高中化学第二单元 化学反应中的热第二课时课后作业题

这是一份高中化学第二单元 化学反应中的热第二课时课后作业题，共8页。

1.下列能源组合中,均属于更清洁、更高效能源的一组是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能
⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④B.①⑤⑥⑦⑧
C.③④⑤⑥⑦⑧D.③⑤⑥⑦⑧
2.[2023江苏南通海安高级中学期中]下列反应过程中能量变化的趋势与图示一致的是( )
A.C+CO22CO
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CH4+2O2CO2+2H2O
D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O
3.[2023江苏连云港期中]某化学反应中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应只有在加热条件下才能进行
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
4.[2023福建福州一中期中]反应A+BC(放热反应)分两步进行:①A+BX(吸热反应),②XC(放热反应)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
AB
CD
5.金刚石和石墨都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量。已知12 g石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2,下列说法正确的是( )
A.Q2B.金刚石比石墨稳定
C.等物质的量的石墨与金刚石,石墨具有的能量比金刚石高
D.质量相等的石墨与金刚石完全燃烧,生成的二氧化碳一样多
6.[2023江苏省扬州中学开学考试]下图是1 ml NO2与1 ml CO反应生成1 ml CO2和1 ml NO过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
A.反应放出的能量为E2-E1
B.反应放出的能量为E2
C.反应吸收的能量为E2-E1
D.反应吸收的能量为E1
7.下表是几种常用燃料(1 ml)完全燃烧时放出的热量:
(1)从热量角度分析,目前最适合家庭使用的优质气体燃料是 。
(2)写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的热化学方程式: 。
(3)充分燃烧1 ml表中各种燃料,排放出二氧化碳的量最多的是 。
关键能力提升练
8.液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“储油”中,形成“氢油”,便于储存和运输。下列有关说法错误的是( )
A.“氢油”不稳定
B.氢能源属于可再生能源
C.该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破
D.液态储氢项目有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级
9.[2023江苏扬州统考期中]工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ∙ ml-1。氨气经氧化等步骤制得硝酸,利用石灰乳、尿素等可吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)。N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示,用、、分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是( )
A.在②→③过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子
B.该反应中每生成1 ml NH3,转移的电子数目约为6×6.02×1023
C.使用催化剂时(如图途径b),合成氨的反应放出的热量减少
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
10.[2023江苏高一校联考阶段练习]某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )
A.三种化合物中C最稳定
B.两步反应均为吸热反应
C.A与C的能量差为E4
D.AB反应,反应时一定要加热
11.[2023江苏邗江中学月考]根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是( )
A.断裂1 ml NO分子中的化学键,放出632 kJ能量
B.2 ml氧原子结合生成O2(g)时,吸收498 kJ能量
C.该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
D.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)生成2 ml NO(g)的反应热ΔH=-180 kJ· ml-1
12.25 ℃、101 kPa下,煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值依次是约33 kJ·g-1、143 kJ·g-1、约56 kJ·g-1、23 kJ·g-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+O2(g)CO(g)
ΔH=-396 kJ·ml-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-896 kJ·ml-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-286 kJ·ml-1
D.CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=736 kJ·ml-1
