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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
一、选择题：每小题有一个选项符合题目要求。
1. 下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热的是（ ）。
A. 氢氧化钠与稀硫酸反应 B. 灼热的木炭与反应
C. 铁与稀硫酸反应 D. 石灰石高温分解
【答案】C
【解析】A．氢氧化钠与稀硫酸反应放热，但该反应不是氧化还原反应，A不选；B．碳与二氧化碳反应生成一氧化碳是氧化还原反应，但属于吸热反应，B不选；C．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是放热反应，且是氧化还原反应，C选；D．石灰石分解生成氧化钙和二氧化碳是吸热反应，且不是氧化还原反应，D不选；答案选C。
2. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是（ ）。
A. 通常情况下，NO比N2稳定
B. 通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C. 1molN2(g)和1molO2(g)反应吸收的能量为180kJ
D. 1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2molNO(g)具有的总能量
【答案】C
【解析】A． N2键能为946kJ/mol，NO键能为632kJ/mol，键能越大，越稳定，则通常情况下，N2比NO稳定，选项A错误；B． 通常情况下，N2(g)和O2(g)混合反应生成NO需要一定的条件，不能直接生成NO，选项B错误；C． 断开化学键需要吸收能量为946kJ/mol+498kJ/mol=1444kJ/mol，形成化学键放出的能量为2×632kJ/mol=1264kJ/mol，则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为(1444-1264)kJ=180kJ，则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为180kJ，选项C正确；D． 吸收能量为1444kJ/mol，放出的能量为1264kJ/mol，说明该反应是吸热反应，1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，选项D错误，答案选C。
3. 氨气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如图所示：
下列说法错误的是（ ）。
A. 氧气比氧原子稳定
B. 1mol 和1mol 所具有的能量之和比2mol NO的能量高
C. 1mol NO中化学键断开需要吸收632kJ热量
D. 该反应每生成1mol NO需要吸收90kJ的热量
【答案】B
【解析】A．氧气变氧原子需要吸收能量，根据“能量越低越稳定”这一规律可知氧气比氧原子稳定，A正确；B．由图可知该反应过程断键吸收能量为，成键释放能量为，即该反应为吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，B错误；C．形成2mol NO中的化学键，释放能量，则形成1mol NO中化学键释放632kJ，故断开1mol NO中化学键吸收632kJ能量，C正确；D．该反应每生成2mol NO吸收能量，则生成1mol NO需要吸收90kJ的热量，D正确；故答案选B。
4. 根据不同聚集态的碘单质与氢气反应的能量变化，下列判断正确的是（ ）。
(i) I2(？)+H2(g)2HI(g) (该反应完全发生，放热9.48kJ)
(ii) I2(？)+H2(g)2HI(g) (该反应完全发生，吸收26.48kJ)
A. 反应(i)中的I2为固态，反应(ii)中的I2为气态
B. 1 mol固态碘升华时将吸收17.00 kJ热量
C. 反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
D. 254 g I2(g)中与2gH2(g)充分反应放热9.48 kJ
【答案】C
【解析】A．反应(i)放热，反应(ii)吸热，所以反应(i)中碘的能量高，则反应(i)中碘为气态，(ii)中碘为固态，A错误；B．根据盖斯定律，(ii)- (i)即，则1mol固态碘升华时将吸热35.96kJ，B错误；C．反应(i)放热，反应(ii)吸热，反应(i) (ii)的产物都是气态HI，所以反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低，C正确；D． I2(g)+H2(g)2HI(g) ，由于该反应为可逆反应，故254 g I2(g)与2gH2(g)反应不完全，放热小于9.48 kJ，D错误；所以答案选C。
5. 用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染，例如：
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1
下列说法不正确是（ ）。
A. 由反应①可知CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H＜-574kJ·mol-1
B. 反应①②转移的电子数相同
C. 若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ
D. 若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总物质的量为0.80mol
【答案】D
【解析】A．根据反应①可知，当生成液态水时，由于气体转化为液体时放热，所以生成液态水放出的热量更多，放热越多，焓变越小，A正确；B．物质的量相等的甲烷分别参加反应①、②，C元素的化合价均是从-4价升高到+4价，所以转移电子数相同，B正确；C．标准状况下4.48L甲烷的物质的量是0.2mol，还原NO2至N2，放出的热量为kJ/mol×0.2mol=173.4kJ，C正确；D．0.2mol甲烷还原NO2至N2，C元素的化合价从-4价升高到+4价，所以转移电子总数是0.2mol×8=1.6mol，D错误；答案选D。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。
