苏教版 (2019)必修 第二册专题6 化学反应与能量变化第二单元 化学反应中的热巩固练习
展开6.2.1放热反应与吸热反应同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列属于吸热反应的是
A.氧化钙与水反应 B.铁丝在氧气中燃烧
C.NaOH溶液与盐酸反应 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
2.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气、,化学反应原理是,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.转变成的过程是一个吸收能量的过程
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.形成键吸收能量
D.断开键放出能量
3.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向蛋白质溶液中加入醋酸铅溶液,产生白色沉淀
蛋白质发生了盐析
B
将数滴0.1mol·L-1 MgSO4溶液滴入2mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,再滴加0.1mol·L-1 CuSO4溶液,出现蓝色沉淀
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
C
室温下,向0.1mol·L-1 HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
D
向淀粉溶液中加适量的20% H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝
淀粉未水解
A.A B.B C.C D.D
4.下列反应属于吸热反应的是
A.甲烷燃烧 B.铝热反应
C.酸碱中和反应 D.碳酸钙分解
5.某反应过程能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.反应过程b有催化剂参与化学反应
B.该反应为放热反应,热效应等于ΔH
C.使用催化剂,可以提高活化分子百分数
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2
6.下列生产活动或生活中涉及的化学反应不属于放热反应的是
A.燃放爆竹
B.石灰石分解
C.利用铝热反应焊接钢轨
D.牛奶变质
A.A B.B C.C D.D
7.下列过程中能量变化与图象不相符的是
选项
A
B
C
D
反应
NaOH和盐酸反应
Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl反应
Cl2和H2反应
Na和水反应
图象
A.A B.B C.C D.D
8.某反应是放热反应,下列图示中能正确表示反应物与生成物总能量相对大小的是
A. B.
C. D.
9.某化学反应的反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应必须在加热条件下才能进行
B.该反应过程中,反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量
C.甲烷燃烧过程中的能量变化与图中趋势一致
D.该反应为放热反应
10.2022年5月10日,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在文昌航天发射场点火发射,顺利完成天舟四号与空间站核心舱后向对接。该运载火箭采用了新型液氧煤油发动机和液氧液氢发动机。下列有关说法正确的是
A.煤油属于无机物 B.液氧可作还原剂
C.煤油燃烧产物只生成水 D.液氢燃烧时放出大量热
二、填空题
11.磷元素有多种性质不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。25 ℃,101 kPa下,31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量,根据以上事实回答下列问题:
(1)红磷转化为白磷属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧,放出热量较多的是 (填“白磷”或“红磷”,下同)。
(3)31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是 ,二者更稳定的是 。
12.Ⅰ.现有如下两个反应:
A.
B.
(1)上述反应属于放热反应的是 (填“A”或“B”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①在甲乙两个烧杯中,甲铜极上发生 反应(填“氧化”或“还原”),乙在 表面产生气泡(填“”或“”)。
②能构成原电池的是 装置(填“甲”或“乙”),其中负极为 电极(填“”或“”)。
③两个装置中均被腐蚀,若转移电子,理论上片质量减轻 g。
(3)在进行上述实验时发现甲放出气泡的速率较快,为了加快乙的反应速率,可采用的措施有 (写出一种即可)。
II.一定条件下,在密闭容器中充入一定量的和发生反应:,各物质的浓度变化如图所示。
(4)内,平均反应速率为 。
(5)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A. B.密闭容器内气体总质量保持不变
C.各物质的浓度保持不变 D.消耗的同时生成
13.20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)图一是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1 ,E2 (填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热是否有影响? ,原因是 。
