《化学反应与能量的变化》同步练习18(人教版选修4).docx

第一章　第一节 化学反响与能量的变化 　第一课时
一、选择题(每题有1个或2个选项符合题意)
1．以下过程一定释放出能量的是(　　)
A．化合反响　　　　　　　B．分解反响
C．分子拆成原子 D．原子组成分子
【解析】形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反响有可能是放热反响，也有可能是吸热反响。
【答案】D
2．(2022·盐城调研)近年来，有科学家提出硅是“21世纪的能源〞“末来的石油〞的观点。假设硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的以下说法中你认为不妥当的是(　　)
A．硅便于运输、贮存，从平安角度考虑，硅是最正确的燃料

C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染较低，容易有效控制
D．寻找高效催化剂，使二氧化硅分解产生硅的同时释放能量，是硅能源大规模开发利用的一项关键技术
【解析】二氧化硅分解产生硅的同时吸收能量，催化剂不能改变反响的热效应。
【答案】D
3．以下说法正确的选项是(　　)
A．需要加热才能发生的反响一定是吸热反响
B．化学反响中的能量变化都表现为热量变化
C．任何放热反响在常温下一定能发生反响
D．反响物和生成物所具有的总能量决定了反响是放热还是吸热
【解析】化学反响的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、转化为电能、转化为光能等。反响是放热还是吸热主要取决于反响物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反响和吸热反响都是在一定条件下发生，反响开始需要加热的反响可能是吸热反响也可能是放热反响。
【答案】D
4．(2022·广东调研)氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反响过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。以下关系式中，正确的选项是(　　)
A．Q1＋Q2＞Q3
B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3
D．Q1＋Q2＜2Q3
【解析】氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量。
【答案】D
5．1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，那么氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为(　　)
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
【解析】因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反响中之所以存在能量的变化是因为在化学反响过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反响H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1时所发生键的变化为断裂1 mol H—H键和 mol O===O键、形成2 mol O—H键，因此在此反响过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ＋EH—H，形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ，因此反响为放热反响，所以926 kJ－×496 kJ－EH—H＝242 kJ，解得EH—H＝436 kJ。
【答案】C
6．在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。以下说法正确的选项是(　　)
A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反响是一个放出能量的反响
B．水分解产生氢气和氧气时放出能量
C．相同状况下，反响2SO2＋O2＝2SO3是一个放热反响，那么反响2SO3＝2SO2＋O2是一个吸热反响
D．氯化氢分解成氢气和氯气时需要吸收能量
【解析】由题意可以推测，如果一个反响过程放出能量，那么使反响向该反方向进行那么需要吸收能量，所以C正确。另外氢气和氧气反响、氢气和氯气反响、铝和氧气反响都是放出能量的反响，与它们相反的反响：水、Al2O3和氯化氢的分解都应该是吸收能量的反响。
【答案】CD
7．以下说法正确的选项是(　　)
A．反响热就是反响中放出的能量
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．由C(石墨)―→C(金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
【解析】反响过程中所放出或吸收的热都是反响热，因此A错；在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)―→C(金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反响放出的热量等于反响物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多。)
【答案】D
8．(2022·海南高考)白磷与氧气可发生如下反响：P4＋5O2＝P4O10。断裂以下化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反响的ΔH，其中正确的选项是(　　)
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
【解析】选A。因为ΔH等于反响物化学键断裂吸收的能量总和减去反响产物化学键形成释放的能量总和，即ΔH＝E反响物－E产物，根据反响方程式P4＋5O2＝P4O10和模型图分析可知，该反响的反响热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1，A正确。
【答案】A
9．以下列图象分别表示有关反响的反响过程与能量变化的关系
据此判断以下说法中正确的选项是(　　)
A．石墨转变为金刚石是吸热反响
B．白磷比红磷稳定
C．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)　ΔH1，
S(s)＋O2(g)＝SO2(g)　ΔH2，那么ΔH1＞ΔH2
D．CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)　ΔH＞0
【答案】A
10．(2022·如东中学高二检测)以下变化为放热的化学反响的是(　　)
A．H2O(g)＝H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ/mol
B．2HI(g)＝H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋14.9 kJ/mol
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反响
D．能量变化如下列图的化学反响
【答案】D
11．(2022·上海高考)：H2(g)＋F2(g)―→2HF(g)＋270 kJ，以下说法正确的选项是(　　)
A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B．1 mol氢气与1 mol氟气反响生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反响生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
【答案】C
12．科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如下列图)，与白磷分子相似。断裂1 mol N—N键吸收193 kJ热量，断裂1 mol N≡N键吸收941 kJ热量，那么(　　)
A．N4的熔点比P4高
B．1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量
C．N4是N2的同系物
D．1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
【解析】选D。N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，那么C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)＝2N2(g)　ΔH，有ΔH＝6×193 kJ/mol－2×941 kJ/mol＝－724 kJ/mol，故B项错误，D项正确。
【答案】D
13．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)＝SO2(g)　ΔH＝－293.23 kJ/mol，分析以下说法正确的选项是(　　)
A．S(s)＋O2(g)＝SO2(g)，反响放出的热量大于293.23 kJ/mol
B．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)，反响放出的热量小于293.23 kJ/mol
C．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
D．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
【答案】C
14．(2022·哈师附中高二检测)在36 g碳不完全燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且
C(s)＋O2(g)＝CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol；
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是(　　)
A．172.5 kJ B．1149 kJ
C．283 kJ D．566 kJ
【解析】选C。36 g碳的物质的量为3 mol，所以生成物中含有1 mol CO、2 mol CO2。损失的热量即1 mol CO完全燃烧生成CO2时放出的热量，即283 kJ。
【答案】C
二、非选择题
15．某同学设计如图的实验方案来探究NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反响中的能量变化。根据他的实验步骤填写对应的实验现象和结论。
(1)列表整理实验事实和结论
实验步骤
实验现象
得出结论
A.将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，并在烧杯口放一湿润的红色石蕊试纸

