2023-2024學(xué)年人教版必修第二冊(cè) 6-1-1 化學(xué)反應(yīng)與熱能 作業(yè)

6-1-1化學(xué)反應(yīng)與熱能A組——夯實(shí)基礎(chǔ)·輕松學(xué)考1．下列變化過(guò)程中一定不存在化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的是()A．燒制陶瓷 B．冰融化成水C．糧食釀酒 D．使用火藥答案B解析燒制陶瓷是化學(xué)變化，該反應(yīng)過(guò)程是吸熱反應(yīng)，有化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，A項(xiàng)不符合題意；冰融化是物質(zhì)狀態(tài)的改變，只有熱量變化，沒(méi)有化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，B項(xiàng)符合題意；糧食釀酒是放熱反應(yīng)，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，C項(xiàng)不符合題意；火藥爆炸放出熱量，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，D項(xiàng)不符合題意。2．化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴隨能量的轉(zhuǎn)化，其最根本的原因是()A．化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成B．化學(xué)反應(yīng)中舊的化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，新的化學(xué)鍵的形成需要放出能量C．化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生D．能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一答案B解析斷裂舊鍵時(shí)，需要吸收一定的能量來(lái)克服原子(或離子)間的作用力，形成新鍵時(shí)，又要釋放一定的能量，并且吸收和釋放的能量不相等，所以化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化。3．CH4在O2中燃燒生成CO2和氣態(tài)H2O的反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中()A．核能轉(zhuǎn)化成熱能B．化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能C．生成物的總能量等于反應(yīng)物的總能量D．生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量答案B解析CH4在O2中燃燒生成CO2和氣態(tài)H2O的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在放熱反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，B項(xiàng)正確。4．下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是()A．氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合B．氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合攪拌C．乙醇燃燒D．鋅與稀硫酸的反應(yīng)答案B解析生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，說(shuō)明此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；燃燒是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅與稀硫酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．下列能正確表示氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫過(guò)程中能量變化的示意圖是()答案B解析氫氣與氯氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)物斷鍵先吸收能量，能量增大，然后形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量，能量降低。6．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著大量的能量B．綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來(lái)C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用D．吸熱反應(yīng)沒(méi)有利用價(jià)值答案D解析任何反應(yīng)都有有利和不利的一面，如C＋CO2eq\o(=,\s\up10(高溫))2CO是吸熱反應(yīng)，在鋼鐵冶煉中可以利用該反應(yīng)獲得更多的還原劑CO，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．有專家指出，如果對(duì)燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽(yáng)能使它們重新組合，那么，不僅可以消除對(duì)大氣的污染，還可以節(jié)約燃料，緩解能源危機(jī)。觀察下圖所示，判斷在此構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為()A．化學(xué)能 B．電能C．生物質(zhì)能 D．熱能答案D解析根據(jù)題給信息及圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知利用太陽(yáng)能使CO2、H2O、N2等重新組合，由圖知這些物質(zhì)組合成可燃物，可燃物燃燒可轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物并放出熱量，燃燒產(chǎn)物又利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為燃料，如此循環(huán)，可判斷出太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為熱能，故選D項(xiàng)。8．在一定條件下A與B反應(yīng)可生成C和D，其能量變化如下圖：(1)若E1>E2，反應(yīng)體系的總能量________(填“升高”或“降低”)，為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)若E1<E2，反應(yīng)體系的總能量________(填“升高”或“降低”)，為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。答案(1)降低放熱(2)升高吸熱解析當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)后體系的能量降低；當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)后體系的能量升高。9．在一個(gè)小燒杯里加入20gBa(OH)2·8H2O晶體，將小燒杯放在事先已滴有3～4滴水的木片上。然后加入10gNH4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。(1)實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用是_________________________________。(2)有關(guān)化學(xué)方程式是____________________________________，該反應(yīng)屬于________反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型)。(3)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有________________________________、________________________________________和反應(yīng)混合物呈糊狀。反應(yīng)呈糊狀的原因是________________________________________。(4)通過(guò)________現(xiàn)象，說(shuō)明該反應(yīng)為_(kāi)_______(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，這是由于反應(yīng)物的總能量________(填“高”或“低”)于生成物的總能量。答案(1)攪拌，使混合物充分接觸并起反應(yīng)(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O復(fù)分解(3)木片上結(jié)冰而與小燒杯粘在一起產(chǎn)生少許刺激性氣味氣體反應(yīng)發(fā)生時(shí)有水生成(4)結(jié)冰(黏結(jié))吸低解析固＋固反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，增大反應(yīng)物接觸面積常采用研磨、攪拌等方法。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)。該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，由于晶體中含有水分，產(chǎn)物應(yīng)為糊狀。結(jié)冰也反映出了該反應(yīng)中生成物總能量大于反應(yīng)物總能量。10．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的放熱反應(yīng)的觀察裝置。其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①按圖所示將實(shí)驗(yàn)裝置連接好；②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水(或品紅溶液)，打開(kāi)T形管活塞，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再關(guān)閉T形管活塞；③在盛有1.0g氧化鈣的小試管里滴入2mL左右的蒸餾水，觀察現(xiàn)象。試回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是________________________。