新教材2023年高中化學(xué)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能提能作業(yè)新人教版必修第二冊(cè)

第六章第1節(jié)第1課時(shí)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．“能源分類相關(guān)圖”如圖所示，四組能源選項(xiàng)中全部符合圖中陰影部分的能源是(C)A．煤炭、石油、潮汐能B．水能、生物質(zhì)能、天然氣C．太陽能、風(fēng)能、沼氣D．地?zé)崮?、海洋能、核能解析：A項(xiàng)，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B項(xiàng)，天然氣不是新能源，也不是可再生能源；D項(xiàng)，地?zé)崮苁莵碜缘厍騼?nèi)部的能源，核能不是可再生能源，也不是來自太陽的能源。2．下列反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)且反應(yīng)前后能量變化如圖所示的是(B)A．生石灰溶于水B．在人體組織里葡萄糖轉(zhuǎn)化為CO2和H2OC．高溫條件下炭粉與二氧化碳的反應(yīng)D．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl固體的反應(yīng)解析：根據(jù)圖示可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。A項(xiàng)，生石灰溶于水是放熱反應(yīng)，但是沒有元素化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在人體組織里葡萄糖轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，高溫條件下炭粉與二氧化碳的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，同時(shí)屬于吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl固體的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)，屬于非氧化還原反應(yīng)，同時(shí)是吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤。3．一定條件下，某容器中各微粒在反應(yīng)前后變化的示意圖如下，其中和代表不同元素的原子。關(guān)于此反應(yīng)說法錯(cuò)誤的是(A)A．一定屬于吸熱反應(yīng)B．一定屬于可逆反應(yīng)C．一定屬于氧化還原反應(yīng)D．一定屬于分解反應(yīng)4．反應(yīng)2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)能量變化如圖所示，下列說法正確的是(C)A．由于是分解反應(yīng)，所以該反應(yīng)吸熱B．途徑b改變了反應(yīng)的能量變化C．1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量D．途徑a放出的熱量多解析：由圖可知，2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)為放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；途徑b、a的能量變化相同，B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤；C項(xiàng)，2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)為放熱反應(yīng)，則1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量，正確。5．我國空間站預(yù)計(jì)建成后可承載試驗(yàn)?zāi)芰Υ蠓岣?，而且長期連續(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)方程式如下：N2H4＋2H2O2=N2↑＋4H2O。下列說法中錯(cuò)誤的是(C)A．該反應(yīng)中肼作還原劑B．此情況下，液態(tài)肼燃燒生成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解析：反應(yīng)中N2H4中－2價(jià)N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。二、非選擇題6．某研究性學(xué)習(xí)小組在探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化時(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。在小試管里加入2g新制備的無水硫酸銅，把小試管套在具支試管內(nèi)，在U形管內(nèi)加入少量紅墨水，打開T形管螺旋夾，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再夾緊螺旋夾，把水滴入小試管內(nèi)，使白色的無水硫酸銅完全變成藍(lán)色的五水硫酸銅晶體，可觀察到U形管右側(cè)的液面立即下降，左側(cè)的液面上升。(1)①寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O。②該反應(yīng)是放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。③反應(yīng)中的硫酸銅和水具有的總能量大于(填“大于”或“小于”)五水硫酸銅晶體的總能量。(2)如果U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面后，在小試管內(nèi)先加入Ba(OH)2·8H2O晶體，再加入NH4Cl固體，用玻璃棒不斷攪拌，則可觀察到U形管中的現(xiàn)象為U形管右側(cè)的液面立即上升，左側(cè)的液面下降。解析：(1)①硫酸銅與水反應(yīng)生成五水硫酸銅，反應(yīng)方程式為CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O，②把水滴入小試管內(nèi)，使白色的無水硫酸銅完全變成藍(lán)色的五水硫酸銅晶體，可觀察到U形管右側(cè)的液面立即下降，左側(cè)的液面上升，說明試管中溫度升高，硫酸銅與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)中的硫酸銅和水具有的總能量大于五水硫酸銅晶體的總能量。(2)如果U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面后，在小試管內(nèi)先加入Ba(OH)2·8H2O晶體，再加入NH4Cl固體，用玻璃棒不斷攪拌，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則可觀察到U形管右側(cè)的液面立即上升，左側(cè)的液面下降。