人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第1课时一课一练

第六章 化学反应与热能

6.1.1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放热反应的是

A．浓硫酸的稀释 B．与水反应

C．与反应 D．受热分解

【答案】B

【解析】A．浓硫酸的稀释属于放热过程，是物理变化，不是化学反应，A错误；

B．Na与水反应生成NaOH和氢气，既属于氧化还原反应又属于放热反应，B正确；

C．与反应属于吸热反应，且不属于氧化还原反应，C错误；

D．受热分解属于吸热反应，D错误；

答案选B。

2．白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P   198kJ/mol，P—O     360kJ/mol，O=O     498kJ/mol。

根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是

A．释放1638kJ的能量 B．吸收1638kJ的能量

C．释放126kJ的能量 D．吸收126kJ的能量

【答案】A

【解析】拆开反应物的化学键需要吸热能量为198×6+498×3=2682 kJ，形成生成物的化学键释放的能量为360×12=4320kJ，二者之差为释放能量4320kJ-2682 kJ=1638 kJ。

综上所述答案为A。

3．下列物质间的能量变化与如图所示实验的能量变化相符的是

A．灼热的炭与二氧化碳的反应

B．氯化铵与氢氧化钡晶体的反应

C．过氧化氢的分解反应

D．稀盐酸与碳酸氢钠溶液的反应

【答案】C

【解析】A．碳与二氧化碳反应为吸热反应，A错误；

B．氯化铵与氢氧化钡晶体反应为吸热反应，B错误；

C．过氧化氢的分解为放热反应，C正确；

D．稀盐酸与碳酸氢钠溶液为吸热反应，D错误；

答案选C。

4．下列反应中属于吸热反应的是

A．氢氧化钠溶液与稀硫酸混合 B．甲烷燃烧

C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌 D．氧化钙溶于水

【答案】C

【解析】A．酸碱中和反应为放热反应，A不符合题意；

B．燃烧反应为放热反应，B不符合题意；

C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是典型的吸热反应，C符合题意；

D．氧化钙溶于水，放出大量热量，放热反应，D不符合题意；

故选：C。

5．下列反应中，既属于置换反应同时又是吸热反应的是

A．与反应 B．镁与稀硫酸反应

C．高温下氢气与氧化铜的反应 D．铝在中燃烧

【答案】C

【解析】A．该反应是吸热反应，但不是置换反应，A错误；

B．该反应是置换反应，但属于放热反应，B错误；

C．该反应既属于置换反应同时又是吸热反应，C正确；

D．该反应是化合反应，且属于放热反应，D错误；

答案选C。

6．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是

A．A B．B C．C D．D

【答案】C

【解析】A．锌锰干电池是将化学能转化为电能，A不符合题意；

B．燃气燃烧是将化学能转化为热能，B不符合题意；

C．电池充电是将电能转化为化学能，C符合题意；

D．水力发电是将机械能转化为电能，D不符合题意；

故合理选项是C。

7．2021年11月30日下午，“‘光’耀长安‘链’接未来——2021西安市太阳能光伏产业链发展交流会”在广东省深圳市召开。如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想中太阳能最终转化为

A．化学能 B．生物质能 C．热能 D．电能

【答案】C

【解析】由图示可知燃烧产物二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合成甲烷，甲醇，氨气等可燃物，这些可然后燃烧过程又生成二氧化碳、水、氮气等，同时释放热量，可知太阳能最终转化成了热能。故C正确；

故选：C。

8．人类利用化学反应中的热能始于火的发现，下列反应中不属于放热反应的是

A．燃放鞭炮 B．酸碱的中和反应

C．焦炭燃烧 D．CaCO3 受热分解

【答案】D

【解析】A．燃放鞭炮在燃烧过程中放出大量的热，A错误；

B．酸碱的中和反应放出热量，B错误；

C．焦炭燃烧放出热量，C错误；

D．CaCO3 受热分解是一个吸热过程，D正确；

故选D。

9．下列说法中不正确的是

A．化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质

B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因

C．从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量

D．若化学反应吸收能量时，其断键吸收的能量小于成键放出的能量

【答案】D

【解析】A．一个化学反应包括旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质，A正确；

B．旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，故化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确；