B.用手触摸烧杯下部

C.用手拿起烧杯

D.将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起

E.反响完后移走烧杯上的多孔塑料板，观察反响物

(2)问题讨论
①实验中为何要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物
②在实验中即使不结冰，将烧杯拿起时烧杯与玻璃片也可能粘在一起。怎样用简单方法说明烧杯与玻璃片之间是因结冰而粘在一起的
③浸有稀H2SO4的棉花有何作用
【解析】此实验操作过程中需注意如下几点：
a．Ba(OH)2·8H2O晶体应研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；b.一定要在晶体混合起反响时立即用玻璃棒搅拌混合物，以便它们快速反响；c.反响有刺激性气味的气体生成，要注意防止吸入NH3；d.底部粘有水的小烧杯不能提得太高，移得太远，防止玻璃片脱落损坏。
根据结论可知反响原理为：2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O＝2NH3↑＋BaCl2＋10H2O，此反响过程吸收能量。
问题讨论①因为反响体系会从环境中吸收热量，假设反响速率过慢，虽然反响吸热导致反响混合物温度下降，但会因与环境间的热量交换而使现象不明显。快速搅拌可使反响迅速充分进行，现象明显。②由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气，在大气压作用下烧杯也可能与玻璃片粘在一起，可将烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，通过玻璃片能否发生滑动来判断。
【答案】(1)
实验现象
得出结论
有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
有NH3生成
感觉烧杯变凉
反响吸热
烧杯下面的带有水的玻璃片粘到了烧杯底部
反响吸收热量使体系温度降低，使水结成冰
玻离片脱离上面烧杯底部
冰融化
混合物成糊状
有水生成
(2)①使反响物迅速充分地反响，并使温度迅速下降。
②将烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，假设玻璃片能发生相对滑动，那么说明烧杯和玻璃片是因水粘在一起的，假设不能相对滑动，那么为冰所冻结。
③吸收生成的氨气。
16．(1)高中教材中有这样一个实验：在两支试管中分别参加3 mL稀盐酸(均足量)(只有浓度小于1 mol·L－1的稀盐酸跟Na2CO3和NaHCO3反响才能根据反响的剧烈程度区分开来，浓度较高那么反响现象都是同样的剧烈)，将两个各装有0.3 g NaHCO3和Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口上。将气球内的NaHCO3和Na2CO3同时倒入试管中，观察到现象如下：
①试管中(填产生沉淀或气体及反响速率等相关现象)__________________________________；
②试管中气球大小(包含试管)体积之比约为(填最简单整数比)ⅠⅡ＝____________；
③甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3粉末的试管温度有升高。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和HCl反响为吸热反响，而Na2CO3和HCl反响为放热反响。
其中得出的结论是否正确____________。(填“正确〞或“不正确〞)
