化学第一节 化学反应与能量变化第1课时练习题

这是一份化学第一节 化学反应与能量变化第1课时练习题，共18页。试卷主要包含了下列事实描述不正确的是，甲烷燃烧反应能提供能量是因为，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
第1课时 化学反应与热能
基础过关练
题组一 吸热反应与放热反应
1.(2021北京西城高一期中)下列关于化学反应与能量变化的说法中,不正确的是( 易错 )
A.化学反应必然伴随着能量变化
B.Na与H2O的反应属于放热反应
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应
D.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
2.生活中每时每刻都发生着各种化学反应,下列反应不一定属于放热反应的是( )
A.H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应
B.燃烧反应
C.复分解反应
D.中和反应
3.(2021北京师大附中高一期中)下列事实描述不正确的是( )
A.高温煅烧石灰石的反应中,反应物总能量高于生成物总能量
B.中和反应中,反应物总能量高于生成物总能量
C.镁条和盐酸反应时,溶液温度上升
D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应是吸热反应
4.(2020北京二中通州校区期末)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
A.图1:温度计的水银柱不断上升
B.图2:反应物总能量大于生成物总能量
C.图3:反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.图4:反应开始后,针筒活塞向右移动
题组二 从微观角度认识化学反应中能量变化的原因
5.甲烷燃烧反应能提供能量是因为( )
A.甲烷的能量高
B.生成物分子形成化学键释放能量
C.破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量
D.破坏反应物分子化学键所吸收的能量大于形成生成物分子化学键所释放的能量
6.反应H2+Cl22HCl的总能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.过程1释放能量
B.过程2吸收能量
C.该反应是放热反应
D.过程1的能量变化大于过程2
7.(2020江西南昌实验中学高一开学考试)分析下面化学键键能数据,判断下列分子中受热时最不稳定的是(深度解析)
A.氢气 B.氟化氢
C.溴化氢 D.碘化氢
题组三 从宏观角度认识化学反应中能量变化的原因
8.(2021山东济宁高一期中)下列说法正确的是( )
A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,且均表现为吸热或放热
B.能量守恒定律说明,放热反应必须从外界吸收能量后才能发生
C.石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,说明金刚石比石墨稳定
D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
9.(2020陕西西安高二期中)对于放热反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(l),下列说法正确的是( )
A.产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B.反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C.反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D.反应物H2和O2比产物H2O稳定
10.(2020河南开封高一月考)已知反应A+B C+D的能量变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.A的能量一定低于C的能量,B的能量一定低于D的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热,反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量一定小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.A和B的总能量一定低于C和D的总能量
11.(2021山东济南一中高一期中)如图表示化学反应过程中的能量变化,据图判断下列说法中合理的是( )
A.CaO、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图1
B.500 mL 2.0 ml·L-1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 ml·L-1 Ba(OH)2溶液的反应符合图2
C.发生图1能量变化的任何反应,一定不需要加热即可发生
D.500 mL 2.0 ml·L-1盐酸和500 mL 2.0 ml·L-1 NaOH溶液的反应符合图1
题组四 热能的利用及能源
12.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
D.2 ml H2O(l)具有的总能量低于2 ml H2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量
13.(2020北京西城高一期末)现代社会生活离不开能量。
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面的 (填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水
B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl
(3)天然气的主要成分是甲烷,甲烷的燃烧是 (填“放热”或“吸热”)反应,其能量变化可用如图中的 (填字母)表示。
14.在一个小烧杯里加入约20 g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10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式: 。
(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 。
(4)“结冰”现象说明该反应断开旧化学键 (填“吸收”或“放出”)的能量 (填“>”或“ 放出
解析 (1)氯化铵和氢氧化钡晶体反应生成氯化钡、氨气和水。
(2)Ba(OH)2·8H2O和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应,搅拌可使混合物充分接触并发生反应。
(3)氢氧化钡晶体和氯化铵的反应是吸热反应,可以根据用手触摸烧杯外壁,烧杯外壁变凉,或用温度计测混合物的温度,温度计示数下降,或玻璃片上的水结冰,或烧杯和底部的玻璃片粘在一起等现象来证明。
(4)“结冰”现象说明该反应是一个吸热反应,则反应物的总能量小于生成物的总能量,旧键断裂吸收的总能量大于新键形成释放的总能量。
能力提升练
