第10讲 化学反应与热能（教师版）-高一化学同步讲义（人教版必修第二册）

第10讲第10讲化学反应与热能知识导航知识导航模块一化学反应中的热量变化模块一化学反应中的热量变化知识精讲知识精讲一、化学反应的本质和特征1．本质：（1）化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______。（2）断开化学键要_______能量，形成化学键要______能量，吸收的能量与释放的能量__________。2．特征：（1）生成新物质（符合质量守恒定律）；（2）释放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。【答案】（1）断裂形成（2）吸收放出不相等实验探究实验操作在一只试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条实验现象镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升，用手触摸试管壁，有温热感反应原理Mg+2HCl=MgCl2+H2↑实验结论该反应放出热量实验操作将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯实验现象有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉反应原理Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O实验结论该反应吸收热量二、吸热反应和放热反应1．吸热反应：吸收热量的化学反应。2．放热反应：放出热量的化学反应。三、常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应大多数化合反应所有燃烧反应酸碱中和反应金属与酸或水的置换反应铝热反应大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应注意11.吸热反应和放热反应的对象都是化学变化，物理变化除外。2.一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否需要加热）没有必然联系。经典例题经典例题题型一：化学反应的本质与能量变化【例1】下列说法正确的是（）A．物质发生化学变化都伴随着能量变化B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化【答案】A题型二：吸热反应与放热反应的判断【变2-1】下列变化中属于吸热反应的是（）①冰融化成水②胆矾受热分解③浓硫酸加水稀释④高锰酸钾分解制取氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥石灰石高温分解⑦CO2+Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO+H2A．②④⑥⑦⑨ B．①②④⑥⑦⑧⑨C．②③④⑤⑥⑧ D．②④⑥⑦⑧⑨【答案】D题型三：吸热反应与放热反应的实验探究【变3】为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：（1）将纯固体物质分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，是________（填两种物质的化学式）。②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量变化相同的是________（填序号）。A．CO还原CuO的反应B．CaCO3的分解反应C．Al和Fe2O3的反应（2）如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块镁片，再滴入稀盐酸。试回答下列问题：①实验中观察到的现象是：镁片逐渐溶解、有大量气泡产生、________________________________。②产生上述现象的原因是____________________________________。【答案】（1）①放热Na、Na2O或CaO（填两种即可）②吸热B（2）饱和澄清石灰水中出现白色浑浊镁和稀盐酸反应生成H2，且该反应是放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低模块二化学反应中的能量变化分析模块二化学反应中的能量变化分析知识精讲知识精讲一、从化学键的角度分析化学反应的能量变化1．键能：断开（形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，断开（形成）1molH-H键吸收（放出）的能量为436.0kJ，那么H-H键的键能是436.0kJ/mol。2．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因：（1）若吸收能量E1＞释放能量E2，该反应为吸热反应；（2）若吸收能量E1＜释放能量E2，该反应为放热反应。3．实例化学键H﹣HCl﹣ClH﹣Cl键能kJ/mol436243431从键能角度分析H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl反应体系中能量变化情况。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl分子的过程中，了kJ的能量。【答案】吸收；吸收；431；431；释放；183。及时小练计算计算2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O反应体系中的能量变化情况。已知：化学键H—HO＝OH—O键能kJ/mol436498465【答案】2molH2与1molO2反应生成2molH2O分子，放出490kJ的能量。二、从总能量的角度分析化学反应的能量变化1．一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。（1）若反应物总能量E反＞生成物总能量E生，该反应为放热反应；（2）若反应物总能量E反＜生成物总能量E生，该反应为吸热反应。E反___E生，______反应E反___E生，______反应【答案】＞，放热；＜，吸热。2．吸热反应与放热反应的真实能量变化图：E吸＜E放，放热反应E吸＞E放，吸热反应资料卡片——能量与稳定性一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。