专题2 第二单元 化学反应中的热量
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一、选择题(每小题4分，共48分) 1．我国目前消耗量最大的能源是( ) A．天然气 C．煤
B．石油 D．水电
满分：100分
2．(2017·河北衡水中学高一期中)下图中表示吸热反应的是( )
3．已知2SO2＋O2
3
为放热反应，关于该反应的下列说法正确的是( )
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．因该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生 C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的能量
4．(2017·安徽黄山屯溪一中高一期中)下列有关能量变化的说法中错误的是( ) A．若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是吸热反应
B．1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热量，则石墨比金刚石稳定 C．化学变化中的能量变化主要由化学键的变化引起的 D．化学变化必然伴随发生能量变化
5．在相同温度和压强下，将等质量的硫分别在足量的纯氧气、空气中燃烧，设前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则Q1与Q2的相对大小判断正确的是( )
A．Q1＝Q2 C．Q1 B．Q1>Q2 D．无法判断 4 6．(2017·河北唐山一中高一期中)4P(红磷，根据以上热化学方程式，下列推论正确的是( ) A．当1 mol白磷完全转变成红磷时放出17 kJ热量 B．正反应是一个放热反应 C．当4 g红磷转变成白磷时吸收17 kJ热量 D．白磷比红磷稳定 (白磷，s) ΔH＝＋17 kJ·mol， －1 7．(2017·上海市同济中学高一期中)热化学方程式中要注明物质状态的原因是( ) A．便于判断性质 B．物质呈现的状态跟它所含能量有关 - 1 - C．便于计算 D．为了区别一般的化学方程式 8．化学反应A2＋B2 的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( ) A．该反应是吸热反应 B．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ的能量 C．2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 9．燃烧1 g乙炔(C2H2)生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ，则这一反应的热化学反应方程式为(双选)( ) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋50 kJ·mol B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ·mol C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJ D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJ·mol 10．如图，加入水或酸后，各装置U形管中的液柱左边高于右边的是( ) －1－1－1 11．已知反应3H2＋N2 3 为放热反应，由此推断出( ) A．氢气和氮气在常温常压下，不需要任何能量就可以迅速发生反应 B．3 mol氢气和1 mol氮气所具有的总能量低于2 mol氨气所具有的总能量 C．断裂1 mol NN键和3 mol H—H键吸收的能量小于形成6 mol N—H键所放出的能量 D．氢气和氮气是高能极不稳定的物质，氨气是低能且非常稳定的物质 12．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol 现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反 - 2 - －1 －1 应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( ) A．1∶1 C．1∶4 答案与解析 1．C 2．A 反应物总能量低于生成物总能量，是吸热反应，A正确；反应物总能量高于生成物总能量属于放热反应，B错误；浓硫酸溶于水放热，且不发生化学反应，C错误；锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，属于放热反应，D错误。故选A。 3．D 该反应为放热反应，说明2 mol SO2和1 mol O2所具有的能量和大于2 mol SO3所具有的能量，D项正确。 4．A 反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应必为放热反应，选项A错误；1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的能量，说明金刚石的能量比石墨高，而能量越高越不稳定，选项B正确；化学反应中的能量变化，主要是旧键断裂需要吸收能量和形成新键放出能量引起的，选项C正确；任何化学反应都是断裂旧键形成新键的过程，化学键的断裂和生成会吸收能量和释放能量，选项D正确。故选A。 5．C 等质量的硫在纯氧中和空气中放出的总能量相等，但在纯氧中燃烧剧烈、火焰明亮，一部分能量转化为光能，所以放出的热量Q1＜Q2。 6．A 正反应与逆反应的能量变化的绝对值相等，符号相反，故A正确；ΔH>0，正反应是一个吸热反应，故B错误；当4 mol即124 g红磷转变成白磷时吸收17 kJ热量，故C错误；能量越低越稳定，白磷不如红磷稳定，故D错误。故选A。 7．B 物质呈现的状态跟它所含能量有关，因此热化学方程式中要注明物质状态，答案选B。 8．C 由图知1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，A、D两项错误；断裂化学键吸收能量，B错。 9．BD 1 g C2H2燃烧放出热量为50 kJ,1 mol C2H2(26 g)燃烧放出热量应为50 kJ×26＝1 300 kJ,2 mol C2H2放出热量为2 600 kJ。A项错误，B、D项正确；C项未指明反应物和生成物状态，且单位错误。 10．B 加入水或酸后，若能释放热量，则锥形瓶内气体受热膨胀，则会看到U形管中的液柱左边低于右边，反之，则液柱左边高于右边，因此只需判断四个装置中的药品与水或酸混合时的热效应，吸收热量的符合题意。 11．C 工业上合成氨气需高温、高压、催化剂，A项错；因为3 mol H2和1 mol N2所具有的能量和高于2 mol NH3，所以该反应为放热反应，B项错；C项正确；氮气化学性质很稳定，拆开NN化学键需很高的能量，D项错。 B．1∶3 D．2∶3 - 3 - 571.6x12．B 设H2与CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112/22.4，＋890y＝3 695， 2解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1∶3。 二、非选择题(共52分) 13．(11分)城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。 (1)试写出制取水煤气的主要化学反应方程式：________________________。 (2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ·mol 已知CO气体燃烧的热化学方程式为 1－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.57 kJ·mol 2 试比较等物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为__________。 (3)已知氢气燃烧的热化学方程式为 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol 试比较等质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为________________________。 (4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是__________。 14．(11分)(2017·江西赣州四校高一联考)某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应： －1 －1 方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至35 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。 方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L 1 － －1 硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。 方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过 程中，通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。 序号 ① ② 甲试管里发生反应的物质 氧化钙与水 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌) U形管里 红墨水液面 左低右高 ？ - 4 - ③ ④ 根据上述实验回答相关问题： 铝片与烧碱溶液 铜与浓硝酸 左低右高 左低右高 (1)方案一中，温度先升高的原因是____________________________，升高至最大值后又逐渐下降的原因是____________________________________________。 (2)方案二中，小木片脱落的原因是___________________________________。 (3)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应。 (4)方案三实验②的U形管中的现象为________________________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。 15．(18分)(1)某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。若E1＞E2，则该反应过程______(填“吸收”或“放出”)能量，该反应过程的能量转化方式为_______。 (2)中和反应过程都__________(填“吸收”或“放出”)能量，其原因是_________。 (3)可燃物燃烧必须具备的条件是：①________________；②______________。 (4)欲使燃料充分燃烧，则需要考虑两点：①______；②__________。 (5)煤中含有少量硫，如果混入适量氧化钙，则在煤的燃烧过程中，可以减少SO2的排放，以保护环境。 ①简述其原因：______________________________________________________，发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果用CaCO3代替CaO，也可以减少SO2的排放，试分析为什么不选用CaCO3而选用CaO? 16．(12分)(1)已知形成1 mol N—H键要放出391 kJ的能量，则在相同条件下，断开0.5 mol N—H键形成0.5 mol H原子和0.5 mol N原子要吸收__________kJ的能量，由H原子和N原子形成2 mol NH3要放出__________kJ的能量。 (2)一定条件下，实验测得由H原子、O原子形成1 mol H2O2放出的能量为1 072 kJ，形成1 mol H—O键放出的能量为464 kJ，据此可计算出形成1 mol O—O键放出的能量为__________kJ。而在相同条件下，实验测得由O原子形成1 mol O2分子放出的能量为493 kJ。请推测由O原子形成1 mol O—O键和形成1 mol O2分子放出的能量不相等的主要原因。 答案与解析 高温 13.(1)C＋H2O(g)=====CO＋H2 (2)39∶5 (3)14∶5 (4)来源丰富，无污染 - 5 - 高温 解析：(1)制取水煤气的化学方程式为C＋H2O(g)=====CO＋H2。(2)同物质的量的C3H8和CO燃2 220.0 kJ39 烧，产生热量之比为≈。(3)相同质量的氢气和丙烷，它们的物质的量之比为22∶1， 282.57 kJ51－1 571.6 kJ·mol××22214 产生热量之比为≈。(4)H2是未来最理想的能源，具有热值高、来源丰－1 2 220.0 kJ·mol5富、无污染等优点。 14．(1)铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液的温度升高 当化学反应完成后，随着热量的散失，烧杯里溶液的温度降低 (2)硫酸溶液和氢氧化钠溶液放出的热量使蜡烛熔化 (3)放热 (4)U形管里红墨水液面左高右低 小于 解析：(1)温度计的温度由20 ℃逐渐升至35 ℃，说明铝片与硫酸反应为放热反应，放出的热量使烧杯里溶液的温度升高；方案一中，温度升至最大值后下降的原因是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低。(2)方案二中，小木片脱落的原因是氢氧化钠与硫酸的反应放热，温度升高，蜡烛熔化了。(3)由方案三现象得出结论：①③④组中出现了液面左低右高的现象，故物质发生的反应都是放热反应。(4)氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)反应为典型的吸热反应，故红墨水液面左高右低，反应物总能量小于生成物总能量。 15．(1)放出 化学能转化为热能 (2)放出 反应中断开化学键吸收的能量小于形成化学键所放出的能量 (3)①可燃物与O2接触 ②温度达到可燃物的着火点以上 (4)①足够多的空气 ②燃料与空气要有足够大的接触面积 (5)①硫燃烧转化为SO2，SO2与CaO化合生成CaSO3，进而转化为CaSO4，减少了SO2的排放 S点燃△ ＋O2=====SO2，SO2＋CaO=====CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4 ②CaCO3受热分解生成CO2和CaO的过程中吸收热量，使等质量的煤燃烧时放出的热量减少。 16．(1)195.5 2 346 (2)144 说明O2分子中的化学键不是O—O键。 解析：(1)根据化学键与能量的关系知，原子在相同条件下形成1 mol共价键所放出的能量和断开1 mol这种共价键形成原子所吸收的能量相等，所以断开0.5 mol N—H键形成N原子和H原子要吸收的能量为391 kJ/2＝195.5 kJ。1 mol NH3分子中有3 mol N—H键，所以由N原子和H原子形成2 mol NH3要放出的能量为2×3×391 kJ＝2 346 kJ。(2)本小题出现了一个分子中有两种化学键，以及同种元素的原子在不同物质中形成化学键的情形。由H原子、O原子生成1 mol H2O2时，形成了2 mol H—O键1 mol O—O键，所以，形成1 mol O—O键放出的能量为1 072 kJ－2×464 kJ＝144 kJ。相同条件下，同种原子形成等量的相同化学键时，放出的能量应基本相等，实验测出的数值应相差不大，现由O原子形成1 mol O—O键和1 mol O2分子，放出的能量相差较大，说明O2分子中的化学键与O—O键是有区别的。 - 6 -