内容正文:
1.(双选)下列关于反应ΔU的说法中正确的是( )
A.ΔU<0时,反应吸收能量
B.ΔU>0时,反应吸收能量
C.化学反应体系处于静止状态时,ΔU=Q+W
D.ΔU=ΔH
解析:BC [ΔU=U(反应产物)-U(反应物)>0时反应吸收能量,故A错误、B正确;体系处于静止状态时,体系整体的动能和势能没有变化,体系的能量变化可以以热和功的形式呈现,故ΔU=Q+W,C正确,在等压反应中若没有功的存在,则ΔU=ΔH,故D错误。]
2.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是( )
A.放热反应的发生无须任何条件
B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C.化学反应过程都伴随着能量的变化
D.硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
答案:C
3.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
答案:D
4.下列反应中,生成物的总焓大于反应物的总焓的是( )
A.氢气在氧气中燃烧
B.铁丝在氧气中燃烧
C.硫在氧气中燃烧
D.焦炭在高温下与水蒸气反应
答案:D
5.白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却,可得深灰色固体——黑磷,其转化过程中能量变化如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.黑磷比白磷稳定
B.黑磷与白磷互为同分异构体
C.白磷转化为黑磷是氧化还原反应
D.白磷转化为黑磷是吸热反应
解析:A [物质本身具有的能量越低越稳定,因白磷转化为黑磷是放热反应,故白磷不如黑磷稳定;两者互为同素异形体,两者之间的转化不是氧化还原反应。]
6.多年来世界发达国家的科研和生产实践已证明氢能是摆脱对石油依赖的最经济有效的能源,有关专家甚至认为氢能将是主宰未来世界的主要能源。目前有人研究出将淀粉或纤维素、水在酶作用下转变为二氧化碳和氢气的方法来制取氢气。下列说法错误的是( )
A.上述制氢气的化学方程式可表示为(C6H10O5)n+7nH2O6nCO2↑+12nH2↑
B.从整个能量循环来看,利用该方法得到的氢能来源于光能
C.酶作为催化剂需要合适的温度
D.氢元素有3种核素,形成的H2分子有3种
解析:D [A.根据题意可以知道,化学反应方程式为(C6H10O5)n+7nH2O6nCO2↑+12nH2↑,所以A选项是正确的;B.绿色植物的化学能来源于光能,即太阳能,化学能在一定条件下转化为氢能,那么从整个循环来看,利用该方法得到的氢能来源于太阳能,所以B选项是正确的;C.酶属于蛋白质,高温下易变性,应严格控制温度,需要在一定温度下进行反应,所以C选项是正确的;D.氢元素存在1H、2H、3H三种核素,一个氢气分子由两个氢原子构成,则自然界中的氢分子最多有3×2=6种,故D选项错误。]
7.(双选)一种分解海水制氢气的方法为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)。如图为此反应的能量变化示意图,则下列说法不正确的是( )
A.反应物H2O(l)的总能量高于反应产物H2(g)和O2(g)的总能量
B.TiO2可以提高H2O的分解速率
C.催化剂对该反应的反应热无影响
D.由于该反应使用了激光,故该反应不遵循能量守恒定律
解析:AD [该反应中H2O(l)分解生成H2(g)和O2(g),由图可知,反应物的总能量低于反应产物的总能量,即H2O(l)的总能量低于H2(g)和O2(g)的总能量,A项错误;TiO2作催化剂,可以提高H2O的分解速率,但不影响反应的反应热,B、C项正确;反应体系的总能量是守恒的,所有化学反应均遵循能量守恒定律,D项错误。]
8.将V1 mL 1.0 mol·L-1的盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约是1.0 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析:B [由图可知,加入5 mL盐酸时混合液的温度达到22 ℃,故环境的温度应低于22 ℃;反应放热,由化学能转化为热能;恰好反应时放出热量最多,NaOH溶液的浓度为
=1.5 mol·L-1;有水生成的反应不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O是吸热反应。]
9.根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
解析:D [反应吸热,生成物总能量高于反应物,A正确;反应吸热,焓变大于零,B正确;碳酸钙中既有离子键又有共价键,其分解时既有离子键断裂又有共价键断裂,C正确;很多燃烧需要加热,但都是放热反应,D错误。]