经典例题经典例题题型四：能量变化图【例4】已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（）A．是吸热反应B．该反应不符合能量守恒定律C．生成物的总能量高于反应物的总能量D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量【答案】B题型五：键能的计算【例5】已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。化学键H—HH—NN≡NO＝OC—HC＝OH—OP—PP—O键能（kJ/mol）436391x498414750465198360（1）CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2+2H2O，1molCH4完全反应时，_________（填吸收/放出）________kJ能量。（2）已知N2+3H22NH3，消耗1molN2时放出92kJ的热量，则上表中x的数值为________。（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol白磷完全燃烧，________（填吸收/放出）________kJ能量。【答案】（1）放出，708；（2）946；（3）放出，1638题型六：能量越低越稳定【变6-2】已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ的热量。据此判断，下列说法正确的是（）A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨比金刚石稳定B．由石墨制备金刚石是吸热反应；金刚石比石墨稳定C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨比金刚石稳定D．由石墨制备金刚石是放热反应；金刚石比石墨稳定【答案】A模块三人类对能源的利用模块三人类对能源的利用知识精讲知识精讲一、人类对能源的利用1．获取热能的途径——物质的燃烧（1）早期：以树枝杂草为主要能源。（2）现代：以煤、石油和天然气为主要能源。2．面临问题（1）短期内不可再生，储量有限；（2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。3．解决方法（1）节能减排（2）开发利用新能源明辨是非（1）任何反应中的能量变化都表现为热量变化（）（1）任何反应中的能量变化都表现为热量变化（）（2）伴有能量变化的物质变化都是化学变化（）（3）太阳能热水器是将光能转化为热能（）（4）在动物体内的葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程（）（5）化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能（）（6）柴草燃烧时，化学能全部转化为热能（）（7）电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能（）（8）利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向（）【答案】××√×； √×√×经典例题经典例题题型七：能源的利用【例7】下列叙述不正确的是（）A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径B．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程C．利用生物质能就是间接利用太阳能D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能【答案】B【变7】氢气是未来的理想能源，理由是（）①燃烧放热多 ②燃烧时不污染环境③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小，便于运输A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④【答案】A提分特训提分特训【题1】意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构与白磷(P4)相同，如图所示，已知断裂1molN—N键吸收167kJ能量，而生成1molN≡N放出942kJ能量，根据以上信息和数据判断下列说法不正确的是A．N4中每个N均满足8e—稳定结构B．N4和N2互为同素异形体C．N4只含有非极性共价键D．1molN4完全转化为N2时会释放60kJ能量【答案】D【解析】【详解】A．由分子结构可知，N4分子中每个氮原子与3个氮原子形成共价键，均满足8e—稳定结构，故A正确；B．N4和N2是氮元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B正确；C．由分子结构可知，N4分子中每个氮原子与3个氮原子只形成氮氮非极性共价键，故C正确；D．由断裂1molN—N键吸收167kJ能量，而生成1molN≡N放出942kJ能量可知，1molN4完全转化为N2时会释放的能量为942kJ/mol×2mol—167kJ/mol×6mol=882kJ，故D错误；故选D。【题2】关于能源和能量转化，下列说法正确的是A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)C．化学反应过程中，除了物质变化外，可能伴有能量变化D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能【答案】B【解析】【详解】A．太阳能电池的能量转化：光能通过化学反应转化为电能，故A错误；B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)通过化学反应转化为生物质能(太阳能)，故B正确；C．化学反应过程中，旧键断裂和新键形成，除了物质变化外，一定伴有能量变化，故C错误；D．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能形式，故D错误；故选：B。【题3】下列反应既是氧化还原反应又是放热反应的是A．NaOH和HCl反应 B．Zn和HCl反应C．Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl反应 D．