B.灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)
C.Ba(OH)2?8H2O晶體和NH4Cl晶體混合
D.碳酸鈣的分解
解析:選A。該圖示為放熱反應(yīng)能量圖,A為典型的放熱反應(yīng),B、C是吸熱反應(yīng)的典型代表;D項(xiàng)高溫持續(xù)加熱,說明是吸熱反應(yīng)。
2.(2014年高考北京卷)25 ℃、101 kPa 下:①2Na(s)+12O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414 kJ/mol
②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ/mol
下列說法正確的是( )
A.①和②產(chǎn)物的陰陽離子個(gè)數(shù)比不相等
B.①和②生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同
C.常溫下Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O,隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快
D.25 ℃、101 kPa 下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ/mol
解析:選D。A項(xiàng)Na2O2中的陰離子是O2-2,所以Na2O2中陽離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為2∶1,與Na2O相同,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)兩種情況下生成等物質(zhì)的量的生成物時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)溫度升高后產(chǎn)物是Na2O2,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng)正確。
3.關(guān)于吸熱反應(yīng)的說法正確的是( )
A.凡需加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.只有分解反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)
C.使用催化劑的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D.CO2與CaO化合是放熱反應(yīng),則CaCO3分解是吸熱反應(yīng)
解析:選D。有些放熱反應(yīng)如燃燒也需加熱才能進(jìn)行,A錯(cuò)誤;CO2+C=====高溫2CO,是化合反應(yīng),但也是吸熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率,與放熱還是吸熱反應(yīng)無關(guān),而無論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)都可能需要用到催化劑;CO2+CaO===CaCO3和CaCO3=====高溫CaO+CO2互為逆反應(yīng),互為逆反應(yīng)的兩個(gè)反應(yīng),不僅物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系恰好相反,放熱和吸熱變化也相反,但數(shù)值相等。
4.(2014年滄州高一檢測(cè))今有如下三個(gè)熱化學(xué)方程式:
H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=a kJ?mol-1
H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=b kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=c kJ?mol-1
下列關(guān)于它們的表述正確的是( )
A.它們都是吸熱反應(yīng)
B.a(chǎn)、b和c均為正值
C.反應(yīng)熱的關(guān)系:a=b
D.反應(yīng)熱的關(guān)系:2b=c
解析:選D。本題涉及ΔH數(shù)值大小的比較,書寫熱化學(xué)方程式時(shí)注意狀態(tài)及比例關(guān)系。H2燃燒都是放熱反應(yīng),ΔH<0,H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)時(shí)要放出熱量,H2生成H2O(g)放出的熱量比生成H2O(l)的少,所以a>b,ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,若化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍,所以2b=c。
5.(1)肼(N2H4)和NO2是一種雙組分火箭推進(jìn)劑。兩種物質(zhì)混合發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O(g),已知8 g氣體肼在上述反應(yīng)中放出142 kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5 kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為______________________________________________;
解析:由8 g N2H4和NO2反應(yīng)放熱142 kJ可寫出其熱化學(xué)方程式為:2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136 kJ?mol-1;同理可寫出(2)的熱化學(xué)方程式。生成氣態(tài)水時(shí)放熱少,應(yīng)為2165 kJ×12-32×44 kJ=1016.5 kJ。
答案:(1)2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136 kJ?mol-1 (2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165 kJ?mol-1 1016.5
一、單項(xiàng)
1.(2014年嘉興高一檢測(cè))下列各圖中,表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖是( )
解析:選A。反應(yīng)過程中,應(yīng)該是首先吸收能量,拆開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵,能量升高,而后重新結(jié)合為生成物,該過程是放出能量,顯然D項(xiàng)的能量變化過程恰好相反;C項(xiàng)兩過程能量變化相等,這樣的反應(yīng)不存在;A項(xiàng)生成物的總能量比反應(yīng)物總能量還高,說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng);B項(xiàng)生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量低,說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
