高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第1课时巩固练习

第1课时　化学反应与热能

课后·训练提升

合格考过关检验

1.已知反应X+YM+N为放热反应,下列有关说法正确的是(　　)。

A.X的能量一定高于M的能量

B.Y的能量一定高于N的能量

C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D.因该反应为放热反应,所以一定不必加热就可以发生

答案C

解析反应X+YM+N为放热反应,说明X和Y的总能量高于M和N的总能量,C项正确;X的能量不一定高于M的能量,Y的能量也不一定高于N的能量;放热反应有时也需要加热才能发生。

2.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。下列说法正确的是(　　)。

A.NH4HCO3与盐酸的反应是放热反应

B.该反应中,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.每消耗0.1 mol NH4HCO3放出2.24 L CO2

答案B

解析醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量,即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应,A错误;因反应为吸热反应,即吸收的热量转化为产物内部的能量,B正确;因反应为吸热反应,则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量,C错误;没有明确反应状态,不能计算二氧化碳的体积,D错误。

3.石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是(　　)。

①石墨不如金刚石稳定　②金刚石不如石墨稳定　③等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多　④等质量的石墨和金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多

A.①② B.②③ C.①④ D.③④

答案B

解析由石墨完全转化为金刚石时吸热,说明等质量的石墨的能量比等质量的金刚石的能量低,石墨比金刚石更稳定;等质量的石墨和金刚石完全燃烧时,消耗氧气的量相同,生成同样多的二氧化碳,由于金刚石的能量高,所以金刚石燃烧后放出的能量要多。

4.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量:N≡N为942 kJ、OO为498 kJ、N—N为154 kJ,则断裂1 mol N—H所需的能量是(　　)。

A.194 kJ B.391.5 kJ

C.516 kJ D.658 kJ

答案B

解析利用图示可知,1mol肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1mol肼和1mol氧气断键变为原子时要断裂1molN—N、4molN—H、1molOO,所以1×154kJ+4×E(N—H)+1×498kJ=2218kJ,解得断裂1molN—H所需的能量为391.5kJ。

5.(1)等质量的下列物质分别完全燃烧,放出热量较多的是　　　　。 

A.硫蒸气 B.硫固体

(2)已知:通常条件下,酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水放出的热量为中和热。稀溶液中1 mol H2SO4与NaOH恰好反应时放出Q kJ热量,则中和热为　　　 kJ·mol-1。 

答案(1)A　(2)

解析(1)硫固体变为硫蒸气需要吸收热量,所以等质量的硫蒸气燃烧放出的热量较多。(2)稀溶液中,1molH2SO4与NaOH完全反应生成2mol水,中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,所以中和热为kJ·mol-1。

6.某同学做如下实验,以检验反应中的能量变化。

(a)

(b)

(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是　　　热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是　　　热反应。 

(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该　　　　(填“低于”或“高于”)生成物的总能量。 

答案(1)放　吸　(2)2Al+6H+2Al3++3H2↑　(3)低于

解析(1)反应后(a)中温度升高,(b)中温度降低,说明(a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应。

(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑。

(3)(b)中反应为吸热反应,其反应物的总能量低于生成物的总能量。

等级考素养提升

1.下列信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 (　　)。

答案A

解析稀硫酸与Zn反应生成H2,容器内气体压强增大,使针筒活塞向右移动,所以活塞向右移动不能说明该反应放热;反应物总能量大于生成物总能量,则反应放热;反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明气体受热膨胀,证明反应放热;温度计的水银柱不断上升,说明温度升高,证明反应放热。

2.已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出热量X kJ。已知1 mol单质碳完全燃烧放出热量Y kJ,则1 mol C与O2反应生成CO的能量变化为(　　)。

A.放出热量Y kJ

B.放出热量(5X-0.5Y) kJ

C.放出热量(10X-Y) kJ

D.吸收热量(10X-Y) kJ

答案B

解析碳在氧气中燃烧,氧气不足发生反应:2C+O22CO;氧气足量发生反应:C+O2CO2。3.6g碳的物质的量为n(C)==0.3mol,6.4g氧气的物质的量为n(O2)==0.2mol,n(C)∶n(O2)=3∶2,介于2∶1与1∶1之间,所以上述反应都发生。假设生成的CO为xmol,CO2为ymol,根据碳元素原子守恒有x+y=0.3,根据氧元素原子守恒有x+2y=0.2×2,解得x=0.2,y=0.1。1mol单质碳完全燃烧放出的热量为YkJ,所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×YkJ·mol-1=0.1YkJ,所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ。由于碳燃烧为放热反应,故1molC与O2反应生成CO的能量变化为放出热量=(5X-0.5Y)kJ,选项B正确。

3.NF3是一种温室气体,其储存能量的能力比CO2强,如表所示是断开几种化学键所需的能量:

下列说法中正确的是(　　)。

A.过程N2(g)→2N(g)放出能量

B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量

C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)为吸热反应

D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应

答案B

解析反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)中断开旧键吸收能量为946.0kJ+154.8kJ·mol-1×3mol=1410.4kJ,形成新键时放出能量为283.0kJ·mol-1×6mol=1698kJ,即该反应为放热反应,C错误;化学反应过程中必有化学键的断裂与形成,D错误。

4.已知H2(g)+O2(g)H2O(g)。如图是1 mol H2燃烧过程中的能量变化示意图。

请回答下列问题。

(1)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 

(2)氢气在氧气中燃烧,破坏1 mol H—H吸收Q1 kJ的能量,破坏1 mol OO吸收Q2 kJ的能量,形成1 mol H—O释放Q3 kJ的能量,则下列关系式正确的是　　　　。 

A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3

C.Q1+Q2<Q3

D.2Q1+Q2=4Q3

答案(1)放热　(2)B

解析(2)氢气在氧气中燃烧的反应为2H2(g)+O2(g)2H2O(g),反应释放能量。在该反应中破坏2molH—H、1molOO,形成4molH—O,所以2Q1+Q2<4Q3。