2024-2025学年新教材高中化学第6章化学反应与能量第1节化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能夯基提能作业新人教版必修第二册

第六章第一节第1课时基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．下列反应中，属于氧化还原反应且反应前后能量改变如图所示的是(B)A．生石灰溶于水B．在人体组织里葡萄糖转化为CO2和H2OC．高温条件下炭粉与二氧化碳的反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体的反应解析：依据图示可知该反应是放热反应。A项，生石灰溶于水是放热反应，但是没有元素化合价的改变，属于非氧化还原反应，错误；B项，在人体组织里葡萄糖转化为CO2和H2O的反应是放热反应，也是氧化还原反应，正确；C项，高温条件下炭粉与二氧化碳的反应是氧化还原反应，同时属于吸热反应，错误；D项，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体的反应是复分解反应，属于非氧化还原反应，同时是吸热反应，错误。2．化学反应中的能量改变是由化学反应中旧化学键断裂时汲取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)过程中的能量改变，下列说法正确的是(B)A．1molN2(g)和NA个O2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常状况下，N2(g)和O2(g)混合能干脆生成NOD．须要加热才能发生的反应肯定是吸热反应解析：A项，化学反应中的能量改变＝反应物断裂化学键汲取的能量－生成物形成化学键放出的能量＝946kJ＋498kJ－2×632kJ＝180kJ，故该反应是吸热反应，错误；B项，依据A计算可知反应是吸热反应，1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量，正确；C项，通常状况下，N2(g)和O2(g)混合不能干脆生成NO，错误；D项，一个化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应，在常温下即可进行，加热至红热的炭在O2中燃烧是放热反应，错误。3．下列说法正确的是(B)A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应4．在太空中发觉迄今已知最大钻石直径4000千米。已知C(石墨)=C(金刚石)，在该反应过程中其能量改变如图所示，有关该反应的描述正确的是(D)A．该反应为放出热量的反应B．等物质的量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同C．该反应为氧化还原反应D．石墨比金刚石稳定5．有专家提出，假如利用太阳能将燃料CH4、CH3OH、NH3等燃烧后的产物如CO2、H2O、N2等组合，使之重新变成CH4、CH3OH、NH3等的构思(如图所示)能够实现，那么在很大程度上可以缓解能源危机，在此过程中太阳能最终转化为(C)A．化学能 B．生物质能C．热能 D．电能解析：依据图示可知，燃料燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，燃烧产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环。可知太阳能最终转化为热能，故选C。6．下列关于能源利用的说法正确的是(C)A．贮氢合金在运用时，氢气分子被汲取在合金表面分解变成氢原子，同时放出热量B．运用化石燃料不会引起环境污染C．将城市废弃物处理后封闭式焚烧，利用产生的热能供温煦发电D．通过电解水产生的氢气作为燃料的优点之一是成本低解析：贮氢合金与氢气分子作用生成了金属氢化物，在这一过程中，氢气分子变成氢原子的过程是化学键断裂的过程，属于吸热过程，A项错误；化石燃料在运用过程中往往会产生大量粉尘和二氧化硫等污染物，会造成肯定的环境污染，B项错误；电解水制氢气成本较高，D项错误。二、非选择题7．随着人们生活节奏的加快，市场上出现了多种类型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。下面让我们探究它们的工作原理。(1)有一“自热米饭”的广告播得很火，它介绍在食用时，将一无色液体加入一白色固体中，放上装米饭的盒子，过几分钟米饭就热气腾腾，可以食用了，特别便利。请你推想其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合__C__A．硝酸铵和水 B．浓硫酸和水C．氧化钙和水 D．固体酒精和水(2)目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放镁和铁的混合物。运用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg＋2H2O=X＋H2↑。请依据以上信息回答下列各题：①该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化？②已知X是一种碱，则X的化学式什么？你推断X的化学式的依据是？③上述化学反应属于哪种基本反应类型？由该反应可知化学反应发生时都伴随什么改变？答案：(2)①化学能转化为热能②Mg(OH)2质量守恒定律③置换反应化学反应时都伴随着物质的改变和能量的改变解析：(1)硝酸铵溶于水吸热，A选项错误；浓硫酸稀释时放出大量热，但二者均为液体，且浓硫酸有强腐蚀性，B选项错误；氧化钙与水反应放出大量的热量，C选项正确；酒精溶于水时热效应不明显，D选项错误。(2)①饭盒发热时化学能转化为热能。②依据质量守恒定律(原子守恒)可知X的化学式为Mg(OH)2。③置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的改变和能量的改变。实力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．生产液晶显示器的过程中运用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其储存能量的实力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能(断裂1mol化学键汲取的能量或形成1mol化学键放出的能量称为键能)：化学键N≡NF—FN—F键能/(kJ·mol－1)946160283下列说法中正确的是(B)A．过程N2(g)→2N(g)放出能量B．过程N(g)＋3F(g)→NF2(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应D．