内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
一、单选题
1.下列选项不正确的是( )
A. 图可表示 的能量变化
B. 图中表示碳的燃烧热
C. 实验的环境温度为,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,测得混合液的最高温度如图所示已知
D. 已知稳定性:,某反应由两步构成:,反应过程中的能量变化曲线如图所示
2.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化,测定化学反应的焓变。下列判断正确的是( )
A. 实验、、所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验中的铝片更换为等质量的铝粉后测得温度偏高,释放出的热量有所增加
C. 实验中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D. 实验中若用固体测定,则测定数值偏高,计算所得偏小
3.下列说法正确的是( )
A. 热化学方程式各物质前的化学计量数表示分子个数,不代表物质的量
B. 对与同一化学反应,化学计量数不同,相同
C. 热化学方程式未注明温度和压强时,表示标准状况下的数据
D. 化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
4.化学清洗剂是一种温室气体,在大气中的寿命可长达年之久。以下是几种化学键的键能通常人们把断裂化学键需要的能量看成该化学键的键能:
化学键
键能
下列说法中正确的是( )
A. 过程放出能量
B. 过程吸收能量
C. 反应,生成放出的热量
D. 吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应
5.、时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是( )
A. 转化Ⅱ的热化学方程式为
B. 相同条件下,和总能量高于的能量
C. 由的热化学方程式为
D. 分解为和是吸热反应
6.某同学设计如图所示实验,探究化学反应中的能量变化
下列判断正确的是
A. 由实验可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多
C. 实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响
D. 实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热,则测定的偏低
7.下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是( )
A. 需要加热才能进行的反应一定是吸热反应,放热反应不需要加热
B. 一定条件下进行的化学反应,只能将化学能转化成光能或热能
C. 化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因
D. 将溶液蒸干后并高温加热至质量不发生变化,最终所得固体仍为
8.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子。关于此反应的说法不正确的是( )
A. 反应物总能量一定低于生成物总能量 B. 一定属于可逆反应
C. 一定有非极性共价键断裂 D. 一定属于氧化还原反应
9.已知下列热化学方程式:
则氢气的燃烧热为( )
A. B. C. D. 无法确定
10.碳与适量水蒸气反应生成和,需吸收热量,此反应的热化学方程式为( )
A.
B.
C.
D.
11.下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
选项
反应
装置图
或图象
实验现象
温度计的水银柱不断上升
反应物总能量大于生成物总能量
反应开始后,甲处液面低于乙处液面
反应开始后,针筒活塞向右移动
A. B. C. D.
12.有四种物质:固体;浓硫酸;晶体;固体。现将它们分别装入盛有水的锥形瓶里,立即塞紧带形管的塞子,发现形管内的滴有红墨水的水面呈如图所示状态,判断加入的物质可能是( )
A. B. C. D.
13.下列属于吸热反应的是( )
A. 与反应 B. 在中燃烧
C. 溶液与盐酸反应 D. 与晶体反应
14.中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
中键
中键
中键
中键
中键
键能
若反应过程中分解了水,则下列说法不正确的是( )
A. 总反应为 B. 过程Ⅰ吸收了能量
C. 过程Ⅱ放出了能量 D. 过程Ⅲ属于放热反应
二、非选择题
15.化学反应原理在生产、生活中用途广泛。氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物对我们的生产、生活有重要的影响。请回答下列问题:
机动车发动机工作时会引发与的反应如图所示,请用热化学方程式表示以下反应__________。
已知,,下列能量变化示意图中,正确的是___________。
A. .
C.
.