13.[2023江苏高一统考期中]如图所示,曲线a和b代表N2和H2在不同条件下反应的能量变化,下列有关说法中正确的是( )
A.a放出的热量比b多
B.断开1 ml N2和3 ml H2的化学键需要放出2 250.9 kJ的热量
C.1 ml N2和3 ml H2的总键能比2 ml NH3的总键能大
D.1 ml NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量
14.[2023江苏淮安中学校考期末]2021年11月20日,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将高分十一号03星送入预定轨道。N2H4、NH3等均可用作火箭推进剂。请回答下列问题:
(1)某种运载火箭的推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,一定量的N2H4(l)和H2O2(l)完全反应生成氮气和1 ml气态水的过程中的能量变化如图所示。
①该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
②一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4 ml H2O(g)时,能量变化情况为 。
③若该反应过程中N2H4中有20 ml共价键发生断裂,则能量变化情况为 。
(2)已知下列数据:
则17 kg氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为 kJ。
学科素养创新练
15.[2023江苏徐州树恩高级中学月考]依据化学能与热能的相关知识回答下列问题:
(1)键能是指在25 ℃、101 kPa,将1 ml理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。显然键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。如H—H键的键能是436.4 kJ· ml-1,是指使1 ml H2分子变成2 ml H原子需要吸收436.4 kJ的能量。
①已知H—Cl键的键能为431.8 kJ· ml-1,下列叙述正确的是 (填字母)。
A.每生成1 ml H—Cl键放出431.8 kJ能量
B.每生成1 ml H—Cl键吸收431.8 kJ能量
C.每拆开1 ml H—Cl键放出431.8 kJ能量
D.每拆开1 ml H—Cl键吸收431.8 kJ能量
②已知H—Cl键的键能为431.8 kJ· ml-1,Cl—Cl键的键能为242.7 kJ· ml-1,写出氢气在氯气中燃烧生成气态HCl的热化学方程式: 。
(2)已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,回答下列问题:
①1 ml N原子和3 ml H原子生成1 ml NH3(g)的过程 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
②0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)生成1 ml NH3(g)的过程 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
第2课时 化学反应中能量变化的原因
燃料燃烧释放的能量和氢能的利用
1.D
2.C 解析 根据图中信息得到反应物总能量大于生成物总能量,该反应是放热反应。C+CO22CO,以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应(燃烧除外)是吸热反应,故A不符合题意;CaCO3CaO+CO2↑,大多数分解反应是吸热反应,故B不符合题意;CH4+2O2CO2+2H2O,燃烧反应是放热反应,故C符合题意;Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O是吸热反应,故D不符合题意。
3.D 解析 反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,A错误;反应吸放热与反应条件无关,B错误;根据图示,该反应反应物的总能量高于生成物的总能量,C错误;该反应为放热反应,中和反应是放热反应,D正确。
4.A 解析 第一步反应为吸热反应,说明X的能量比A、B的能量和高;第二步反应为放热反应,则X的能量比生成物C的高,且总反应是放热反应,说明反应物A、B的能量总和比生成物C的高,则只有选项A的图像符合题意。
5.D 解析 石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量,相同物质的量的金刚石的能量大于石墨,石墨更稳定,等量的石墨或金刚石完全燃烧时,金刚石放出的热量多,则有Q2>Q1,A错误、B错误、C错误;根据碳元素守恒,质量相等的石墨与金刚石完全燃烧,生成的二氧化碳一样多,D正确。
6.A 解析 根据图像可知,该反应为放热反应,放出的能量为E2-E1,A正确,B、C、D错误。
7.答案(1)甲烷 (2)CO(g)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-282.6 kJ·ml-1 (3)乙醇
解析 (1)从热量角度分析可知,气体中燃烧1ml甲烷放出的热量最多,所以目前最适合家庭使用的优质气体燃料是甲烷。
(2)1ml一氧化碳燃烧生成二氧化碳,放热282.6kJ,故热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-282.6kJ·ml-1 。
(3)充分燃烧1ml表中各种燃料,生成二氧化碳的物质的量:炭粉、CO、甲烷是1ml,而氢气燃烧不产生二氧化碳,乙醇燃烧产生2ml二氧化碳,所以排放出二氧化碳的量最多的是乙醇。