(2)为研究是吸热还是放热反响，继续进行了以下实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值)：(注：每组固体完全溶解且完全反响)
序号
试剂1
试剂2
混合前温度
混合后最高或最低温度
A
50 mL水
2.5 g NaHCO3固体
20 ℃
18.5 ℃
B
50 mL水
3.2 g Na2CO3固体
20 ℃
23.3 ℃
C
50 mL稀盐酸
2.5 g NaHCO3固体
20 ℃
17.4 ℃
D
50 mL稀盐酸
3.2 g Na2CO3固体
20 ℃
24.4 ℃
请你帮助填写相关内容：
①该研究报告的题目是___________________________________________________；
②该实验中所用的仪器除试管、药匙(或V形纸槽)、气球、下端带环状玻璃棒、烧杯、量筒、保温瓶外，还需要的仪器名称为____________和____________；通过上述实验可得出两条结论：
a：Na2CO3溶液和盐酸的反响是____________(吸热或放热)反响；
b：NaHCO3溶液和盐酸的反响是____________(吸热或放热)反响。
【解析】(1)①Na2CO3、NaHCO3与酸反响在同一条件下速率不同，NaHCO3反响速率更快。②等质量时NaHCO3放出CO2更多。③甲的操作方法不正确，NaHCO3反响剧烈，产生CO2速度快，带出的热量快，仅根据手感来确定是不科学的。另外，结论也不正确，反响热与物质的状态有关。
(2)①研究报告的题目是根据探究的目的来定的，因此要分析整个实验，弄清实验目的，然后才能确定探究的课题。②仪器的选择是由实验原理、设计出的实验方案或装置，确定所用的仪器。Na2CO3、NaHCO3固体与盐酸反响的热效应由固体溶解和形成的溶液与盐酸反响产生的热效应两个局部组成。
NaHCO3(s)＝Na＋(aq)＋HCO(aq)　ΔH1＞0
HCO(aq)＋H＋(aq)＝H2O(l)＋CO2(g) ΔH2＞0
NaHCO3(s)＋H＋(aq)＝Na＋(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3＞0
NaHCO3溶解是吸热过程，HCO(aq)和H＋(aq)的反响是吸热反响，NaHCO3(s)和盐酸反响热近似ΔH1和ΔH2之和(因为还需加上NaHCO3的饱和溶液稀释成无限稀溶液所吸收的热量)，降温更明显；
Na2CO3(s)＝2Na＋(aq)＋CO(aq)　ΔH4＜0
CO(aq)＋2H＋(aq)＝H2O(l)＋CO2(g)
ΔH5＜0
Na2CO3(s)＋2H＋(aq)＝2Na＋(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)　ΔH6＜0
Na2CO3的溶解是放热过程，CO(aq)和H＋(aq)的反响是放热反响，Na2CO3(s)和盐酸的反响热近似ΔH4和ΔH5之和(因为还需加上Na2CO3的饱和溶液稀释成无限稀溶液所吸收的热量)，升温更明显。
由于NaHCO3固体溶解过程吸收的热量(ΔH1)小于NaHCO3固体与盐酸反响吸收的热量(ΔH3)，即ΔH1＜ΔH3，而(近似于)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，即所得到ΔH2＞0，所以说明盐酸与NaHCO3溶液反响为吸热反响。同理Na2CO3的溶液和盐酸的反响是放热反响。
【答案】(1)①两支试管中都产生大量气泡，但盛NaHCO3的试管中反响速率要快得多
②4253
③不正确
(2)① NaHCO3、Na2CO3和盐酸反响过程中热效应的研究
②托盘天平　温度计
a．放热　b．吸热．