C与CO2反应【答案】B【解析】【详解】A．NaOH和HCl反应为放热反应，但不是氧化还原反应，选项A不合题意；B．Zn和HCl反应为放热反应，也是氧化还原反应，选项B符合题意；C．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应是吸热反应，也不是氧化还原反应，选项C不合题意；D．C与CO2反应是吸热反应，是氧化还原反应，选项D不合题意；答案选B。【题4】下列逻辑关系图示中正确的是A．B．C．D．【答案】D【解析】【详解】A．硫酸氢钠在水中电离产生氢离子、钠离子、硫酸根离子，属于盐，不属于酸，A项错误；B．有些吸热反应属于氧化还原反应，如C还原CO2，有些吸热反应属于非氧化还原反应，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应，有些放热反应属于氧化还原反应，如燃烧，有些放热反应属于非氧化还原反应，如中和反应，故吸热反应/放热反应和氧化还原反应属于交叉关系，不属于包含关系，B项错误；C．碳酸盐和钠盐或钾盐属于交叉关系，不属于并列关系，如Na2CO3、K2CO3，C项错误；D．混合物和纯净物属于并列关系，纯净物中的单质和化合物属于并列关系，化合物中的电解质和非电解质属于并列关系，D项正确；答案选D。【题5】将V1mL1.0mol•L-1NaOH溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明热能可以转化为化学能C．HCl溶液的浓度约是1.5mol•L-1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，温度为22℃时，已经加入了5mLNaOH溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；C．由图可知，NaOH溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)=V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5mol•L-1，故C正确；D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；故选C。【题6】根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应B．2molO原子结合生成O2（g）时需要吸收498kJ能量C．1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量D．2molN(g)和2molO(g)的总能量为1444kJ【答案】C【解析】【分析】焓变=反应物断裂化学键吸收的能量−生成物形成化学键放出的能量,N2+O2═2NO△H=946kJ/mol+498kJ/mol−2×632kJ/mol=+180kJ/mol，反应是吸热反应；【详解】A.依据计算分析反应是吸热反应，故A错误；B.原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2molO原子结合生成O2(g)时需要放出498kJ能量，故B错误；C.形成2molNO放热2×632×J能量,所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量，故C正确；D.无法判断2molN(g)和2molO(g)的总能量，故D错误；故选C。【题7】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是A．该反应是化合反应B．催化剂参加了化学反应过程C．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键的断裂和形成D．①→②过程中，形成了C—C键，断裂的化学键的总键能<形成的化学键的总键能【答案】C【解析】【详解】A.根据图中信息可知，发生反应CH4+CO2→CH3COOH，该反应是化合反应，选项A正确；B、催化剂参加了化学反应过程，但质量及化学性质不变，选项B正确；C、CH4+CO2→CH3COOH过程中，C-H键、C=O均发生断裂，选项C不正确；D.①→②过程中，形成了C—C键，反应为放热反应，断裂的化学键的总键能<形成的化学键的总键能，选项D正确。答案选C。【题8】已知：H﹣H的键能为436kJ/mol，N﹣H的键能为391kJ/mol，生成1molNH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_______kJ/mol。【答案】946【详解】合成氨反应为N2+3H22NH3，设N≡N的键能为x，∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，即(x+436kJ/mol×3)﹣391k/mol×6=﹣46kJ/mol×2，解得x=946kJ/mol，故N≡N的键能为946kJ/mol。【题9】为了探究化学能与热能的转化，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”的装置是________(填装置序号)。（2）某同学选用装置Ⅰ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了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_________________________________。说明该反应属于________(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进行实验(反应在丙试管中进行)。①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________。②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。（4）至少有两种实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：选择装置________(填装置序号)进行实验；方法②：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________(填“吸热”或“放热”)反应。【答案】