能力提升一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．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能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是(AD)A．H2O的分解反應(yīng)是吸熱反應(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的能量2．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。下列分析正確的是(AC)A．將氯氣通入H2O2和NaOH的混合溶液中，發(fā)出紅光，說明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，放出熱量B．1molH2在氯氣中完全燃燒，放出180kJ熱量，則鍵能(E)的關(guān)系為E(H—H)＝180kJ＋2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)C．干燥的碘粉與鋁粉混合無明顯現(xiàn)象，滴上一滴水會(huì)冉冉升起紫色的碘蒸氣，最后得到白色AlI3。說明碘和鋁發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D．精確實(shí)驗(yàn)測得H2O在常溫下也能微弱電離，該過程是放熱過程解析：A項(xiàng)，該現(xiàn)象說明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量；B項(xiàng)，正確的關(guān)系式是E(H—H)＝2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)－180kJ，注意是鍵能和能量的關(guān)系；D項(xiàng)，電離過程有化學(xué)鍵的斷裂，是吸熱的過程。3．下圖分別表示白磷、紅磷燃燒時(shí)的能量變化，下列說法中正確的是(D)A．白磷比紅磷穩(wěn)定B．白磷燃燒產(chǎn)物比紅磷燃燒產(chǎn)物穩(wěn)定C．白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷吸收熱量D．由圖像知4mol紅磷燃燒放出2954kJ的熱量解析：由圖知等質(zhì)量的白磷和紅磷完全燃燒時(shí)釋放的能量白磷比紅磷多，白磷能量高于紅磷，能量越低越穩(wěn)定，所以紅磷穩(wěn)定，白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷放出熱量，故A、C錯(cuò)誤；兩者燃燒產(chǎn)物相同，狀態(tài)相同，所以產(chǎn)物穩(wěn)定性相同，故B錯(cuò)誤；由圖知紅磷燃燒是放熱反應(yīng)，4mol紅磷燃燒放出的熱量為738.5kJ×4＝2954kJ，故D正確。二、非選擇題4．(1)汽車尾氣是城市污染的一種，在汽車尾氣裝置中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢詫?shí)現(xiàn)汽車尾氣的無害治理。如圖是NO和CO反應(yīng)生成CO2和N2過程中的能量變化示意圖，說明這個(gè)反應(yīng)是放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，NO和CO的總能量大于(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和N2的總能量。(2)金剛石和石墨互為同素異形體。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)是(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)。②石墨和金剛石相比，金剛石能量高，石墨更穩(wěn)定。③推測石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒，金剛石放出的熱量多。解析：(1)根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱；(2)1mol石墨可轉(zhuǎn)化為金剛石，該反應(yīng)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。5．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)上述三個(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)”的是Ⅲ(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)象是左端液面降低，右端液面升高，說明該反應(yīng)屬于放熱(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若觀察到燒杯中產(chǎn)生氣泡，則說明M溶于水可能是放熱反應(yīng)(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)”)，理由是某些物質(zhì)(如NaOH固體)溶于水放熱，但不是放熱反應(yīng)。③若觀察到燒杯中的玻璃管內(nèi)形成一段水柱，則M可能是硝酸銨(或其他合理答案)。(4)至少有兩種實(shí)驗(yàn)方法能驗(yàn)證超氧化鉀與水的反應(yīng)(4KO2＋2H2O=4KOH＋3O2↑)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。方法①：選擇Ⅰ(或Ⅱ)(填裝置序號(hào))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；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(yīng)是放熱(填“吸熱”或“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)，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導(dǎo)致U形管左端液面降低，右端液面升高。(3)①若M為鈉，鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量使大試管中氣體溫度升高，氣壓增大，所以右邊燒杯中有氣泡產(chǎn)生；冷卻后大試管中溫度降低，氣壓減小，右邊燒杯中的導(dǎo)管內(nèi)會(huì)形成一段水柱。②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，說明M溶于水放出熱量。有熱量放出的過程不一定屬于放熱反應(yīng)，如濃硫酸、NaOH固體溶于水會(huì)放出熱量，但是不屬于放熱反應(yīng)。③若觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形