(2)图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题:
① P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式 。
② P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1molPCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1molPCl5(g)的△H2关系是:△H2 △H1(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
14.化学反应过程伴随有热量的变化。
(1)下列反应中属于吸热反应的有 。
①燃烧木炭取暖 ②C与H2O(g)反应制取水煤气 ③煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰④氯化铵晶体和Ba(OH)2·8H2O混合搅拌 ⑤食物因氧化而腐败
(2)一定条件下,由稳定单质反应生成1 mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。
①非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系为 。
②硫化氢发生分解反应的热化学方程式为 。
(3)利用CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如下表:
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/mol)
436
a
348
413
①已知2CH4(g) = C2H4(g) + 2H2(g) ΔH= +167 kJ/mol,则a= 。
②已知5C2H4(g)+12MnO(aq)+36H+(aq)=12Mn2+ (aq)+10CO2(g)+28H2O(l) ΔH= —m kJ·mol-1,当放出的热量为n kJ时,该反应转移的电子数为 。(用含m、n的代数式表示)
③ 制备合成气反应历程分两步,步骤 Ⅰ:CH4(g)C(ads) +2H2(g);步骤Ⅱ:C(ads) + CO2(g)2CO(g)。上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:
E4 – E1表示步骤①正反应的 ,决定制备合成气反应速率的是 (填“步骤 Ⅰ”或“步骤Ⅱ”);该反应可在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
15.(1)写出葡萄糖的结构简式: 。
(2)已知一定条件下,石墨可以转化为金刚石,其能量变化如图所示,则石墨和金刚石相比,较稳定的是 。
(3)下列反应中,属于吸热反应的是 (填序号)。
①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥Ba(OH)2·8H2O粉末和NH4Cl粉末反应 ⑦十水合碳酸钠(Na2CO3·10H2O)与硝酸铵的反应
(4)可逆反应 X(s)+3Y(g)2Z(g) +Q(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是 。
A.v(X)=0 25 mol/(L·s) B.v(Y)=3.6 mol/(L·min)
C. v(Q)=0.1 mol/(L·s) D.v(Z)=0.3 mol/(L·s)
16.硫元素与铁可以形成多种硫化物,其中FeS和最为常见,而FeS又是你最不陌生的,其样品如下图所示。
将铁粉与硫粉混合均匀加热,即可生成FeS。但你所不知的是:细粉级的FeS在50℃以上便可自燃,纵然是极其小心地储存,也会被氧气缓慢完全氧化,其中的Fe被氧化为+3价,同时有淡黄色晶体生成。
(1)由此信息推断的结论错误的是
A.上述铁粉与硫粉的反应是放热反应
B.细粉级的FeS被氧气缓慢时,可生成和S
C.等量的铁在Cl2中燃烧时,转移的电子数多
D.在50℃以上FeS自燃,有硫生成
E.FeS与硝酸反应,生成
(2)在低温冷冻下,向溶液中滴加少量溶液,得到黑色固体,则此反应的离子方程式为 。将投入稀盐酸中溶解,有臭鸡蛋气味气体产生。此反应的产物除外,还有 和 (填写化学式)。
17.Ⅰ、工业上制硫酸的主要反应之一为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中能量的变化如图所示。
(1)由图可知该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)向反应体系中加入催化剂后,图中E1 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),E3 。
Ⅱ、如图所示,把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中,试回答下列问题:
(3)写出试管内反应的离子方程式 ;
(4)实验中观察到石灰水中的现象:Ⅰ镁片溶解、Ⅱ镁片上产生大量气泡、Ⅲ ,产生上述现象Ⅲ的原因是 。
(5)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
18.化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一。某同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化。
请回答下列问题:
(1)实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是 热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 热反应。反应过程 (填“①”或“②”)的能量变化可用下图表示。
(2)①中发生反应的离子方程式是 ;在该反应中,作为还原剂的物质是 (填化学式)。
19.依据化学能与热能的相关知识回答下列问题:
Ⅰ.共价键的键能是指形成1mol某种共价键的过程中所放出的能量或断裂1mol某种共价键的过程中所吸收的能量。显然共价键的键能越大,该共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。如H—H键的键能是436kJ·mol-1,是指使1molH2分子变成2molH原子需要吸收436kJ能量。
(1)已知H—O键的键能为463kJ·mol-1,下列叙述正确的是 (填标号,下同)。
A.每形成1molH—O键吸收463kJ能量
B.每形成1molH—O键放出463kJ能量
C.每断裂1molH—O键吸收463kJ能量
D.每断裂1molH—O键放出463kJ能量
(2)已知键能:H—H键为436kJ·mol-1;H—F键为565kJ·mol-1;H—Cl键为431kJ·mol-1;H—Br键为366kJ·mol-1,则下列分子受热时最稳定的是 。
A.HF B.HCl C.HBr D.H2
Ⅱ.已知化学反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)的能量变化如图所示,回答下列问题:
(3)1molN2H4(g)和1molO2(g)生成2molN原子、4molH原子、2molO原子的过程中 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(4)1molN2H4(g)和1molO2(g)生成1molN2(g)和2molH2O(g)的反应中 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
Ⅲ.已知A、B、C、D均为气体,其能量变化如图:
(5)若E1>E2,则该反应为 (填“放热反应”或“吸热反应”)。
(6)下列有关反应A+B=C+D的说法正确的是 (填标号)。
A.反应前后原子的种类和数目一定不变
B.该反应若有热量变化,则一定是氧化还原反应
C.若该反应为放热反应,则不需要加热该反应就一定能进行
D.反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
20.完成下列问题。
(1)已知H2与N2反应放热,相关物质键焓见下表。下列关系一定正确的是______。
化学键
键焓
A. B.
C. D.
(2)在下图中面出25℃时化合生成1mol的能量变化 。
三、实验题
21.现代社会的一切活动都离不开能源,为了更好的利用化学反应中的物质和能量变化,需要关注化学反应的快慢和程度。
Ⅰ.化学变化过程中均存在物质变化与能量变化,某化学兴趣小组进行如图1所示实验,以验证此结论。请回答下列问题。
(1)进行实验时,温度计水银柱液面的变化:①升高;②降低.则反应①中,反应物断键吸收的能量 生成物成键释放的能量填“大于”或“小于”;反应②中,反应物的总能量 生成物的总能量填“高于”或“低于”。
Ⅱ.某小组利用溶液和稀硫酸的反应,通过比较反应完全所用时间长短验证不同因素对化学反应速率的影响.实验设计如表所示:
实验编号
溶液
稀溶液
反应完全所用时间秒
s
a
298
0.1
10
0.2
10
b
323
0.1
10
0.2
10
5
c
298
0.1
10
0.2
5
(2)和稀硫酸反应的离子方程式为 。
(3)①依据化学反应原理判断平均用时 5(填“”“”或“”)。
②用溶液的浓度变化表示实验的平均反应速率为 (忽略混合前后溶液的体积变化)。
(4)通过对比实验a和c,验证稀的浓度对反应速率的影响。该小组发现实验c存在不科学性,请提出对实验c的改进方案 。
Ⅲ.某同学用等质量的锌粉先后与盐酸及相同体积、未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,并作出这两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化曲线图(如图2所示)。
(5)c(未知浓度的盐酸) (填“”“”或“”),若用硫酸代替上述实验中的盐酸,二者的反应速率是否相同?理由是 。
(6)为控制反应速率,防止因反应过快而难以测量体积,且不改变生成的量,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。下列试剂中,不可行的是_______。
A.蒸馏水 B.溶液 C.溶液 D.溶液
22.从物质分类的角度看,和都属于氧化物,但二者的性质存在很大差异。查阅资料得知,可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某实验小组欲通过实验探究的性质与用途。
【实验I】探究与水的反应
(1)如图,将1~2mL水滴入盛有1~2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了 ,用手触摸试管外壁,感觉发烫,说明该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。用pH计测得溶液呈碱性,说明该反应还生成了 。
【实验II】探究与的反应
(2)装置A用于制备 气体,盛装稀盐酸的仪器名称是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)写出D中发生反应的化学方程式: 。
(5)装置E的作用是除去过量的,则装置E中盛装的试剂是 。
(6)G中得到的物质是 ,证明可用作呼吸面具和潜水艇的供氧剂。
23.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:
方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至35 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号
甲试管里发生反应的物质
U形管里红墨水液面
①
氧化钙与水
左低右高
②
氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)
?
