第一章化学反应与能量.docx

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第一章化学反应与能量

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化（第一课时）

一、基础梳理（本部分包括10小题，共20分）

1．（2分）“焓”是指（　　）

A．物质所具有的能量B．反应热的变化

C．化学键所具有的能量D．物质的一种化学性质

2．（2分）下列说法不正确的是（　　）

A．任何化学反应都伴随能量变化

B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应

D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应

3．（2分）下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（　　）

A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

4．（2分）下列变化中属于吸热反应的一组是（　　）

①冰熔化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰

A．①④B．②③C．①④⑤D．②④

5．（2分）下列变化为放热的化学反应的是（　　）

A．H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44.0kJ·mol－1

B．2HI（g）===H2（g）＋I2（g）　ΔH＝＋14.9kJ·mol－1

C．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应

D．能量变化如下图所示的化学反应

6．（2分）白磷与氧气可发生如下反应：

P4＋5O2===P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P===OckJ·mol－1、O===OdkJ·mol－1。

根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是（　　）

A．（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1B．（4c＋12b－6a－5d）kJ·mol－1

C．（4c＋12b－4a－5d）kJ·mol－1D．（4a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1

7．（2分）常温常压下将氢气和氧气混合在一起，即使过上几年，它们也不会化合生成水。

然而只要给一个电火花，氢气就迅速与氧气反应生成水。

反应过程中的能量变化如图A所示。

对比图B中的情景，漫画中的羊提供给石头的“能量”相当于图A（　　）

　　　　A　　　　　　　　　　B

A．E2B．E2－E1C．E3－E2D．E3

8．（2分）由下图分析，有关叙述正确的是（　　）

A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等

B．A―→B＋C是放热反应

C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和

D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应

9．（2分）已知H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ·mol－1，则HCl（g）===H2（g）＋Cl2（g）　ΔH＝（　　）

A．＋184.6kJ·mol－1B．－92.3kJ·mol－1C．－369.2kJ·mol－1D．＋92.3kJ·mol－1

10．（2分）“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

饮用前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。

该化学物质是（　　）

A．氯化钠B．固体硝酸铵C．固体氢氧化钠D．生石灰

二、运用提升（30分）

11．（2分）拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ则1molN2生成NH3的反应热为？

12．（10分）某同学进行如下实验，探究化学反应中的能量变化。

通过实验测出，反应前后①烧杯中的温度升高，②烧杯中的温度降低。

（1）由此判断NaOH溶液跟盐酸的反应是________（填“吸热”或“放热”）反应，Ba（OH）2·8H2O跟NH4Cl的反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）试从反应物与生成物所含能量分析②反应的结论______________________。

（3）实验②中要立即用玻璃棒迅速搅拌，原因是什么？

（4）在实验②中，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，会看到什么现象？

若没看到此现象，可能的原因是什么？

（回答出两个以上的原因）。

13．（14分）已知：

H2（g）＋O2（g）===H2O（g），反应过程中能量变化如图，问：

（1）a、b、c分别代表什么意义？

a__________________________；

b__________________________；

c__________________________。

（2）该反应是放热反应还是吸热反应？

________。

ΔH大于零还是小于零？

________。

（3）若已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH1＝－Q12H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－Q2

则ΔH1________ΔH2，Q1________Q2（填“>”、“<”或“＝”）。

14．（4分）葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。

葡萄糖燃烧的热化学方程式为C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－2800kJ·mol－1。

葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。

计算：

（1）100g葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量为________。

（2）人的体温一般要保持在36.5℃，低于此温度则要“打寒战”，并靠消耗葡萄糖释放出来的能量来维持体温，与此同时有一部分能量转化为ATP。

已知形成1molATP需要的能量75.24kJ。

若形成1molATP需消耗10.75g葡萄糖，则“打寒战”时会有______%的能量转化成热量。

三、选做题（10分）

15．．断开1molAB（g）分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。

下表列出了一些化学键的键能E：

化学键

H—H

Cl—Cl

O===O

C—Cl

C—H

O—H

H—Cl

E/kJ·mol－1

436

247

x

330

413

463

431

请回答下列问题：

（1）如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为________（填“吸热”或“放热”）反应，其中ΔH＝______________（用含有a、b的关系式表示）。

（2）若图示中表示反应H2（g）＋O2（g）===H2O（g）

ΔH＝－241.8kJ·mol－1，则b＝________kJ·mol－1，x＝__________。

（3）历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。

反应的化学方程式为______________________________。

若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1mol电子转移时，反应的能量变化为______________。

