化学反应与热能
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不合题意；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应，D项不合题意。
答案 B
2．下列有关化学反应能量变化的叙述中正确的是()
①如果反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应一定是吸热反应②只要是在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应③只要是在常温常压下进行的反应就一定是放热反应④燃烧反应一定是放热反应⑤化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
A．①④B．①②③
C．③⑤D．④⑤
解析②燃烧反应和铝热反应虽需点燃，但属于放热反应。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应。⑤C和CO2生成CO的反应属于吸热反应，而分解反应通常是吸热反应。
答案 A
3．在25 ℃，101 kPa下，1mol的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4mol的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是()
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
解析白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
答案 D
4．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是( )
A ．化石能源物质内部蕴含着大量的能量
B ．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C ．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用
D ．吸热反应没有利用价值
解析 任何反应都有有利和不利的一面，如C ＋CO 2=====高温2CO 是吸热反应，在钢铁冶炼中可
以利用该反应获得更多的还原剂CO ，故D 项错误。
答案 D
5．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是( )
A ．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
B ．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
C ．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很活泼
D ．需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
答案 C
6．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中能量变化的示意图是( )
解析 氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物断键先吸收能量，总能量增大，然后形成化学键时放出能量。
答案 B
7．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )
A ．H 2O 的分解反应是放热反应
B ．氢能源已被普遍使用
C ．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
D ．2 mol H 2O 具有的总能量低于2 mol H 2和1 mol O 2具有的总能量
解析 水的分解是吸热反应，A 错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B 、C 错误；2 mol H 2在1 mol O 2中完全燃烧生成2 mol H 2O ，并放出大量的热，D 正确。
答案 D
8．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )
A ．H 2O 分解为H 2与O 2时放出热量
B ．生成1 mol H 2O 时吸收热量245 kJ
C ．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D ．氢气和氧气的总能量小于水的能量
解析 根据能量变化可知，1 mol H 2与12 mol O 2断键时吸收685 kJ 能量，而生成1 mol H 2O
放出930 kJ 能量，所以H 2燃烧生成H 2O 的反应是放热反应，则H 2O 的分解是吸热反应。 答案 C
9．化学反应A 2＋B 2===2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A ．该反应是吸热反应
B ．断裂1 mol A —A 键和1 mol B —B 键放出x kJ 的能量
C ．断裂2 mol A —B 键需要吸收y kJ 的能量
D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D 项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。
答案 C
10．肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N键为942、O===O键为500、N—N键为154，则断裂1 mol N—H 键所需的能量(kJ)是()
A．194 B．391 C．516 D．658
解析利用图示可知1 mol肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N键、4个N—H键和1个O===O键，所以1×154 kJ＋4×E(N—H)＋1×500 kJ＝2 218 kJ，解得断裂1 mol N—H键所需的能量为391 kJ。
答案 B
11．为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应________(填“放出”或“吸收”)热量。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。
(3)物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式：_________________________________
_______________________________________________________。
答案(1)放出(2)高(3)热能(4)低
(5)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl===NaCl＋H2O等合理答案均可)
12．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：
(1)在一个小烧杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
①实验中玻璃棒的作用是_______________________________________________
________________________________________________________________。
②写出有关反应的化学方程式：________________________________________
__________________________________________________________。
③实验中观察到的现象有__________________________________________
_______________________________________________________________和反应混合物呈糊状。
(2)下列过程中不一定释放能量的是________(填编号)。
①形成化学键②燃料燃烧③化合反应④葡萄糖在体内的氧化反应⑤酸碱中和⑥炸药爆炸
(3)等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是________(填编号)。
①固体硫②硫蒸气
(4)已知H2和O2反应放热，且断开1 mol H—H键、1 mol O===O键、1 mol O—H键需吸收的能量分别为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，由此可以推知下列关系正确的是________(填编号)。
①Q1＋Q2＞Q3②Q1＋Q2＞2Q3
③2Q1＋Q2＜4Q3④2Q1＋Q2＜2Q3
解析(1)用玻璃棒迅速搅拌，可以知道玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触并反应；氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡，化学方程式为Ba(OH)2·8H2O ＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，温度降低能让水结冰，导致烧杯和玻璃片黏在一起，同时生成的氨气具有刺激性气味。
(2)一般的化合反应放热，但有的化合反应吸热，如二氧化碳和碳反应生成一氧化碳。
(3)固态变为气态需要吸收能量，所以硫蒸气的能量大于固体硫，等质量的固体硫、硫蒸气分别完全燃烧，放出热量较多的是硫蒸气。
(4)已知2 mol H2和1 mol O2反应生成2 mol H2O，反应断开2 mol H—H键吸收能量2Q1 kJ、
1 mol O===O键吸收能量Q
2 kJ，形成4 mol O—H键放出能量4Q
3 kJ，总反应放热，则2Q1＋Q2＜4Q3。
答案(1)①搅拌使混合物充分接触并反应
②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③玻璃片与烧杯之间结冰黏在一起，有少许刺激性气味的气体逸出
(2)③(3)②(4)③
[能力练]
13．某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2(如图所示)。
(1)若E1＞E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。
(2)若E1＜E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。
(3)太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。
利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下，某种盐熔化，吸收热量；晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。已知下列数据：
其中最适宜作储能介质的是________(填字母)。
A．CaCl2·6H2O B．Na2SO4·10H2O
C．Na2HPO4·12H2O D．Na2S2O3·5H2O
解析(1)若反应物的总能量E1大于生成物的总能量E2，则为放热反应。(2)若反应物的总能
量E1小于生成物的总能量E2，则为吸热反应。(3)选择的物质应该具有的特点：白天在太阳照射下，某种盐熔化，熔化时单位质量的物质吸收热量应该较多，同时价格不能太高，Na2SO4·10H2O的性价比最高，故选B。
答案(1)放热A(2)吸热B(3)B
14．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P—P：198 kJ·mol－1、P—O：360 kJ·mol－1、O===O：498 kJ·mol－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 mol P4O6________的热量为________。
解析断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ ＝1 638 kJ。
答案放热放出 1 638 kJ