化学反应中的热——2024-2025学年高一化学苏教版(2019)必修第二册随堂检测
一、单选题
1.下列关于反应能量的说法中正确的是( )
A.化学反应中的能量变化,都表现为热量的变化
B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.已知为放热反应,则反应物总能量<生成物总能量
D.相同条件下,如果1mol氢原子所具有的能量为,1mol氢分子的能量为,则
2.某学生用如图所示装置进行化学反应能量变化情况的研究。当向试管中滴加试剂Y时,看到U形管中液面:甲处下降,乙处上升。关于该反应的下列叙述:①该反应为放热反应;②生成物的总能量比反应物的总能量高;③该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量部分转化为热量而释放出来。其中正确的是( )
A.①②③ B.①③ C.①② D.②③
3.已知分解为和的能量变化如图曲线A所示,若在溶液中加入少量KI,则的分解过程可表示为:①,②,其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应①为吸热反应,反应②为放热反应
B.2mol具有的能量大于2mol和1mol具有的总能量
C.在分解过程中起到催化剂作用
D.从曲线B可以看出,加入KI减少了分解为和的能量变化
4.类比法是常见的研究物质性质的方法之一,可用来预测很多物质的性质,但类比是相对的,必须遵循客观实际,下列说法中正确的是( )
A.通入溶液中没有现象,通入溶液中也无明显现象
B.为直线型分子,因此也为直线型分子
C.Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极,故Mg、Al与氢氧化钠溶液构成的原电池中也是Mg作负极
D.向中加入少量水,伴随放热现象,则向中加入少量水,也伴随放热现象
5.已知是放热反应,下列关于和能量变化示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
6.广东省拥有中国最大的电动汽车充电网络,电动汽车充电桩数量超过整个美国。下列说法不正确的是( )
A.电动汽车的推广有利于改善大气环境
B.电动汽车充电桩提供的电能属于二次能源
C.电动汽车充电过程是将化学能转化为电能的过程
D.与燃油汽车相比,电动汽车对能量的利用率更高
7.下列叙述正确的是( )
A.由图甲可知,
B.图乙表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.图丙表示燃料燃烧反应的能量变化
D.图丁表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
8.向恒容密闭容器中充入和混合气体,分别在不同的温度和催化剂下进行反应: ,保持其他初始实验条件不变,经测得转化率如图所示。温度下两曲线相交,下列说法正确的是( )。
A.A点时反应达到平衡状态
B.C点时
C.相同条件下,催化剂2比催化剂1效率高
D.C点时反应放出热量
9.下列各项与反应热的大小无关的是( )
A.反应物和生成物的状态 B.反应物量的多少
C.反应物的性质 D.反应热的单位
10.NO催化生成的过程由以下三步基元反应构成:
第1步: ;
第2步: ;
第3步:
下列说法正确的是 ( )
A. 第2步是总反应的决速步
B. 三步基元反应都是放热反应
C. 该过程共有两种中间产物
D. 总反应的焓变为
二、填空题
11.在体积为2L的密闭容器中充入,发生反应:,图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时的转化率()与温度(T)的关系。
(1)X点对应状态下,前10min内用表示的化学反应速率为________,延长反应时间的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)X点与Y点对应状态下,的消耗速率更快的是________(填“X点”或“Y点”);温度高于84℃时,两条曲线开始重合的原因为________________________________________。
(3)反应过程中,能量变化趋势如图所示。则为________(填“吸热”或“放热”)反应;下列选项中,符合图中能量变化趋势的是________(填标号)。
A.熟石灰与稀盐酸反应
B.碳酸氢钠与稀盐酸反应
C.金属铝与氧气反应
D.木炭与二氧化碳高温条件下反应
(4)通入水中发生剧烈反应,生成淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为________________________。
12.(1)下列变化属于放热反应的是___________________________(填序号).
a.氢氧化钠固体溶于水 b.氢气与氯气化合
c.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 d.碳酸氢钠与盐酸的反应
e.硝酸铵与水合碳酸钠混合 f.锌与硫酸铜溶液反应
g.过氧化钠与反应
(2)常温下,将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓中组成原电池装置(如图甲),测得原电池的电流强度随时间的变化如图乙所示,反应过程中有红棕色气体产生.
甲 乙 丙
前,原电池的负极是___________(填化学式),后,正极电极反应式为___________.
(3)高温时可发生反应,现向体积为的密闭容器中充入并投入,测得和的物质的量随时间变化如图丙所示.