第一节化学反应与能量的变化（第二课时）

一、基础梳理（本部分包括10小题，共20分）

1．（2分）下列说法中不正确的是（　　）

A．反应热指的是反应过程中放出的热量B．热化学方程式的化学计量数表示物质的量

C．在热化学方程式中无论反应物还是生成物必须标明聚集状态

D．所有的化学反应都伴随能量变化

2．（2分）下列说法正确的是（　　）

A．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既表示微粒数，又表示物质的量

B．热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，表示在标准状况下测得的数据

C．书写热化学方程式时，不仅要写明反应热的符号和数值，还要注明各物质的聚集状态

D．凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应

3．（2分）根据热化学方程式：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）ΔH＝akJ·mol－1（a＝－297.2）进行分析，下列说法中不正确的是（　　）

A．S（s）在O2（g）中燃烧的反应是放热反应

B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝bkJ·mol－1，则a>b

C．1molSO2（g）所具有的能量低于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

D．16g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6kJ的热量

4．（2分）已知：

（1）H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH1＝akJ·mol－1

（2）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝bkJ·mol－1（3）H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝ckJ·mol－1（4）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH4＝dkJ·mol－1下列关系式中正确的是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　

A．ad>0C．2a＝b<0D．2c＝d>0

5．（2分）下列关于反应能量的说法正确的是（　　）

A．Zn（s）＋CuSO4（aq）===ZnSO4（aq）＋Cu（s）ΔH＝－216kJ·mol－1，反应物总能量>生成物总能量

B．CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）ΔH＝178.5kJ·mol－1，反应物总能量>生成物总能量

C．101kPa，2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1，H2燃烧热为571.6kJ·mol－1

D．H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量

6．（2分）已知下列热化学方程式：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　　ΔH＝－483.6kJ/mol。

现有0.2mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2

7．（2分）在298K,101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

一些烷烃的燃烧热如表：

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

甲烷

891.0

正丁烷

2878.0

乙烷

1560.8

异丁烷

2869.6

丙烷

2221.5

异戊烷

3531.3

下列表达正确的是（　　）

A．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1

B．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

C．正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为：

CH3CH2CH2CH3（g）===CH3CH（CH3）CH3（g）ΔH＝＋8.4kJ·mol－1

D．甲烷燃烧的热化学方程式为：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－891.0kJ·mol－1

8．（2分）将V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。

下列叙述正确的是（　　）

A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可以转化为热能

C．NaOH溶液浓度约为1.00mol·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

9．（2分）C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋131.3kJ/mol表示（　　）

A．碳和水反应吸收131.3kJ能量

B．1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气吸收131.3kJ热量

C．1mol固态碳和1mol水蒸气生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，吸收热量131.3kJ

D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3kJ

10．（2分）在25℃、101kPa下，0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58kJ，下列热化学方程式正确的是（　　）

A．CH3OH（l）＋3/2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝＋725.8kJ/mol

B．2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1451.6kJ/mol

C．CH3OH（l）＋3/2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－725.8kJ/mol

D．2CH2OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1451.6kJ/mol

二、运用提升（30分）

11．（12分）盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。

某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。

请回答有关问题：

（1）方案一：

如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铜丝上。

开始时使右端U形管两端红墨水相平。

实验开始，向下插细铜丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是___________________，原因是_________________________________。

编号

盐酸

氢氧化钠

Δt/℃

1

0.05mol·L－1

0.05mol·L－1

3.5

2

0.1mol·L－1

0.1mol·L－1

x

3

0.2mol·L－1

0.2mol·L－1

14

（2）方案二：

该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。

如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。

该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：

则x＝________。

（3）方案三：

该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。

他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。

①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是________。

②从原理上讲，该实验设计的不合理之处为______________。

请你在此实验装置的基础上提出修改方案_______________。

12．（6分）硅在燃烧时会释放出大量热能，因此曾被考虑用作固体燃料。

已知：

1mol硅晶体中含有2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含有4molSi—O键，且破坏1mol化学键所需能量如下表所示：

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

O===O

Cl—Cl

所需能量/kJ

460

360

436

431

176

494

243

（1）工业上高纯硅可通过下列反应制取：

SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g），该反应的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。

（2）写出硅燃烧的热化学方程式___________________________。

（3）已知反应Si＋2Cl2SiCl4，试比较1mol硅转化生成SiCl4和SiO2时的热效应大小。

13．（4分）用50mL0.50mol·L－1的盐酸与50mL0.55mol·L－1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：

（1）环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？

________（填“能”或“不能”），其原因是__________；

（2）实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol·L－1的原因是__________________；

