内容正文:
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专题6 化学反应与
能量变化
第二单元 化学反应中
的热
第1课时 放热反应与
吸热反应
课时分层练
02
目录
CONTENTS
预习作业
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预习作业
(建议用时:15分钟)
能量
热能
光能
电能
放出热
吸收热
燃烧反应
中和反应
预习作业
4
2.能定量表示化学反应中____________的热的化学方程式叫热化学方程式。
3.热化学方程式的书写及注意事项
(1)正确“写”出反应的化学方程式。
(2)“标”明物质在反应条件下的状态,用____、____、____分别表示气态、液态、固态。
(3)用ΔH表示反应放出或吸收的热量,负值表示在该条件下反应____热,正值表示在该条件下反应____热。ΔH的单位为________。
(4)热化学方程式中化学计量数表示各物质的物质的量,它可以是整数或分数。
放出或吸收
g
l
s
放
吸
kJ·mol-1
预习作业
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放出
285.8 kJ
预习作业
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1.下列对于化学反应过程的理解,错误的是( )
A.化学反应过程中同时存在物质和能量的变化
B.凡是能量变化一定发生在化学变化中
C.化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒
D.能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础
预习作业
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2.下列变化一定是吸热反应的是( )
A.凡需加热才能发生的反应
B.所有的分解反应
C.将化学能转变为热能的反应
D.水分解为氢气和氧气的反应
预习作业
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预习作业
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课时分层练
(建议用时:40分钟)
[学习·理解]
1.下列各组变化中,前者是放热反应,后者是吸热反应的是( )
A.生石灰溶于水;锌粒和稀硫酸反应
B.干冰升华;金属或金属氧化物熔化
C.氨水与醋酸反应;碳和水蒸气反应生成CO和H2
D.工业煅烧石灰石;化石燃料燃烧
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2.下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能
B.生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量,利用生物质能就是间接利用太阳能
C.煤燃烧时,化学能主要转化为热能
D.葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时,热能转化为化学能
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4.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJ·mol-1表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气,并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3 kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ
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类题通法 热化学方程式的正误判断
判断一个热化学方程式是否正确,应从以下几个方面入手:
(1)物质的状态是否标注或标注是否正确。
(2)放热反应的ΔH是否标“-”。
(3)ΔH的单位是否用kJ·mol-1表示。
(4)反应物的物质的量与反应放出或吸收的热量是否成比例。
(5)是否符合题目要求。
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6.下列说法正确的是( )
A.吸热反应需要加热才能发生
B.放热反应在常温下就能进行
C.化学反应就是将化学能转化为热能的反应
D.反应是放热还是吸热与是否加热没有直接的关系
解析 A项,有些吸热反应不需要加热就能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;B项,放热反应在常温下不一定发生,如木炭和氧气的反应;C项,化学反应能量转化除热能外,还有光能等形式,如Mg条燃烧。
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7.已知A、B、C、D均为气体,其能量变化如图:
反应前 反应后
(1)若E1>E2,则该反应为_________(填“放热反应”或“吸热反应”)。
(2)下列有关反应A+B===C+D的说法正确的是____(填字母)。
A.反应前后原子的种类和数目一定不变
B.该反应若有热量变化,则一定是氧化还原反应
C.若该反应为放热反应,则不需要加热该反应就一定能进行
D.反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
放热反应
A
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[应用·实践]
8.下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④生石灰与水反应生成熟石灰 ⑤水煤气反应 ⑥二氧化碳与灼热的碳反应生成一氧化碳
A.①⑥ B.②③⑤
C.①④ D.②⑤⑥
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解析 ①液态水汽化,即水由液态变为气态,需要吸热,是物理变化过程,不是化学反应,错误;②胆矾加热失去结晶水变成白色粉末,需要吸热,为吸热反应,正确;③浓硫酸稀释放出大量的热,是放热过程,错误;④生石灰与水反应生成熟石灰会放出大量的热,为放热反应,错误;⑤水煤气反应是碳与水蒸气的反应,是吸热反应,正确;⑥二氧化碳与灼热的碳反应,是吸热反应,正确;属于吸热反应的有②⑤⑥。
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类题通法
比较热化学方程式中ΔH的大小时,必须带正、负号比较。对放热反应,ΔH越小,放热越多;对吸热反应,ΔH越大,吸热越多。对于反应热的比较,应注意是比较ΔH的大小还是比较反应放出(吸收)的热量的大小,注意ΔH与|ΔH|的区别。
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11.化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,其热化学方程式为
________________________________________________________。
(2)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1 g丁烷(C4H10)完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式:
___________________________________________________________。
B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165 kJ·mol-1
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①实验表明发生的反应_____(填“吸收”或“放出”)热量,即_____能可以转化为____能;通过图像分析可知,做该实验时,环境温度_____(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃。