①内平均速率_______________________
②___________
③只改变下列某一反应条件时,能使上述反应正逆反应速率都加快的是___________(填序号).
a.再投入一定量的 b.向容器中充入氩气
c.升高温度 d.将体积压缩为
e.使用高效催化剂
④对于上述反应,下列叙述正确的是____________________(填序号)
a.a点的速率小于b点速率
b.a、b、c三点中代表达到平衡状态的是b点
c.当时,该反应达到平衡状态
d.当时,该反应达到平衡状态
e.恒温恒容时,混合气体的平均摩尔质量不再改变时,该反应达到平衡状态
13.化学物质在汽车的动力、安全等方面有着极为重要的作用。
(1)汽车尾气中含有NO、CO等污染物。其中NO生成过程的能量变化如图,由该图数据计算可得,该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
①A电极发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。
②B电极反应式为__________________________________________。
(3)电动汽车普遍使用锂离子电池。某锂离子电池反应为。
①当有140 g Li消耗时,电路中转移电子数目为________(用表示阿伏加德罗常数的值)。
②根据①的计算思路,解题思路Li作为电极优于Na的原因是_______________________________。
(4)安全性是汽车发展需要解决的重要问题。汽车受到强烈撞击时,预置在安全气囊内的化学药剂发生反应产生大量气体,气囊迅速弹出。某种产气药剂主要含有,已知在猛烈撞击时分解产生两种单质,并放出大量的热。
①药剂中作为冷却剂,原因是___________________________。
②根据产气药剂的组成,在设计气囊中所运用的化学反应时,需要考虑的角度有________。
A.固体反应物的颜色
B.气体产物的毒性
C.反应的快慢
D.反应的能量变化
三、实验题
14.乙醇()是重要的基本化工原料,可用于制造乙醛、乙烯等。某同学用弹式热量计(结构如图所示)按以下实验步骤来测量的摩尔燃烧焓。
a.用电子天平称量1400.00 g纯水,倒入内筒中;
b.用电子天平称量1.00 g苯甲酸,置于氧弹内的坩埚上,与点火丝保持微小距离;
c.将试样装入氧弹内,用氧气排空气再注满高纯氧气;
d.打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记为初始温度;
e.当纯水温度保持不变时,打开引燃电极,读取并记录内筒最高水温;
f.重复实验4次,所得数据如表:
实验序号 初始温度℃ 最高水温℃
① 25.00 28.01
② 24.50 27.49
③ 25.55 28.55
④ 24.00 28.42
g.用电子天平称量替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒温度改变的平均值为3.30 ℃,
已知:①1 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ热量;
②查阅资料得知常温常压时,的燃烧热。
(1)搅拌器适宜的材质为_________(填标号);氧弹的材质为不锈钢,原因是________(答一点即可);氧弹内注满过量高纯氧气的目的是________。
A.铜 B.银 C.陶瓷 D.玻璃纤维
(2)苯甲酸完全燃烧,弹式热量计内筒升高的温度平均为________℃,该热量绝热套内水温升高1 ℃需要的热量为________kJ。
(3)通过以上实验可换算出完全燃烧放出的热量为________(精确至0.1)kJ,测得的数据与实际值有偏差的可能原因是________(填标号)。
a.点燃乙醇时,引燃电阻丝工作时间比引燃苯甲酸的时间更长
b.乙醇未完全燃烧
c.苯甲酸实际质量大于1 g
d.苯甲酸未完全燃烧
参考答案
1.答案:B
解析:A.化学反应中的能量变化,不是都表现为热量的变化,还可能有其他能量的变化,如光能等,故A错误;
B.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,故B正确;
C.放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量的化学反应,故C错误;
D.分子变成原子需要破坏化学键吸收能量,则,故D错误;
故选B。
2.答案:B
解析:当向试管中加入试剂Y时,看到U形管中液面:甲处下降,乙处上升,说明该反应是放热反应,放出的热使得集气瓶中气体的压强增大而出现该现象,①正确;
在放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,②错误;
该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来,③正确;
故答案选:B。
3.答案: D
解析:A.由图可知,反应D生成物能量大于反应物为吸热反应,反应生成物能量低3反应物为放热反应,A 正确;
B.过氧化氢分解生成水和氧气总反应为放热反应,故具有的能量大于和具有的总能量,B 正确;
C.反应中碘离子被消耗又生成,在分解过程中起到催化剂作用,C正确;
D.催化剂反应前后性质、质量不变,但可以参与化学反应,D 错误;
故选 D。
4.答案:B
解析:
5.答案:B
解析:为放热反应,则反应物的能量大于生成物的能量,排除C和D选项;同种物质,气体的能量比液体的能量高,B正确。
