2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)第1課時化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變課時分層作業(yè)含解析魯科版選擇性必修1

PAGEPAGE7化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變更與焓變(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．(雙選)下列關(guān)于反應(yīng)ΔU的說法中正確的是()A．ΔU<0時，反應(yīng)汲取能量B．ΔU>0時，反應(yīng)汲取能量C．化學(xué)反應(yīng)體系處于靜止狀態(tài)時，ΔU＝Q＋WD．ΔU＝ΔHBC[ΔU＝U(反應(yīng)產(chǎn)物)－U(反應(yīng)物)>0時反應(yīng)汲取能量，故A錯誤、B正確；體系處于靜止狀態(tài)時，體系整體的動能和勢能沒有變更，體系的能量變更可以以熱和功的形式呈現(xiàn)，故ΔU＝Q＋W，C正確，在等壓反應(yīng)中若沒有功的存在，則ΔU＝ΔH，故D錯誤。]2．將鐵粉和硫粉充分混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。此現(xiàn)象說明()A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．鐵粉和硫粉在常溫下簡單發(fā)生反應(yīng)D．反應(yīng)產(chǎn)物硫化亞鐵的總能量高于反應(yīng)物鐵粉和硫粉的總能量B[依據(jù)反應(yīng)條件及現(xiàn)象可推斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。鐵粉和硫粉充分混合后加熱，反應(yīng)一起先即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進行，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即反應(yīng)產(chǎn)物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。]3．已知化學(xué)反應(yīng)2C(s)＋O2(g)eq\o(=,\s\up8(點燃))2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up8(點燃))2CO2(g)都是放熱反應(yīng)。據(jù)此推斷下列說法中不正確的是()A．12gC所具有的能量肯定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C．12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D．將肯定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多A[放熱反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物總能量，即12gC和16gO2的總能量高于28gCO所具有的能量。]4．下列化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()A．碘的升華 B．生石灰溶于水C．鎂與稀鹽酸反應(yīng) D．氨氣分解D[A.碘的升華是物理變更，不是化學(xué)反應(yīng)，故A錯誤；B.生石灰變成熟石灰的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故B錯誤；C.鎂和稀鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故C錯誤；D.氨氣分解是吸熱反應(yīng)，故D正確。]5．下列有關(guān)能量變更的說法中錯誤的是()A．若反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，要汲取1.895kJ的能量，則石墨比金剛石穩(wěn)定C．化學(xué)變更中的能量變更主要由化學(xué)鍵的變更引起的D．化學(xué)變更必定伴隨發(fā)生能量變更A[A.反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，則該反應(yīng)必為放熱反應(yīng)，選項A錯誤；B.1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，要汲取1.895kJ的能量，說明金剛石的能量比石墨高，而能量越高越不穩(wěn)定，選項B正確；C.化學(xué)反應(yīng)中的能量變更，主要是舊鍵斷裂須要吸熱和形成新鍵放出熱量引起的，選項C正確；D.任何化學(xué)反應(yīng)都是斷裂舊鍵形成新鍵的過程，化學(xué)鍵的斷裂和形成會汲取能量和釋放能量，選項D正確。]6．將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸溶液的大燒杯中，然后向小燒杯中加入鹽酸，可視察到有氣泡產(chǎn)生，且醋酸溶液漸漸凝固。則下列說法不正確的是()A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C．反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量D．反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3＋HCl=NH4Cl＋CO2↑＋H2OC[醋酸溶液漸漸凝固說明反應(yīng)汲取熱量，導(dǎo)致醋酸溶液溫度降低，即NH4HCO3與HCl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項正確；因反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即汲取的熱量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量，B項正確；因反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)后反應(yīng)產(chǎn)物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，C項錯誤；NH4HCO3和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3＋HCl=NH4Cl＋CO2↑＋H2O，D項正確。]7．下列關(guān)于能量變更的說法正確的是()A．相同質(zhì)量的水和冰相比較，冰的能量高B．化學(xué)反應(yīng)過程中能量的變更只有吸熱和放熱兩種表現(xiàn)形式C．