第二章化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)化學(xué)能與熱能課時(shí)訓(xùn)練7化學(xué)能與熱能基礎(chǔ)夯實(shí)1.中國(guó)新一代運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征七號(hào)”,已于2023年6月25日首飛。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料來(lái)提供,有關(guān)燃料燃燒過(guò)程中的變化,下列說(shuō)法不正確的是()A.所有的燃燒過(guò)程均是放熱的B.需要點(diǎn)燃才能發(fā)生的燃燒過(guò)程是吸熱的C.所有燃料在燃燒過(guò)程中均會(huì)發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂D.燃燒后產(chǎn)物的總能量一定小于反應(yīng)物的總能量解析:燃燒都是放熱反應(yīng),與是否需要點(diǎn)燃無(wú)關(guān)。產(chǎn)物的總能量一定小于反應(yīng)物的總能量;燃燒是化學(xué)變化,一定會(huì)發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。答案:B2.下列說(shuō)法正確的是()A.鐵與硫在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng),所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)B.含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的HNO3、H2SO4溶液分別與少量NaOH溶液反應(yīng)釋放的熱量相等C.分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)D.合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以N2與其他物質(zhì)的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)解析:A項(xiàng),Fe與S雖然需在加熱條件下才能反應(yīng),但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B項(xiàng),雖然HNO3、H2SO4的物質(zhì)的量相等時(shí),H2SO4溶液中H+的物質(zhì)的量大于HNO3,但由于NaOH是少量的,所以兩種酸溶液中H+均未完全反應(yīng),所以兩個(gè)反應(yīng)放出的熱量相等。C項(xiàng),分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如H2O2的分解反應(yīng)就是放熱反應(yīng),化合反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng),如CO2與C的反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)。D項(xiàng),與N2反應(yīng)的物質(zhì)不同,反應(yīng)的能量變化也不同,所以不能根據(jù)合成氨的反應(yīng)來(lái)類推其他與N2相關(guān)的反應(yīng)。答案:B3.冬天用煤爐取暖時(shí)要預(yù)防發(fā)生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的產(chǎn)生主要是因?yàn)槊籂t中發(fā)生了以下反應(yīng):CO2+C2CO,試分析下列有關(guān)敘述中不正確的是()在O2充足時(shí),發(fā)生的反應(yīng)主要是放熱反應(yīng)B.煤燃燒時(shí)吹入的氧氣越多越好+C2CO這一反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)D.煤燃燒時(shí),反應(yīng)物自身總能量高于生成物總能量,所以放出熱量解析:氧氣過(guò)多時(shí)會(huì)帶走一部分熱量,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B4.如圖是某化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是()A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.該圖可以表示Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)C.該反應(yīng)先發(fā)生物質(zhì)變化后發(fā)生能量變化D.斷開反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物化學(xué)鍵放出的能量解析:從圖示看,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則反應(yīng)放熱,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化同時(shí)發(fā)生,C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D5.導(dǎo)學(xué)號(hào)52090048如圖所示,把試管小心地放入盛有(20℃)碳酸飲料的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鋁片,再用滴管滴加5mL濃NaOH溶液于試管中。試回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是

。

(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是。

(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:。

(4)由實(shí)驗(yàn)推知,反應(yīng)所得溶液和氫氣的總能量(填“大于”“小于”或“等于”)鋁片和NaOH溶液的總能量。

解析:金屬與酸或堿溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng),鋁與堿液的反應(yīng)放熱尤為顯著,放出的熱量使燒杯中飲料的溫度升高,使CO2的溶解度減小。根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)與化學(xué)鍵的關(guān)系可知,放熱反應(yīng)生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量。答案:(1)鋁片上有大量氣泡產(chǎn)生,鋁片逐漸溶解;燒杯內(nèi)液體放出氣泡變快(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣,且反應(yīng)放熱,碳酸飲料中CO2在水中的溶解度隨溫度升高而減小,CO2從飲料中逸出變快(3)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑(4)小于6.在人類生產(chǎn)、生活對(duì)能量的需求日益增長(zhǎng)的今天,研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化,對(duì)合理利用常規(guī)能源和開發(fā)新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的因素。請(qǐng)完成下列問(wèn)題:(1)人類利用能源分為三個(gè)階段,即、、。

