化学必修 第二册第二单元 化学反应中的热课时作业

基础课时落实(三)　　放热反应与吸热反应

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是(　　)

A．形成化学键的过程是放热过程

B．可逆反应进行的过程中没有能量变化

C．在常温下可以发生的反应一定是放热反应

D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

[答案]　A

2．下列说法中正确的是(　　)

A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于断裂反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应

C．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0

D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关

C　[化学反应过程中，既有物质的变化，又有能量的变化，A错误；B项反应为放热反应，错误；ΔH的大小与化学计量数对应成正比，D错误。]

3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(　　)

A．氢氧化钠溶液与稀盐酸混合

B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌

C．乙醇燃烧

D．锌与稀硫酸的反应

B　[生成物的总能量高于反应物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，中和反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧反应是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。]

4．如图为某化学反应的能量—反应过程图，由此可判断该反应(　　)

A．为放热反应　　　 B．为吸热反应

C．属于燃烧反应 D．属于中和反应

B　[由图像可知，该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。]

5.如图所示，烧杯甲中盛有少量液态冰醋酸，烧杯乙中盛有NH4Cl晶体，在烧杯乙中再加入适量氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，搅拌，可观察到冰醋酸逐渐凝结为固体。下列有关判断正确的是(　　)

A．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是放热反应

B．反应物的总能量高于生成物的总能量

C．反应中有热能转化为产物内部的能量

D．反应中断裂的化学键只有离子键

C　[烧杯甲中冰醋酸逐渐凝结为固体，说明反应吸热，反应物的总能量低于生成物的总能量，反应中有热能转化为产物内部的能量，即A、B错误，C正确；D项，NH4Cl晶体与氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]反应有BaCl2和NH3·H2O生成，既有离子键断裂和生成，又有共价键断裂和生成，D错误。]

6．热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1中，化学式前面的化学计量数表示(　　)

A．分子数 B．体积

C．质量 D．物质的量

D　[热化学方程式中，化学式前面的化学计量数表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。]

7．下列热化学方程式正确的是(　　)

A．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O

　　　　　　　　ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1

B．C(s)＋O2(g)===CO(g)  ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　  ΔH＝269.8 kJ·mol－1

D．2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　  ΔH＝－116.2 kJ

[答案]　B

8．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，其储存能量的能力是CO2的12 000～20 000倍，在大气中寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：

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)是吸热反应

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

[答案]　B

9．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)

A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量

B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ

C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量

D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量

C　[在热化学方程式中，ΔH的值与具体化学反应相对应，各物质前的计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，故A、D错误；HF(g)―→HF(l)会放出热量，故B项中放出热量应大于270 kJ，故B错误；因该反应放热，故C正确。]

10．1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为(　　)

A．C＋H2O===CO＋H2　  ΔH＝131.3 kJ·mol－1

B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝10.94 kJ·mol－1

C．C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝131.3 kJ·mol－1

D．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝131.3 kJ·mol－1r

D　[碳和水蒸气反应是吸热反应，所以ΔH大于0。根据题意可知1 mol碳即12 g碳吸热是10.94 kJ×12＝131.28 kJ，因此选项D正确。A没有注明物质的状态，B中反应热不正确，C中水的状态不是气态。]

[拓展培优练]

11．航天燃料从液态变为固态是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(　　)

A．Be＋O2===BeO　  ΔH＝－564.3 kJ·mol－1

B．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　  ΔH＝564.3 kJ·mol－1

C．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)  ΔH＝－564.3 kJ·mol－1

D．Be(s)＋O2(g)===BeO(g)  ΔH＝－564.3 kJ·mol－1

C　[1 kg Be的物质的量为＝ mol，又因为1 kg Be完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 mol Be完全燃烧放出的热量为 kJ＝564.3 kJ，Be与O2反应生成BeO固体，则其热化学方程式为Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1。]

12.某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图。下列叙述正确的是(　　)

A．三种化合物中C最稳定

B．两步反应均为吸热反应

C．A与C的能量差为E4

D．对于AB反应，反应条件一定要加热

A　[根据能量越低越稳定的原则，C最稳定，A正确；由图像可知，第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应， B错误；A与C的能量差为ΔH＝(E1－E2)＋(E3－E4)＝(E1＋E3－E2－E4)(kJ/mol), C错误；AB的反应是吸热反应，与反应发生的条件无关，即吸热反应不一定要加热， D错误。]

13．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．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

C　[A项，1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应，产生2 mol气态NO时，断键吸收能量Q吸＝946 kJ＋498 kJ＝1 444 kJ，成键放出能量Q放＝2×632 kJ＝1 264 kJ，Q吸>Q放，反应吸收能量，吸收的能量为Q吸－Q放＝180 kJ，错误；B项，通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO，错误；C项，由于反应吸热，所以反应物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，正确；D项，NO是一种不成盐氧化物，不能与NaOH溶液反应生成盐和水，错误。]

14．如图是某同学设计的放热反应的观察装置。

其实验操作步骤如下：

①按如图所示将实验装置连接好；

②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；

③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。

试回答：

(1)实验前必须进行的一步实验操作是________________________________

________________________________________________________________。

(2)实验中观察到的现象是_________________________________________。

(3)写出实验中发生反应的化学方程式：______________________________

________________________________________________________________。

(4)说明CaO、H2O的总能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：________________________________________________________________。

(5)若将该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？________(填“能”或“否”)。

[解析]　(1)由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应，所以实验装置要密封，为了确定装置是否密封，实验前要检查装置的气密性。(2)由于氧化钙和蒸馏水的反应是放热反应，反应时试管内温度升高，气体压强增大，导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。(3)CaO和蒸馏水反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2。(4)氧化钙和蒸馏水的反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故CaO和H2O的总能量大于Ca(OH)2的能量。(5)由于氯化钠和蒸馏水不反应，混合时能量变化不明显，试管内气体压强变化不明显，故看不到相同的现象。

[答案]　(1)检查装置的气密性　(2)U形管液面左低右高　(3)CaO＋H2O===Ca(OH)2　(4)CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2的总能量　(5)否

15．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。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：P—P：198 kJ·mol－1、P—O：360 kJ·mol－1、O===O：498 kJ·mol－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 mol P4O6________(填“放出”或“吸收”)的热量为________。

[解析]　断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。

[答案]　放热　放出　1 638 kJ

16．[素养题]火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知：0.4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，并放出256.65 kJ的热量。

(1)该反应的热化学方程式为________________________________________

________________________________________________________________。

(2)又已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________(小数点后保留一位小数)。

(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)当有1 mol液态肼和双氧水反应生成氮气和水蒸气时，放出的热量为256.65 kJ×1 mol÷0.4 mol＝641.625 kJ，所以ΔH＝－641.625 kJ·mol－1，热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.625 kJ·mol－1。

(2)16 g液态肼物质的量为0.5 mol，当反应后生成的水为液态时，放出的总热量为641.625 kJ÷2＋44 kJ×2≈408.8 kJ。

(3)燃料反应后的生成物是水和氮气，不对环境造成污染。

[答案]　(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－641.625 kJ·mol－1

(2)408.8 kJ　(3)燃料反应后的生成物是水和氮气，不对环境造成污染