2.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化,如Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl的反應(yīng)要吸收熱量,在化學(xué)上叫做吸熱反應(yīng)。其原因是( )
A.反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量
B.反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量
C.在化學(xué)反應(yīng)中需要加熱的反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)
D.在化學(xué)反應(yīng)中需要降溫的反應(yīng)就是放熱反應(yīng)
解析:選B。反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,在反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物就要吸收能量生成生成物,這就相當(dāng)于熱能轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量而“貯存”起來。
3.對(duì)于放熱反應(yīng)A+B?→C+D,以下說法正確的是(EA、EB、EC、ED分別表示A、B、C、D所具有的能量)( )
A.EA>EC
B.EA>EC+ED
C.EA+EB>EC+ED
D.EA+EB
4.(2014年臺(tái)州高一檢測(cè))已知熱化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ?mol-1,則對(duì)于熱化學(xué)方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=b,下列說法正確的是( )
A.熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子個(gè)數(shù)
B.反應(yīng)中的ΔH2=+483.6 kJ?mol-1
C.ΔH2<ΔH1
D.ΔH2>ΔH1
解析:選D。隱含的知識(shí)是水由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)要放出熱量,則b>+483.6 kJ?mol-1。
5.長征二號(hào)F型火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲基肼(C2H8N2),氧化劑是液態(tài)的N2O4,已知1.5 g偏二甲基肼完全燃燒生成N2、CO2和液態(tài)H2O放出熱量50 kJ。下列說法不正確的是( )
A.燃料在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒是將化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能
B.偏二甲基肼在N2O4中的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)中偏二甲基肼和N2O4總能量低于CO2、N2和H2O的總能量
D.燃燒時(shí)的總反應(yīng)方程式為:C2H8N2+2N2O4=====點(diǎn)燃2CO2+3N2+4H2O
解析:選C。由題意知,1.5 g偏二甲基肼燃燒時(shí)放出50 kJ熱量。故A、B正確;發(fā)生放熱反應(yīng),則反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故C錯(cuò)誤;D中燃燒的化學(xué)方程式正確。
6.電視上有一“自熱米飯”的廣告播得很火,它介紹在食用時(shí),將一無色液體加入到一白色固體中,放上裝米飯的盒子,過幾分鐘米飯馬上就熱氣騰騰,可以食用了,非常方便。請(qǐng)你推測(cè)其白色固體和無色液體可能是如下哪個(gè)組合( )
A.硝酸銨和水 B.濃硫酸和水
C.氧化鈣和水 D.固體酒精和水
解析:選C。硝酸銨溶于水吸熱,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;濃硫酸具有腐蝕性,且操作不方便,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;氧化鈣與水反應(yīng)放出大量的熱量,C選項(xiàng)正確;酒精溶于水時(shí)熱效應(yīng)不明顯,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、不定項(xiàng)
7.(2014年徐州高一檢測(cè))將V1 mL 1.0 mol?L-1HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50 mL)。下列敘述正確的是( )
A.做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22 ℃
B.該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可能轉(zhuǎn)化為熱能
C.NaOH溶液的濃度約為1.0 mol?L-1
D.該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
解析:選B。中和反應(yīng)為放熱反應(yīng),B對(duì);中和反應(yīng)有水生成,但有水生成的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng),如H2+CuO=====△H2O+Cu是吸熱反應(yīng),D錯(cuò);從表中分析當(dāng)加入HCl溶液5 mL、NaOH溶液45 mL反應(yīng)后溫度為22 ℃,故實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度小于22 ℃,A錯(cuò);加入HCl溶液30 mL反應(yīng)放熱最多,應(yīng)是酸堿正好中和,故c(NaOH)=1.0 mol?L-1×30 mL/20 mL=1.5 mol?L-1,C錯(cuò)。
8.已知2H2+O2=====點(diǎn)燃2H2O,關(guān)于該反應(yīng)的下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.該反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)
B.參加反應(yīng)的氫氣和氧氣的總能量高于反應(yīng)生成的水的總能量
C.該反應(yīng)的ΔH<0
D.參加反應(yīng)的氫氣和氧氣的總能量低于反應(yīng)生成的水的總能量
解析:選AD。氫氣與氧氣的反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。
9.(2014年溫州高一檢測(cè))下列說法正確的是( )
A.煅燒石灰石可得生石灰和二氧化碳,該反應(yīng)是一個(gè)放出能量的反應(yīng)
B.水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時(shí)放出能量
C.相同狀況下,反應(yīng)2SO2+O2===2SO3是一個(gè)放熱反應(yīng),則反應(yīng)2SO3===2SO2+O2是一個(gè)吸熱反應(yīng)
D.氯化氫分解成氫氣和氯氣時(shí)需要吸收能量
