎(chǔ)·輕松學(xué)考1.下列變化過程中一定不存在化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的是()A.燒制陶瓷 B.冰融化成水C.糧食釀酒 D.使用火藥答案B解析燒制陶瓷是化學(xué)變化,該反應(yīng)過程是吸熱反應(yīng),有化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,A項(xiàng)不符合題意;冰融化是物質(zhì)狀態(tài)的改變,只有熱量變化,沒有化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,B項(xiàng)符合題意;糧食釀酒是放熱反應(yīng),是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,C項(xiàng)不符合題意;火藥爆炸放出熱量,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,D項(xiàng)不符合題意。2.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴隨能量的轉(zhuǎn)化,其最根本的原因是()A.化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成B.化學(xué)反應(yīng)中舊的化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量,新的化學(xué)鍵的形成需要放出能量C.化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生D.能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一答案B解析斷裂舊鍵時(shí),需要吸收一定的能量來克服原子(或離子)間的作用力,形成新鍵時(shí),又要釋放一定的能量,并且吸收和釋放的能量不相等,所以化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化。3.CH4在O2中燃燒生成CO2和氣態(tài)H2O的反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),在反應(yīng)過程中()A.核能轉(zhuǎn)化成熱能B.化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能C.生成物的總能量等于反應(yīng)物的總能量D.生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量答案B解析CH4在O2中燃燒生成CO2和氣態(tài)H2O的反應(yīng)為放熱反應(yīng),在放熱反應(yīng)過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,B項(xiàng)正確。4.下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是()A.氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合B.氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合攪拌C.乙醇燃燒D.鋅與稀硫酸的反應(yīng)答案B解析生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,說明此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),B項(xiàng)正確;燃燒是放熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;鋅與稀硫酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下列能正確表示氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫過程中能量變化的示意圖是()答案B解析氫氣與氯氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,反應(yīng)物斷鍵先吸收能量,能量增大,然后形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量,能量降低。6.下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()A.化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著大量的能量B.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí),將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來C.物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能,為人類所利用D.吸熱反應(yīng)沒有利用價(jià)值答案D解析任何反應(yīng)都有有利和不利的一面,如C+CO2eq\o(=,\s\up10(高溫))2CO是吸熱反應(yīng),在鋼鐵冶煉中可以利用該反應(yīng)獲得更多的還原劑CO,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.有專家指出,如果對(duì)燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合,那么,不僅可以消除對(duì)大氣的污染,還可以節(jié)約燃料,緩解能源危機(jī)。觀察下圖所示,判斷在此構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽能最終轉(zhuǎn)化為()A.化學(xué)能 B.電能C.生物質(zhì)能 D.熱能答案D解析根據(jù)題給信息及圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知利用太陽能使CO2、H2O、N2等重新組合,由圖知這些物質(zhì)組合成可燃物,可燃物燃燒可轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物并放出熱量,燃燒產(chǎn)物又利用太陽能轉(zhuǎn)化為燃料,如此循環(huán),可判斷出太陽能最終轉(zhuǎn)化為熱能,故選D項(xiàng)。8.在一定條件下A與B反應(yīng)可生成C和D,其能量變化如下圖:(1)若E1>E2,反應(yīng)體系的總能量________(填“升高”或“降低”),為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)若E1<E2,反應(yīng)體系的總能量________(填“升高”或“降低”),為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。答案(1)降低放熱(2)升高吸熱解析當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)后體系的能量降低;當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)后體系的能量升高。9.在一個(gè)小燒杯里加入20gBa(OH)2·8H2O晶體,將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的木片上。然后加入10gNH4Cl晶體,并用玻璃棒迅速攪拌。(1)實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用是_________________________________。(2)有關(guān)化學(xué)方程式是____________________________________,該反應(yīng)屬于________反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型)。(3)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有________________________________、________________________________________和反應(yīng)混合物呈糊狀。反應(yīng)呈糊狀的原因是________________________________________。(4)通過________現(xiàn)象,說明該反應(yīng)為________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng),這是由于反應(yīng)物的總能量________(填“高”或“低”)于生成物的總能量。答案(1)攪拌,使混合物充分接觸并起反應(yīng)(2)Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O復(fù)分解(3)木片上結(jié)冰而與小燒杯粘在一起產(chǎn)生少許刺激性氣味氣體反應(yīng)發(fā)生時(shí)有水生成(4)結(jié)冰(黏結(jié))吸低解析固+固反應(yīng),為提高反應(yīng)速率,增大反應(yīng)物接觸面積常采用研磨、攪拌等方法。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)。該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),由于晶體中含有水分,產(chǎn)物應(yīng)為糊狀。結(jié)冰也反映出了該反應(yīng)中生成物總能量大于反應(yīng)物總能量。10.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。試回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是________________________。(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________________。(4)說明CaO、H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系:________________________________________________________________________。