1、化学能与热能一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1下列图示表示吸热反应的是(A)解析：由题图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，因此表示的是吸热反应，A正确；由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，表示的是放热反应，B错误；稀释浓硫酸放热，属于物理变化，C错误；锌与稀盐酸发生置换反应生成氯化锌和氢气，属于放热反应，D错误。2将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法中不正确的是(A)ANH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B该反应中，热能转化为产物内部的能量C反应物的总能量低于生成物的总能量DN
2、H4HCO3和盐酸的反应是吸热反应解析：醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3粉末和盐酸的反应吸收热量，导致醋酸的温度降低，即NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，A错误，D正确；因反应为吸热反应，即吸收的热能转化为产物内部的能量，B正确；因反应为吸热反应，则生成物的总能量大于反应物的总能量，C正确。3下列叙述不正确的是(D)A化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因B酸碱中和反应是放热反应C等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多D因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定解析：断键吸收能量，成键放出能量，因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因，A正确；酸碱中和
3、反应是放热反应，B正确；气态硫的能量高于固态硫的能量，因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确；石墨变成金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D错误。4如图为反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是(D)A拆开2 mol H2(g)和1 mol O2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1 368 kJ能量B由H、O原子形成2 mol H2O(g)，共吸收1 852 kJ能量C2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l)，共吸收484 kJ能量D2 mol H2(
4、g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量解析：断键需要吸收能量，成键时放出能量，A、B错；2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol气态水时放出484 kJ能量，C错，D对。5化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJmol1)：PP：198PO：360OO：498，则依据反应P4(白磷)3O2=P4O6，生成1 mol P4O6时的能量变化为(B)A吸收1 638 kJ的能量 B放出1 638 kJ的能量C吸收126 kJ的能量 D放出126 kJ的能量解析：由题
5、意可知， 生成1 mol P4O6时，断裂1 mol P4(白磷)中PP键和3 mol O2中O=O键共吸收6 mol198 kJmol13 mol498 kJmol12 682 kJ能量，形成1 mol P4O6中PO键放出12 mol360 kJmol14 320 kJ能量，故生成1 mol P4O6时总共放出(4 3202 682)kJ1 638 kJ能量，B正确。6下列说法正确的是(A)A任何化学反应都伴随着能量的变化BH2O(g)H2O(l)的过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D如图所示的是吸收能量的过程解析：任何化学反应都有能量的变化，但
6、有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但没有新物质生成，故不是化学变化，所以A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出能量，D项错误。7已知：能量越低的物质越稳定；白磷转化成红磷是放热反应。据此，下列说法中正确的是(A)A在相同条件下，红磷比白磷稳定B在相同条件下，白磷比红磷稳定C红磷和白磷的结构相同D红磷容易发生自燃而白磷不会自燃解析：白磷转化成红磷是放热反应，红磷的能量更低，红磷更稳定，故A正确，B错误；红磷和白磷的结构不同，故C错误；相同条件下，
7、红磷较白磷稳定，红磷不容易发生自燃而白磷容易自燃，故D错误。8已知反应NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是(C)A图中AB的过程为放热过程B1 mol NO2和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和C该反应为氧化还原反应D1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量解析：A状态的能量低于B状态，则图中AB的过程为吸热过程，A错误；反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1 mol NO2和1 mo
8、l CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和，B错误；反应中C和N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，D错误。9下图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是(A)A500 mL 2.0 molL1 HCl和500 mL 2.0 molL1 NaOH的反应符合图1，且E57.3 kJB500 mL 2.0 molL1 H2SO4和500 mL 2.0 molL1 Ba(OH)2的反
9、应符合图2，且E114.6 kJC发生图1能量变化的任何反应，一定不需加热即可发生DCaO、浓硫酸溶于水时的能量变化符合图1解析：图1表示放热反应，图2表示吸热反应。选项B是放热反应，故错误；选项A,1 mol H与1 mol OH反应放出57.3 kJ热量，正确；选项C，一些放热反应需加热才能发生，故错误；选项D，浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，故错误。10根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(C)AH2O分解为H2与O2时放出热量B生成1 mol H2O时吸收热量245 kJC甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙甲丙D氢气和氧气的总能量小于水的能
10、量解析：根据能量变化可知，1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。11中和热的数值是57.3 kJ/mol。下列酸、碱溶液混合产生的热量等于57.3 kJ的是(C)A1 mol/L的稀HCl溶液与1 mol/L的稀NaOH溶液B1 mol/L的稀H2SO4溶液与1 mol/L的稀Ba(OH)2溶液C1 L 1 mol/L的稀HCl溶液与2 L 1 mol/L的稀NaOH溶液D1 L 1 mol/L的稀H2SO4溶液与1 L 1 mol/L的稀Ba(OH)2溶液解析
