第2课时 化学键与化学反应中的能量变化
课时训练9 化学键与化学反应中的能量变化
基础夯实
1.下列说法正确的是( )
A.断开反应物中的化学键要放出能量
B.化学反应一定有物质变化,但是不一定伴随能量变化
C.放热的化学反应不需要加热都能发生
D.物质燃烧一定是放热反应
答案:D
解析:断开反应物中的化学键要吸收能量,形成新键放出能量,A错;化学反应除了生成新的物质外,还一定伴随着能量的变化,B错;放热的化学反应有些需要加热才能发生,例如C+O2CO2、铝热反应等放热反应需要加热引发反应,一旦反应开始后就不用再加热了,C错误;物质燃烧一定是放热反应,D正确。
2.下列图示表示的变化中,为吸热反应的是( )
答案:A
解析:A项中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,该反应吸热;B项,反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,反应放热;C项,不是化学反应;D项为放热反应。
3.已知反应X+YM+N为吸热反应,下列说法正确的是( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.因为该反应是吸热的反应,故一定要加热,反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
答案:D
解析:由该反应为吸热反应可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量。吸热反应不一定需要加热才能进行,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,
常温下就可以发生。破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时,为放热反应。故A、B、C错,D正确。
4.有关燃料燃烧过程中的变化,下列说法不正确的是 ( )
A.所有的燃烧过程均是放热的
B.需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的
C.所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂
D.燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量
答案:B
5.下列反应中既是氧化还原反应,又是吸热反应的是 ( )
A.碳在高压下与二氧化碳反应
B.铝与稀盐酸反应
C.甲烷在空气中燃烧
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
答案:A
解析:A项是吸热反应,又是氧化还原反应,故A符合题意;B项是放热反应,又是氧化还原反应,故B不符合题意;C项是放热反应,又是氧化还原反应,故C不符合题意;D项是吸热反应,但不是氧化还原反应,故D不符合题意。
6.在下列化学反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量的是( )
A.2H2+O22H2O
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CaO+CO2CaCO3
D.C+O2CO2
答案:B
解析:反应物的总能量低于生成物的总能量的反应是吸热反应。A、D两项中的反应为燃烧反应,均为放热反应;B、C两个反应中CaCO3分解是吸热反应,由CaO与CO2化合生成CaCO3的反应为放热反应。
7.导学号52140081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
答案:C
解析: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,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,C项正确;由于y>x,故该反应为放出能量的反应,A项错误;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。
8.(1)从能量的角度看,断开化学键要 ,形成化学键要 ,化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 ,当反应物的总能量高于生成物时,为 反应;当反应物的总能量低于生成物时,为 反应。
(2)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
②生石灰与水作用制熟石灰
③碳和二氧化碳化合生成CO
④酸与碱中和反应
答案:(1)吸收能量 释放能量 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 放热 吸热
(2)②④ ①③
9.如图所示,把小烧杯放入盛有饱和硝酸钾溶液(25 ℃)的大烧杯中,小烧杯中盛有25 g研成粉末的消石灰[Ca(OH)2],再加入约12 g的氯化铵固体,并搅拌使其充分反应。
(1)观察到的现象有 。
(2)产生上述现象的原因是 。
(3)由实验推知,反应物的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。
答案:(1)反应混合物变为糊状并闻到刺激性气味,大烧杯中有晶体析出
(2)消石灰与氯化铵固体反应产生氨气和水,该反应为吸热反应,硝酸钾在水中的溶解度随温度的降低而减小,故有硝酸钾晶体析出
(3)小于
解析:消石灰和氯化铵固体在搅拌作用下发生的反应是吸热反应,生成H2O、CaCl2及有刺激性气味的氨气,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,所以反应后混合物为糊状。25 ℃的饱和硝酸钾溶液因温度降低,溶解度减小而有晶体析出。吸热反应的反应物的总能量小于生成物的总能量。
能力提升
10.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(单位:kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436
根据表中数据回答(1)~(3)题。
(1)下列氢化物中最稳定的是( )
A.HCl B.HBr C.HI
(2)H2+X22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸收能量的反应还是放出能量的反应? 。
(3)在相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与H2反应,当消耗的物质的量相同时,放出或吸收的能量最多的是 。
答案:(1)A (2)放出能量 (3)Cl2
解析:(1)破坏1 mol HX中的化学键所消耗的能量越多,说明HX越稳定,由表中数据可判断氢化物中最稳定的为HCl;也可以根据非金属性强弱进行判断,非金属性越强,对应的氢化物越稳定。
(2)H2+X22HX(X代表Cl、Br、I),当有1 mol H2发生反应时,断裂旧化学键吸收的能量分别为(436+243)kJ=679 kJ、(436+193)kJ=629 kJ、(436+151)kJ=587 kJ,形成新化学键放出的能量分别为2×432 kJ=864 kJ、2×366 kJ=732 kJ、2×298 kJ=596 kJ,形成新化学键放出的能量均比断裂旧化学键吸收的能量多,因此都是放出能量的反应;还可以从反应类型上进行判断,H2+X22HX属于燃烧反应,为放热反应。
(3)放出的能量分别是864 kJ-679 kJ=185 kJ、732 kJ-629 kJ=103 kJ、596 kJ-587 kJ=9 kJ,故Cl2与H2反应放出的能量最多。
11.导学号52140082化学反应可视为旧键断裂和新化学键形成的过程。化学键的键能是两个原子间形成1 mol化学键时释放的能量或断开1 mol化学键所吸收的能量。现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1)P—P:198 P—O:360 OO:498 PO:585。则P4(白磷)+5O2P4O10
是 反应(填“放热”或“吸热”),能量变化为 kJ。(提示:白磷是正四面体形的分子,如图,当与氧形成P4O10时,每两个磷原子之间插入一个氧原子,此外,每个磷原子又以双键结合一个氧原子)
答案:放热 2 982
解析:形成的P4O10中有12 mol P—O键、4 mol PO键,共放出热量:12 mol×360 kJ·mol-1+4 mol×585 kJ·mol-1=6 660 kJ,断裂6 mol P—P键,5 mol OO键需吸收热量:6 mol×198 kJ·mol-1+5 mol×498 kJ·mol-1=3 678 kJ,所以此反应为放热反应,1 mol P4燃烧放出的热量为6 660 kJ-3 678 kJ=2 982 kJ。
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