资源描述
一、化學键与化學反应中能量变化的关系
1、化學键的断裂和形成是化學反应中能量变化的重要原因;
2、能量是守恒的;
3、E(反应物的總能量)>E(生成物的總能量) 化學反应放出热量
E(反应物的總能量)<E(生成物的總能量) 化學反应吸取热量
二、化學能与热能的互相转化
放热反应:放出热量的化學反应
吸热反应:吸取热量的化學反应
三、中和热的测定
四、能量的分类
典例剖析
【例1】下列有关化學反应中能量变化的理解,對的的是 ( )
A.但凡伴有能量的变化都是化學反应
B.在化學反应過程中,總是伴伴随能量的变化
C.在确定的化學反应中,反应物的總能量一定不等于生成物的總能量
D.在确定的化學反应中,反应物的總能量總是高于生成物的總能量
解析:在化學变化中,既有物质的变化,又有能量的变化;但有能量的变化不一定有化學变化,如NaOH固体溶于水中放出热量,NH4NO3晶体溶于水吸取热量,核反应的能量变化等。在确定的化學反应中,E (反应物總)
≠E (生成物總),當E (反应物總) >E (生成物總)時,反应放出热量;當E (反应物總) <E (生成物總)時,反应吸取热量。B、C對的,A、D錯误。
【例2】在化學反应中,反应前与反应後相比较,肯定不变的是 ( )
① 元素的种类 ② 原子的种类 ③ 分子数目 ④ 原子数目
⑤ 反应前物质的质量總和与反应後物质的质量總和 ⑥假如在水溶液中反应,则反应前与反应後阳离子所带的正電荷總数 ⑦反应前反应物的總能量与反应後生成物的總能量
A. ①②③④ B. ①②⑤⑥
C. ①②④⑤ D. ②③⑤⑥
答案: C
解析:根据能量守恒定律可知:①②④⑤對的,但化學变化中物质的分子数會变化,且一定伴伴随能量的变化
【例3】下列說法不對的的是 ( )
A.任何化學反应都伴随有能量变化
B.化學反应中能量的变化都变現為热量的变化
C.反应物的總能量高于生成物的總能量時,发生放热反应
D.反应物的總能量低于生成物的總能量時,发生吸热反应
解析: 化學反应中能量变化一般变現為热量的变化,也可变現為光能、動能等能量形成,B是錯误的;A從能量变化角度去认识化學反应,對的;C、D都是有关化學反应中能量变化的對的描述,反应物總能量不小于生成物總能量,多出的能量以热能释放出来就是放热反应,當反应物總能量不不小于生成物總能量,所差能量通過吸取热量来完毕,体現為吸热反应。
答案: B
【例4】下列說法不對的的是 ( )
A.在化學反应中,伴随物质的变化,既有化學键的断裂,又有化學键的形成,尚有化學能的变化
B.化學反应過程中是放出热量尚有吸取热量,取决于反应物的總能量与生成物的總能量的相對大小
C.需要加热才能发生的化學反应,则该反应進行後一定是吸取热量的
D.物质具有的能量越低,其稳定性越大,反应越难以发生;物质具有的能量越高,其稳定性越小,反应越轻易发生
答案: C
解析:需要加热才能发生的反应,反应後不一定是吸取能量的,如碳在空气中燃烧時需
要加热才能進行,但反应後放出大量的热量。ABD都是對的的。
【例5】已知反应X+Y=M+N為吸热反应,有关這個反应的下列說法中對的的是 ( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.由于该反应為吸热反应,故一定要加热反应才能進行
C.破壞反应物中的化學键所吸取的能量不不小于形成生成物中的化學键所放出的能量
D.X、Y的總能量一定低于M、N的總能量
解析:根据能量守恒定律,该反应為吸热反应,则X、Y總能量一定不不小于M、N的總
能量。破壞反应物中的化學键吸取的總能量要不小于形成生成物的化學键的總能量。故选D。
练习題
第二章 化學反应与能量
一、选择題
1.下列說法中,對的的是( )
A.放热反应的发生均無需加热
B.需要加热後才能发生的反应均是吸热反应
C.伴有能量变化的物质变化都是化學变化
D.物质发生化學反应都伴伴随能量变化
2.氢气是未来的理想能源,理由是( )
①热值高 ②燃烧時不污染环境 ③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小,便于运送
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
3.對于放热反应H2+Cl22HCl,下列說法中,對的的是( )
A.产物所具有的總能量高于反应物所具有的總能量
B.反应物所具有的總能量高于产物所具有的總能量