10.下列反应既属于放热反应,又属于氧化还原反应的是( )
A.Ba(OH)2溶液与硫酸溶液反应
B.铝片与稀硫酸反应
C.灼热的炭与CO2反应
D.NH4NO3固体与Ba(OH)2·8H2O晶体反应
解析:B [A不是氧化还原反应;B既是放热反应,又是氧化还原反应,所以符合题意;C为吸热反应;D为吸热反应,而且是非氧化还原反应。]
11.一定条件下,A与B反应可生成C和D,其能量变化如图所示:
反应前 反应后
(1)下列有关反应A+B===C+D的说法正确的是 ________ (选填字母)。
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,则不需要加热反应就一定能自发进行
D.反应物的总质量、总能量与反应产物的总质量、总能量均相等
(2)若H1<H2,则反应产物的总能量 ________ 填(“>”“<”或“=”)反应物的总能量,反应热Q ________ 0(填“>”“<”或“=”),该反应 ________ (填“放热”或“吸热”)。
解析:(1)根据质量守恒定律,反应前后元素原子的种类及数目均不会改变;并非氧化还原反应才有热量变化,任何化学反应均伴随着能量的变化;反应前对反应物加热,只是为了达到反应的条件,与反应是否是放热反应没有必然的联系;根据能量守恒定律有:反应物的总能量=反应产物的总能量+放出的能量(或“-吸收的能量”)。
(2)Q=反应产物的总能量一反应物的总能量=H2-H1>0,推知Q>0。
答案:(1)A (2)> > 吸热
12.合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。
(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则Q ________ 184.4 kJ(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知
1 mol N—H键断裂吸收的能量等于 ________ kJ。
解析:(1)反应是可逆反应,不能进行彻底,该温度下合成塔中放入2 mol N2和6 mol H2,生成的氨气小于4 mol,故达到平衡后放出的热量小于184.4 kJ。
(2)3H2+N22NH3,反应焓变=反应物断裂化学键吸收的总能量-反应产物形成化学键放出的总能量,即3×436 kJ+945.8 kJ-6×EN—H=-92.2 kJ,EN—H=391 kJ。
答案:(1)< (2)391
13.Ⅰ.2019年7月8日,海信在北京正式发布了全球首台观星级叠屏电视U9E。海信叠屏电视的推出,彻底打破了中国在高端电视领域的技术瓶颈。
生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/(kJ·mol-1)
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是 ________ 。
A.过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
Ⅱ.(1)下列实验现象或图像信息能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 ________ 。
(2)某同学设计如图装置,利用反应开始后,针筒活塞向右移动,确定锌与稀硫酸的反应放热,你认为是否正确?说明原因。
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________________________________________________________________________。
解析:Ⅰ.断键的过程吸收能量,A错;成键的过程,放出能量,B正确;选项C中反应的ΔH=反应物的键能之和—生成物的键能之和=(941.7+3×154.8-6×283.0) kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1,因此C错;若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成,则是物理变化,化学反应过程中必有键的断裂与生成,所以D错。
Ⅱ.(1)温度计的水银柱不断上升,说明反应放热,A正确;图示反应物总能量大于生成物总能量,反应放热,B正确;反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明瓶内气体温度上升,气体膨胀,C正确。(2)稀硫酸与锌粒反应后生成H2,能够推动针筒活塞向右移动,不能确定该反应是否为放热反应。
答案:Ⅰ.B
Ⅱ.(1)ABC (2)不正确,稀硫酸与锌粒反应后生成H2,能够推动针筒活塞向右移动,不能确定该反应是否为放热反应
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