③
铝片与烧碱溶液
左低右高
④
铜与浓硝酸
左低右高
根据上述实验回答相关问题:
(1)方案一中,温度先升高的原因是 ,升至最大值后又逐渐下降的原因是 。
(2)方案二中,小木片脱落的原因是 。
(3)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是 (填“吸热”或“放热”)反应 。
(4)方案三实验②的U形管中的现象为 ,说明反应物的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。
参考答案:
1.D
【详解】A. 氧化钙与水反应是放热反应;
B. 铁丝在氧气中燃烧是放热反应;
C. NaOH溶液与盐酸反应是放热反应;
D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应。本题选D。
【点睛】解答本题的关键是熟记常见的吸热反应和放热反应,常见的放热反应:①大多数化合反应,②所有的燃烧反应,③酸碱中和反应,④金属与酸反应放出H2,⑤物质的缓慢氧化等;常见的吸热反应:①大多数分解反应,②盐类的水解反应,③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,④C和CO2、C和H2O(g)的反应等。
2.B
【详解】A.图示能量变化趋势可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以CH3OH转变成H2的过程是一个放出热量的过程,A错误;
B.反应物的总能量大于生成物的总能量,B正确;
C.化学键的形成需要释放能量,所以形成H—H键放出能量,C错误;
D.化学键的断裂需要吸收能量,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A. 向蛋白质溶液中加入醋酸铅溶液,产生白色沉淀,蛋白质发生了变性,A错误;
B. 将数滴0.1mol·L-1 MgSO4溶液滴入2mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液,出现蓝色沉淀,由于反应中氢氧化钠过量,则不能说明Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],B错误;
C. 室温下,向0.1mol·L-1 HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升,这说明镁与盐酸反应放热,C正确;
D. 向淀粉溶液中加适量的20% H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝,只能说明有淀粉剩余,但不能说明淀粉未水解,D错误;
答案选C。
4.D
【分析】常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应,所有中和反应,绝大多数化合反应和铝热反应;常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2) ,少数分解反应和少数置换反应以及某些复分解反应(如铵盐和强碱),据此分析。
【详解】根据上述分析可知,甲烷燃烧、铝热反应、酸碱中和反应均为放热反应,碳酸钙分解反应是吸热反应;故本题选D。
5.D
【详解】A.反应过程b分步进行,且活化能改变,说明有催化剂参与了化学反应,故A正确;
B.反应物能量高于生成物,反应为放热反应,△H=生成物能量-反应物能量,故B正确;
C.反应过程b使用催化剂,降低活化能,从而提高活化分子百分数,故C正确;
D.有催化剂条件下,正反应的活化能等于E1,故D错误;
故答案为D。
6.B
【详解】A.燃烧爆炸属于放热反应,A错误;
B.石灰石分解属于吸热反应,B正确;
C.铝热反应属于放热反应,C错误;
D.牛奶变质,缓慢的氧化反应属于放热反应,D错误;
故选B。
7.D
【详解】A.NaOH和盐酸反应是放热反应,反应物能量高于生成物,A正确;
B.Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl反应是吸热反应,反应物能量低于生成物,B正确;
C.Cl2和H2反应是放热反应,反应物能量高于生成物,C正确;
D.Na和水反应是放热反应,反应物能量高于生成物,D错误;
故选:D。
8.B
【详解】已知该反应为放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量,B中反应物的总能量大于生成物的总能量,能正确表示反应物与生成物总能量相对大小,
故选:B。
9.B
【分析】该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量为吸热反应。
【详解】A.吸热反应不一定在加热的条件下发生,比如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应就是吸热反应,但不需加热条件就能发生,故A错误;