C.断開1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键所吸取的總能量不小于形成1mol H—Cl键所放出的能量
D.该反应中,化學能只转变為热能
4.下列反应既属于氧化還原反应,又是吸热反应的是( )
A.锌粒与稀硫酸的反应
B.灼热的木炭与CO2的反应
C.甲烷在空气中燃烧的反应
D.Ba(OH)2 • 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
5.我国三峡工程所提供的清洁、廉价、可再生的水電,相称于每年燃烧 3 000 萬吨原煤的火力发電廠产生的電能,因此三峡工程有助于控制 ① 温室效应 ② SO2 的排放 ③ 白色污染 ④ 臭氧空洞 ( )
A.①② B.①②③
C.①②④ D.①②③④
6.下列各组的電极材料和電解液,不能构成原電池的是( )
A.铜片、石墨棒,稀硫酸 B.铜片、石墨棒,硝酸银溶液
C.锌片、铜片,稀盐酸 D.铜片、银片,FeCl3溶液
7.将锌片和铜片用导线连接後放入稀硫酸溶液中,发生原電池反应,下列论述錯误的是( )
A.溶液的pH增大 B.溶液中的Zn2+浓度增大
C.溶液中的SO浓度增大 D.溶液的密度增大
8.废電池的污染引起人們广泛注意,废電池對环境导致污染的重要物质是( )
A.锌 B.汞 C.石墨 D.二氧化锰
9.已知空气—锌電池的電极反应為( )
锌片:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
石墨:O2+2H2O+4e-=4OH-
根据此判断,锌片是:
A.负极,并被氧化 B.负极,并被還原
C.正极,并被氧化 D.正极,并被還原
10.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X表面有Z析出,X与Y构成原電池時,Y為负极。X、Y、Z三种金属的活動性次序為( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
11.下列說法對的的是( )
A.化學電池的放電過程就是電能转化為化學能的過程
B.化學電池中電子由正极流出,經外電路流向负极
C.燃料電池两极板均发生氧化還原反应
D.燃料電池工作時,一般是将空气通向正极
12.在反应:C+CO22CO中,可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增長碳的量 ⑤減少压强
放電
充電
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②③ D.②③④
13.镍氢電池的總反应式是H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2,根据此反应式判断,此電池放電時,负极上发生反应的物质是( )
A.NiO(OH) B.Ni(OH)2
C.H2 D.H2和NiO(OH)
14.下列說法中不對的的是( )
A.用完的電池不可以随意地丢弃
B.增長炼铁高炉的高度不可以減少尾气中CO的含量
C.無论加入正催化剂還是加入负催化剂都能大大提高化學反应速率
D.把煤粉碎後再燃烧可以提高煤的燃烧效率
15.下列试验中,反应速率加紧是由催化剂引起的是( )
A.在炭粉中加入KClO3,點燃時燃烧更為剧烈
B.锌与稀硫酸反应中加入少許CuSO4溶液而使反应放出H2的速率加紧
C.固态FeCl3和固体NaOH混合後,加入水能迅速产生沉淀
D.双氧水中加入少許MnO2,即可迅速放出气体
16.已知:①能量越低的物质就越稳定,②白磷转化成紅磷是放热反应。据此,下列判断或說法中對的的是( )
A.在相似的条件下,紅磷比白磷稳定 B.在相似的条件下,白磷比紅磷稳定
C.紅磷和白磷的构造不一样 D.紅磷轻易发生自燃而白磷则不會自燃
17.下列变化是因原電池反应而引起的是( )
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜
B.常温下,铁被浓硫酸“钝化”形成保护膜
C.在潮湿的空气中钢铁易生锈
D.在潮湿的空气中過氧化钠易变质
18.铝与過量的稀盐酸反应,為了加紧反应速率,同步几乎不影响生成的氢气總量,不可以采用的措施是( )
A.加热,升高溶液温度 B.加入适量的水
C.加入少許CuSO4溶液 D.加入浓度较大的盐酸
19.可逆反应2SO2+O2 2SO3到达平衡的標志是( )