Ⅲ

左端液面降低，右端液面升高

放热

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

可能是放热反应

某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应

Ⅰ(或Ⅱ)

放热【解析】【分析】（1）装置Ⅰ和Ⅱ都可以分别通过右边装置中液面变化、是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体体积增大，据此判断U形管中液面的变化；（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；（4）利用装置Ⅰ或Ⅱ都可以验证该反应为放热反应；棉花燃烧，证明反应中放出大量热，该反应为放热反应。【详解】（1）装置Ⅰ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还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热。装置Ⅲ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，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应；（2）氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，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形管左端液柱降低，右端液柱升高；（3））①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应；（4）证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ（或Ⅱ）进行实验，Ⅰ装置右边U形管中左端液柱降低，右端液柱升高（或烧杯中导管中有气泡放出），证明该反应为放热反应；方法②：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，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应。【题10】化学反应过程中伴随着能量变化，请回答下列问题：(1)下列反应中，属于放热反应的是___________(填序号，下同)，属于吸热反应的是___________。①物质燃烧②二氧化碳通过炽热的碳③生石灰溶于水的过程④炸药爆炸⑤碳酸钙高温分解(2)某实验小组同学进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。实验发现，反应后①中的温度升高，②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是___________反应(填“放出”或“吸收”，下同)，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是___________反应。反应___________(填①或②)的能量变化可用图(b)表示。(3)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1___________(填大于、小于或等于)Q2。(4)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kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。图中所示反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。(5)已知拆开1molH－H键、1molI－I键、1molH－I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则反应掉1mol氢气和1mol碘，生成HI会___________(填“放出”或“吸收”)___________kJ的热量。(6)已知：4HCl＋O2=2Cl2＋2H2O，该反应中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量，则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为___________kJ。【答案】

