化学能与热能练习试题

第一节 化学能与热能 时间：45分钟 满分：100分

一、选择题(每小题4分，共48分，每题有1～2个选项符合题意) 1．已知断裂1mol 共价键所需要吸收的能量分别为H —H 键：436 kJ ；I —I 键：153 kJ ；H —I 键：229 kJ 。下列对反应H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)的判断中，

错误的是( )

A ．该反应是放出能量的反应

B ．该反应是吸收能量的反应

C ．该反应是氧化还原反应

D ．I 2与H 2具有的总能量大于生成的HI 具有的总能量 2．下列说法中正确的是( )

A ．物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热

B ．化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化，且总表现为吸热

C ．化学反应过程中有时吸热，有时放热

D ．化学反应总是放出热量

3．一种化学冰袋中含有Na 2SO 4·10H 2O 和NH 4NO 3，使用时将它们混合用手搓揉就可制冷，且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测错误的是( )

A ．Na 2SO 4·10H 2O 脱水是吸热过程

B ．较长时间制冷是由于Na 2SO 4·10H 2O 脱水是较慢的过程

C ．铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应

D ．NH ＋4NO 3溶于水会吸收热量

4．化学反应A 2＋B 2―→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1mol A—A键和1mol B—B键能放出x kJ的能量C．断裂2mol A—B键需要吸收y kJ的能量

D．2mol AB的总能量高于1 mol A

2和1mol B

2

的总能量

5．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )

A．铝片与稀H

2SO

4

反应

B．Ba(OH)

2·8H

2

O与NH

4

Cl反应

C．灼热的炭与CO

2

反应

D．甲烷在O

2

中的燃烧反应

6．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )

A．H

2O分解为H

2

与O

2

时放出热量

B．生成1mol H

2

O时吸收热量245 kJ

C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D．氢气和氧气的总能量小于水的能量

7．下列说法中，正确的是( )

A．干冰升华时要吸收热量，所以这是吸热反应

B．加热后才能发生的反应一定是吸热反应

C．1mol Ba(OH)

2与1mol H

2

SO

4

反应释放的热量为Q，则Q为它们反应的中和

热

D．可燃物的燃烧都是放热反应

8．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol 氢气

中的化学键消耗的能量为Q

1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q

2

kJ，

形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q

3

kJ。下列关系式中，正确的是( )

A．Q

1＋Q

2

>Q

3

B．Q

1

＋Q

2

>2Q

3

C．Q

1＋Q

2

3

D．Q

1

＋Q

2

<2Q

3

9．一定量的氢气在一定条件下完全燃烧生成气态水，放出热量值为Q

1

，等

量的H

2在同样条件下完全燃烧生成液态水，放出热量值为Q

2

，则Q

1

与Q

2

的关系

为 ( )

A．Q

1>Q

2

B．Q

1

＝Q

2

C．Q

1

2

D．无法确定

10．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或

拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P

4O

6

的分子结构如下图所

示，现提供以下化学键的键能(kJ/mol)：P—P：198，P—O：360，O＝O：498，

则反应P

4(白磷)＋3O

2

===P

4

O

6

的反应热ΔH为( )

A．－1 638 kJ/mol B．＋1 638 kJ/mol C．－126 kJ/mol D．＋126 kJ/mol 11．下列分析正确的是( )

A．将氯气通入H

2O

2

和NaOH的混合溶液中，发出红光，说明反应物的总能量

低于生成物的总能量，放出热量

B．1mol H

2

在氯气中完全燃烧，放出180 kJ热量，则键能(E)的关系为E(H—H)＝180 kJ＋2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)

C．干燥的碘粉与铝粉混合无明显现象，滴上一滴水会冉冉升起紫色的碘蒸

气，最后得到白色AlI

3

。说明碘和铝发生的反应是放热反应

D．精确实验测得H

2O在常温下也能微弱电离：H

2

O H＋＋OH－，该过程是放

热过程

12．已知H＋＋OH－===H

2O生成1mol H

2

O放出热量 kJ，下列反应中符合该特

点的是( )