②该NaOH溶液的浓度约为_____mol·L-1。
[创新·提高]
12.(1)将V1 mL 1.0 mol·L-1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度变化,实验结果如图1所示(实验中始终保持V1+V2=50)。请按要求填空:
放出
化学
热
低于
1.5
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(2)如图2所示,在锥形瓶中放置装有水的小试管,往小试管中分别加入下列物质:①烧碱,②浓硫酸,③硝酸铵,④NaCl。其中能使图中a端液面高于b端液面的是___ (填序号)。
③
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R
1.(1)化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然发生_______的变化。化学反应中比较常见的是化学能与_______、_______、_______等的互相转化。
(2)________的化学反应为放热反应。__________的化学反应为吸热反应。
(3)常见的放热反应有:____________、___________、金属与水或酸的反应、大多数化合反应。
常见的吸热反应有:大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、C+CO2eq \o(=====,\s\up17(高温))2CO、C+H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))CO+H2等。
4.热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。如热化学方程式H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH(298 K)=-285.8 kJ·mol-1的意义:在298 K时,1 mol H2(g)和eq \f(1,2) mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(l)时_______的热为__________。
3.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O22SO3(l)
ΔH=-196.6 kJ/mol
B.2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)
ΔH=-483.6 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ/mol
D.C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=393.5 kJ/mol
3.现有如下三个热化学方程式:
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=c kJ·mol-1
下列相关表述正确的是( )
A.它们都是吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a=b
D.2a=c
5.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出445 kJ热量,则下列热化学方程式正确的是( )
A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=890 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
D.eq \f(1,2)CH4(g)+O2(g)===eq \f(1,2)CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
eq \x(\a\al(A+B反应物,总能量为E1))
eq \o(―――――→,\s\up17(发生反应))
eq \x(\a\al(C+D生成物,总能量为E2))
9.下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,E反应物<E生成物
B.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2 kJ·mol-1,E反应物<E生成物
C.HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)+eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH=92.3 kJ·mol-1,1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后放出92.3 kJ的热量
D.将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
解析 Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,表示反应物的总能量比生成物的总能量高,故E反应物>E生成物,A错误;CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2 kJ·mol-1,表示反应物的总能量比生成物的总能量低,E反应物<
E生成物,B正确;HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)+eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH=92.3 kJ·mol-1,表示1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后吸收92.3 kJ的能量,C错误;将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中,充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,反应的N2的物质的量小于0.5 mol,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,D错误。
10.下列说法或表示方法正确的是( )
A.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成SO2气体,放出的热量一样多
B.12 g石墨转化为CO时,放出110.5 kJ热量:2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=+221 kJ·mol-1
C.已知:H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH1,H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则相同条件下,在密闭容器中,1 mol N2和3 mol H2混合充分反应后放出92.4 kJ的热量
C4H10(g)+eq \f(13,2)O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2900 kJ·mol-1
解析 (1)②根据题图可知,当温度最高时,二者恰好完全反应,此时V1=30,由V1+V2=50可知,V2=20,此时两溶液中溶质的物质的量之比为1∶1,故可得1.0 mol·L-1×V1 mL=c(NaOH)×V2 mL,求得c(NaOH)=eq \f(1.0×30,20) mol·L-1=1.5 mol·L-1。
(2)浓硫酸的稀释过程和烧碱的溶解过程均放出热量,瓶内气体体积膨胀,a端液面下降;硝酸铵溶于水吸收热量,瓶内气压减小,a端液面上升,故③符合题意;NaCl的溶解过程中能量变化不明显。
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