6.答案:C
解析:A.电动汽车的推广有利于改善大气环境,A正确;
B.电能属于二次能源,B正确;
C.电动汽车充电过程是将电能转化为化学能的过程,C错误;
D.与燃料直接燃烧相比,电池转化电能的能量利用率更高,D正确;
故选C。
7.答案:B
解析:A.由图甲可知,反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,热化学方程式为,故A错误;
B.图乙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,吸热反应的反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,故B正确;
C.图丙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,而燃料燃烧时释放能量,故C错误;
D.图丁中反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,所以图丁应是表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,故D错误;
故答案为:B。
8.答案:B
解析:若A点达到平衡,该反应为放热反应.升高温度,B点平衡转化率会下降,但B点转化率反而升高,所以A点时反应一定未达到平衡,A错误;
同理,C点也未达到平衡,反应正向移动,所以,B正确;
温度低于时,催化剂1的效率高,温度高于时.催化剂2的效率高.因此温度不同时,催化剂的效率不同,C错误;
C点时转化率为20%,放出的热量为,D错误。
9.答案:D
解析:4、反应物和生成物的状态,例如同一个化学反应,成液态水或水蒸气,反应热肯定不一样,故A错误;B、反应物量的多少,例如氢气与氧气反应生成水的化学反应中,氢气和氧气反应的量不同,反应放热不同,故B错误;C、反应物性质,例如锌和浓硫酸,锌和稀硫酸反应的反应热肯定不一样,反应热和物质的聚集状态有关:和物质的性质有关,故C错误;D、反应热的单位和反应物以及生成物间没有联系这不会影响反应热大小,故D正确。故选:D。
10.答案:C
解析:A.活化能越低,反应速率越快,第1步的活化能最高,反应速率最慢,总反应速率主要由第1步反应速率决定,故A错误;
B.由图可知,第1步反应是吸热反应,第2步和第3步反应均为放热反应,故B错误;
C.反应的中间体有和O,共有两种,故C正确;
D.总反应,由盖斯定律:第一步反应+第二步反应+第三步反应计算反应的,故D错误;
故选C。
11.答案:(1)0.0025;增大
(2)Y点;温度较低时,反应速率较慢,10min内无法达到平衡状态,随着温度升高,反应速率逐渐加快,10min可以达到平衡状态,故两条曲线开始重合
(3)吸热;BD
(4)
解析:
12.答案:(1)bfg
(2);
(3)①
②1.0
③cde
④cde
解析:(1)a是放热的物理过程而不是化学变化,c、d、e是吸热的化学变化,所以放热反应为b、f、g.
(2)铝片、铜片插入浓中,铝片更活泼,作负极,反应一段时间后铝片钝化,铜片作负极,电流方向反转,正极电极反应式为
(3)①
②b点时,由三段式
知,得
③a.投入固体,不能改变反应速率;b.恒温恒容时,充入惰性气体,反应体系各物质的浓度并未改变,故不变;c.升温,故都增大,d.缩小体积,反应物生成物浓度均增大,故都增大;e.对于可逆反应,催化剂既可催化正反应,也可催化逆反应,故都增大.综上所述,正确答案为cde.
④a.随反应正向进行,逐渐减小,所以a点点;b点时反应仍向正向进行,此时b点.综上所述,a点的应大于b点,a错误.
b.a、b、c三点中只有c点物质的量浓度不随时间而变,故平衡点应该只有c点,b错误.
c.通过图象计算,当时,反应己达平衡,c正确.
e.生成物和物质的量恒为和的平均摩尔质量恒为,而反应物的摩尔质量为.当反应未达平衡时,三种气体平均摩尔质量会发生改变,若气体平均摩尔质量不变,则反应一定达到平衡,e正确.综上所述,正确答案为c、d、e.
13.答案:(1)吸热
(2)①氧化②
(3)①②单位质量的Li提供的电子比Na多
(4)①碳酸氢钠分解吸收热量 ②BCD
解析:
14.答案:(1)CD;热传导的速率快;确保可燃物完全燃烧
(2)3.00;8.8
(3)1335.8;bc
解析:(1)搅拌器适宜的材质为导热性能差的陶瓷和玻璃纤维,故选CD;氧弹的材质为不锈钢,原因是热传导的速率快;氧弹内注满过量高纯氧气的目的是确保可燃物完全燃烧。
(2)实验①温差为,实验②温差为,实验③温差为,实验④温差为,实验④数据误差较大应该舍去,苯甲酸完全燃烧,弹式热量计内筒升高的温度平均为,1 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ热量,则该热量绝热套内水温升高1 ℃需要的热量为。
(3)用电子天平称量替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒温度改变的平均值为3.30 ℃,放出的热量为,可换算出完全燃烧放出的热量为,测得的数据与实际相比偏低;
a.点燃乙醇时,引燃电阻丝工作时间比引燃苯甲酸的时间更长,测得数据偏大,故A不选;
b.乙醇未完全燃烧,会导致测得数据偏低,故B选;
c.苯甲酸实际质量大于1 g会导致测得水温升高1 ℃需要的热量偏小,导致测得燃烧放出的热量偏小,故C选;
d.苯甲酸未完全燃烧会导致测得水温升高1 ℃需要的热量偏大,导致测得燃烧放出的热量偏大,故D不选;
故选bc。