A．1mol稀H

2SO

4

与足量NaOH溶液反应

B．稀盐酸与氨水反应生成1mol H

2

O

C．稀盐酸与稀Ba(OH)

2

溶液反应生成1mol水

D．稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1mol水

二、非选择题(共52分)

13．(14分)在一个小烧杯里，加入20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体

[Ba(OH)

2·8H

2

O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯

内加入约10g NH

4

Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌，如图所示。

试回答下列问题：

(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________。

(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是______ ______________________________(答出3个或3个以上原因)。

(3)如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是______________________________________________(答出两种方案)。

(4)写出实验中发生反应的化学方程式______________。

(5)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是____________________________。

(6)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的：_____________________________________________________________________ ___________________________。

(7)在上述实验过程中，你认为是否有不妥之处？若有，请指出并写出改进方法，若没有，此问不用作答_______________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________。

14．(8分)下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量：

物质Cl

2Br

2

I

2

HCl HBr HI H

2

能量(kJ)243193151432366298436 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( )

A．H

2B．Cl

2

C．Br

2D．I

2

(2)下列氢化物中最稳定的是( ) A．HCl B．HBr C．HI

(3)X

2＋H

2

===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？

________。

(4)相同条件下，X

2

(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。

15．(10分)50 mL ·L－1盐酸与50 mL ·L－1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器有________。

(2)烧杯间填满碎纸条的作用是______________________。

(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”“无影响”)

(4)实验中改用60 mL ·L－1盐酸跟50 mL ·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”“不相等”)，所求中和热________(填“相等”“不相等”)，简述理由

________________________________

_________________________________________________________。

(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会____________；用50 mL ·L－1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会______________。(均填“偏大”“偏小”“无影响”)

16. (8分)能源是人类生存和发展的重要因素。常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少，促进人们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)开发。

(1)我国目前最主要的能源品种是________，能源利用中存在的主要问题有_______________________________________________。

(2)为减少污染，提高燃料利用率，下列措施可以达到目的的是________。

①将城市居民燃煤改为使用气体燃料

②若将原来烧天然气的灶具改烧石油液化气，应增大空气进入量和减少液化气的进入量

③研制燃料电池

④在农村大力发展沼气

(3)某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：

①3FeCl

2＋4H

2

O=====

500℃

Fe

3

O

4

＋6HCl＋H

2

②2Fe

3O

4

＋3Cl

2

＋12HCl=== 6FeCl

3

＋6H

2

O＋O

2

③6FeCl

3=====

300℃

6FeCl

2

＋3Cl

2

科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是________，该物质作为燃料的优点有________、________、________。

17．(12分)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__________________________________；

③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是__________________。

(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO

2＋2H

2

O===4KOH＋

3O

2

↑)是放热反应还是吸热反应。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，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________反应。

参考答案

1.答案：B

解析：依题意，断裂1mol H—H键和1mol I—I键吸收的总能量为436 kJ ＋153 kJ＝589 kJ，生成2mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因598

kJ>589 kJ，所以H

2与I

2

反应生成HI的反应是放出能量的反应；根据反应式可

知该反应是氧化还原反应。

2.答案：C

解析：化学反应是伴有能量的变化，有的吸收能量，有的放出能量，且能量通常以热的形式表现出来。

3.答案：C

解析：Na

2SO

4

·10H

2

O失水属于分解反应，也属于吸热反应；NH

4

NO

3

吸收水并

溶解于水中，是一个吸热的物理变化过程，整个过程中只是Na

2SO

4

·10H

2

O的分

解反应和NH

4NO

3

溶于水的过程，而并没有发生复分解反应，C项错误。

4.答案：C

解析：由图像知，1mol A

2和1mol B

2

的总能量高于2mol AB的能量，所以该

反应放热。

5.答案：C

解析：A、D是放热反应，B、C是吸热反应，但Ba(OH)