B.该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量为吸热反应,反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量,故B正确;
C.甲烷燃烧为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故C错误;
D.该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量为吸热反应,故D错误;
故选:B。
10.D
【详解】A.煤油是多种烃的混合物,属于有机物,故A错误;
B.液氧具有氧化性,作氧化剂,故B错误;
C.煤油燃烧产物是二氧化碳和水,故C错误;
D.物质燃烧放热,液氢燃烧时放出大量的热,故D正确;
选D。
11. 吸热 白磷 白磷 红磷
【详解】(1)已知白磷转化为红磷放出热量,则红磷转化为白磷吸收热量,属于吸热反应;
(2) 白磷转化为红磷放出热量,则等质量的红磷和白磷分别完全燃烧,白磷先转化为红磷放出热量,则放出热量较多的是白磷;
(3) 31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量,则31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是白磷,能量越低物质越稳定,则更稳定的是红磷。
12.(1)B
(2) 还原 Zn 甲 Zn 6.5
(3)升高温度(增大稀硫酸浓度或将铜和锌用导线连接或将铜和锌接触等)
(4)0.1mol·L-1·min-1
(5)AC
【详解】(1)氢氧化钙与氯化铵反应为吸热反应,锌与稀硫酸反应为放热反应。
(2)①甲装置构成了原电池,锌作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,发生还原反应,乙装置没有构成原电池,铜不与稀硫酸反应,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,Zn表面产生气泡。
②原电池的构成条件如下:两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极、电解质溶液、形成闭合回路和自发进行的氧化还原反应,因此装置甲构成了原电池,锌的活动性比铜强,Zn作负极。
③两个装置中锌均失电子变为锌离子,反应为:Zn-2e-=Zn2+,若转移0.2mol电子,理论上消耗0.1mol锌,Zn片质量减轻0.1mol65g/mol=6.5g。
(3)可通过升高温度、增大硫酸浓度加快乙的反应速率,也可通过将铜和锌接触或将铜和锌用导线连接使其构成原电池加快反应速率。
(4)由图示可知,0∼15min内,氢气浓度变化量为3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L,则平均反应速率v(H2)===0.1mol·L-1·min-1。
(5)A.正、逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,因此,说明该反应已达到平衡状态,A正确;
B.反应物和生成物全为气体,依据质量守恒定律,气体质量一直不变,因此密闭容器内气体总质量保持不变,不能说明该反应达到平衡状态,B错误;
C.当容器内各物质浓度保持不变,说明该反应已达到平衡状态,C正确;
D.任何时刻,消耗1molN2的同时都会生成2molNH3,因此不能说明该反应达到平衡状态,D错误;
答案选AC。
13.(1) NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234 kJ/mol 减小 减小 无影响 催化剂只降低反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变。(或:因为催化剂只降低反应的活化能,同等程度的降低E1、E2的值,则E1—E2的差(即反应热)不改变。)
(2) P(s) +3/2Cl2(g) =PCl3(g) △H=-306 kJ/mol 等于 根据盖斯定律可知,如果一个化学反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
【详解】(1)根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量,所以是放热反应,放出的热量是368kJ-134kJ=234kJ。因此热化学方程式为 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234 kJ/mol。催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率。但不会影响反应热的大小,所以E1和E2都是减小的。
(2)①根据图像可判断,生成1molPCl3时放出306kJ热量,所以热化学方程式为P(s) +3/2Cl2(g) = PCl3(g) △H=-306 kJ/mol。