① 消耗2 mol SO2的同步生成2 mol SO3
② SO2、O2与SO3的物质的量之比為2∶1∶2
③ 反应混合物中,SO3的质量分数不再变化
A.①② B.①③ C.只有③ D.所有
20.在一种密闭容器中盛有N2和H2,它們的起始浓度分别是1.8 mol /L和5.4 mol /L,在一定的条件下它們反应生成NH3,10 min後测得N2的浓度是0.8 mol /L,则在這10 min内NH3的平均反应速率是( )
A.0.1 mol /(L·min) B.0.2 mol /(L·min)
C.0.3 mol /(L·min) D.0.6 mol /(L·min)
计算題.在一种容积為500 mL的密闭容器中,充入5 mol H2和2 mol CO。在一定条件下,发生如下反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),通過5 min後到达平衡状态。若此時测得CH3OH蒸气的浓度為2 mol /L,求:
(1)以H2的浓度变化表达该反应的速率。
(2)达平衡時CO的转化率。
参照答案
一、选择題
1.D
解析:某些放热反应需加热或點燃後才能引起,如燃烧;而有的吸热反应在常温下就能進行,如:Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应;伴有能量变化的物质变化不都是化學变化,也可以是物理变化。
2.A
解析:处理氢能源的难題一种是制备困难,一种是运送困难。
3.B
解析:放热反应即:反应物所具有的總能量高于产物所具有的總能量的反应。阐明断開1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键所吸取的總能量不不小于形成2 mol H—Cl键所放出的能量。
4.B
解析:规定熟悉常見的吸、放热反应。
5.A
6.A
解析:A中没有氧化還原反应发生,這是构成原電池的前提。
7.C
解析:该原電池反应是:Zn+2H+=Zn2++H2↑,SO浓度不变。
8.B
解析:考察電池對环境的影响原因。
9.A
解析:负极失電子,发生氧化反应。
10.C
解析:依題意知:X能置换出Z,阐明X比Z活泼,负极材料较正极材料更活泼,因此Y比X活泼。
11.D
解析:燃料電池中燃料通入负极,氧气或空气通入正极。
12.C
解析:增長反应物的浓度、升高温度、對于有气体参与的反应增大压强均可以加紧反应速率;但碳是固体,没有浓度的說法。
13.C
解析:放電時发生的是原電池反应,负极是還原剂发生氧化反应。
14.C
解析:负催化剂減慢化學反应速率。
15.D
解析:A是由于KClO3分解产生氧气;B是由于形成了原電池反应;C是由于离子反应一般需在水中進行。
16.AC
解析:白磷转化成紅磷是放热反应,可見紅磷能量更低,因此更稳定。
17.C
解析:潮湿的空气中钢铁易生锈本质是发生了吸氧電化學腐蚀。
18.BD
解析:稀盐酸過量,生成的氢气總量取决于铝的物质的量。B.加水,盐酸浓度減少,反应減慢。A.加热,可加紧反应速率,虽然盐酸會挥发掉一部分,但盐酸過量,還是不影响产生氢气總量。同理D.加入浓度较大的盐酸只是加紧反应速率。C.會形成原電池反应,從而加紧反应速率。但由于加入CuSO4的量很少,反应掉的Al也很少,因此几乎不影响生成的氢气總量。
19.C
解析:判断平衡的標志常用的有:v(正)=v(逆);各组分的浓度不再变化。而①描述的均為正反应方向的速率关系,不能体現v(正)=v(逆)。平衡時各组分的物质的量之比与化學计量数之比没有必然联络。
20.B
解析:v(N2)=(1.8 mol /L-0.8 mol /L)/10 min=0.1 mol /(L·min),又v(N2)∶v(NH3)=1∶2。
计算題.(1)0.8 mol /(L·min)
催化剂
(2)50%
解析:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
平衡前5 mol 2 mol 0
变化量2 mol 1 mol 1 mol
变化後3 mol 1 mol 2 mol /L·0.5L=1 mol
v(H2)=2 mol÷0.5 L÷5 min=0.8 mol /(L·min)
CO的转化率=1 mol÷2 mol×100%=50%
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