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陵城区第一中学清明节假期作业 化学键与物质构成分层作业 编制人:孟桂英 2026.3.27 姓名: 班级:
第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
基础过关
◆ 知识点一 化学反应中的能量变化
1.下列说法错误的是 ( )
A.任何化学反应都伴随着能量变化
B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量无关
C.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D.能量变化是化学反应的基本特征之一
2.下列说法正确的是 ( )
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
②放热反应在常温下一定很容易发生
③有的放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应也能继续进行
A.只有③ B.只有①② C.①②③ D.②③
3.下列反应中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是 ( )
A.柠檬酸与小苏打反应 B.铝与稀盐酸 C.灼热的炭与CO2反应 D.甲烷与O2的燃烧反应
4.符合下列能量变化图像的反应是 ( )
A.NaHCO3与盐酸的反应 B.Ba(OH)2与稀硫酸的反应 C.NH4NO3溶于水 D.生石灰与水的反应
5.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 ( )
A
B
C
D
反应开始后,针筒活塞向右移动
反应物总能量大于生成物总能量
反应开始后,U形管的液面左低右高
温度计的水银柱不断上升
◆ 知识点二 化学反应过程中能量变化的本质
6. 已知反应X+YM+N为放热反应,关于该反应的说法正确的是( )
A.X的能量一定高于M B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
7. 已知某反应中能量变化如图所示,所得结论正确的是 ( )
A.该图像可以表示氯化铵与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B.若反应物是石墨,生成物是金刚石,则金刚石更稳定
C.该反应过程中,形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键吸收的总能量
D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应一定需要加热才可进行
8.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是
A.H2O2分解属于吸热反应
B.加入催化剂,减少了反应所放出的热量
C.反应中断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
9. 某反应由两步反应A→B→C构成,其反应能量曲线如图所示,下列叙述不正确的是 ( )
A.A→C的反应为放热反应 B.三种物质中B最不稳定
C.A与B的能量差为E1-E2 D.B→C的反应不需要加热
(选做题)10. 根据下面的信息,下列叙述正确的是 ( )
A.2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放出能量为490 kJ
B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C.1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)释放能量为245 kJ
D.2 mol H2O(g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和高
(选做题)11. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJ
B.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
D.NO2是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
12. 回答下列问题。
(1)化学反应中伴随着能量变化,符合下图能量变化的化学反应是 (填字母)。
a.镁条与稀硫酸反应 b.盐酸与碳酸氢钠
c.碳酸钙分解 d.NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体 e.硝酸铵溶于水 f.甲烷燃烧
(选做题)(2)在一定温度和压强下,肼(N2H4)和O2发生如下反应:N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。已知气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量叫作键能,其大小如下表:
化学键
N—H
N—N
N≡N
OO
O—H
键能/
(kJ·mol-1)
391
154
942
500
463
该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应,1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)的总能量 (填“>”“=”或“<”)1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)的总能量。
(3)H2与O2、F2均能发生反应。
①H2在O2中燃烧生成水的过程中,能量转化的主要形式为 转化为 。
②H2(g)与F2(g)反应生成HF(g)过程中的能量变化示意图如图所示。
由图可知:断裂1 mol F2(g)中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ;形成1 mol HF(g)中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。
13.按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
①铝片与稀盐酸的反应②将胆矾加热变为白色粉末③干冰气化④甲烷在氧气中的燃烧反应
⑤NH4NO3固体溶于水⑥C与CO2反应生成CO
(2)反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。
(选做题)(3)合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ能量,已知断开1 mol H—H、
1 mol N≡N分别需要吸收的能量为436 kJ、945.8 kJ,则1 mol N—H断裂需要吸收的能量为 kJ。
第2节 化学反应与能量转化
第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 答案
1.B [解析] 化学反应的本质是旧键断裂和新键形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,所以能量变化是化学反应的基本特征之一,化学反应必然伴随着能量变化,化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关,故B错误。
2.A [解析] 加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铜在氯气中燃烧,①错误;放热反应在常温下不一定容易发生,如N2与H2合成NH3,②错误;需要加热才能发生的放热反应,如果反应放出的热量达到反应所需要的热量,停止加热反应也能继续进行,③正确。
