Тест по химии: Энергетика химических реакций (9 класс)
Тест по химии «Энергетика химических реакций» для 9 класса — это интерактивная проверочная работа, посвящённая тепловым эффектам и условиям протекания химических процессов. Тест поможет разобраться в понятиях экзо- и эндотермических реакций, энергии активации и научит анализировать термохимические уравнения.
Другое по теме:
1
Как называются химические реакции, протекающие с выделением теплоты?
Правильный ответ:
ЭкзотермическимиПояснение:
Правильный ответ — экзотермическими. Приставка «экзо-» означает «наружу». В ходе таких реакций внутренняя энергия продуктов оказывается меньше внутренней энергии исходных веществ. Разница этой энергии выделяется в окружающую среду в виде теплоты (Q > 0). Классическими примерами являются все реакции горения (дров, газа, магния), реакция нейтрализации, соединение активных металлов с неметаллами.2
Что такое тепловой эффект реакции (Q)?
Правильный ответ:
Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакцииПояснение:
Правильный ответ — количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакции. Тепловой эффект — это важнейшая энергетическая характеристика реакции. Он показывает разницу между внутренней энергией продуктов и реагентов. Если теплота выделяется (экзотермическая реакция), тепловой эффект Q положителен. Если теплота поглощается (эндотермическая реакция), Q отрицателен. Измеряется обычно в килоджоулях (кДж).3
Какая из перечисленных реакций является экзотермической?
Правильный ответ:
Горение природного газа (метана)Пояснение:
Правильный ответ — горение природного газа (метана). Горение — это всегда экзотермический процесс, сопровождающийся интенсивным выделением тепла и света. При сгорании метана образуются углекислый газ и вода, а высвобождающаяся энергия используется для обогрева и приготовления пищи. Разложение известняка и воды, а также фотосинтез, наоборот, требуют затрат энергии извне, поэтому они являются эндотермическими.4
Какая из перечисленных реакций является эндотермической?
Правильный ответ:
Разложение гидроксида меди(II) при нагреванииПояснение:
Правильный ответ — разложение гидроксида меди(II) при нагревании. Реакции разложения большинства оснований, солей и оксидов являются эндотермическими, то есть требуют нагревания для их протекания. Голубой гидроксид меди(II) разлагается на чёрный оксид меди(II) и воду только при подводе тепла. Остальные реакции — «гашение извести», нейтрализация и горение магния — протекают с сильным выделением теплоты и являются экзотермическими.5
Что такое энергия активации?
Правильный ответ:
Минимальная энергия, которую нужно сообщить реагентам для начала реакцииПояснение:
Правильный ответ — минимальная энергия, которую нужно сообщить реагентам для начала реакции. Большинство веществ устойчивы, и для того, чтобы заставить их реагировать, нужно преодолеть некий «энергетический барьер». Энергия активации — это и есть высота этого барьера. Её необходимо затратить на разрыв исходных химических связей и образование промежуточного нестабильного состояния — активированного комплекса. Например, чтобы поджечь дрова, их нужно сначала нагреть спичкой, то есть сообщить им энергию активации.6
Что представляет собой термохимическое уравнение?
Правильный ответ:
Химическое уравнение, в котором указан тепловой эффект реакцииПояснение:
Правильный ответ — химическое уравнение, в котором указан тепловой эффект реакции. Термохимическое уравнение даёт более полную информацию о реакции, чем обычное. Кроме формул реагентов и продуктов, оно содержит значение теплового эффекта (Q). Например, запись C + O₂ = CO₂ + 394 кДж является термохимическим уравнением, которое показывает, что при сгорании 1 моль углерода выделяется 394 кДж теплоты.7
В термохимическом уравнении экзотермической реакции тепловой эффект Q …
Правильный ответ:
положителен (Q > 0)Пояснение:
Правильный ответ — положителен (Q > 0). По принятому в российской школьной программе соглашению, тепловой эффект Q обозначает количество теплоты, выделившейся из системы. Поэтому для экзотермических реакций, где теплота выделяется, значение Q записывают со знаком «плюс». Например: 2Mg + O₂ = 2MgO + 1204 кДж. В некоторых справочниках используется понятие энтальпии (ΔH), которая для экзотермических реакций отрицательна (ΔH = -Q).
8
В термохимическом уравнении эндотермической реакции тепловой эффект Q …
Правильный ответ:
отрицателен (Q < 0)Пояснение:
Правильный ответ — отрицателен (Q < 0). Если в ходе реакции теплота поглощается из окружающей среды, то с точки зрения системы её количество уменьшается. Поэтому тепловой эффект Q для эндотермических реакций принято считать отрицательным и записывать со знаком «минус». Например, уравнение разложения карбоната кальция: CaCO₃ = CaO + CO₂ - 178 кДж. Это означает, что для разложения 1 моль известняка нужно затратить 178 кДж энергии.
9
Что происходит с химическими связями в ходе любой химической реакции?
Правильный ответ:
Разрываются старые связи в реагентах и образуются новые в продуктахПояснение:
Правильный ответ — разрываются старые связи в реагентах и образуются новые в продуктах. В этом и заключается суть химического превращения. Процесс разрыва связей всегда требует затрат энергии, а процесс образования связей, наоборот, сопровождается выделением энергии. Тепловой эффект всей реакции — это итоговый баланс: если при образовании новых связей выделилось больше энергии, чем потребовалось на разрыв старых, реакция экзотермическая. Если меньше — эндотермическая.10
Какое из утверждений об энергии реагентов и продуктов верно для экзотермической реакции?