1. 催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1所示。研究发现在以为主的催化剂上发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 催化还原NO的反应为吸热反应
B. 过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
C. 由过程Ⅰ可知中N元素的化合价为-3价
D. 图2烟气脱硝的总反应为
【答案】BD
【解析】A．由题中反应过程与能量图可知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A错误；B．由反应过程图可看出，过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均存在元素化合价变化，因此均为氧化还原反应，B正确；C．由过程Ⅰ中铁元素化合价降低可知，氮元素化合价升高，因此中N元素的化合价为-2价，C错误；D．由反应过程图可知，脱硝的总反应为：，D正确；故选BD。
非选择题
1. 回答下列问题
（1）化学反应中伴随着能量变化，符合下图能量变化的化学反应是________（填序号）。
a.镁条与稀硫酸反应 b.盐酸与碳酸氢钠 c.碳酸钙分解
d.固体与固体 e.硝酸铵溶于水 f.甲烷燃烧
（2）在一定温度和压强下，肼（）和发生如下反应：。已知断裂1mol化学键吸收的能量如下表：
化学键 N-H N-N N≡N O=O O-H
能量 391 154 942 500 463
该反应属于________反应（填“放热”或“吸热”），和的总能量________（填“＞”“＝”或“＜”）和的总能量。
【答案】（1）bcd （2） ①. 放热 ②. >
（3） ①. ②. ③. b ④. （或）
（4）
【解析】【小问1详解】反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，则a.镁条与稀硫酸反应属于放热反应；b.盐酸与碳酸氢钠属于吸热反应；c.碳酸钙分解属于吸热反应；d.固体与固体属于吸热反应；e.硝酸铵溶于水属于物理变化，不是吸热反应；f.甲烷燃烧属于放热反应；答案选bcd
【小问2详解】断键吸收的热量为4×391kJ+154kJ+500kJ＝2218kJ，形成化学键放出的热量为942kJ+2×2×463kJ＝2794kJ＞2218kJ，该反应属于放热反应，即和的总能量＞和的总能量，故答案为：放热；>。第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
一、选择题：每小题有一个选项符合题目要求。
1. 下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热的是（ ）。
A. 氢氧化钠与稀硫酸反应 B. 灼热的木炭与反应
C. 铁与稀硫酸反应 D. 石灰石高温分解
2. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是（ ）。
A. 通常情况下，NO比N2稳定
B. 通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C. 1molN2(g)和1molO2(g)反应吸收的能量为180kJ
D. 1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2molNO(g)具有的总能量
3. 氨气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如图所示：
下列说法错误的是（ ）。
A. 氧气比氧原子稳定
B. 1mol 和1mol 所具有的能量之和比2mol NO的能量高
C. 1mol NO中化学键断开需要吸收632kJ热量
D. 该反应每生成1mol NO需要吸收90kJ的热量
4. 根据不同聚集态的碘单质与氢气反应的能量变化，下列判断正确的是（ ）。
(i) I2(？)+H2(g)2HI(g) (该反应完全发生，放热9.48kJ)
(ii) I2(？)+H2(g)2HI(g) (该反应完全发生，吸收26.48kJ)
A. 反应(i)中的I2为固态，反应(ii)中的I2为气态
B. 1 mol固态碘升华时将吸收17.00 kJ热量
C. 反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
D. 254 g I2(g)中与2gH2(g)充分反应放热9.48 kJ
5. 用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染，例如：
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1
下列说法不正确是（ ）。
A. 由反应①可知CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H＜-574kJ·mol-1
B. 反应①②转移的电子数相同
C. 若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ
D. 若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总物质的量为0.80mol
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。
1. 催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1所示。研究发现在以为主的催化剂上发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 催化还原NO的反应为吸热反应
B. 过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
C. 由过程Ⅰ可知中N元素的化合价为-3价
D. 图2烟气脱硝的总反应为
非选择题
1. 回答下列问题
（1）化学反应中伴随着能量变化，符合下图能量变化的化学反应是________（填序号）。
a.镁条与稀硫酸反应 b.盐酸与碳酸氢钠 c.碳酸钙分解
d.固体与固体 e.硝酸铵溶于水 f.甲烷燃烧
（2）在一定温度和压强下，肼（）和发生如下反应：。已知断裂1mol化学键吸收的能量如下表：
化学键 N-H N-N N≡N O=O O-H
能量 391 154 942 500 463
该反应属于________反应（填“放热”或“吸热”），和的总能量________（填“＞”“＝”或“＜”）和的总能量。

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