②根据盖斯定律可知,如果一个化学反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,所以反应热是相等的。
14. ②③④ 非金属元素形成的气态氢化物稳定性越强,其ΔH越小 H2S(g)= S(s)+H2(g) ΔH= +20 kJ·mol-1 613 60nNA/m 活化能 步骤 Ⅰ 高温
【详解】(1)大多数燃烧反应为放热反应,则①为放热反应;C与H2O(g)高温下反应制取水煤气的反应为吸热反应,则②为吸热反应;大多数分解反应为吸热反应,煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰的反应为分解反应,则③为吸热反应;氯化铵晶体和Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,则④为吸热反应;食物因氧化而腐败是食物中的有机物质被空气中的氧气氧化生成一些小分子产物,同时放出热量的过程,则⑤为放热反应。故答案为: ②③④。
(2)①根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成气态氢化物越容易,气态氢化物越稳定,而根据热力学,能量越低越稳定,则非金属元素形成的气态氢化物稳定性越强,其ΔH越小。故答案为:非金属元素形成的气态氢化物稳定性越强,其ΔH越小。
②结合①的分析,a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O,则c为H2S,再结合上图,生成H2S的ΔH为-20kJ/mol,则硫化氢发生分解反应的ΔH为+20kJ/mol,热化学方程式为:H2S(g)= S(s)+H2(g) ΔH= +20 kJ·mol-1。故答案为:H2S(g)= S(s)+H2(g) ΔH= +20 kJ·mol-1。
(3)①根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能得:2×4×413kJ/mol-(a+4×413kJ/mol+2×436kJ/mol)=167kJ/mol,a=613kJ/mol。故答案为:613。
②已知5C2H4(g)+12MnO(aq)+36H+(aq)=12Mn2+(aq)+10CO2(g)+28H2O(l) ΔH= —m kJ·mol-1反应中,转移的电子数为60NA,对应放出的热量为mkJ ,当放出的热量为n kJ时,转移的电子数为60nNA/m。故答案为:60nNA/m。
③根据上图,E4 – E1表示步骤①正反应的活化能;决定制备合成气反应速率的是步骤 Ⅰ;CH4与 CO2制备“合成气”的化学方程式为CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g),由图可知该反应的焓变ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=(E3-E1)kJ/mol,则反应的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)ΔH=(E3-E1)kJ/mol,该反应正向吸热,气体计量数增大(熵增),高温有利于正向自发进行。故答案为:活化能;步骤I;高温。
【点睛】解答第(3)①小题时需注意1个CH4中有4个C-H键,则2mol CH4断键吸收的能量为2×4×413kJ/mol,1个C2H4中有一个C=C和4个C-H键,则1molC2H4成键放出的能量为a+4×413kJ/mol,1个H2中含一个H-H键,则2molH2成键放出的能量为2×436kJ/mol。由公式ΔH=反应物总键能-生成物总键能得:2×4×413kJ/mol-(a+4×413kJ/mol+2×436kJ/mol)=167kJ/mol,a=613kJ/mol。
15. CH2OH(CHOH)4CHO 石墨 ①⑥⑦ D
【详解】(1)葡萄糖是多羟基醛,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。
(2)根据图象可知金刚石的能量高于石墨的,能量越高,越不稳定,则石墨和金刚石相比,较稳定的是石墨。
(3)①煅烧石灰石制生石灰属于吸热反应;②燃烧木炭取暖属于热放热反应;③炸药爆炸属于热放热反应;④酸与碱的中和反应属于热放热反应;⑤生石灰与水作用制熟石灰属于热放热反应;⑥Ba(OH)2·8H2O粉末和NH4Cl粉末反应属于吸热反应;⑦十水合碳酸钠(Na2CO3·10H2O)与硝酸铵的反应属于吸热反应;答案选①⑥⑦;
(4)X是固体,不能表示反应速率;如果都用Y表示反应速率,依据反应速率之比是化学计量数之比可知选项B~D中反应速率分别是[mol/(L·s)]0.06、0.3、0.45,所以反应速率最快的是选项D。答案选D。
16.(1)DE
(2) S
【详解】(1)A.铁粉与硫粉反应生成FeS,该反应为放热反应,A正确;