Правильный ответ:
Внутренняя энергия продуктов меньше энергии реагентовПояснение:
Правильный ответ — внутренняя энергия продуктов меньше энергии реагентов. В экзотермической реакции система переходит из более высокого энергетического состояния (реагенты) в более низкое (продукты). «Избыточная» энергия при этом выделяется в окружающую среду в виде тепла. Именно поэтому продукты экзотермических реакций, как правило, более устойчивы, чем исходные вещества.11
Какое из утверждений об энергии реагентов и продуктов верно для эндотермической реакции?
Правильный ответ:
Внутренняя энергия продуктов больше энергии реагентовПояснение:
Правильный ответ — внутренняя энергия продуктов больше энергии реагентов. В эндотермической реакции система, поглощая энергию извне, переходит из более низкого энергетического состояния (реагенты) в более высокое (продукты). Продукты таких реакций содержат в себе больший запас энергии, чем исходные вещества, и поэтому часто являются менее устойчивыми. Например, оксид азота(II) NO, образующийся в грозу, менее устойчив, чем исходные азот и кислород.12
Как называется неустойчивое промежуточное соединение с максимальной энергией, образующееся в ходе реакции?
Правильный ответ:
Активированный комплексПояснение:
Правильный ответ — активированный комплекс. Это ключевое понятие теории химических реакций. Активированный комплекс — это короткоживущая, крайне неустойчивая структура, которая образуется в момент эффективного столкновения молекул реагентов. Он находится на вершине энергетического барьера. Затем этот комплекс распадается, образуя либо продукты реакции, либо снова исходные вещества. Энергия активации — это энергия, необходимая для его образования.13
Какой закон утверждает, что тепловой эффект реакции не зависит от промежуточных стадий?
Правильный ответ:
Закон ГессаПояснение:
Правильный ответ — закон Гесса. Это фундаментальный закон термохимии, сформулированный русским академиком Г. И. Гессом. Он гласит, что тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ (их природы и агрегатного состояния), но не зависит от пути протекания процесса. Это позволяет рассчитывать тепловые эффекты реакций, которые трудно или невозможно измерить напрямую, используя данные по другим, хорошо изученным реакциям.14
Чем более устойчиво химическое соединение, тем…
Правильный ответ:
больше теплоты выделяется при его образовании из простых веществПояснение:
Правильный ответ — больше теплоты выделяется при его образовании из простых веществ. Устойчивость соединения напрямую связана с его внутренней энергией. Чем ниже внутренняя энергия, тем устойчивее вещество. Экзотермический процесс образования соединения из простых веществ означает, что система перешла на более низкий энергетический уровень. Чем больше энергии при этом выделилось (чем больше тепловой эффект), тем глубже «энергетическая яма», в которой находится соединение, и тем оно стабильнее.15
Для чего при проведении реакции между порошками железа и серы их смесь предварительно нагревают?
Правильный ответ:
Чтобы сообщить частицам энергию активацииПояснение:
Правильный ответ — чтобы сообщить частицам энергию активации. При комнатной температуре столкновения частиц железа и серы недостаточно энергичны для начала реакции. Нагревание увеличивает кинетическую энергию частиц, и количество «активных» столкновений, способных преодолеть энергетический барьер, резко возрастает. Как только реакция началась, она продолжается сама за счёт выделяющегося тепла (это экзотермический процесс).16
Реакция N₂ + O₂ = 2NO - Q является…
Правильный ответ:
эндотермической реакцией соединенияПояснение:
Правильный ответ — эндотермической реакцией соединения. Знак «минус» перед тепловым эффектом Q означает, что теплота поглощается, следовательно, реакция является эндотермической. Поскольку из двух простых веществ (азота и кислорода) образуется одно сложное (оксид азота(II)), эта реакция по типу является реакцией соединения. Такая реакция происходит, например, в атмосфере во время грозы под действием разряда молнии.17
Как называется прибор для измерения теплового эффекта реакции?
Правильный ответ:
КалориметрПояснение:
Правильный ответ — калориметр. Калориметр — это устройство, предназначенное для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в ходе какого-либо физического или химического процесса. Обычно он представляет собой хорошо теплоизолированный сосуд, в котором проводят реакцию и измеряют изменение температуры окружающей среды (чаще всего воды). Зная массу и теплоёмкость, можно рассчитать количество выделившейся или поглощённой теплоты.18
Какое условие является обязательным для начала любой химической реакции между частицами?
Правильный ответ:
Столкновение реагирующих частицПояснение:
Правильный ответ — столкновение реагирующих частиц. Чтобы частицы (атомы, молекулы, ионы) прореагировали, они должны как минимум сблизиться на расстояние действия химических сил, то есть столкнуться. Без столкновения взаимодействие невозможно. Однако не каждое столкновение приводит к реакции — оно должно быть достаточно энергичным (преодолеть энергию активации) и иметь правильную ориентацию частиц в пространстве.19
Что произойдёт, если энергия столкнувшихся молекул будет меньше энергии активации?