化学键与化学反应中的能量变化 配套练习 课时作业 Word版含解析

[基础达标]
1．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，下列对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．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析：选C。

该反应是放热反应，说明X和Y具有的总能量高于M和N具有的总能量，但X、Y分别所具有的能量与M、N分别所具有的能量大小无法比较，A、B两项错误；一个反应是放热还是吸热，与反应是否需要加热没有必然的关系，D项错误。

2．下列变化属于吸热反应的是()
①液态水汽化②胆矾受热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥干冰升华
A．①②④B．③⑤
C．②④D．②③⑥
解析：选C。

注意吸热过程、放热过程与吸热反应、放热反应的区别。

①水的汽化是物理变化，不属于吸热反应；②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应；④是吸热反应；⑤是放热反应；③⑥均为物理变化。

3．下列有关化学反应与能量的说法正确的是()
A．酸碱中和是放热反应
B．炭在氧气中燃烧属于吸热反应
C．化学键的形成需吸收能量
D．化学反应过程中，化学能一定转化成热能
解析：选A。

炭燃烧为放热反应，B错；形成化学键时要释放能量，C错；在化学反应中，化学能可转化为热能、光能、电能等，D错。

4．已知断裂1 mol H—H键吸收能量436 kJ，生成1 mol H—N键放出能量391 kJ，1 mol
N2完全反应：N2＋3H22NH3，放出能量92.4 kJ，则断裂1 mol N≡N吸收的能量是()
A．431 kJ B．946 kJ
C．649 kJ D．869 kJ
解析；选B。

断键吸收能量：Q吸＝E(N≡N)＋3×436 kJ，成键放出能量：Q放＝6×391 kJ，即Q放－Q吸＝92.4 kJ，即6×391 kJ－E(N≡N)－3×436＝92.4 kJ，解得E(N≡N)≈946 kJ。

5．下图是一个一次性加热杯的示意图。

当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。

制造此加热杯可选用的固体碎块是()
A．硝酸铵B．生石灰
C．氯化镁D．食盐
解析：选B。

NH4NO3溶于水时，由于扩散过程中吸收的热量大于水合过程中放出的热
量，表现为溶液温度降低。

CaO溶于水时，由于扩散过程中吸收的热量小于水合过程中放出的热量，表现为溶液温度上升，而导致杯内食物温度上升。

MgCl2、NaCl溶于水时，由于扩散过程中吸收的热量约等于水合过程中放出的热量，表现为溶液温度基本不变。

6．据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。

下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()
解析：选B。

本题考查催化剂在化学反应中的作用。

催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反应路径，使反应所需的活化能降低；水的分解是一个吸热过程，反应物的能量低于生成物的能量，加入催化剂降低活化能，B项正确。

7．已知：①能量越低的物质就越稳定；②白磷转化成红磷是放热反应。

据此，下列判断或说法中正确的是()
A．在相同的条件下，红磷比白磷稳定
B．在相同的条件下，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则不会自燃
解析：选A。

由题干信息知，白磷的能量比红磷的高，即红磷比白磷稳定。

8．如图所示，把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)产生上述现象的原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)写出有关反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。

(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和
盐酸的总能量。

答案：(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出固体(或烧杯中溶液变浑浊)
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2固体
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
[能力提升]
9．科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为NaHCO3＋H2
HCOONa＋H2O。

下列有关说法正确的是()
A．储氢、释氢过程均无能量变化
B．NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C．储氢过程，NaHCO3被氧化
D．释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
解析：选B。

由化学方程式知，储氢和释氢过程都是化学反应，都有能量变化，A项错误；NaHCO3、HCOONa都是离子化合物，都含有离子键，其中HCO－3和HCOO－中又都含有共价键，B项正确；NaHCO3中C元素显＋4价，HCOONa中C元素显＋2价，故储氢过程中NaHCO3被还原，C项错误；由方程式知，每消耗0.1 mol H2O释放出0.1 mol H2，但未注明外界条件，故不能确定体积，D项错误。

10．化学反应A2(气)＋B2(气)===2AB(气)的能量变化如图所示，下列说法正确的是()
A．该反应是吸收能量的反应
B．断开1 mol A2(气)和1 mol B2(气)中的化学键共放出x kJ热量
C．2 mol AB(气)中的化学键断裂要吸收y kJ热量
D．2 mol AB(气)的总能量大于1 mol A2(气)和1 mol B2(气)的总能量
解析：选C。

由于y>x，故该反应为放出能量的反应，故A项错误；图中x kJ表示断开1 mol A2(气)和1 mol B2(气)中的化学键吸收的总能量，故B项错误；y kJ表示形成2 mol AB(气)中的化学键放出的总能量，故C项正确；2 mol AB(气)的总能量应小于1 mol A2(气)和1 mol B2(气)的总能量，D项错误。

11．等质量的固态硫和硫蒸气分别在相同条件下完全燃烧，放出的热量()
A．前者多B．后者多
C．二者相等D．无法比较
解析；选B。

等质量的硫蒸气的能量比固态硫的能量高，因此完全燃烧时放出的热量也多。

12.为了研究化学反应X＋Y===Z的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。

当向盛有X的试管中滴加试剂Y时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，由此说明()
①反应为放热反应
②生成物的总能量比反应物的总能量高
③物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来
④反应物化学键断裂吸收的能量高于生成物化学键形成放出的能量
A．①②B．①③
C．①②③D．②③④
解析：选B。