16.随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
则: ______。
硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为 ,若将生成的通入的溶液中恰好完全反应,则此制备纯硅反应过程______填“吸收”或“放出”的热量是______。
甲醇是一种新型的汽车动力燃料。
以和为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示,则图中处应填写的内容为___。
工业上利用和来制备甲醇气体。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
键能
设以键构成,则工业制备甲醇的热化学方程式为______。
恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示:
已知: 。图中______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,加催化剂会导致活化能降低,但不影响反应热,与图像含义符合,故A不选;
B.碳的燃烧热是指完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量,图中的燃烧产物是,不符合碳的燃烧热定义,故B选;
C.酸碱中和反应为放热反应,物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,,则,时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,放出的热量最多,即横坐标为时的温度应该最高,图象与实际反应相符,故C不选;
D.已知稳定性顺序为,物质的总能量越低越稳定,则物质具有的能量,图示中表示的能量变化曲线符合实际,故D不选。
故选B。
2.【答案】
【解析】A.活泼金属与酸的反应为放热反应,氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应,中和反应为放热反应,A错误;
B.等质量的铝片与铝粉与盐酸反应放出的热量相同,B错误;
C.铁的导热性良好,换用铁制搅拌棒后会有热量损失,导致测定的数值偏低,C错误;
D.氢氧化钠固体溶于水放热,会使测定的数值偏高,放热焓变为负值,则计算所得偏小,D正确;
故选D。
3.【答案】
【解析】A.根据热化学方程式的定义,各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量,项错误;
B.化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,的单位是与热化学方程式的化学计量数成正比,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其 不同,项错误;
C.标准状况是指、,而热化学方程式如果没有注明温度和压强,则指的是、,项错误;
D.化学反应中的热效应与物质用量相关,且化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比,项正确;
故选D。
4.【答案】
【解析】错,过程是的化学键断裂的过程,需要吸收能量;
错,过程是形成化学键的过程,需要释放能量;
对,反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,反应的,故反应放出的热量;
错,化学反应的本质是旧键断裂和新键形成,没有发生化学键的断裂与形成,不可能发生化学反应。
故选:。
5.【答案】
【解析】根据能量转化图,转化Ⅱ的热化学方程式为或,A错误;
和反应生成,此反应属于放热反应,因此相同条件下,和总能量高于的能量,B正确;
根据能量转化图,的热化学方程式为,C正确;
和反应是放热反应,分解为和是吸热反应,D正确。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学反应能量变化的探究,难度一般, 理解实验原理和装置作用是解题关键。
【解答】Ⅰ中为镁与盐酸反应置换氢气的过程,属于放热反应,Ⅱ为 与反应的过程,属于吸热反应,Ⅲ涉及的是稀盐酸与氢氧化钠溶液发生中和的反应,属于放热反应,A错误;
B.将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉,固体的接触面积增大,会加快反应速率,但不会增大反应生成氢气的量,所以不会改变反应放出的热量,B错误;
C.铜导热性好,所以实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会使放出的热量有损失,C错误;
D.浓硫酸溶于水放出热量,所以实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热,则测定的反应热的数值会变大,对应会偏低,D正确;
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查反应热与焓变的应用、碳酸氢钠性质,题目难度不大,明确化学反应与能力变化的关系即可解答,注意掌握碳酸氢钠的化学性质,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
【解答】
A.需要加热才能进行的反应不一定为吸热反应,如铝热反应为放热反应,需要加热才能进行,故A错误;
B.一定条件下进行的化学反应,可以将化学能转化成光能、热能或电能等,故B错误;