①③④

②⑤

放热

吸热

①

小于

放热

放出

11

31.9【详解】(1)①物质燃烧是放热反应；②二氧化碳通过炽热的碳生成CO，属于吸热反应；③生石灰溶于水生成氢氧化钙，属于放热反应；④炸药爆炸属于放热反应；⑤碳酸钙高温分解生成氧化钙和氧气，属于吸热反应；因此属于放热反应的是①③④，属于吸热反应的是②⑤；(2)实验发现，反应后①中的温度升高，由此判断铝条与盐酸的反应是放热反应，②中的温度降低，说明Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。图b中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，则反应①的能量变化可用图(b)表示；(3)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，由于气态水转化为液态水放出热量，则Q1小于Q2；(4)图中所示反应物总能量高于生成物总能量，因此反应是放热反应；(5)反应掉1mol氢气和1mol碘，断键吸收的能量是436kJ+151kJ＝587kJ，形成化学键放出的能量是2×299kJ＝598kJ＞587kJ，因此生成HI会放出598kJ－587kJ＝11kJ的热量；(6)设H－Cl键键能是xkJ/mol，H－O键键能是ykJ/mol，则4y+2×243－4x－498＝115.6，解得y－x＝31.9，即断开1molH－O键与断开1molH－Cl键所需能量相差约为31.9kJ。提分作业提分作业【练1】下列说法错误的是（）A．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C．需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应【答案】C【练2】如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（）A．图a表示的是吸热反应的能量变化B．图b中生成物比反应物稳定C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生【答案】C【练3】“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（）A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能【答案】C【练4】科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则下列说法不正确的是（）A．N4与N2互为同素异形体B．1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量C．N4变成N2是化学变化D．2molN2的能量比1molN4的能量高【答案】D【练5】A．电解水制取H2和O2 B．甲烷燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．铁与稀盐酸反应【答案】A【练6】最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下：下列说法正确的是（）A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O形成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【答案】C【练7】化学反应A2+B2=2AB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．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量【答案】C【练8】为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_________。（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验（实验前U形管里液面左右相平），在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是__________________________________，说明该反应属于_______（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进行实验（反应在甲中进行）。①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是____________________________________________________________________________________________；②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水_________________________（填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_______________________________________________________________________________________________。（4）至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应（4KO2+2H2O4KOH+3O2↑）是放热反应。方法①：选择上述装置_________________（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）进行实验。方法②：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_________________，则说明该反应是放热反应。【答案】（1）III（2）左端液柱降低，右端液柱升高；放热（3）①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱；②可能是放热反应；有热量放出不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，也可能是反应产生气体。（4）Ⅰ（或Ⅱ）；棉花燃烧课后检测(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．2011年3月17日，因日本福岛第一核电站生核辐射泄漏，放射碘可能被附近居民吸入，引发甲状腺疾病或甲状腺癌。我国香港和内地出现抢购碘盐的疯狂热潮，用于防护核辐射，医疗专家提醒：由于碘盐中碘含量相对较低，根本起不到预防放射性碘的作用，不可盲目过量吃碘盐或碘片，否则可能诱发甲状腺毒症、甲状腺技能减退、甲状腺肿等疾病。已知核辐射中放射性碘(碘­131)的核电荷数为53，则下列说法不正确的是()A．碘131I原子核所含中子数是78B．核能的利用证实原子的可分性C．碘127I原子和放射性碘原子131I属于同位素D．碘127I原子和碘131I原子的质子数不同2．有人认为人体就是一架缓慢氧化着的“高级机器”，人体在生命过程中也需要不断地补充“燃料”。按照这种观点，你认为人体通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是()A．淀粉类物质 B．水C．脂肪类物质 D．蛋白质3．下列说法正确的是()A．Li是最活泼的金属，F是最活泼的非金属B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C．元素周期表中有7个主族，7个副族，1个0族，1个第Ⅷ族，共16纵行D．X2＋的核外电子数目为18，则X在第四周期第ⅡA族4．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是()5．下图中a、b分别是原电池的两极，接通电路后发现a极板质量增加，b极板溶解，符合这一情况的是()a极板b极板a电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨正极CuCl26.对于ⅥA族元素，下列叙述中不正确的是()A．CO2在常温下是气体，SiO2在常温下是固体B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋27．现在电池的种类非常多，且由电池造成的污染越来越严重，下列电池不会造成环境污染的是()A．锂电池 B．锌锰电池C．氢氧燃料电池 D．镍隔电池8．根据化学反应的实质——旧键的断裂和新键的形成，判断下列变化不属于化学变化的是()A．固态硫S8加热变成S2蒸气B．金刚石在一定条件下转化为石墨C．干冰变成CO2气体D．Na2O转化为Na2O29．