解析:選CD。由題意可以推測(cè),如果一個(gè)反應(yīng)過程放出能量,那么使該反應(yīng)向反方向進(jìn)行則需要吸收能量,所以C正確。另外,氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出能量的反應(yīng),與它們相反的反應(yīng):水、Al2O3和氯化氫的分解都應(yīng)該是吸收能量的反應(yīng)。
10.(2010年高考山東卷改編題)下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是( )
A.生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量
B.放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率
C.任何化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化
D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同
解析:選C。根據(jù)生成物總能量和反應(yīng)物總能量的相對(duì)大小,把化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng)的生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,放熱反應(yīng)的生成物總能量低于反應(yīng)物總能量;反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化,與反應(yīng)的吸熱、放熱無關(guān);同溫同壓下,H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點(diǎn)燃條件的影響,所以該反應(yīng)的ΔH相同。
三、非選擇題
11. ΔH=-92.4 kJ?mol-1,F(xiàn)將1 mol N2和3 mol H2混合后,在一定條件下充分反應(yīng),放出的熱量________(填“>”、“<”或“=”)92.4 kJ,原因是________________________________________________________________________。
解析:1 mol N2和3 mol H2完全反應(yīng)生成2 mol NH3時(shí)放出92.4 kJ熱量,而該反應(yīng)為可逆反應(yīng),H2、N2不能完全反應(yīng)。
答案:< 該反應(yīng)為可逆反應(yīng),H2、N2不能完全反應(yīng)
12.某化學(xué)反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物的總能量為E1,生成物的總能量為E2,若E1>E2,則該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)過程可以看成______________________
________________________________________________________________________。
中和反應(yīng)都是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是____________________
________________________________________________________________________。
答案:放熱 儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等釋放出來 放熱 酸電離出的H+與堿電離出的OH-結(jié)合成弱水:H++OH-===H2O
13.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5 mL濃NaOH溶液于試管中,試回答下列問題:
(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置換反應(yīng)是放熱反應(yīng),鋁與堿液的反應(yīng)放熱更為顯著,放出的熱量使燒杯中飲料的溫度升高,使CO2溶解度減小,從而產(chǎn)生上述現(xiàn)象。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)中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)液體放出氣泡的速率加快
(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從飲料中逸出的速度加快
(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑
(4)小于
14.(2014年蘇州高一檢測(cè))在一個(gè)小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2?8H2O],將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向燒杯內(nèi)加入約10 g氯化銨晶體,并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,可能的原因是_____________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出三個(gè)或三個(gè)以上原因)。
(4)如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出兩種方案)。
(5)“結(jié)冰”現(xiàn)象說明反應(yīng)是一個(gè)________(填“放出”或“吸收”)能量的反應(yīng)。即斷開舊化學(xué)鍵________(填“>”或“<”)形成新化學(xué)鍵________(填“放出”或“吸收”)的能量。
(6)該反應(yīng)在常溫下就可以進(jìn)行,說明___________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本題考查了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化以及吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系。以Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl固體的反應(yīng)為背景考查了分析問題、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。反應(yīng)放出或吸收的熱量可以通過觸覺感知,也可以通過溫度計(jì)測(cè)量。
答案:(1)Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl===BaCl2+10H2O+2NH3↑
(2)使反應(yīng)物充分混合,迅速發(fā)生反應(yīng),使體系的溫度降低
(3)①反應(yīng)物未進(jìn)行快速攪拌;②玻璃片上滴加的水太多;③氫氧化鋇晶體已部分失水;④環(huán)境溫度太高;⑤試劑用量太少;⑥氫氧化鋇晶體未研成粉末(其他答案合理均正確)
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