(2)礦物能源是現(xiàn)代人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前,全球仍主要處于化石能源時(shí)期。下列不屬于化石能源的是。(填序號(hào),下同)

A.石油 B.煤C.天然氣 D.生物質(zhì)能(3)下列對(duì)能源的看法合理的是。

A.化石能源屬于不可再生能源,只會(huì)越用越少B.生物質(zhì)能是一種可再生能源,有廣泛的前景C.太陽(yáng)能、氫能、核能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉碊.我國(guó)人口眾多、資源相對(duì)匱乏、環(huán)境承載能力較弱,因此要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)解析:人類利用能源的三個(gè)階段在教材中有介紹;生物質(zhì)能不屬于化石能源。答案:(1)柴草時(shí)期化石能源時(shí)期多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期(2)D(3)ABCD能力提升1.已知H+ClHCl并放出akJ的熱量,下列敘述中正確的是()分子內(nèi)每個(gè)原子都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分子的能量比H、Cl原子的能量之和低molHCl斷鍵成1molH、1molCl要釋放出akJ熱量D.氫原子和氯原子靠電子得失形成共價(jià)鍵解析:A中H達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。C中斷鍵要吸收能量。D中是靠共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵。答案:B2.(2023濟(jì)南檢測(cè))北京奧運(yùn)會(huì)開幕式在李寧點(diǎn)燃鳥巢主火炬時(shí)達(dá)到高潮。奧運(yùn)火炬采用的是環(huán)保型燃料——丙烷,其燃燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C3H8+5O23CO2+4H2O。下列說(shuō)法中不正確的是()A.火炬燃燒時(shí)化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為熱能B.所有的化學(xué)反應(yīng)都會(huì)伴隨著能量變化,有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)反應(yīng)molC3H8和5molO2所具有的總能量大于3molCO2和4molH2O所具有的總能量D.丙烷完全燃燒的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染,故丙烷為環(huán)保型燃料解析:本題考查了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。火炬燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能,A錯(cuò);物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化,伴隨著能量變化的物質(zhì)變化卻不一定是化學(xué)變化,因?yàn)槲镔|(zhì)的“三態(tài)”變化、核變化也都伴隨能量變化,B正確;可燃物的燃燒屬于放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,C正確;丙烷燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O,無(wú)污染,D正確。答案:A3.金剛石和石墨是碳元素的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)(同素異形體)。在100kPa時(shí),1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要吸收kJ的熱量。據(jù)此,試判斷在100kPa時(shí),下列結(jié)論正確的是()A.此變化過(guò)程屬于物理變化B.石墨比金剛石穩(wěn)定C.金剛石轉(zhuǎn)化為石墨時(shí)吸收熱量mol金剛石比1mol石墨的能量低解析:該變化過(guò)程有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石時(shí)吸收能量,則石墨的能量比金剛石的能量低,石墨比金剛石穩(wěn)定,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;金剛石轉(zhuǎn)化為石墨時(shí)放出熱量,C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B4.化學(xué)反應(yīng)A2+B22AB的能量變化如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ能量C.斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量解析:由圖示知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;斷鍵時(shí)吸收能量,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C5.導(dǎo)學(xué)號(hào)52090049環(huán)境保護(hù)是目前人類面臨的一項(xiàng)重大課題。為應(yīng)對(duì)燃料使用造成的環(huán)境污染,科學(xué)家提出了利用太陽(yáng)能促進(jìn)燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,其構(gòu)想可用下圖表示:其中過(guò)程Ⅰ的主要反應(yīng)為①2CO22CO+O2,②2H2O2H2↑+O2↑,③2N2+6H2O4NH3+3O2,④2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,⑤CO2+2H2OCH4+2O2。下列說(shuō)法中不正確的是()A.過(guò)程Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B.太陽(yáng)能最終主要轉(zhuǎn)化為熱能C.經(jīng)過(guò)上述一個(gè)循環(huán)后放出O2D.要實(shí)現(xiàn)上述循環(huán),當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是過(guò)程Ⅰ解析:過(guò)程Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為燃燒反應(yīng),均為放熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;太陽(yáng)能最終主要轉(zhuǎn)化為熱能,B項(xiàng)正確;經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)后不會(huì)產(chǎn)生新物質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;要實(shí)現(xiàn)題述循環(huán),當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是過(guò)程Ⅰ,D項(xiàng)正確。答案:C6.下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程B.化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能C.動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程D.植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程解析:煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程,A項(xiàng)正確;化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能,B項(xiàng)正確;動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程,D項(xiàng)正確。答案:C7.化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量變化如圖所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)圖中A、C分別表示、,反應(yīng)(填“吸收”或“放出”)能量。