化學(xué)反應(yīng)既遵循質(zhì)量守恒，也遵循能量守恒D．須要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)C[相同質(zhì)量的同一物質(zhì)所具有的能量大小關(guān)系為氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)，A錯誤；化學(xué)反應(yīng)過程中能量的變更主要表現(xiàn)為熱量的變更，有時伴隨光能的變更，B錯誤；化學(xué)反應(yīng)肯定既遵循質(zhì)量守恒，也遵循能量守恒，C正確；有很多的放熱反應(yīng)(如燃燒反應(yīng))也須要加熱，D錯誤。]8．(素養(yǎng)題)多年來世界發(fā)達國家的科研和生產(chǎn)實踐已證明氫能是擺脫對石油依靠的最經(jīng)濟有效的能源，有關(guān)專家甚至認為氫能將是主宰將來世界的主要能源。目前有人探討出將淀粉或纖維素、水在酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己蜌錃獾姆椒▉碇迫錃?。下列說法錯誤的是()A．上述制氫氣的化學(xué)方程式可表示為(C6H10O5)n＋7nH2Oeq\o(→,\s\up8(酶))6nCO2↑＋12nH2↑B．從整個能量循環(huán)來看，利用該方法得到的氫能來源于光能C．酶作為催化劑須要合適的溫度D．氫元素有3種核素，形成的H2分子有3種D[A.依據(jù)題意可以知道，化學(xué)反應(yīng)方程式為(C6H10O5)n＋7nH2Oeq\o(→,\s\up8(酶))6nCO2↑＋12nH2↑，所以A選項是正確的；B.綠色植物的化學(xué)能來源于光能，即太陽能，化學(xué)能在肯定條件下轉(zhuǎn)化為氫能，那么從整個循環(huán)來看，利用該方法得到的氫能來源于太陽能，所以B選項是正確的；C.酶屬于蛋白質(zhì)，高溫下易變性，應(yīng)嚴格限制溫度，須要在肯定溫度下進行反應(yīng)，所以C選項是正確的；D.氫元素存在1H、2H、3H三種核素，一個氫氣分子由兩個氫原子構(gòu)成，則自然界中的氫分子最多有3×2＝6種，故D選項錯誤。]9．在測定中和反應(yīng)熱的試驗中，下列說法正確的是()A．運用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了加快反應(yīng)速率，減小試驗誤差B．為了精確測定反應(yīng)混合溶液的溫度，試驗中溫度計水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，若所取的溶液體積相等，則測得的中和反應(yīng)熱數(shù)值相同D．在測定中和反應(yīng)熱的試驗中，須要運用的儀器有天平、量筒、燒杯、滴定管、溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒A[溫度計水銀球應(yīng)浸入溶液中但不能與燒杯底部接觸，B項錯誤；鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，醋酸電離吸熱，C項錯誤；在測定中和反應(yīng)熱的試驗中，不須要滴定管、天平，D項錯誤。]10．肯定條件下，某容器中各微觀粒子在反應(yīng)前后變更的示意圖如下，其中●和○代表不同元素的原子。關(guān)于此反應(yīng)說法錯誤的是()A．肯定屬于吸熱反應(yīng) B．肯定屬于可逆反應(yīng)C．肯定屬于氧化還原反應(yīng) D．肯定屬于分解反應(yīng)A[視察示意圖知該反應(yīng)的反應(yīng)物是一種，反應(yīng)產(chǎn)物是兩種，該物質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)，一般的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但有的分解反應(yīng)如2H2O2=2H2O＋O2↑是放熱反應(yīng)，A項錯誤，D項正確；依據(jù)圖示可知反應(yīng)前后存在反應(yīng)物，所以該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，B項正確；該反應(yīng)中反應(yīng)物為化合物，反應(yīng)產(chǎn)物中有單質(zhì)，元素化合價有變更，屬于氧化還原反應(yīng)，C項正確。]11．反應(yīng)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的能量變更如圖所示。下列說法正確的是()A．12gC(s)與肯定量O2(g)反應(yīng)生成14gCO(g)，放出的熱量為110.5kJB．2molC(s)與足量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)，放出的熱量大于221kJC．C(s)和O2(g)的總能量小于CO(g)的能量D．該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于CO分子中化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量與O2分子中化學(xué)鍵斷裂時所汲取的總能量的差B[本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變更。由圖像知12gC(s)燃燒生成28g一氧化碳氣體放出110.5kJ的熱量，A錯誤；2molC(s)燃燒生成CO(g)放出221kJ的熱量，則完全燃燒生成CO2(g)，放出的熱量肯定大于221kJ，B正確；C(s)和O2(g)的總能量大于CO(g)的能量，C錯誤；該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于舊鍵斷裂汲取的能量減去新鍵形成釋放的能量，D錯誤。]12．肯定條件下，A與B反應(yīng)可生成C和D，其能量變更如圖所示：(1)下列有關(guān)反應(yīng)A＋B=C＋D的說法正確的是________(選填字母)。A．反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目肯定不變B．該反應(yīng)若有熱量變更，則肯定是氧化還原反應(yīng)C．若該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則不須要加熱反應(yīng)就肯定能自發(fā)進行D．反應(yīng)物的總質(zhì)量、總能量與反應(yīng)產(chǎn)物的總質(zhì)量、總能量均相等(2)若H1<H2，則反應(yīng)產(chǎn)物的總能量______(填“>”“<”或“＝”)反應(yīng)物的總能量，反應(yīng)熱Q_____0(填“>”“<”或“＝”)，該反應(yīng)______(填“放熱”或“吸熱”)。