B.细粉级的FeS被氧气缓慢氧化,其中的Fe被氧化为+3价,剩余的Fe为+2价,符合Fe3O4中Fe元素的化合价组成,且生成的淡黄色晶体为硫单质,B正确;
C.等量的铁在氯气中燃烧,生成氯化铁,故转移的电子数更多,C正确;
D.FeS在50℃条件下自燃,燃烧条件下不可能有S单质生成,S会与O2反应生成SO2,D错误;
E.FeS与硝酸反应,硝酸具有强氧化性,会将FeS氧化成硫单质,D错误;
故答案选DE。
(2)向硫酸铁溶液中滴加少量硫化钠,反应生成Fe2S3,离子方程式为2Fe3++3S2-=Fe2S3,将Fe2S3投入到稀盐酸中溶解,两者反应有硫化氢生成,同时铁离子能与硫离子反应生成硫单质和亚铁离子,因此产物除了硫化氢还有S和FeCl2。
17. 放热 减小 不变 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 烧杯中析出晶体 镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出晶体; 小于
【分析】Ⅰ.(1)由图象可知反应物总能量大于生成物总能量;
(2)加入催化剂,可降低反应的活化能,但反应热不变;
Ⅱ.镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应为放热反应,放出的热量使烧杯中饱和石灰水温度升高,氢氧化钙溶解度随着温度升高而降低,反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应,据此解答。
【详解】(1)由图象可知反应物总能量大于生成物总能量,则该反应的正反应为放热反应;
(2)E1为活化能,E3为反应热,加入催化剂,可降低反应的活化能,但反应热不变;
(3)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(4)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应为放热反应,放出的热量使烧杯中饱和石灰水温度升高,氢氧化钙溶解度随着温度升高而降低,饱和石灰水中会有氢氧化钙沉淀析出,所以看到的现象为Ⅰ.镁片上有大量气泡产生;Ⅱ.镁片逐渐溶解;Ⅲ.烧杯中析出晶体;
(5)反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应,镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。
18. 放 吸 ① 6H++2Al===2Al3++3H2↑ Al
【详解】(1)本题考查化学反应中能量变化,反应①:反应后温度升高,说明是放热反应,即铝和盐酸反应属于放热反应,反应②:反应温度降低,此反应是吸热反应,即Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl属于吸热反应,反应物总能量大于生成物总能量,说明此反应是放热反应,即属于①;
(2)考查离子反应方程式的书写和氧化还原反应概念,反应①的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑,化合价升高的物质是还原剂,即Al是还原剂。
19. BC A 吸收 2218 放出 534 放热反应 A
【详解】(1)已知H—O键的键能为463kJ·mol-1,结合键能的定义可知每形成1molH—O键放出463kJ能量、每断裂1molH—O键吸收463kJ能量,故选BC;
(2)共价键的键能越大,该共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定,根据题干所给数据可知H-F键的键能最大,所以HF最稳定,故选A;
(3)据图可知Q3=2752kJ/mol-534 kJ/mol =2218 kJ/mol,断键吸收能量,则1molN2H4(g)和1molO2(g)生成2molN原子、4molH原子、2molO原子的过程中吸收2218 kJ能量;
(4)据图可知反应物总能量比生成物总能量多534 kJ/mol,所以1molN2H4(g)和1molO2(g)生成1molN2(g)和2molH2O(g)的反应中放出534 kJ能量;
(5)E1>E2,即反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应;
(6)A.化学反应中遵循质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目一定不变,A正确;
B.任何化学反应都有热量变化,所以有热量变化不一定是氧化还原反应,B错误;
C.反应的吸放热与反应条件无关,放热反应可能也需要加热引发,如铝热反应,C错误;
D.反应物的总质量与生成物的总质量相等,当总能量不相等,D错误;
综上所述答案为A。
20.(1)C
(2)
【详解】(1)H2与N2反应的化学方程式为,该反应放热,则生成物的总键焓大于反应物的总键焓,即2×3>3+,故选C;
(2)H2与N2化合生成1mol反应放热,则反应物的总能量高于生成物的总能量,能量变化图为: 。