NF3汲取能量后假如没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应解析：A项不正确，N2(g)→2N(g)表示断裂化学键的过程，应汲取能量；B项正确，N(g)＋3F(g)→NF3(g)表示形成化学键的过程，应放出能量；C项不正确，依据键能的数值，分别计算旧化学键断裂时汲取的总能量与新化学键形成时释放的总能量，比较二者的大小确定反应的热量改变，汲取能量(946kJ＋160kJ×3)＜放出能量(283kJ×6)，故为放热反应；D项不正确，化学反应肯定有化学键的断裂与生成，若NF3汲取能量后没有化学键的断裂与生成，则肯定不发生化学改变，可能发生物理改变。2．在瓷盘中用细沙堆成一座小山，山顶留一个坩埚大小的圆坑，在坑中堆放高锰酸钾粉末5g，顶上压一小槽，在高锰酸钾的四周，堆放研细的10克重铬酸铵粉末，用滴管滴1～2滴甘油在高锰酸钾的小槽里，片刻就能看到紫红色的火焰喷出，接着又有很多绿色的“火山灰”喷出来，形象逼真，犹如火山爆发。下列有关上述反应中的能量改变相识错误的是(AD)A．高锰酸钾和甘油发生反应并汲取大量的热B．重铬酸铵受热分解产生的气体受热膨胀喷射出来C．高锰酸钾和甘油发生反应的能量改变如图D．放热反应肯定不须要加热就能进行解析：KMnO4固体为紫色，K2MnO4固体为绿色，滴甘油在KMnO4上发生了反应2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑，说明高锰酸钾与甘油发生反应放热，A项错误；放热反应可能须要加热才能进行，D项错误。3．某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是(AD)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E4D．AB反应，反应条件不肯定要加热解析：物质具有能量越低越稳定，物质C具有能量最低，A项正确；A→B为吸热反应，B→C为放热反应，B项错误；A与C的能量差为E4＋E2－E1－E3，C项错误；吸热反应不肯定须要加热，D项正确。二、非选择题4．很多化学改变中存在着能量的改变，请回答下列问题：(1)从化学键角度上看，化学反应的本质是__旧化学键的断裂与新化学键的形成__。已知反应2N2(g)＋6H2O(l)eq\o(=,\s\up7(适当条件))4NH3(g)＋3O2(g)，反应过程中的能量改变如图所示：则反应中断裂的化学键是O—H、NN(用相应化学键的符号表示)，该反应是__吸热__(填“吸热”或“放热”)反应。4NH3(g)＋3O2(g)eq\o(=,\s\up7(点燃))2N2(g)＋6H2O(l)中，该反应中反应物的总能量__>__(填“>”或“<”)生成物的总能量。(2)写出一个属于吸热反应的化学方程式：C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO。解析：(1)从化学键角度上看，化学反应的本质为旧化学键的断裂与新化学键的形成；依据2N2(g)＋6H2O(l)eq\o(=,\s\up7(适当条件))4NH3(g)＋3O2(g)可知，反应中断裂的化学键有O—H、NN，依据图示，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，则4NH3(g)＋3O2(g)eq\o(=,\s\up7(点燃))2N2(g)＋6H2O(l)为放热反应，反应中反应物的总能量>生成物的总能量。(2)属于吸热反应的有氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应、碳与二氧化碳的反应，氢气还原氧化铜的反应等。5．为了探究化学能与热能的转化，某试验小组设计了如图所示的三套试验装置：(1)上述三个装置中，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__Ⅲ__(填装置序号)。(2)某同学选用装置I进行试验(试验前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形管中可视察到的现象是__左端液面降低，右端液面上升__，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Ⅱ进行试验(反应在丙试管中进行)。①若M为钠，则试验过程中烧杯中可视察到的现象是__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__。②若视察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水__可能是放热反应__(填“肯定是放热反应”“肯定是吸热反应”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__。③若视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)至少有两种试验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O=4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择__Ⅰ(或Ⅱ)__(填装置序号)进行试验；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包袱并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若视察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是__放热__(填“吸热”或“放热”)反应。解析：(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的改变推断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡推断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水汲取的装置，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，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液面降低，右端液面上升。(3)①若M为钠，钠与水反应生成NaOH和H2，该反应是放热反应，放出的热量使大试管中气体温度上升，气压增大，所以右边烧杯中有气泡产生；冷却后大试管中温度降低，气压减小，右边烧杯中的导管内会形成一段水柱。②若视察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量。有热量放出的过程不肯定属于放热反应，如浓硫酸、