甲处液面下降乙处液面上升是因为集气瓶内压强增大引起的，说明X＋Y===Z是放热反应。

13．下列反应中，属于放热反应的是__________，属于吸热反应的是__________。

A．NaHSO4与NaOH反应
B．Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
C．铝粉和MnO2高温下反应
D．高温煅烧石灰石使其分解
E．葡萄糖在人体内氧化分解
F．碘的升华
解析：中和反应、铝热反应、葡萄糖在人体内氧化都是放热反应；铵盐与碱的反应、高温分解石灰石都是吸热反应；碘的升华是物理变化，既不是吸热反应也不是放热反应。

答案：ACE BD
14．如图所示，在小试管里加入2 g新制备的无水硫酸铜，把小试管套在具支试管内。

在U形管内注入少量红墨水。

打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。

再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，白色的无水硫酸铜完全变成蓝色的五水硫酸铜晶体，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

(1)①写出上述反应的化学方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

③反应中的硫酸铜和水具有的总能量________(填“大于”或“小于”)硫酸铜晶体的总能量。

(2)如果U形管内两边的液面处于同一水平面后，在小试管内先加入Ba(OH)2·8H2O晶体，再加入NH4Cl固体，用玻璃棒不断搅拌，则可观察到U形管中的现象为
________________________________________________________________________。

解析：(1)滴入水后，CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O，由现象U形管右侧液面下降，左侧液面上升，可知是具支试管内气体受热膨胀，压强增大所致，所以此反应是放热反应，CuSO4和H2O的总能量大于CuSO4·5H2O的总能量。

(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，反应吸热，导致具支试管内气体压强减小，U形管中右侧液面上升，左侧液面下降。

答案：(1)①CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O②放热③大于
(2)U形管右侧液面上升，左侧液面下降
15．如图所示，把试管小心地放入盛有碳酸饮料(20 ℃)的烧杯中，试管中放入几小块铝片，再用滴管滴加5 mL浓NaOH溶液于试管中。

试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)产生上述现象的原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)写出有关反应的离子方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)由实验推知，反应所得溶液和氢气的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)铝片和NaOH溶液的总能量。

解析：金属与酸或碱的反应是放热反应，铝与碱液的反应放热更为显著，放出的热量使烧杯中饮料的温度升高，CO2在水中的溶解度随温度升高而减小，从而从液体中逸出。

放热反应生成物的总能量小于反应物的总能量。

答案：(1)铝片上有大量气泡产生，铝片逐渐溶解；烧杯内液体放出气泡的速率加快
(2)铝与NaOH溶液反应生成氢气，且反应放热，碳酸饮料中CO2在水中的溶解度随温度升高而减小
(3)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
(4)小于
1．关于实验室制Cl2，下列说法正确的是()
A．可用KMnO4和浓盐酸反应制取
B．用碱石灰干燥Cl2
C．用排水法收集Cl2
D．用饱和石灰水吸收尾气
解析：选A。

KMnO4、MnO2都是氧化剂，都能与浓盐酸反应制取Cl2，A正确。

Cl2是酸性气体，能溶于水，不能用碱石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C错。

Ca(OH)2微溶于水，饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾气不彻底，D错。

2．下列制备和收集气体的实验装置合理的是()
解析：选D。

A项，收集装置试管口应放一团棉花；B项，收集装置的导管应长进短出且该反应在加热条件下才能发生；C项，收集装置的导管应短进长出；D项正确。

3．实验室里可按如图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()
A．NO2B．HCl
C．CO2D．NH3
解析：选D。

由图中气体的收集方法可知，收集的应是密度比空气小的气体，符合的只有D选项。

4．如图表示在没有通风橱的条件下收集纯净的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧夹。

(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，其中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

(2)烧杯中盛放的液体是____________，其作用是____________________；水槽中应盛放的液体是____________。

(3)请简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应打开______夹，关上______夹；当氯气纯度合乎要求时，应打开______夹，关上______夹；当氯气收集完毕时，
应打开______夹，关上______夹。

解析：本题考查了实验室制氯气时的除杂、收集、尾气吸收的操作。

一般装置应该有制气、除杂、收集、尾气吸收4个装置。

此处用了3个装置，显然有一个装置有两个作用。

从装置看，除杂用饱和食盐水，收集时用排饱和食盐水法，这两个装置合为一个，所以水槽中应盛放饱和食盐水。

氯气有毒，必须进行尾气吸收，则烧杯中一般盛放NaOH溶液，以吸收多余的氯气。

要收集纯净的氯气，必须排净装置中的空气，所以收集氯气前应打开B夹，关闭A夹，以使氯气变得纯净。

当氯气的纯度符合要求时，进行收集氯气的操作，此时应打开A夹，再关闭B夹。

收集完氯气后，要进行尾气吸收，此时不再需要氯气，所以要打开B夹，关闭A夹。

答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O1∶2
(2)NaOH溶液吸收多余的氯气饱和食盐水
(3)B A A B B A。