2·8H

2

O＋2NH

4

Cl===BaCl

2

＋2NH

3·H

2

O＋8H

2

O是非氧化还原反应，C＋CO

2

=====

△

2CO是氧化还原反应，故选C。

6.答案：C

解析：根据能量变化可知，1mol H

2与

1

2

mol O

2

断键时吸收685 kJ能量，而

生成1mol H

2O放出930 kJ能量，所以H

2

燃烧生成H

2

O的反应是放热反应，则H

2

O

的分解是吸热反应。

7.答案：D

解析：干冰升华吸收热量克服分子间作用力，是物理过程，故A错；有些放热反应也要加热，故B错；中和热是指酸和碱中和生成1mol H

2

O时放出的热量，故C错。

8.答案：D

解析：H

2＋Cl

2

===2HCl是放热反应，所以2Q3>(Q1＋Q2)。

9.答案：C

解析：反应物相同，生成物状态不同，能量的变化是不一样的。H

2

燃烧生成气态水，气态水再液化成液态水要放出热量，所以Q2>Q1。

10.答案：A

解析：由反应方程式知，该反应的能量变化包括1mol P

4、3mol O

2

断裂键吸

收的能量和1mol P

4O

6

成键放出的能量。由各物质的分子结构知1mol P

4

含6mol

P—P键，3mol O

2含3mol O===O键，1mol P

4

O

6

含12mol P—O键，故ΔH＝(198

kJ/mol×6＋498 kJ/mol×3)－360 kJ/mol×12＝－1 638 kJ/mol。

11.答案：C

解析：A项，反应物的总能量应该高于生成物的总能量；B项，正确的关系式是E(H—H)＝2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)－180 kJ，注意是键能和能量的关系；D 项，电离是吸热的。

12.答案：C

解析：A放出热量应为2mol× kJ/mol；B放出热量(即中和热)应略小于 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱的中和反应热值小于 kJ。酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故D 错。

13.答案：(1)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速降低

(2)①药品用量太少；②Ba(OH)

2·8H

2

O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有

迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上加水太多；⑥Ba(OH)

2·8H

2

O失水

(3)①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计测量，发现温度降低

(4)Ba(OH)

2·8H

2

O＋2NH

4

Cl===BaCl

2

＋2NH

3

↑＋10H

2

O

(5)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压作用下，烧杯与玻璃

片黏在了一起

(6)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”的原因

(7)反应过程中有对人体有害的NH

3

产生，且对环境造成污染，故应用浸有

稀硫酸的棉花多孔塑料片覆盖在烧杯口上来吸收NH

3

。

14.答案：(1)A (2)A (3)放热反应(4)Cl

2

解析：(1)、(2)破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳

定，所具有的能量越低。(3)、(4)以氯元素为例计算断开1mol Cl—Cl键和H—H 键需吸收能量：

243 kJ＋436 kJ＝679 kJ，而形成2mol HCl放出的能量为2×432 kJ＝864

KJ，所以在Cl

2＋H

2

===2HCl反应中放出864 kJ－679 kJ＝185 kJ的热量，同理

可计算在Br

2＋H

2

===2HBr、I

2

＋H

2

2HI反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量。

15.答案：(1)环形玻璃搅拌棒

(2)减少实验过程中的热量损失

(3)偏小

(4)不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H

2

O所放出的能量，与酸碱的用量无关

(5)偏小偏小

解析：本实验成败的关键是准确测量反应后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致，故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。(2)碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失。(3)不盖硬纸板会损失部分热量故所测结果偏低。(4)由中和热概念可知，中和热只与生成水的量有关而与过量的酸碱无关，但液体体积增大温差减小，不便测量。(5)由于弱酸弱碱的中和热等于

H＋与OH－生成H

2

O时的反应热加上其电离时吸热，故所测数值会偏小。因NaOH

在空气中易吸收空气中的CO

2

使参加中和反应的OH－减少，故要使NaOH稍稍过量来达到以盐酸的量为标准进行反应。

16.答案：(1)煤人均能源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高

(2)①②③④

(3)H

2

单位质量燃烧发热量高燃烧产物只有水，对环境无污染来源(水)较为丰富

17.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可能是放热反应某些物质(如浓硫酸)溶于水放热，但不是放热反应③硝酸铵(或其他合理答案)

(4)Ⅰ(或Ⅱ)放热

解析：(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。

(3)浓硫酸、硝酸铵溶于水有热效应，但不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。