[解析](1)依據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素原子的種類及數(shù)目均不會變更；并非氧化還原反應(yīng)才有熱量變更，任何化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量的變更；反應(yīng)前對反應(yīng)物加熱，只是為了達到反應(yīng)的條件，與反應(yīng)是否是放熱反應(yīng)沒有必定的聯(lián)系；依據(jù)能量守恒定律有：反應(yīng)物的總能量＝反應(yīng)產(chǎn)物的總能量＋放出的能量(或“－汲取的能量”)。(2)Q＝反應(yīng)產(chǎn)物的總能量－反應(yīng)物的總能量＝H2－H1>0，推知Q>0。[答案](1)A(2)>>吸熱13．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的試驗裝置，探究化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)。把試管放入盛有25℃澄清飽和石灰水的燒杯中，試管中起先時放入一小塊鎂片，再用滴管向其中滴加5mL稀鹽酸。試回答下列問題：(1)試驗中視察到的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________________。(2)產(chǎn)生(1)中現(xiàn)象的緣由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出試驗過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________________________________________。[解析]鎂與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使飽和石灰水的溫度上升，Ca(OH)2的溶解度隨著溫度的上升而減小，有Ca(OH)2固體析出。[答案](1)試管中鎂片漸漸溶解，并有氣泡產(chǎn)生，燒杯中石灰水變渾濁(2)鎂與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，該反應(yīng)放出的熱量使飽和石灰水的溫度上升，Ca(OH)2的溶解度隨著溫度的上升而減小，有Ca(OH)2固體析出(3)Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑14．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol氣體物質(zhì)中的共價鍵所汲取的能量(鍵能)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2鍵能/(kJ·mol－1)243193151431366298436依據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)上述物質(zhì)中最穩(wěn)定的氫化物是________。(2)反應(yīng)X2(g)＋H2(g)=2HX(g)(X代表Cl、Br、I)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)相同條件下，X2(g)與H2(g)反應(yīng)，當消耗等物質(zhì)的量的H2(g)時，放出或汲取的熱量最多的是________。[解析](2)由相關(guān)物質(zhì)的鍵能可計算出破壞舊化學(xué)鍵汲取的能量和形成新化學(xué)鍵釋放的能量，比較二者的相對大小，可知H2(g)與X2(g)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(3)相同條件下，X2(g)與H2(g)反應(yīng)，當消耗等物質(zhì)的量的H2(g)時，依據(jù)表中的鍵能數(shù)據(jù)計算可知，放出熱量最多的是Cl2。[答案](1)HCl(2)放熱(3)Cl2[素養(yǎng)培優(yōu)練]15．(雙選)一種分解海水制氫氣的方法為2H2O(l)eq\o(=,\s\up8(激光),\s\do7(TiO2))2H2(g)＋O2(g)。如圖為此反應(yīng)的能量變更示意圖，則下列說法不正確的是()A．反應(yīng)物H2O(l)的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物H2(g)和O2(g)的總能量B．TiO2可以提高H2O的分解速率C．催化劑對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無影響D．由于該反應(yīng)運用了激光，故該反應(yīng)不遵循能量守恒定律AD[該反應(yīng)中H2O(l)分解生成H2(g)和O2(g)，由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，即H2O(l)的總能量低于H2(g)和O2(g)的總能量，A項錯誤；TiO2作催化劑，可以提高H2O的分解速率，但不影響反應(yīng)的反應(yīng)熱，B、C項正確；反應(yīng)體系的總能量是守恒的，全部化學(xué)反應(yīng)均遵循能量守恒定律，D項錯誤。]16．依據(jù)如圖所示的反應(yīng)推斷下列說法中錯誤的是()碳酸鈣的熱分解示意圖A．CO2和CaO的總能量大于CaCO3的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂汲取能量，化學(xué)鍵形成放出能量D．由該反應(yīng)可推出凡是須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D[因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，所以CO2和CaO的總能量大于CaCO3的總能量，焓變大于零，A、B正確；在CaCO3中Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之間存在離子鍵，COeq\o\al(2－,3)中C與O之間存在共價鍵，故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學(xué)鍵斷裂汲取能量，新化學(xué)鍵形成放出能量，C正確；須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不肯定為吸熱反應(yīng)，如木炭的燃燒須要加熱，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D錯誤。]17．將V1mL1.0mol·L－1的鹽酸溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合勻稱后測量并記錄溶液的溫度，試驗結(jié)果如圖所示(試驗中始終保持V1＋V2＝50mL)。下列敘述正確的是()A．做該試驗時環(huán)境溫度為22