1.C 图中A→B的过程,为吸热过程,A项错误;生成物总能量小于反应物总能量,该反应为放热反应,B项错误;该反应为放热反应,则断裂1 ml NO2和1 ml CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 ml NO和1 ml CO2的化学键所释放的能量总和,C项正确;该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,D项错误。
2.B 断键吸收的总能量为946 kJ·ml-1+498 kJ·ml-1=1 444 kJ·ml-1,成键释放的能量为2×632 kJ·ml-1=1 264 kJ·ml-1,断键吸收能量更多,所以为吸热反应,A错误;成键释放能量,据图可知2 ml氮原子结合生成N2(g)时需要放出946 kJ能量,B正确;化学键断裂时吸收能量,C错误;NO为不成盐氧化性,不与NaOH溶液反应,D错误。
3.A 由题图可知,C(s)+O2(g)与CO(g)+12O2(g)的能量差为393.5 kJ-283 kJ=110.5 kJ,能量由高到低,是放热反应,A正确;1 ml C(s)与1 ml O2(g)反应生成1 ml CO2(g)放出热量393.5 kJ,则1 ml CO2(g)生成1 ml C(s)和1 ml O2(g)吸收393.5 kJ热量,B错误;由题图可知,1 ml C(s)与0.5 ml O2(g)的总能量大于1 ml CO(g)的能量,C错误;反应放出的能量与过程无关,只与反应物和生成物的总能量有关,则等质量的碳燃烧后放热一样多,D错误。
4.B 设断开1 ml 键需吸收的能量为x,根据反应放出的能量=形成新键放出的能量-断开旧键吸收的能量,代入数据:92.4 kJ=6×391 kJ-3×436 kJ-x,解得x=945.6 kJ。
5.C CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和,设CO中碳氧键的键能为x,结合表中提供的化学键的键能,则x+2×436 kJ·ml-1-(3×413 kJ·ml-1+358 kJ·ml-1+463 kJ·ml-1)=-116 kJ·ml-1,解得x=1 072 kJ·ml-1,故选C。
易错警示
从化学键的角度看能量变化时,首先要明确物质内部的化学键的数目。物质中化学键的数目计算错误,就会导致错误的计算结果。
6.答案 (1)①放热 ②极性键、非极性键 ③放热1 283.2 kJ
(2)1 260
解析 (1)①由题图可知反应物的能量高于生成物的能量,为放热反应;②N2H4中含有N—N键、H—N键两种化学键,前者为非极性共价键,后者为极性共价键;③由已知可得:N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g)放出热量641.6 kJ,1 ml N2H4中有4 ml极性键,若该反应过程中N2H4中有8 ml极性键发生断裂,则有2 ml N2H4参与反应,放出的热量为1 283.2 kJ。
(2)氨气完全燃烧生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g),则68 g氨气即4 ml氨气完全反应生成2 ml N2(g)和6 ml H2O(g)放出的热量为(12×463+2×942-12×391-3×496)kJ=1 260 kJ。
7.A “氢油”便于储存和运输,说明它比较稳定,A错误;氢气燃烧生成水,水分解又生成氢气,故氢能源属于可再生能源,B正确;常温常压下可以将氢气“融入”“储油”中便于储存和运输,该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破,C正确;液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题,有利于氢能的广泛应用,有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级,D正确。
8.B 使用催化剂不能改变反应放出的热量,A错误;在②→③过程中,存在H—H键、键的断裂,形成N原子和H原子,B正确;NH3中含有N—H键,为极性键,C错误;合成氨为放热反应,则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量,D错误。
9.答案 (1)①2H2+O22H2O ②C+O2CO2
③CH4+2O2CO2+2H2O ④C2H6O+3O22CO2+3H2O
⑤C8H18+252O28CO2+9H2O 辛烷>乙醇>甲烷>碳>氢气
(2)氢气
(3)甲烷
(4)①H2:286 kJ×12=143 kJ ②C:393.5 kJ×112≈32.8 kJ
③CH4:890 kJ×116≈55.6 kJ ④C2H6O:1 366 kJ×146≈29.7 kJ
⑤C8H18:5 500 kJ×1114≈48.2 kJ
解析 (1)氢气燃烧生成水,煤燃烧主要生成二氧化碳,甲烷、乙醇和辛烷完全燃烧均生成二氧化碳和水,据此书写化学方程式,结合表中给出的数据判断相同物质的量的燃料燃烧时放出的热量大小。(2)氢气燃烧产物只有水,无污染,最环保。(3)含碳燃料中,甲烷是气体,燃烧时与氧气接触面积大,且表中四种含碳燃料物质的量相同时,甲烷的耗氧量最小,因此燃烧时产生污染物最少的是甲烷。(4)根据1 ml各燃料燃烧放出的热量,结合各燃料主要成分的摩尔质量,可计算1 g燃料燃烧时放出的热量。
10.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水柱 ②可能是放热反应 ③NH4NO3(答案合理即可)
(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反应还是吸热反应;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是放热反应还是吸热反应;装置Ⅲ不能证明铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应。
(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应,中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中气体受热膨胀,导致U形管左端液柱降低,右端液柱升高。
(3)①若M为钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,该反应为放热反应,放出的热量使大试管中温度升高,气体压强增大,所以右边烧杯中有气泡产生,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段水柱。②若M溶于水后观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量,由于放热反应一定属于化学变化,而有热量放出的不一定为化学变化,如氢氧化钠溶于水放热,但不是化学反应,所以可能是放热反应。③若M溶于水后观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,说明装置中气体的压强减小,则M可能是硝酸铵,硝酸铵溶于水吸收热量。
(4)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,则说明该反应是放热反应。化学键
H—H
H—F
H—Br
H—I
键能(kJ/ml)
436
565
368
297
化学键
C—H
H—H
C—O
H—O
键能/kJ·ml-1
413
436
358
463
物质
NH3
H2O
N2
O2
断裂1 ml化学键所需能量/kJ
391
463
942
496
燃料
①氢气
②煤的主要成分碳(C)
③天然气的主要成分甲烷
④乙醇
⑤汽油的主要成分之一辛烷(C8H18)
放出热
量/kJ
286
393.5
890
1 366
5 500