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在以下四种情况中处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率Av(A)＝2mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1Bv(A)＝2mol·L－1·min－1v(C)＝2mol·L－1·min－1Cv(A)＝1mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1Dv(A)＝1mol·L－1·min－1v(C)＝1.5mol·L－1·min－110.科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定性的同位素，它的位置在第七周期第ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是()A．它的最外层电子数为4B．它的失电子能力比铅强C．它具有＋2、＋4价D．它的最高价氧化物对应的水化物是强酸11．下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的()A．a极是负极B．正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．电子由b通过灯泡流向aD．氢氧燃料电池是环保电池12．下列变化不需要破坏化学键的是()A．加热氯化铵 B．冰融化成水C．水通电分解 D．氯化氢溶于水13．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述正确的是()A．反应的化学方程式：2MNB．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍14.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知：B、C两元素原子最外层电子数之和等于A元素最外层电子数的2倍；B、C两元素原子的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是()A．C、Al、P B．N、Si、SC．O、P、Cl D．F、S、Al15．A、B、C为三种短周期元素，A、B在同周期，A、C的最低价离子分别为A2－和C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构。下列说法中正确的是()A．原子序数：A＜B＜CB．原子半径：A＞B＞CC．离子半径：A2－＞C－＞B2＋D．原子核外最外层电子数：A＞C＞B16．镁铝合金在碱性溶液中开始反应缓慢，后反应加快，经分析是氧化膜及微电池作用的结果。下列叙述正确的是()A．微电池的负极是MgB．微电池的负极是AlC．铝的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑D．镁的电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋第Ⅱ卷二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(9分)在元素周期表第三周期中，置换酸中氢能力最强的元素的元素符号为________，化学性质最稳定的元素符号是________，最高价氧化物对应水化物的酸性最强的化合物的化学式是__________，碱性最强的化合物的化学式是__________，显两性的氢氧化物的化学式是__________，该两性氢氧化物与盐酸、氢氧化钠溶液分别反应的离子方程式为______________、______________，原子半径最大的金属元素的名称是________，离子半径最小的离子结构示意图是________。18．(8分)已知以下信息：①1molN2的共价键断裂吸收946kJ的能量；1molH2的共价键断裂吸收436kJ的能量；形成1molNH3中的化学键释放1173kJ的能量。②将一定量的N2和H2投入一密闭容器中，在一定条件下进行反应，测得有关数据如下：N2(mol·L－1)H2(mol·L－1)NH3(mol·L－1)起始时3302s末2.61.80.8根据以上相关数据回答问题：(1)用H2表示该反应2s内的平均反应速率为________(2)______(填“能”或“不能”)确认该反应2s末已达化学平衡状态。(3)写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)氮气和氢气生成氨气的过程______(填“释放”或“吸收”)能量。19．(8分)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等，请回答下列问题：QRTW(1)T的原子结构示意图为____________(2)元素原子的得电子能力为Q____W(填“＞”或“＜”)。(3)W的单质与其最高价氧化物对应的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是具有漂白性的气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物在二氧化锰催化作用下易分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是________________________________________________________________________(5)将12gQ单质在足量的氧气中燃烧，所得气体通入1L1.5mol·L－1NaOH溶液中，完全吸收后，溶液中大量存在的离子有______________。20．(6分)(1)已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：时间(min)12345氢气体积(mL)30120280350370①反应速率最大的(即0min～1min、1min～2min、2min～3min、3min～4min、4min～5min)时间段为____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②反应速率最小的时间段为____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入以下物质以减缓反应速率A．蒸馏水B．更加细小的锌粒C．NaCl溶液你认为他的做法可行的是______(填相应字母)；做法不可行的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。21．(10分)将化合物A的蒸气2mol充入0.5L容器中加热，发生分解反应2A(g)B(g)＋nC(g)，反应到3min时，容器中A的浓度为1.6mol·L－1，测得这段时间内，用C的浓度变化表示的平均反应速率v(C)＝1.2mol·L－1·min－1。(1)化学方程式中的化学计量数n的值是__________。(2)以B的浓度变化表示的该反应的平均速率为______。22．(11分)有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4；E的M层电子数是K层电子数的2倍。(1)写出下列元素的名称：B：________E：________。(2)写出EB4的化学式：__________。(3)D2A2中含有的化学键类型为____________。(4)由A、C、D三种元素组成的化合物M属于________(填“离子”或“共价”)化合物，M溶于水后________(填“能”或“不能”)发生化学变化，原因是(从化学键变化的角度解释)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。期中模块检测卷1．D[碘127I原子和碘131I原子属于同位素，质子数相同，中子数不同。]2．B3．D[碱金属中Li是金属性和活泼性最小的金属，A项错；Ca的金属性比Mg强，则Mg(OH)2的碱性比Ca(OH)2弱，B项错；周期表有18个纵行，C项错。]4．A[正反应是吸热反应，反应物的能量低于生成物的能量。]5．C[a极板质量增加，是正极，金属性相对不活泼，b极板溶解是负极，金属性相对活泼。]6．B[C原子次外层电子数为2。]7．C[氢氧燃料电池的生成物是水，对环境无污染。]8．C9．A[由于PH3的沸点小于AsH3的沸点，A项错误；Si3N4、NaCl、SiI4其晶体类型分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，三者的熔点依次降低，B项正确；非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强，故C、D正确。]10．D[ⅣA族的第一种元素碳对应的H2CO3就是弱酸，同主族从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性渐弱。]11．C[电子由负极流向正极，a为负极，所以电子应由a极通过灯泡流向b极。]12．B[化学变化肯定存在化学键的破坏。物理变化要注意分析过程，才能确定。A、C两项是