C.化学键的断裂吸收能量,化学键的形成放出能量,则化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因,故C正确;
D.将溶液蒸干后并高温加热至质量不发生变化,最终得到的是碳酸钠,故D错误;
故选C。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学反应的微观分析,为高频考点,把握图中物质的变化、反应类型为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图中不能体现能量变化,题目难度不大。
【解答】
A.根据图示可知,该反应属于分解反应,绝大多数的分解反应是吸热反应,但也有分解反应是放热反应,反应物总能量和生成物总能量无法判断,故A错误;
B.根据图示可知反应物在反应后仍存在,证明反应未进行彻底,即有一部分反应物未参加反应,所以该反应是可逆反应,故B正确;
C.根据图示可知一定有非极性共价键断裂,故C正确;
D.根据图示可知该反应反应物是一种,生成物是两种,属于分解反应,且该反应中有单质生成,所以属于氧化还原反应,故D正确。
故选A。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了燃烧热的概念,解题关键在于理解燃烧热概念时抓住两点:燃烧热指物质,必须生成稳定的氧化物,题目难度不大。
【解答】
在摄氏度,时,可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热。
A.根据 ,可知氢气的物质的量不是,且氢气燃烧生成的是气态水,故A错误;
B.根据 ,可知氢气燃烧生成气态水,不是最稳定的物质,故B错误;
C.根据燃烧热的定义,氢气完全燃烧生成液态水放出的热量就是氢气的燃烧热,故C正确;
D.根据热化学方程式 可以确定氢气的燃烧热,故D错误;
故选:。
10.【答案】
【解析】碳与适量水蒸气反应生成和,需吸收热量,可知完全反应吸热为,则此反应的热化学方程式为 或,
故选D。
11.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学反应与能量变化,题目难度不大,注意题中判断反应是否放热的设计角度,根据现象得出温度、压强等变化。
【解答】
A.盐酸和氢氧化钠发生中和反应,为放热反应,可观察到温度计的水银柱不断上升,故A正确;
B.从能量守恒的角度分析,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故B正确;
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明装置内压强增大,反应为放热反应,温度升高,压强增大,故C正确;
D.稀硫酸和锌反应生成氢气,导致反应开始后,针筒活塞向右移动,不能说明反应放热,故D错误;
故选D。
12.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学反应的热效应,题目难度不大。
【解答】
形管中现象的实质是锥形瓶内的气压高于大气压,锥形瓶内气压增大的原因,可能是化学反应生成了气体,也可能是物质溶解或化学反应放出热量,还可能是既生成气体又放出热量。
固体溶于水放出热量,故正确;
浓稀释放出热量,故正确;
溶于水吸收热量,故错误;
生石灰与反应放出热量,故正确。
综上所述,符合题意。
故选B。
13.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学反应中能量变化,题目难度不大,掌握常见的放热反应和吸热反应是解题的关键。
【解答】
A.与反应是放热反应,故A错误;
B.在中燃烧 是放热反应,故B错误;
C.溶液与盐酸反应是放热反应,故C错误;
D.晶体与晶体反应是吸热反应,故D正确。
故选D。
14.【答案】
【解析】A.用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,则总反应为,故A正确;
B.断裂化学键吸收能量,结合表中数据可知,过程Ⅰ吸收了能量,故B正确;
C.形成化学键释放能量,则过程Ⅱ放出了能量,故C正确;
D.过程Ⅲ为过氧化氢生成氧气和氢气,吸收的能量大于放出的能量,该过程为吸热反应,故 D错误;
故选D。
15.【答案】
【解析】反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和,由图可知,反应为: ;
由方程式可知,二氧化氮气体转化为四氧化二氮气体的反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量的放热反应;气态四氧化二氮转化为液态四氧化二氮为放热过程,则气态四氧化二氮的能量高于液态四氧化二氮的能量,则符合题意的图示为。
16.【答案】
吸收 ;
;
【解析】将已知反应依次编号为,由盖斯定律可知,反应得到反应,则反应,故答案为:;
由题意可知,反应生成氯化氢的物质的量为,由热化学方程式可知,制备纯硅反应过程中生成氯化氢吸收的热量为,故答案为:吸收;;
二氧化碳与氢气反应生成生成甲醇和水蒸气的方程式为,由图可知,反应的热化学方程式反应为,则图中处应填入,故答案为:;
一氧化碳与氢气生成甲醇的方程式为,由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可得反应,则反应的热化学方程式为,故答案为:;
由图可知,参加反应的二氧化硫的物质的量为,由热化学方程式可知,,故答案为:。
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