(5)若該實(shí)驗(yàn)中CaO換成NaCl,實(shí)驗(yàn)還能否觀察到相同現(xiàn)象?________(填“能”或“否”)。答案(1)檢查裝置的氣密性(2)U形管液面左低右高(3)CaO+H2O=Ca(OH)2(4)1molCaO和1molH2O所具有的總能量高于1molCa(OH)2的總能量(5)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)前要檢查裝置氣密性。(2)由于氧化鈣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)時(shí)試管內(nèi)溫度升高,氣體壓強(qiáng)增大,導(dǎo)致U形管內(nèi)紅墨水或品紅溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+H2O=Ca(OH)2。(4)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1molCaO和1molH2O的總能量大于1molCa(OH)2的總能量。(5)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。B組——提升能力·直擊等級(jí)11.(多選)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A.2SO2+O2=2SO3ΔH=-196.6kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1D.C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=393.5kJ·mol-1答案BC解析未注明物質(zhì)狀態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B、C兩項(xiàng)正確;C(s)+O2(g)=CO2(g)是放熱反應(yīng),ΔH<0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=131.3kJ·mol-1表示()A.碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量B.1mol碳和1mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w和氫氣,并吸熱131.3kJD.1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.3kJ答案C解析熱化學(xué)方程式的含義是1mol固態(tài)碳與1mol水蒸氣完全反應(yīng)生成CO和H2時(shí),吸收131.3kJ的熱量。13.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ):物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根據(jù)表中的數(shù)據(jù)回答下列問題:(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。A.H2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________。A.HCl B.HBrC.HI(3)X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí),放出或吸收的熱量最多的是________(填化學(xué)式)。(4)若無表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(3)嗎?你的依據(jù)是什么?______________________________________________________________________________________________________________________答案(1)A(2)A(3)Cl2(4)能,元素的非金屬性越強(qiáng),則生成的氫化物越穩(wěn)定,越易反應(yīng),放出的能量越多解析(1)(2)破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越大,則物質(zhì)越穩(wěn)定,所具有的能量越低。(3)以氯元素為例計(jì)算,斷開1molCl—Cl鍵和H—H鍵需吸收能量:243kJ+436kJ=679kJ,而形成2molHCl放出的能量為2×432kJ=864kJ,所以在Cl2+H2=2HCl反應(yīng)中放出864kJ-679kJ=185kJ的能量,同理可計(jì)算在Br2+H2=2HBr,I2+H2=2HI反應(yīng)中分別放出103kJ、9kJ的熱量,所以Cl2與H2反應(yīng)時(shí),放出的熱量最多。(4)Cl2、Br2、I2屬于同主族元素的單質(zhì),非金屬性:Cl>Br>I,所以穩(wěn)定性:HI<HBr<HCl,故Cl2反應(yīng)時(shí)放出熱量最多。14.(1)20世紀(jì)30年代,兩位科學(xué)家提出了化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)理論:化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的,而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個(gè)高能量的過渡態(tài)。如圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,說明這個(gè)反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),NO2和CO的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的總能量。(2)已知在高溫、高壓、催化劑作用下,1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,吸收1.9kJ的熱量。①該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)。②石墨和金剛石相比,所包含的能量________,金剛石和石墨更穩(wěn)定的是________。③推測石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒,________放出的熱量多。答案(1)放熱大于(2)①是②低石墨③金剛石解析(1)根據(jù)圖可知,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,反應(yīng)放熱;(2)1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收1.9kJ的熱量,屬于吸熱反應(yīng),金剛石的能量高,石墨的能量低,故石墨更穩(wěn)定,石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒時(shí)金剛石放出的熱量多。15.火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí)即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵?,并放出大量的熱。已知?.4mol液態(tài)肼與足量的雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵猓⒎懦?56.65kJ的熱量。(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________。(2)又已知:H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是________。(3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH=-641.625kJ·mol-1(2)408.8kJ(3)燃料反應(yīng)后的生成物是水和氮?dú)?,不?duì)環(huán)境造成污染解析(1)當(dāng)有1mol液態(tài)肼和雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí),放出的熱量為256.65kJ×1mol÷0.4mol=641.625kJ,所以,ΔH=-641.625kJ·mol-1,熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH=-641.625kJ·mol-1。(2)16g液態(tài)肼為0.5mol,當(dāng)反應(yīng)后生成的水為液態(tài)時(shí),放出的總熱量為641.625kJ÷2+44kJ×2≈408.8kJ。(3)燃料反應(yīng)后的生成物是水和氮?dú)?,不?duì)環(huán)境造成污染。16.(1)已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。若向三份等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液中分別加入醋酸、濃硫酸、稀硝酸至恰好完全反應(yīng),并將上述過程中放出的熱量分別記為Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。則三者由小到大的關(guān)系___________________(用Q1、Q2、Q3表示)。(2)如圖所示A為泡沫塑料板,上面有兩個(gè)小孔,分別插入溫度計(jì)和玻璃攪拌器,兩個(gè)小孔不能開得過大,其目的是__________________;若實(shí)驗(yàn)中不加蓋泡沫塑料板,則求得的中和熱數(shù)值________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)實(shí)驗(yàn)室用50mL0.50mol·L-1鹽酸、50mL0.55mol·L-1NaOH溶液利用圖中裝置進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn)。假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm3,又知中和后生
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