（3）已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：

_____________________________。

14．（8分）已知：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ/mol，计算下列中和反应里放出的热量

（1）用20gNaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________kJ的热量。

（2）用0.1molBa（OH）2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________kJ的热量。

（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH稀溶液反应，放出的热量________（填“大于”、“小于”或“等于”）57.3kJ，理由是________________________。

（4）1L0.1mol/LNaOH溶液分别与①醋酸溶液、②浓硫酸、③稀硝酸恰好反应时，放出的热量分别为Q1、Q2、Q3（单位：

kJ）。

则它们由大至小的顺序为___________。

三、选做题（10分）

15．（10分）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：

（1）过程Ⅰ：

加NaOH溶液至碱性，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。

用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：

__________________________

（2）过程Ⅱ：

在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。

两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是________反应（选填“放热”或“吸热”），判断依据是____________________。

②1molNO（aq）全部氧化成NO（aq）的热化学方程式____________________。

第二节燃烧热能源

一、基础梳理（本部分包括10小题，共20分）

1．（2分）下列措施可提高燃料燃烧效率的是（　　）

①固体燃料粉碎　②液体燃料雾化　③煤经气化或液化处理　④通入尽可能多的空气

A．①和④B．①③④C．①②③D．全部

2．（2分）已知在一定条件下，CO的燃烧热为283kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890kJ·mol－1，由1molCO和3molCH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为（　　）

A．2912kJB．2953kJC．3236kJD．3867kJ

3．（2分）下列热化学方程式书写正确的是（ΔH的绝对值均正确）（　　）

A．C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）；ΔH＝－1367.0kJ·mol－1（燃烧热）

B．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）；ΔH＝＋57.3kJ·mol－1（中和热）

C．S（s）＋O2（g）===SO2（g）；ΔH＝－296.8kJ·mol－1（反应热）

D．2NO2===O2＋2NO；ΔH＝＋116.2kJ·mol－1（反应热）

4．（2分）氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。

我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。

氢能的优点包括（　　）

①原料来源广　②易燃烧、热值高　③储存方便　④制备工艺廉价易行

A．①②B．①③C．③④D．②④

5．（2分）下列有关能量转换的说法不正确的是（　　）

A．煤燃烧时化学能主要转化为热能

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转化为化学能的过程

6．（2分）下列热化学方程式中，ΔH能正确表示物质的燃烧热的是（　　）

A．CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·mol－1

B．C（s）＋O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.5kJ·mol－1

C．H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ·mol－1

D．2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）ΔH＝－11036kJ·mol－1

7．（2分）下列说法中正确的是（　　）

A．物质燃烧放出的热量是燃烧热

B．1molC燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热

C．1molH2燃烧生成水放出的热量是H2的燃烧热

D．相同条件下，1molH2O（l）完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1molH2O（l）放出的热量数值相等

8．（2分）①25℃、101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）ΔH＝－221kJ·mol－1

②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1

又已知弱电解质电离吸热。

下列结论正确的是（　　）

A．C的燃烧热大于110.5kJ·mol－1B．①的反应热为221kJ·mol－1

C．稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为－57.3kJ·mol－1

D．稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

9．（2分）有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，变成CH4、CH3OH、NH3等的构想（如下图）能够实现，那么不仅消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机，在此构想的物质循环中太阳能最终转化为（　　）

A．化学能B．热能C．生物能D．电能

10．（2分）天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，因此下述说法正确的是（　　）

①可利用电解水的方法得到氢气作能源　②可用酒精作燃料　③砍伐树作燃料　④应开发太阳能、核能等新的能源（）

A．①B．②和④C．②和③D．④

二、运用提升（30分）

11．（4分）能源可划分为一级能源和二级能源。

自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，即：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g），但该反应为吸热反应。

回答下列问题：

（1）下列叙述中正确的是（　　）

A．电能是二级能源B．水力是二级能源

C．煤、石油、天然气是一级能源D．水煤气、干馏煤气是一级能源

（2）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（　　）

A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源

B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量

D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，同时释放能量

12．（8分）

（1）在101kPa时，H2（g）在1.00molO2（g）中完全燃烧生成2.00molH2O（l）放出571.6kJ的热量，H2的燃烧热为________，表示H2燃烧热的热化学方程式为____________。

（2）1.00L1.00mol·L－1H2SO4溶液与2.00L1.00mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，该反应的中和热为________，表示其中和热的热化学方程式为_________。

13．（8分）氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。

请在如图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的化学式，以完成理想的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在）。

从能量转换的角度看，过程Ⅱ主要是__