必修第二册 6.1 第1课时 化学反应与热能 同步练习题(含解析)

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6.1 第1课时 化学反应与热能 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 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．①④ B．②③ C．①④⑤ D．②④
2． 反应2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．由于是分解反应，所以该反应吸热
B．途径b改变了反应的能量变化
C．1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量
D．途径a放出的热量多
3． 对于放热反应H2+Cl22HCl，下列说法中正确的是(　　)
A．该反应中，化学能只转变为热能
B．反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C．产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D．断开1 mol H H键和1 mol Cl Cl键所吸收的总能量大于形成2 mol H Cl键所放出的能量
4． 在太空中发现迄今已知最大钻石直径4000千米。已知C(石墨)C(金刚石)，在该反应过程中其能量变化如图所示，有关该反应的描述正确的是(　　)
A．该反应为放出热量的反应
B．等物质的量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同
C．该反应为氧化还原反应
D．石墨比金刚石稳定
5． 冬天用煤炉取暖时要预防发生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了以下反应：CO2+C2CO，试分析下列有关叙述中不正确的是(　　)
A．C在O2充足时，发生的反应主要是放热反应
B．煤燃烧时吹入的氧气越多越好
C．CO2+C2CO这一反应属于吸热反应
D．煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量
6． 将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(　　)
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．NH4HCO3和盐酸反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．NH4HCO3只含有共价键
7． 下列关于能量变化的说法正确的是(　　)
A．冰融化成水放出热量
B．金属与酸反应吸收能量
C．生成物的总能量一定低于反应物的总能量
D．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
8． 下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．灼热的碳与CO2的反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．铝片与稀盐酸的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
9． C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料，它们每1 mol分别完全燃烧时，放出的热量依次为1366.8 kJ、890.3 kJ、2219.9 kJ、393.5 kJ。相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最少的是(　　)
A．C2H5OH B．CH4 C．C3H8 D．C
10．下列关于能量变化的说法，正确的是(　　)
A．将等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O3(s)放出热量相同
B．2Na+ 2H2O2NaOH+H2↑，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量
C．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
D．有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化
11．下列图示变化表示吸热反应的是(　　)
12．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 O==O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
13．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(　　)
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
14．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示的意图如下：
下列说法中正确的是(　　)
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
15．环境保护是目前人类面临的一项重大课题。为应对燃料使用造成的环境污染，科学家提出了利用太阳能促进燃料循环使用的构想，其构想可用下图表示：
其中过程Ⅰ的主要反应为①2CO22CO+O2，②2H2O2H2↑+O2↑，③2N2+6H2O 4NH3+3O2，④2CO2+4H2O2CH3OH+3O2，⑤CO2+2H2OCH4+2O2。
下列说法中不正确的是(　　)
A．过程Ⅱ中发生的反应均为放热反应
B．太阳能最终主要转化为热能
C．经过上述一个循环后放出O2
D．要实现上述循环，当前需要解决的关键问题是过程Ⅰ
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(12分 )物质爆炸都伴随着能量变化，请回答下列问题：
(1)氯酸钾、火药及磷等组成的混合物极易爆炸。由于KClO3受热分解释放出O2，引发白磷(P4，固体)的燃烧而导致火药爆炸。31 g P4完全燃烧生成五氧化二磷固体释放出a kJ热量。下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A．KClO3的分解过程中只有共价键断裂没有共价键生成
B．火药爆炸会使周围空气体积迅速膨胀
C．若白磷完全燃烧释放出8a kJ热量，则需要标准状况下的O2体积为224 L
D．易燃易爆物应远离火源
(2)天然气已经成为我国主要的民用清洁能源，但天然气与空气混合达到一定比例后遇明火会发生爆炸，所以安全使用天然气，防止发生爆炸是极为重要的。已知天然气的主要成分甲烷燃烧时的能量变化如图所示。
请回答下列问题：
①下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A．天然气属于清洁能源，所以它属于新能源
B．甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能
C．标准状况下44.8 L甲烷完全燃烧时有8 mol共价键断裂
D．用天然气做饭时，为使甲烷充分燃烧，通入的空气越多越好
②CH4(g)完全燃烧时生成18 g气态水放出的热量是　　　　kJ。
③若家庭做饭需64160 kJ热量，假设天然气(按CH4算)的热效率为80%，则需要天然气(按CH4算)的质量为　　　　g。
17．(14分)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生 化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1 mol氢气和1 mol 碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中，是将________转化为________。
(3)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是 ________。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的炭
⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
18．(16分)为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是________。
(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)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，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(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是___________________________。