3.C [解析] 柠檬酸与小苏打发生反应会放出热量,但反应过程中元素化合价不变,因此不属于氧化还原反应,A不符合题意;铝与稀盐酸发生反应会放出热量,属于放热反应,反应过程中元素化合价发生变化,因此反应同时属于氧化还原反应,B不符合题意;灼热的炭与CO2发生反应会吸收热量,反应为吸热反应,反应过程中元素化合价发生变化,因此反应同时属于氧化还原反应,C符合题意;甲烷与O2的燃烧反应会放出热量,反应属于放热反应,反应过程中元素化合价发生变化,因此反应同时属于氧化还原反应,D不符合题意。
4.A [解析] NaHCO3与盐酸的反应为吸热反应,故A符合题意;酸碱中和为放热反应,故B不符合题意;硝酸铵溶于水为吸热过程,不是吸热反应,故C不符合题意;生石灰与水的反应放出大量的热,故D不符合题意。
5.A [解析] 锌粒与稀盐酸反应生成H2,针筒活塞向右移动,可能是由于生成气体,不能判断该反应是否放热,A符合题意;由题图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应是放热反应,B不符合题意;U形管的液面左低右高,说明集气瓶中密封空气受热膨胀,气体压强增大,则生石灰与水的反应是放热反应,C不符合题意;稀硫酸滴入NaOH溶液中,温度计的水银柱不断上升,说明反应体系温度升高,则该反应是放热反应,D不符合题意。
6.C [解析] 该反应放热,反应物总能量高于生成物总能量,即X和Y的总能量一定高于M和N的总能量,A、B错误,C正确;反应是否需要加热与该反应是放热还是吸热没有关系,D错误。
7.A [解析] 该图像表示吸热反应,氯化铵与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应,该图像可以表示氯化铵与氢氧化钡晶体反应的能量变化,故A正确;能量越低越稳定,若反应物是石墨,生成物是金刚石,则金刚石更不稳定,故B错误;该反应为吸热反应,形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量,故C错误;反应吸放热与反应条件无关,该反应不一定需要加热,故D错误。
8.D [解析] 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应中断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量,属于放热反应,A、C错误,D正确;由题图可知,加入催化剂,反应物和生成物的总能量不变,故反应放出的热量不变,B错误。
9.D [解析] A→C的反应中,反应物A的总能量高于生成物C的总能量,则反应为放热反应,A正确;物质所具有的能量越高,稳定性越差,三种物质中B的能量最高,则B最不稳定,B正确;从图中可以看出,A→B正反应的活化能为E1,逆反应的活化能为E2,则A与B的能量差为E1-E2,C正确;B→C的反应虽然为放热反应,但可能仍需要加热引发反应,D不正确。
10.A [解析] 2 mol H2(g)分解为4 mol H(g)时吸收436×2=872 kJ的能量,1 mol O2(g)分解为2 mol O(g)时吸收249×2=498 kJ的能量,4 mol H(g)和2 mol O(g)结合形成2 mol H2O(g)释放930 kJ×2=1860 kJ的能量,所以整个过程共释放能量1860 kJ-498 kJ-872 kJ=490 kJ,故A正确;化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关,故B错误;1 mol H2(g)分解为2 mol H(g)时吸收436 kJ的能量,0.5 mol O2(g)分解为1 mol O(g)时吸收249 kJ的能量,2 mol H(g)和1 mol O(g)结合形成1 mol H2O(g)释放930 kJ的能量,所以整个过程共释放能量930 kJ-436 kJ-249 kJ=245 kJ,H2O(g)转化为H2O(l)还需要释放一部分能量,所以1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)释放能量大于245 kJ,故C错误;2 mol H2(g)与1 mol O2(g)生成2 mol H2O(g)需要释放能量,所以2 mol H2O(g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和低,故D错误。
11.C [解析] 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol NO,断键吸收能量946 kJ+498 kJ=1444 kJ,成键释放能量632 kJ·mol-1×2 mol=1264 kJ,则吸收的能量为1444 kJ-1264 kJ =180 kJ,A错误;氮气含有氮氮三键,键能大,N2(g)和O2(g)在高温或放电条件下反应生成NO,B错误;该反应是吸热反应,则1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量,C正确;NO2能与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和水,发生了氧化还原反应,故NO2不是酸性氧化物,D错误。
12.(1)bcd (2)放热 > (3)①化学能 热能 ②吸收 154 放出 565
[解析] (1)反应物总能量低于生成物总能量,属于吸热反应。镁条与稀硫酸反应属于放热反应,a不符合;盐酸与碳酸氢钠反应属于吸热反应,b符合;碳酸钙分解属于吸热反应,c符合;NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体反应属于吸热反应,d符合;硝酸铵溶于水属于物理变化,不是吸热反应,e不符合;甲烷燃烧属于放热反应,f不符合。(2)断键吸收的能量为4 mol×391 kJ·mol-1+1 mol ×154 kJ·mol-1+1 mol ×500 kJ·mol-1=2218 kJ,形成化学键放出的能量为1 mol×942 kJ·mol-1+(2×2) mol×463 kJ·mol-1=2794 kJ>2218 kJ,该反应属于放热反应,即1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)的总能量>1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)的总能量。(3)①H2在O2中燃烧生成水时放热,则能量转化的主要形式为化学能转化为热能。②由图可知:断裂1 mol F2(g)中的化学键需要吸收的能量为154 kJ;形成1 mol HF(g)中的化学键需要放出能量为565 kJ。
13.(1)②⑥ (2)D (3)391
[解析] (1)①铝片与稀盐酸的反应为活泼金属和酸的反应,属于放热反应;②将胆矾加热变为白色粉末,为胆矾失去结晶水的过程,属于吸热反应;③干冰气化为物理变化;④甲烷在氧气中的燃烧反应为放热反应;⑤NH4NO3固体溶于水,为溶解过程,是物理变化;⑥C与CO2反应生成CO,反应过程吸收能量,为吸热反应;故选②⑥。(2)A+B→C为放热反应,则A+B的总能量大于C的总能量,排除选项A、B;A+B→X(吸热),则X的能量大于A+B的总能量,X→C(放热),则X的能量大于C的总能量,排除选项C,答案选D。(3)工业合成氨反应为3H2+N22NH3,设1 mol N—H形成释放的能量为x kJ,则6 x kJ-(3×436) kJ-945.8 kJ=92.2 kJ,得x=391,则1 mol N—H断裂吸收的能量等于391 kJ。
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