1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第第 1 1 课时课时 化学反应与热能化学反应与热能 基础巩固 1.下列民俗、诗句、谚语等包含吸热反应的是( ) A.民间焰火之最确山打铁花 B.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C.只要功夫深，铁杵磨成针 D.冰，水为之，而寒于水 解析 A.民间焰火之最确山打铁花，是高能状态转变为低能状态，是放热过 程，故 A 不符合题意；B.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲，是吸热反应，故 B 符合题意；C.只要功夫深，铁杵磨成针，是物理变化，故 C 不符合题意；D.冰， 水为之，而寒于水，水到冰是放热过程，故 D 不符合题意。 答案 B 2.下列关于化学反
2、应中能量变化的说法正确的是( ) A.形成化学键的过程是放热过程 B.可逆反应进行的过程中没有能量变化 C.在常温下可以发生的反应一定是放热反应 D.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 答案 A 3.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( ) A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与 CO2反应 C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)2 8H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应 解析 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不合题意； Ba(OH)2 8H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化， 是非氧化还原反应，D 项不合题意
3、。 答案 B 4.在如图锥形瓶外一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下 列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是( ) A.固体 NH4NO3 B.食盐 C.蔗糖 D.生石灰 解析 生石灰遇水发生反应，释放出大量的热，使锥形瓶中的乙醇挥发，形成乙 醇蒸气，瓶内气体压强增大，形成喷泉，而其它物质都不能达到溶于水而放出大 量的热的目的，且固体 NH4NO3溶于水还要吸收热量，故 D 正确。 答案 D 5.H2Cl2= 点燃 2HCl 反应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
4、化大于过程 2 解析 A.如图所示，过程 1 为断开化学键的过程，吸收能量，故 A 错误；B.如 图所示，过程 2 为形成化学键的过程，释放能量，故 B 错误；C.如图所示，反应 物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应，故 C 正确；D.如图所 示，过程 1 的能量变化小于过程 2，故 D 错误。 答案 C 6.下列有关化学反应能量变化的叙述正确的是( ) 如果反应物的总能量低于生成物的总能量， 该反应一定是吸热反应 只要是 在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应 只要是在常温常压下进行的反 应就一定是放热反应 燃烧反应一定是放热反应 化合反应都是放热反应， 分解反应都是吸热反应 A
5、. B. C. D. 解析 燃烧反应和铝热反应虽需点燃，但属于放热反应。NH4Cl 和 Ba(OH)2 8H2O 的反应是吸热反应。C 和 CO2生成 CO 的反应属于吸热反应， 而分解反应通常是吸热反应。 答案 A 7.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
6、吸热反应 解析 钠原子和氯原子通过得失电子形成的钠离子和氯离子均达到了稳定结构， 体系的能量降低，A 正确；物质燃烧时放热，化学能转化为热能，B 正确；化学 反应首先是旧键的断裂，然后才是新键的形成，尽管氮元素的非金属性较强，但 反应时，氮分子中的化学键很难断裂，故通常状况下氮气的化学性质很稳定，C 不正确；需要持续加热才能发生的反应说明反应过程要不断的吸收能量，故一定 是吸热反应，D 正确。 答案 C 8.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
7、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 解析 A.1 mol N2(g)与 1 mol O2(g)反应生成 2 mol NO 吸收的能量为 946 kJ498 kJ2632 kJ180 kJ，A 错误；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
8、，B 正确；C.在放电条件下，N2(g)与 O2(g)混合能直接 生成 NO(g)，C 错误；D.NO 不是酸性氧化物，与 NaOH 溶液不反应，D 错误。 答案 B 9.科学家用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。 反 应过程的示意图如图。 下列说法不正确的是( ) A.CO2含有极性共价键 B.上述过程中 CO 断键形成 C 和 O C.上述过程表示 CO 和 O 生成 CO2 D.从状态到状态，有能量放出 解析 A.二氧化碳分子中 C 原子与 2 个 O 之间的以 C=O 共价键结合，C=O 共价键为极性共价键，A 正确；B.不存在 CO 中化学键的断裂
9、，为 CO 和 O 生成 CO2，B 错误；C.CO 与 O 在催化剂表面形成化学键，生成 CO2，C 正确；D.图 中状态比状态的能量高， 反应发生就有能量放出， 反应为放热反应， D 正确； 故合理选项是 B。 答案 B 10.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(E4E1E2E3)kJ D.反应 A(g)B(g)一定要加热才能发生 解析 A.由图可知，A(
10、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(E4E1E2E3) 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。 答案 C 能力提升 11.为了研究化学反应 AB=CD 的能量变化情况， 某同学设计了如
11、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_(填“放出”或“吸收”)热量。 (2)A 和 B 的总能量比 C 和 D 的总能量_(填“高”或“低”)。 (3)物质中的化学能通过化学反应转化成_释放出来。 (4)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。 (5)写出一个符合题中条件的化学方程式：_ _。 答案 (1)放出 (2)高 (3)热能 (4)低 (5)2Al6HCl=2AlCl33H2(或 2Na2H2O=2NaOHH2或 NaOH HCl=NaClH2O 等合理答