②若观察到烧杯里产生气泡，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若观察到烧杯里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证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O===4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择上述装置________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)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，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________反应。
1．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H2SO4稀释是放热过程，二者均为物理变化。
2．答案：C
解析：由图可知，2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)为放热反应，A项错误；途径b、a的能量变化相同，B、D项均错误；C项，2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)为放热反应，则1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量，正确。
3．答案：B
解析：该反应中化学能不只转变为热能，还转化为光能，A错误；B. 该反应是放热反应，根据能量守恒定律知，反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量，B正确；C. 该反应是放热反应，根据能量守恒定律知，反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量，C错误；D. 该反应是放热反应，断开1 mol H H键和1 mol Cl Cl键所吸收的总能量小于形成2 mol H Cl键所放出的能量，D错误。答案选B。
4．答案：D
解析：由图可知，金刚石的能量高于石墨，故C(石墨)C(金刚石)为吸收热量的反应，故A错误；由图可知，1 mol石墨的能量低于1 mol金刚石的能量，二者在O2中完全燃烧都只生成CO2，因此释放的热量不相同，故B错误；C(石墨)C(金刚石)，碳元素的化合价在反应前后都是0，没有化合价的变化，则不属于氧化还原反应，故C错误；由图可知，石墨的能量低，石墨稳定，故D正确。
5．答案：B
解析：氧气过多时会带走一部分热量，故B项错误。
6．答案：B
解析：反应过程中醋酸逐渐凝固，说明HCl和NH4HCO3反应过程中温度降低，则该反应是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，据此解答。A．醋酸逐渐凝固，说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；B．该反应为吸热反应，即吸收的热量转化为产物内部的能量，B正确；C．因反应为吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；D．NH4HCO3属于离子化合物，含有离子键，另外还含有共价键，D错误。答案选B。
7．答案：D
解析：A.冰融化成水需要吸收热量，故A错误；B.金属与酸反应放出能量，故B错误； C.有放热反应也有吸热反应，所以生成物的总能量不一定低于反应物的总能量，故C错误；D.化学反应的过程，就是旧键断裂和新键形成的过程，断键和成键会吸收和释放能量，所以任何化学反应都有能量变化，就是化学键的断裂和形成导致的，所以D选项是正确的。答案选D。
8．答案：A
解析：灼热的碳与CO2的反应生成CO，属于氧化还原反应，也是吸热反应，A正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应生成BaCl2、NH3和H2O，属于非氧化还原反应，B错误；铝片与稀盐酸的反应放热，C错误；甲烷在氧气中的燃烧反应放热，D错误。
9．答案：A
解析：1 mol分别完全燃烧时的热量为Q，Q/M越小时，相同质量的燃料，完全燃烧时放出热量越少，以此来解答。C2H5OH、CH4、C3H8、C各1 mol分别完全燃烧时，放出的热量依次为1366.8 kJ、890.3 kJ、2219.9 kJ、393.5 kJ，则1366.8÷46=29.71、890.6÷16=55.66、2219.9÷44=50.45、393.5÷12=32.79中，只有29.71最小，可知相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最少的是C2H5OH，放出热量最多的是甲烷。答案选A。
10．答案：C
解析：A、等质量的红磷和白磷具有的能量不同，根据盖斯定律，将等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O3(s)放出热量不相同，故A错误；B、2Na+ 2H2O2NaOH+H2↑，该反应是放热反应，该反应生成物的总能量低于反应物的总能量，故B错误；C、放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故C正确；D、氯化钠熔化，离子键断裂，没有新物质产生，有化学键断裂的是吸热过程，不一定发生了化学变化，故D错误；故选C。
11．答案：A
解析：A中反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应；B中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应。C中浓硫酸溶于水放热不是化学变化；D中活泼金属(如Zn)与酸的反应为放热反应。
12．答案：C
解析：设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。首先写出化学反应方程式2H2+O22H2O，然后分析过程，2H—H+O==O2H—O—H，由过程可知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 O==O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，依据能量守恒定律放出能量484 kJ=1 852 kJ (2x+496)kJ，即可求出x=436。
13．答案：C
解析：根据能量变化可知，1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。
14．答案：C
解析：A．由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；B．由图可知不存在CO的断键过程，故B错误；C．CO与O在催化剂表面形成CO2，CO2含有极性共价键，故C正确；D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，而不是与氧气反应，故D错误；故答案为C。
15．答案：C
解析：过程Ⅱ中发生的反应为燃烧反应，均为放热反应，A项正确；太阳能最终主要转化为热能，B项正确；经过一个循环后不会产生新物质，C项错误；要实现题述循环，当前需要解决的关键问题是过程Ⅰ，即如何利用太阳能，D项正确。
16．答案： (1)A (2)①C　②401　③1 600
用天然气做饭时，通入的空气要适量，只要能使CH4充分燃烧即可，若通入空气过多，空气会带走部分热能，热效率将降低。②由图中数据可知1 mol CH4(g)完全燃烧生成2 mol气态水时放出的热量为(882 80) kJ=802 kJ，则生成1 mol气态水时放出的热量为401 kJ。③设需要CH4的物质的量为x，则64 160 kJ=80%×x×802 kJ·mol 1，解得x=100 mol，则所需CH4的质量为100 mol×16 g·mol 1=1 600 g。
17．答案：(1)放热　(2)放出　11　化学能　热能 (3)①②③⑤⑦　④⑥
解析：(1)由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应。(2)H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I 需要吸收436 kJ＋151 kJ＝587 kJ热量，生成2 mol HI放出2×299 kJ＝598 kJ热量，所以1 mol 氢气和1 mol碘反应生成HI放出11 kJ的热量；在化学反应过程中，将化学能转化为热能。(3)应熟悉常见的吸热反应和放热反应：中和反应、燃料的燃烧、有氧参与的氧化还原反应、多数化合反应等属于放热反应；多数分解反应(H2O2分解除外)、二氧化碳通过炽热的炭、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应等属于吸热反应。
18．答案：(1)Ⅲ (2)左端液柱降低，右端液柱升高 放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱
②可能是放热反应　某些物质(如浓硫酸)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还是吸热；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放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应。(2)氢氧化钡与稀硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。(3)浓硫酸、硝酸铵溶于水有热效应，但不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。
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