课时作业9化学能与热能时间:45分钟一、选择题1.已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H 键:436kJ；I—I键:153kJ；H—I键:229kJ。
下列对反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的判断中,错误的是(B)A.该反应是放出能量的反应B.该反应是吸收能量的反应C.该反应是氧化还原反应D.I2与H2具有的总能量大于生成的HI具有的总能量解析:依题意,断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的总能量为436 kJ＋153 kJ＝589 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ,因598 kJ>589 kJ,所以H2与I2反应生成HI的反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是氧化还原反应。
2.下列各图中,表示放热反应的是(B)解析:反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应是放热反应,则表示放热反应的是图象B。
3.一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3,使用时将它们混合用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。
以下关于其制冷原因的推测错误的是(C)A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程B.较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应D.NH4NO3溶于水会吸收热量解析:Na2SO4·10H2O失水属于分解反应,也属于吸热反应；NH4NO3吸收水并溶解于水中,是一个吸热的物理变化过程,整个过程中只是Na2SO4·10H2O的分解反应和NH4NO3溶于水的过程,而并没有发生复分解反应,C项错误。
4.化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是(C)A.该反应是吸热反应B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出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:由图象知,1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的能量,所以该反应放热。
5.下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是(C)A.铝片与稀H2SO4反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C.灼热的炭与CO2反应D.甲烷在O 2中的燃烧反应解析:A 、D 是放热反应,B 、C 是吸热反应,但Ba(OH)2·8H 2O ＋2NH 4Cl===BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O 是非氧化还原反应,C ＋CO 2=====△2CO 是氧化还原反应,故选C 。
6.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( C )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 kJC.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12mol 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。
7.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
在反应过程中,破坏1 mol 氢气中的化学键消耗的能量为Q 1kJ,破坏1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为Q 2kJ,形成1 mol 氯化氢中的化学键释放的能量为Q 3kJ 。
下列关系式中,正确的是( D )A.Q 1＋Q 2>Q 3B.Q 1＋Q 2>2Q 3C.Q 1＋Q 2<Q 3D.Q 1＋Q 2<2Q 3解析:H2＋Cl2===2HCl是放热反应,所以2Q3>(Q1＋Q2)。
8.一定量的氢气在一定条件下完全燃烧生成气态水,放出热量值为Q1,等量的H2在同样条件下完全燃烧生成液态水,放出热量值为Q2,则Q1与Q2的关系为(C)A.Q1>Q2B.Q1＝Q2C.Q1<Q2D.无法确定解析:反应物相同,生成物状态不同,能量的变化是不一样的。
H2燃烧生成气态水,气态水再液化成液态水要放出热量,所以Q2>Q1。
9.如图为反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化示意图。
下列说法正确的是(D)A.拆开2 mol H2(g)和1 mol O2(g)中的化学键成为H、O原子,共放出1 368 kJ能量B.由H、O原子形成2 mol H2O(g),共吸收1 852 kJ能量C.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l),共吸收484 kJ 能量D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g),共放出484 kJ 能量解析:断键需要吸收能量,成键时放出能量,A、B错；2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol气态水时放出484 kJ能量,C错,D对。
10.如图所示,ΔH1＝－393.5 kJ/mol,ΔH2＝－395.4 kJ/mol,下列说法或表示式正确的是(C)A.由石墨转化生成金刚石为放热反应B.石墨和金刚石的转化是物理变化C.石墨的稳定性强于金刚石D.1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ解析:图象表明等物质的量的石墨比金刚石能量低,由石墨转化生成金刚石属于吸热反应,A错误；石墨和金刚石分别是碳的同素异形体,是不同物质的转化,是化学变化,B错误；石墨能量较金刚石低,能量越低越稳定,总键能越大,石墨的稳定性强于金刚石,石墨总键能大于金刚石,C正确,D错误。
11.已知H＋＋OH－===H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ,下列反应中符合该特点的是(C)A.1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2OC.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水D.稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水解析:A放出热量应为2 mol×57.3 kJ/mol；B项中氨水不是强碱。
酸与碱的浓度不能太大,否则中和热数值会偏大,故D错。
二、非选择题12.在一个小烧杯里,加入20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌,如图所示。
试回答下列问题:(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是使反应物迅速混合而充分反应,使温度迅速降低。
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是①药品用量太少；②Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末,反应太慢；③没有迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上加水太多；⑥Ba(OH)2·8H2O失水(答出3个或3个以上原因)。
(3)如果没有看到“结冰”现象,为说明该反应吸热,我们还可以采取的方式是①用皮肤感受,感觉很凉；②用温度计测量,发现温度降低(答出两种方案)。
(4)写出实验中发生反应的化学方程式Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
(5)实验中即使不“结冰”,提起烧杯的时候,发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”,原因是水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气,在大气压作用下,烧杯与玻璃片黏在了一起。
(6)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的:看能否从侧面相对滑动,若不能,则是由于“结冰”的原因。
(7)在上述实验过程中,你认为是否有不妥之处？若有,请指出并写出改进方法,若没有,此问不用作答反应过程中有对人体有害的NH3产生,且对环境造成污染,故应用浸有稀硫酸的棉花多孔塑料片覆盖在烧杯口上来吸收NH3。
13.(1)20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。
如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量大于(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。
(2)已知在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9 kJ的热量。
①该反应是(填“是”或“不是”)吸热反应。
②石墨和金刚石相比,金刚石能量高,石墨更稳定。
③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧,金刚石放出的热量多。
解析:(1)根据图象可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热；(2)1 mol石墨可转化为金刚石,该反应吸收1.9 kJ的热量,属于吸热反应,金刚石的能量高,石墨的能量低,故石墨更稳定,石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。
14.能源是人类生存和发展的重要因素。
常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少,促进人们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)开发。
(1)我国目前最主要的能源品种是煤,能源利用中存在的主要问题有人均能源占有量小,能源利用率低,单位产值能耗高。
(2)为减少污染,提高燃料利用率,下列措施可以达到目的的是①②③④。
①将城市居民燃煤改为使用气体燃料②若将原来烧天然气的灶具改烧石油液化气,应增大空气进入量和减少液化气的进入量③研制燃料电池④在农村大力发展沼气(3)某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣:①3FeCl 2＋4H 2O=====500 ℃Fe 3O 4＋6HCl ＋H 2②2Fe 3O 4＋3Cl 2＋12HCl=== 6FeCl 3＋6H 2O ＋O 2③6FeCl 3=====300 ℃ 6FeCl 2＋3Cl 2科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是H 2,该物质作为燃料的优点有单位质量燃烧发热量高、燃烧产物只有水,对环境无污染、来源(水)较为丰富。
15.为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如下三套实验装置:(1)上述3个装置中,不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是Ⅲ。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是左端液柱降低,右端液柱升高,说明该反应属于放热(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段液柱；②若观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水可能是放热反应(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”),理由是某些物质(如浓硫酸)溶于水放热,但不是放热反应；③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,则M可能是硝酸铵(或其他合理答案)。