C．化学键的断裂吸收能量，化学键的形成放出能量，C正确；

D．一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，若化学反应吸收能量，则其断键吸收的能量大于成键放出的能量，D错误；

选D。

10．下列反应中生成物总能量低于反应物总能量的是

A．水蒸气通过灼热的焦炭

B．石灰石高温煅烧

C．盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应

D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应

【答案】C

【解析】A．水蒸气通过灼热的焦炭，反应产生CO、H2，该反应是吸热反应，则生成物总能量高于反应物总能量，A不符合题意；

B．石灰石高温煅烧反应产生CaO、CO2，该反应是吸热反应，则生成物总能量高于反应物总能量，B不符合题意；

C．盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应是放热反应，则生成物总能量低于反应物总能量，C符合题意；

D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应，产生BaCl2和NH3、H2O，发生反应吸收能量，使周围环境温度降低，因此生成物总能量高于反应物总能量，D不符合题意；

故合理选项是C。

11．下列反应中旧化学键断裂吸收的总能量大于新化学键形成放出总能量的是

A．电解水制取H2和O2 B．甲烷燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．铁与稀盐酸反应

【答案】A

【解析】A．电解水制取H2和O2属于绝大数分解反应，为吸热反应，A正确；

B．甲烷燃烧，属于物质的燃烧，为放热反应，B错误；

C．铝粉与氧化铁粉末反应，属于铝热反应，为放热反应，C错误；

D．铁与稀盐酸反应为放热反应，D错误；

答案选A。

二、填空题

12．已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。

(1)CH4 + 2O2CO2 + 2H2O，1 mol CH4完全反应时，___________(填吸收/放出)___________ kJ能量。

(2)已知N2 + 3H2 2NH3，消耗1 mol N2 时放出92 kJ的热量，则上表中x的数值为 ___________。

(3)如下图为白磷(P4)和P4O6的结构，1mol 白磷完全燃烧，___________(填吸收/放出)___________kJ能量。

【答案】(1)     放出     708

(2)946

(3)     放出     1638

【解析】利用反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算化学反应热。

(1)CH4 + 2O2CO2 + 2H2O，1 mol CH4完全反应时，4×414kJ+2×498 kJ -2×750kJ-4×465 kJ =-708 kJ，放出708 kJ能量；

(2)N2 + 3H2 2NH3，消耗1 mol N2时放出92 kJ的热量， x+3×436 kJ-6×391kJ=-92kJ，x=946；

(3)P4+3O2P4O6，，1mol 白磷完全燃烧放出1638kJ能量。

三、实验题

13．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。

(1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是___________。

(2)B中反应的化学方程式为___________。

(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是(填字母)___________。

(4)高温时，2 NO2(g) 2 NO(g)＋ O2(g)，因此氨气与氧气反应难以生成NO2.根据下列数据计算，当2 mol NO2分解时，反应会___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。

(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。产生红棕色气体的化学方程式是___________，白烟的化学式是___________。

【答案】(1)碱石灰

(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(其他合理答案也可)

(3)A

(4)     吸收     113kJ

(5)     2 NO＋O2=2 NO2     NH4 NO3

【解析】工业生产制备少量硝酸原理：，2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO；试管中发生氨的催化氧化生成NO，第一瓶试剂瓶中NO进一步被氧气氧化生成二氧化氮，第二瓶试剂瓶中二氧化氮与水反应生成硝酸，第三瓶试剂瓶中用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物，防止污染空气；

(1)氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥；

(2)B中是二氧化氮和水反应生成硝酸，其方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；

(3)应为放热反应，放出大量的热，反应物的总能量比生成物的总能量高，700℃时水是气体，故答案为：A；

(4)△H=反应物的键能和-生成物的键能和=931kJ/mol×2-628kJ/mol×2-493kJ/mol=+113kJ/mol，故答案为：吸收；113kJ；

(5)产生红棕色气体是因为一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，化学方程式为：2NO+O2=2NO2；二氧化氮与水反应生成硝酸，氨气和硝酸能反应生成硝酸铵，因而产生白烟，白烟的化学式是NH4NO3，故答案为：2NO+O2=2NO2；NH4NO3。