11、：中和热是指酸碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，它是一个固定值，为57.3 kJ/mol。A项，由于未明确盐酸和NaOH溶液的体积，故1 mol/L的稀HCl溶液与1 mol/L的稀NaOH溶液混合产生H2O的物质的量不确定，故A项错误。同理，可以得出B项也错误。C项，1 L 1 mol/L的稀HCl溶液与2 L 1 mol/L的稀NaOH反应，HCl不足，NaOH过量，计算得生成的H2O的物质的量为1 mol，故C项正确。D项，反应生成的H2O的物质的量为2 mol，产生的热量应等于114.6 kJ，同时SO与Ba2结合生成BaSO4会放出热量，即总热量应大于114.6 k
12、J，故D项错误。12已知反应A2(g)B2(g)=2AB(g)，断开1 mol A2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断开1 mol B2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，生成1 mol AB中的化学键释放的能量为Q3 kJ(Q1、Q2、Q3均大于零)，则下列说法正确的是(A)A若A2(g)和B2(g)的总能量之和大于生成的2AB(g)的总能量，则反应放热B若A2(g)和B2(g)的总能量之和小于生成的2AB(g)的总能量，则反应放热C若该反应为放热反应，则Q1Q2Q3D若该反应为吸热反应，则Q1Q2Q3解析：依据能量守恒，若A2(g)和B2(g)的总能量之和大于生成的2AB(g)的总能量，则
13、反应放热，故A正确；依据能量守恒，若A2(g)和B2(g)的总能量之和小于生成的2AB(g)的总能量，则反应吸热，故B错误；若该反应为放热反应，依据Q反应物断键吸收的热量生成物形成化学键放出的热量，则Q1Q22Q3，故D错误。二、非选择题(共52分)13(12分)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJmol1表示。请认真观察右图，然后回答问题。(1)图中所示反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应。(2)已知拆开1 mol HH键、1 mol II键、1
14、 mol HI键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1 mol氢气和1 mol 碘反应生成HI会放出(填“放出”或“吸收”)11 kJ的热量。在化学反应过程中，是将化学能转化为热能。(3)下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是。物质燃烧炸药爆炸酸碱中和反应二氧化碳通过炽热的炭食物因氧化而腐败Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应铁粉与稀盐酸反应解析：(1)由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应。(2)H2(g)I2(g)=2HI(g)，断裂1 mol HH键和1 mol II键需要吸收436 kJ151 kJ587 kJ热量，生成2
15、mol HI放出2299 kJ598 kJ热量，所以1 mol 氢气和1 mol碘反应生成HI放出11 kJ的热量；在化学反应过程中，将化学能转化为热能。(3)应熟悉常见的吸热反应和放热反应：中和反应、燃料的燃烧、有氧参与的氧化还原反应、多数化合反应等属于放热反应；多数分解反应(H2O2分解除外)、二氧化碳通过炽热的炭、Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应等属于吸热反应。14(20分)在研究化学反应中的能量变化时，我们通常做下面的实验。在一个小烧杯里，加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在已滴有34滴水的玻璃片上，然后向烧杯中加入约10 g NH4Cl晶体，根据实验步
16、骤填写表格，并回答下列问题：实验步骤实验现象及结论将晶体混合，立即用玻璃棒快速搅拌有刺激性气味且能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的NH3产生用手拿起烧杯烧杯下面的已滴有34滴水的玻璃片粘到了烧杯底部将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上玻璃片脱离上面烧杯的底部反应后观察混合物混合物成糊状，证明有水生成(1)写出实验过程中发生反应的化学方程式Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。(2)实验中要立即用玻璃棒快速搅拌的原因是使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降。(3)如果实验中没有看到结冰现象，还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(要求答出两种方案)用手触摸烧杯壁，感觉很
17、凉；用温度计测量，发现反应后的温度比反应前的温度低。(4)该反应在常温下就可进行，说明有的吸热反应不需要加热也能发生。解析：本实验旨在研究常温下Ba(OH)28H2O与NH4Cl晶体反应过程中的能量变化，实验成功的关键是在短时间内使反应充分进行，体系温度快速降低。因为该反应属于固体之间的反应，且要求反应时间短，所以一定要将Ba(OH)28H2O研磨成粉末，以便与NH4Cl充分接触；另外，晶体混合后，要立即用玻璃棒快速搅拌。要想证明该反应是吸热反应，不一定要通过“结冰”现象，还可以利用“人的感觉”“温度计”等。该实验同时说明了并非所有的吸热反应都需要加热才能发生。15(20分)为了探究化学能与热
18、能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：(1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是装置(填装置序号)。(2)某同学选用装置进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是左端液面降低，右端液面升高，说明该反应属于放热(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置进行实验(反应在丙试管中进行)。若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱。若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水可能是放热反应(填“一定是放
19、热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应。若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是硝酸铵(或其他合理答案)。(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO22H2O=4KOH3O2)是放热反应还是吸热反应。方法：选择装置(或)(填装置序号)进行实验；方法：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应。解析：装置可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。(3)NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化，但发生的是物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。