21.(1) 小于 低于
(2)
(3) > 0.01
(4)溶液混合后再加入水
(5) > 不相同,该反应实质为与反应,等浓度的盐酸和硫酸溶液中,硫酸的更大,反应速率更快
(6)CD
【详解】(1)进行实验时,温度计水银柱液面的变化:①升高;②降低,则反应①是放热反应,②是吸热反应,所以反应①中反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,反应②中反应物的总能量低于生成物的总能量,故答案为:小于;低于;
(2)和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫和水,反应的离子方程式为,故答案为:;
(3),则硫酸过量,,故答案为:0.01;
(4)实验和用于探究稀浓度大小对化学反应速率的影响,应保证溶液总体积不变,的浓度不变,所以实验的改进方案:再加入水,故答案为:溶液混合后再加入水;
(5)由图2可知,未知浓度盐酸与反应产生等量氢气所需的时间更短,反应速率更快,其浓度更大,所以(未知浓度的盐酸);与盐酸或硫酸反应实质为与氢离子反应,硫酸是二元强酸,而是一元强酸,浓度均为的硫酸和盐酸溶液中,硫酸中更大,反应速率更快,所以二者反应速率不相同,故答案为:;不相同,该反应实质为与反应,等浓度的盐酸和硫酸溶液中,硫酸的更大,反应速率更快;
(6)A.加入蒸馏水,盐酸浓度减小,反应速率减慢,的总量不变,不改变生成的量,方法可行,故A正确;
B.加入溶液,盐酸浓度减小,反应速率减慢,的总量不变,不改变生成的量,方法可行,故B正确;
C.加入溶液,硝酸根离子在酸性环境中具有强氧化性,反应生成,不能生成,方法不可行,故C错误;
D.加入硫酸铜溶液,能置换形成铜锌原电池,生成速率加快,且生成的量减小,方法不可行,故D错误;
故答案为:CD。
22.(1) 放热
(2) 分液漏斗
(3)除去中混有的
(4)
(5)溶液
(6)
【分析】实验II利用碳酸钙和盐酸反应制备二氧化碳,其中混有杂质氯化氢和水蒸气,通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气,干燥纯净的二氧化碳在装置D中与过氧化钠反应产生氧气和碳酸钠,通过E装置除去过量的二氧化碳,最后由F装置收集产生的氧气。
【详解】(1)将1~2mL水滴入盛有1~2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了O2,用手触摸试管外壁,感觉发烫,说明该反应是放热反应。用pH计测得溶液呈碱性,说明该反应还生成了NaOH。
(2)装置A用于利用碳酸钙和盐酸制备二氧化碳气体,盛装稀盐酸的仪器名称是分液漏斗。
(3)制备的二氧化碳气体中混有氯化氢,通过装置B除去中混有的。
(4)D中发生反应是二氧化碳和过氧化钠的反应,产生氧气和碳酸钠,化学方程式:
。
(5)氢氧化钠溶液可以用于吸收二氧化碳,装置E中盛装的试剂是氢氧化钠溶液。
(6)二氧化碳和过氧化钠的反应,产生氧气和碳酸钠,G中得到的物质是氧气。
23.(1) 铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液的温度升高 当化学反应完成后,随着热量的散失,烧杯里溶液的温度降低
(2)硫酸溶液和氢氧化钠溶液放出的热量使蜡烛熔化
(3)放热
(4) U形管里红墨水液面左高右低 小于
【分析】金属与酸的反应是放热反应,反应完全后,通过热交换使烧杯中溶液的温度降低;中和反应放热,溶液温度升高,蜡烛熔化;若放热反应,则抽滤瓶内气体膨胀,压强增大,U形管里红墨水液面出现左低右高的现象,反之相反;氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)反应为吸热反应,则反应物具有的能量小于生成物具有的能量。
【详解】(1)温度计的温度由20℃逐渐升至35℃,说明铝片与硫酸反应为放热反应,放出的热量使烧杯里溶液的温度升高;方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低;故答案为:铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液的温度升高;当化学反应完成后,随着热量的散失,烧杯里溶液的温度降低;
(2)方案二中,小木片脱落的原因是氢氧化钠与硫酸的反应放热,温度升高,蜡烛熔化了;故答案为:硫酸溶液和氢氧化钠溶液放出的热量使蜡烛熔化;
(3)由方案三的现象得出结论:①③④组中出现了液面左低右高的现象,故物质发生的反应都是放热反应;故答案为:放热;
(4)氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)反应为典型的吸热反应,故红墨水液面左高右低,反应物总能量小于生成物总能量。故答案为:U形管里红墨水液面左高右低;小于。
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