(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。(4)說(shuō)明CaO、H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系：________________________________________________________________________。(5)若該實(shí)驗(yàn)中CaO換成NaCl，實(shí)驗(yàn)還能否觀察到相同現(xiàn)象？________(填“能”或“否”)。答案(1)檢查裝置的氣密性(2)U形管液面左低右高(3)CaO＋H2O=Ca(OH)2(4)1molCaO和1molH2O所具有的總能量高于1molCa(OH)2的總能量(5)否解析(1)由于實(shí)驗(yàn)要通過(guò)裝置中氣壓的變化來(lái)確定反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)裝置要密封，為了確定裝置是否密封，實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置氣密性。(2)由于氧化鈣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)試管內(nèi)溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致U形管內(nèi)紅墨水或品紅溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO＋H2O=Ca(OH)2。(4)氧化鈣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故1molCaO和1molH2O的總能量大于1molCa(OH)2的總能量。(5)由于氯化鈉和水不反應(yīng)，混合時(shí)能量變化不明顯，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化不明顯，故看不到相同的現(xiàn)象。B組——提升能力·直擊等級(jí)11．(多選)下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是()A．2SO2＋O2=2SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1D．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－1答案BC解析未注明物質(zhì)狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B、C兩項(xiàng)正確；C(s)＋O2(g)=CO2(g)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．熱化學(xué)方程式C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.3kJ·mol－1表示()A．碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量B．1mol碳和1mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量C．1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w和氫氣，并吸熱131.3kJD．1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.3kJ答案C解析熱化學(xué)方程式的含義是1mol固態(tài)碳與1mol水蒸氣完全反應(yīng)生成CO和H2時(shí)，吸收131.3kJ的熱量。13．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根據(jù)表中的數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。A．H2 B．Cl2C．Br2 D．I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________。A．HCl B．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是________(填化學(xué)式)。(4)若無(wú)表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問(wèn)題(3)嗎？你的依據(jù)是什么？______________________________________________________________________________________________________________________答案(1)A(2)A(3)Cl2(4)能，元素的非金屬性越強(qiáng)，則生成的氫化物越穩(wěn)定，越易反應(yīng)，放出的能量越多解析(1)(2)破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越大，則物質(zhì)越穩(wěn)定，所具有的能量越低。(3)以氯元素為例計(jì)算，斷開(kāi)1molCl—Cl鍵和H—H鍵需吸收能量：243kJ＋436kJ＝679kJ，而形成2molHCl放出的能量為2×432kJ＝864kJ，所以在Cl2＋H2=2HCl反應(yīng)中放出864kJ－679kJ＝185kJ的能量，同理可計(jì)算在Br2＋H2=2HBr，I2＋H2=2HI反應(yīng)中分別放出103kJ、9kJ的熱量，所以Cl2與H2反應(yīng)時(shí)，放出的熱量最多。(4)Cl2、Br2、I2屬于同主族元素的單質(zhì)，非金屬性：Cl>Br>I，所以穩(wěn)定性：HI<HBr<HCl，故Cl2反應(yīng)時(shí)放出熱量最多。14．(1)20世紀(jì)30年代，兩位科學(xué)家提出了化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)理論：化學(xué)反應(yīng)并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過(guò)程中經(jīng)過(guò)一個(gè)高能量的過(guò)渡態(tài)。如圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中的能量變化示意圖，說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，NO2和CO的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的總能量。(2)已知在高溫、高壓、催化劑作用下，1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，吸收1.9kJ的熱量。①該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)。②石墨和金剛石相比，所包含的能量________，金剛石和石墨更穩(wěn)定的是________。③推測(cè)石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒，________放出的熱量多。答案(1)放熱大于(2)①是②低石墨③金剛石解析(1)根據(jù)圖可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱；(2)1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收1.9kJ的熱量，屬于吸熱反應(yīng)，金剛石的能量高，石墨的能量低，故石墨更穩(wěn)定，石墨與金剛石各1mol在相同條件下燃燒時(shí)金剛石放出的熱量多。15．火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí)即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵猓⒎懦龃罅康臒?。已知?.4mol液態(tài)肼與足量的雙氧水反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵?，并放?56.65kJ的熱量。(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。(2)又已知：H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是________。(3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ·mol－1(2)408.8kJ(3)燃料反應(yīng)后的生成物是水和氮?dú)?，不?duì)環(huán)境造成污染解析(1)當(dāng)有1mol液態(tài)肼和雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí)，放出的熱量為256.65kJ×1mol÷0.4mol＝641.625kJ，所以，ΔH＝－641.625kJ·mol－1，熱化學(xué)方程式為N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ·mol－1。(2)16g液態(tài)肼為0.5mol，當(dāng)反應(yīng)后生成的水為液態(tài)時(shí)，放出的總熱量為641.625kJ÷2＋44kJ×2≈408.8kJ。(3)燃料反應(yīng)后的生成物是水和氮?dú)?，不?duì)環(huán)境造成污染。16．(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。若向三份等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液中分別加入醋酸、濃硫酸、稀硝酸至恰好完全反應(yīng)，并將上述過(guò)程中放出的熱量分別記為Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。則三者由小到大的關(guān)系___________________(用Q1、Q2、Q3表示)。(2)如圖所示A為泡沫塑料板，上面有兩個(gè)小孔，分別插入溫度計(jì)和玻璃攪拌器，兩個(gè)小孔不能開(kāi)得過(guò)大，其目的是__________________；若實(shí)驗(yàn)中不加蓋泡沫塑料板，則求得的中和熱數(shù)值________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(3)實(shí)驗(yàn)室用50mL0.50mol·L－1鹽酸、50mL0.55mol·L－1NaOH溶液利用圖中裝置進(jìn)行測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)。假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm3，又知中和后生