第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
一、单选题
1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.镁条与稀盐酸反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应
2.下列过程的能量变化符合下图所示的是( )
A.酸碱中和反应 B.CH4在O2中燃烧
C.NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合搅拌 D.CaO溶于水生成Ca(OH)2
3.已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.2H→H2过程中形成的化学键是共价键
B.相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低
C.2H→H2过程中形成1 mol新化学键放出437.6 kJ的能量
D.1 mol H2离解成2 mol H要放出437.6 kJ热量
4.如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化
C.该反应先发生物质变化后发生能量变化
D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
5.探究物质变化时,人们可以从不同角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断下列叙述中错误的是( )
A.钠原子与氯原子反应生成NaCl后,其结构的稳定性增强,体系的能量降低
B.物质燃烧可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
C.氮分子内部存在着很强的共价键,故通常状况下氮气的化学性质很活泼
D.需要持续加热才能发生的反应一定是吸热反应
6.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化:
下列说法中正确的是( )
A.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
7 . 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
8.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)反应放出的热量为483.6 kJ。有关键能数据如表所示:则水分子中O—H键键能为( )
化学键 H-H O=O
键能/(kJ·mol-1) 436 498
A.463.4 kJ·mol-1 B.926.8 kJ·mol-1 C.221.6 kJ·mol-1 D.413 kJ·mol-1
二、填空题
9.为了研究化学反应A+B===C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。试回答下列问题:
(1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。
(3)该反应的物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。
(4)该反应的反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
10.在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出反应的化学方程式:_____________________________________________________。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_____________________________________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是(答出三个或三个以上原因)________________________________________________________________________________。
(4)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?(答出两种方案)
①第一种方案是________________________________________________________;
②第二种方案是________________________________________________________。
(5)“结冰”现象说明该反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应。即断开旧化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可进行,说明_____________________________________________。
三、选做题
11.某化学反应包括A(g)→B(g)、B(g)→C(g)两步反应,整个反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.1 mol A(g)的总键能大于1 mol C(g)的总键能
C.1 mol C(g)与1 mol A(g)的能量差为(E4-E1+E2-E3)kJ
D.反应A(g)→B(g)一定要加热才能发生
12.(1)在25 ℃、101 kPa的条件下,
请回答下列有关问题:
①由H+H→H2,当生成1 mol H2时,要________(填“吸收”或“放出”)436 kJ的能量;由Cl2→Cl+Cl,当断裂1 mol Cl2中的共价键时,要________(填“吸收”或“放出”) 243 kJ的能量。
②对于反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),测得生成2 mol HCl(g)时,反应过程中放出183 kJ的热量,则断开1 mol H—Cl键所需的能量是________ kJ。
③有两个反应:a.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),b.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是________能转化为________能,相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时,放出的能量________(填“相等”或“不相等”)。
(2)利用反应4HCl+O22Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用,已知:
该反应中,2 mol HCl被氧化时,放出57.8 kJ的热量。
请回答下列有关问题:
①4 mol HCl被氧化时,放出________ kJ的热量。
②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差________ kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
(3)根据图示的能量转化关系判断,生成16 g CH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)________ kJ能量。
第六章 化学反应与能量参考答案
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
一、单选题
1、C 2、 C 3、 D 4、 B 5、C 6、 B 7、B 8、A
二、填空题
9、 (1)放热 (2)高 (3)热能 (4)低
10.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ 使反应物充分混合,迅速发生反应 ①反应物未进行快速搅拌;②玻璃片上滴加的水太多;③氢氧化钡晶体已部分失水;④环境温度太高;⑤试剂用量太少;⑥氢氧化钡晶体未研成粉末 在烧杯内的反应物中插入温度计,反应后温度计的示数下降,说明该反应是吸热反应 用皮肤感受,感觉烧杯外壁很凉,说明该反应为吸热反应 吸收 吸收 > 放出 有的吸热反应不需要加热也可发生
三、选做题
11、 C
解析 A.由图可知,A(g)→B(g)反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,B(g)→C(g)反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;B.由图可知,1 mol A(g)的总能量大于1 mol C(g)的总能量,则A(g)→C(g)为放热反应,则1 mol A(g)的总键能小于1 mol C(g)的总键能,B错误;C.根据图像,1 mol C(g)与1 mol A(g)的能量差为(E4-E1+E2-E3) kJ,C正确;D.反应A(g)→B(g)为吸热反应,但不一定要加热才能发生,D错误。
12、(1)①放出 吸收 ②431 ③化学 热 相等 (2)①115.6 ②31.9 强 (3)放出 45.5
解析 (1)①断裂化学键需要吸收能量,形成化学键需要释放能量。②断裂1 mol H—H键与1 mol Cl—Cl键吸收的能量之和,即436 kJ+243 kJ=679 kJ。设断开1 mol H—Cl所吸收的总能量为E(H—Cl) kJ,则生成2 mol H—Cl所释放的总能量为2×E(H—Cl) kJ,则有2×E(H—Cl) kJ-(436 kJ+243 kJ)=183 kJ,所以E(H—Cl)=431 kJ。③两个反应的能量转化形式主要是化学能转化为热能,一个具体反应释放能量的多少与反应条件无关,而与断开旧化学键和形成新化学键的能量变化有关,所以生成等量的产物所释放的能量相等。(2)①4 mol HCl被氧化时放出的热量为2×57.8 kJ=115.6 kJ。②根据化学方程式和已知数据可得:243 kJ×2+4×E(H—O)-498 kJ-4×E(H—Cl)=115.6 kJ,E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ,化学键断开所需能量越大,键的强度越大,则H2O中的H-O键比HCl中H—Cl键强。(3)根据图示变化可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应属于释放能量的反应,生成1 mol CH3OH(l)放出的能量为510 kJ-419 kJ =91 kJ,16 g CH3OH的物质的量为0.5 mol,故生成16 g CH3OH(l)放出的能量为45.5 kJ。