第一节 化学能与热能
[随堂演练]
1．下列说法中，错误的是
A．人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的 B．煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料 C．我国目前最主要的能源是煤炭 D．人体运动所消耗的能量与化学反应无关 答案 D
2．在研究物质变化时，人们可以从不同的角度，不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及其能量变化，据此判断以下叙述中错误的是
A．化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键生成 B．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
C．在化学反应中，破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量时，该反应是吸热反应
D．化学键的变化必然会引起能量变化，所以，能量变化也一定会引起化学变化 答案 D
3．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是
A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2 点燃 解析 燃烧反应H2＋Cl2=====2HCl是放热反应，反应中破坏1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键，同时生成2 mol H—Cl键。因Q(放)＝2Q3－(Q1＋Q2)>0，所以Q1＋Q2<2Q3。 答案 D 4．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下图： (1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填 1 “吸热”或“放热”)反应，其原因是_______________________。 解析 研究化学反应的能量变化，应从反应体系和环境两个方面进行分析。 答案 (1)降低 放热 (2)升高 吸热 反应物从环境中吸收能量 [随堂演练] [限时45分钟，满分50分] 一、选择题(共10小题，每小题3分，共30分) 1．下列说法正确的是 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 解析 Fe与S虽然需加热才能发生反应，但该反应是放热反应，A错误；中和反应都是放热反应，B正确；分解反应不一定是吸热反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，化合反应也不一定是放热反应，如CO2与C的反应就是吸热反应，C错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化，如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应，D错误。 答案 B 2．下列说法中错误的是 A．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 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反应一定是吸热反应 D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量 解析 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，A正确；化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，B正确；反应是吸热反应还是放热反应与反应的条件无关，如铝热反应需要加热才能发生，却为放热反应，C错误；反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，D正确。 答案 C 2 3．人类对于能源的利用大致可以分为三个阶段：柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。以下说法正确的是 A．原始社会人类学会利用火，他们用天然气取暖，吃熟食，从事生产活动 B．目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石燃料 C．多能源结构时期指的是新能源时代，广泛使用的能源包括核能、太阳能、氢能等 D．化石燃料的燃烧没有污染 解析 原始人是钻木取火，主要燃料是木柴等，直到现在，我国广大农村依然主要靠燃烧植物的秸秆、木柴等做饭，A、B两项错误；化石燃料燃烧会产生SO2及大量的CO2使目前的酸雨、温室效应等环境问题越来越严重。 答案 C 4．化学键的键能是形成(或断开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如下图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol)： －1 P—P：198 P—O：360 O===O：497 若生成1 mol P4O6，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6中的能量变化为 A．吸收1 641 kJ能量 B．放出1 641 kJ能量 C．吸收126 kJ能量 D．放出126 kJ能量 解析 断键吸收的能量：6 mol P—P键为6×198 kJ；3 mol O===O键为3×497 kJ，共为2 679 kJ；成键放出的能量：12 mol P—O键为12×360 kJ＝4 320 kJ；故反应放出的能量大于吸收的能量，放出的能量为4 320 kJ－2 679 kJ＝1 641 kJ。 答案 B 5．请根据下面信息，判断下列叙述中正确的是 3 A．1 mol H2O分解为H2与O2需吸收930 kJ热量 B．H与O反应生成1 mol H2O放出930 kJ热量 C．2 mol H的能量小于1 mol H2的能量 D．2 mol H结合成1 mol H2放出436 kJ的热量 1－1－1 解析 由反应方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝436 kJ·mol＋249 kJ·mol－ 2930 kJ·mol＝－245 kJ·mol可知，分解1 mol水需要吸收245 kJ的能量，生成1 mol水时放热245 kJ，A、B错误；1 mol H2生成2 mol H吸收436 kJ能量，反之2 mol H结合生成1 mol H2放出436 kJ能量，C错误，D正确。 答案 D 6．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如下图所示，下列叙述中正确的是 －1 －1 A．每生成2分子AB吸收b kJ热量 B．该反应的反应热ΔH＝＋(a－b) kJ/mol C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量 解析 观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b) kJ/mol。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。 答案 B 7．反应A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 4 解析 根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应①的ΔH＞0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应②的ΔH＜0，为放热反应，B项错误，故选D。 答案 D 8.某学生用如图所示装置进行化学反应X+Y===Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲处降、乙处升。关于该反应的下列叙述：①该反应为放热反应；②生成物的总能量比反应物更高；③该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来。其中正确的是 A．①②③ B．仅②③ C．仅①② D．仅①③ 解析 由“U形管中液面甲处降、乙处升”知，X、Y反应放热(热胀冷缩)，即X、Y的 5