(2)反應(yīng)過(guò)程中斷裂的化學(xué)鍵為,(填“吸收”或“放出”)的能量為;形成的化學(xué)鍵為,(填“吸收”或“放出”)的能量為。

(3)E2=或(用A、C或E1、E3表示)。

解析:(1)A、C分別表示1molN2(g)和3molH2(g)(反應(yīng)物)的總能量、2molNH3(g)(生成物)的總能量,由于反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,因此反應(yīng)放出能量。(2)反應(yīng)過(guò)程中斷裂的化學(xué)鍵為1molN≡N鍵和3molH—H鍵,吸收能量為E1;形成的化學(xué)鍵為6molN—H鍵,放出能量為E3。答案:(1)1molN2(g)和3molH2(g)的總能量2molNH3(g)的總能量放出(2)1molN≡N鍵和3molH—H鍵吸收E16molN—H鍵放出E3(3)A-CE3-E18.導(dǎo)學(xué)號(hào)52090050物質(zhì)爆炸都伴隨著能量變化,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)氯酸鉀、火藥及磷等組成的混合物極易爆炸。由于KClO3受熱分解釋放出O2,引發(fā)白磷(P4,固體)的燃燒而導(dǎo)致火藥爆炸。31gP4完全燃燒生成五氧化二磷固體釋放出akJ熱量。下列說(shuō)法不正確的是。

的分解過(guò)程中只有共價(jià)鍵斷裂沒(méi)有共價(jià)鍵生成B.火藥爆炸會(huì)使周圍空氣體積迅速膨脹C.若白磷完全燃燒釋放出8akJ熱量,則需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2體積為224LD.易燃易爆物應(yīng)遠(yuǎn)離火源(2)天然氣已經(jīng)成為我國(guó)主要的民用清潔能源,但天然氣與空氣混合達(dá)到一定比例后遇明火會(huì)發(fā)生爆炸,所以安全使用天然氣,防止發(fā)生爆炸是極為重要的。已知天然氣的主要成分甲烷燃燒時(shí)的能量變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:①下列說(shuō)法正確的是。

A.天然氣屬于清潔能源,所以它屬于新能源B.甲烷完全燃燒時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下L甲烷完全燃燒時(shí)有8mol共價(jià)鍵斷裂D.用天然氣做飯時(shí),為使甲烷充分燃燒,通入的空氣越多越好②CH4(g)完全燃燒時(shí)生成18g氣態(tài)水放出的熱量是kJ。

③若家庭做飯需64160kJ熱量,假設(shè)天然氣(按CH4算)的熱效率為80%,則需要天然氣(按CH4算)的質(zhì)量為g。

解析:(1)A項(xiàng),KClO3受熱分解生成KCl和O2,生成O2時(shí)有新的共價(jià)鍵生成。C項(xiàng),248g(2mol)白磷(P4)完全燃燒釋放出8akJ熱量,需10molO2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為224L。D項(xiàng),易燃易爆物與火源接觸可能發(fā)生爆炸和火災(zāi),所以應(yīng)遠(yuǎn)離火源。(2)①A項(xiàng),天然氣屬于化石能源,不屬于新能源。B項(xiàng),甲烷燃燒過(guò)程中大部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,但也有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能等。C項(xiàng),CH4完全燃燒的反應(yīng)方程式為CH4+2O2CO2+2H2O,1molCH4完全燃燒斷裂4molC—H鍵,標(biāo)準(zhǔn)狀況下L(2mol)CH4完全燃燒斷裂8mol共價(jià)鍵。D項(xiàng),