12、案均可) 12.某化学反应中，设反应物的总能量为 E1，生成物的总能量为 E2(如图所示)。 (1)若 E1E2，则该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图 _(填“A”或“B”)表示。 (2)若 E1E2，则该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图 _(填“A”或“B”)表示。 (3)太阳能的开发和利用是 21 世纪的一个重要课题。 利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下，某种盐熔化，吸收热量； 晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。已知下列数据： 盐 熔点/ 熔化吸热/ (kJ mol 1) 参考价格/ (元 t 1) CaCl2 6H2O 29.0
13、37.3 780850 Na2SO4 10H2O 32.4 77.0 800900 Na2HPO4 12H2O 36.1 100.1 16002000 Na2S2O3 5H2O 48.5 49.7 14001800 其中最适宜作储能介质的是_(填字母)。 A.CaCl2 6H2O B.Na2SO4 10H2O C.Na2HPO4 12H2O D.Na2S2O3 5H2O 解析 (1)若反应物的总能量 E1大于生成物的总能量 E2，则为放热反应。(2)若反 应物的总能量 E1小于生成物的总能量 E2，则为吸热反应。(3)选择的物质应该具 有的特点：白天在太阳照射下，某种盐熔化，熔化时单位质量的物
14、质吸收热量应 该较多，同时价格不能太高，Na2SO4 10H2O 的性价比最高，故选 B。 答案 (1)放热 A (2)吸热 B (3)B 13.请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白： (1)在一个小烧杯里， 加入 20 g Ba(OH)2 8H2O 粉末， 将小烧杯放在事先已滴有 4 5 滴水的玻璃片上。然后加入 10 g NH4Cl 晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。 实验中玻璃棒的作用是_。 写出有关反应的化学方程式：_ _。 实验中观察到的现象有_ _ 和反应 混合物呈糊状。 (2)下列过程中不一定释放能量的是_(填编号)。 形成化学键 燃料燃烧 化合反应 葡萄糖在体内的氧化反应 酸
15、碱中和 炸药爆炸 (3)等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是_(填编号)。 固体硫 硫蒸气 (4)已知 H2和 O2反应放热， 且断开 1 mol HH 键、 1 mol O=O 键、 1 mol OH 键需吸收的能量分别为 Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，由此可以推知下列关系正确的是 _(填编号)。 Q1Q2Q3 Q1Q22Q3 2Q1Q24Q3 2Q1Q22Q3 解析 (1)用玻璃棒迅速搅拌，可以知道玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触 并反应；氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡，化 学方程式为 Ba(OH)2 8H2O2NH4Cl=BaCl22NH31
16、0H2O。氯化铵和 Ba(OH)2 8H2O 的反应是吸热反应，温度降低能让水结冰，导致烧杯和玻璃片黏 在一起，同时生成的氨气具有刺激性气味。 (2)一般的化合反应放热，但有的化合反应吸热，如二氧化碳和碳反应生成一氧 化碳。 (3)固态变为气态需要吸收能量，所以硫蒸气的能量大于固体硫，等质量的固体 硫、硫蒸气分别完全燃烧，放出热量较多的是硫蒸气。 (4)已知 2 mol H2和 1 mol O2反应生成 2 mol H2O，反应断开 2 mol HH 键吸收 能量2Q1 kJ、 1 mol O=O键吸收能量Q2 kJ， 形成4 mol OH键放出能量4Q3 kJ， 总反应放热，则 2Q1Q24
17、Q3。 答案 (1)搅拌使混合物充分接触并反应 Ba(OH)2 8H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O 玻璃片与烧杯之间结 冰黏在一起，有少许刺激性气味的气体逸出 (2) (3) (4) 14.(1)在 25 、101 kPa 的条件下， 请回答下列有关问题： 由 HHH2， 当生成 1 mol H2时， 要_(填“吸收”或“放出”)436 kJ 的能量； 由 Cl2ClCl， 当断裂 1 mol Cl2中的共价键时， 要_(填“吸收” 或“放出”) 243 kJ 的能量。 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 1
18、83 kJ 的热量，则断开 1 mol HCl 键所需的能量是_ kJ。 有两个反应：a.H2(g)Cl2(g)= 点燃 2HCl(g)，b.H2(g)Cl2(g)= 光照 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 4HClO2= CuO/CuCl2 400 2Cl22H2O，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： 4 mol HCl 被氧化时，放出_
19、 kJ 的热量。 断开 1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差_ kJ，H2O 中 HO 键比 HCl 中 HCl 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。 解析 (1)断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量。断裂 1 mol HH 键与 1 mol ClCl 键吸收的能量之和，即 436 kJ243 kJ679 kJ。设断开 1 mol HCl 所吸收的总能量为 E(HCl) kJ，则生成 2 mol HCl 所释放的总能 量为 2E(HCl) kJ，则有
20、2E(HCl) kJ(436 kJ243 kJ)183 kJ，所以 E(HCl)431 kJ。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)4 mol HCl 被氧化 时放出的热量为 257.8 kJ115.6 kJ。根据化学方程式和已知数据可得：243 kJ24E(HO)498 kJ4E(HCl)115.6 kJ，E(HO)E(HCl) 31.9 kJ，化学键断开所需能量越大，键的强度越大，则 H2O 中的 HO 键比 HCl 中 HCl 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 kJ419 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。 答案 (1)放出 吸收 431 化学 热 相等 (2)115.6 31.9 强 (3)放出 45.5