8.A 解析 “氢油”便于储存和运输,说明它比较稳定,故A错误;氢气燃烧生成水,水分解又生成氢气,故属于可再生能源,故B正确;常温常压下可以将氢气融入一种化合物“储油”中,故该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破,故C正确;液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题,能实现氢能的广泛应用,故有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级,故D正确。
9.A 解析 根据图中信息,在②→③过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子,故A正确;根据化合价分析氮气中0价氮变为氨气中-3价氮,该反应中每生成1mlNH3,转移的电子数目约为3×6.02×1023,故B错误;使用催化剂时(如图途径b),合成氨的反应放出的热量不变,故C错误;合成氨反应是放热反应,反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量,故D错误。
10.A 解析 能量越低越稳定,三种化合物中C能量最低,C最稳定,故A正确;AB为吸热反应,BC为放热反应,故B错误;根据图示,A与C的能量差为E2+E4-E1-E3,故C错误;反应吸放热与反应条件无关,AB的反应不一定要加热,故D错误。
11.C 解析 形成2mlNO放出2×632kJ能量,所以1mlNO分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量,A错误;1mlO2(g)吸收498kJ能量形成2mlO原子,原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2mlO原子结合生成1mlO2(g)时需要放出498kJ能量,B错误;由题给图像可知,N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=946kJ·ml-1+498kJ·ml-1-2×632kJ·ml-1=180kJ·ml-1,是吸热反应,所以该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,C正确、D错误。
12.B 解析 A.煤炭的热值约33kJ·g-1,则12g煤炭放出的热量约为396kJ,所以热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-396kJ·ml-1,错误;B.天然气的热值约56kJ·g-1,则16gCH4放出的热量约为896kJ,所以热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896kJ·ml-1,正确;C.氢气的热值是143kJ·g-1,则4gH2放出的热量为572kJ,所以热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572kJ·ml-1,错误;D.甲醇(CH3OH)的热值是23kJ·g-1,则32gCH3OH放出的热量为736kJ,所以热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-736kJ·ml-1,错误。
13.D 解析 曲线a和b的反应物总能量和生成物总能量均相同,则a和b放出的热量相等,A错误;旧键断裂吸收热量,则断开1mlN2和3mlH2的化学键需要吸收2250.9kJ的热量,B错误;该反应是放热反应,反应物的总键能低于生成物的总键能,即1mlN2和3mlH2的总键能小于2mlNH3的总键能,C错误;该反应生成2mlNH3(g)放出(2342.9-2250.9)kJ=92kJ热量,则1mlNH3(g)完全分解需要吸收46.0kJ的热量,D正确。
14.答案(1)①放热 ②放热641.6 kJ ③放热2 566.4 kJ
(2)315 000
解析 (1)①反应物总能量大于生成物总能量,该反应属于放热反应。②N2H4(l)和H2O2(l)完全反应生成氮气和1ml气态水,放出160.4kJ的能量,一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4mlH2O(g)时,放出热量4×160.4kJ=641.6kJ。③由N2H4的结构式可知,1mlN2H4中含5ml共价键,若该反应过程N2H4中有20ml共价键发生断裂,则反应中消耗4mlN2H4(l),生成16mlH2O(g),放出的热量为16×160.4kJ=2566.4kJ。
(2)氨气燃烧生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),断裂4mlNH3(g)与3mlO2(g)中的化学键吸收的总能量为4×3×391kJ+3×496kJ=6180kJ,形成2mlN2(g)和6mlH2O(g)中的化学键放出的总能量为2×942kJ+6×2×463kJ=7440kJ,7440kJ-6180kJ=1260kJ,则1mlNH3(g)完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为1260kJ÷4=315kJ,故17kg氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为×315kJ=315000kJ。
15.答案(1)①AD ②H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.5 kJ·ml-1 (2)①放出 b ②放出 (b-a)
解析 (1)①断键吸热,成键放热,H—Cl键的键能为431kJ·ml-1,每生成1mlH—Cl键放出431kJ能量,每拆开1mlH—Cl键吸收431kJ能量。②H—H键的键能是436.4kJ·ml-1,H—Cl键的键能为431.8kJ·ml-1,Cl—Cl键的键能为242.7kJ·ml-1,ΔH=(436.4+242.7-431.8×2)kJ·ml-1=-184.5kJ·ml-1,故氢气在氯气中燃烧生成气态HCl的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.5kJ·ml-1。
(2)①根据图示,1mlN原子和3mlH原子生成1mlNH3(g)的过程放出bkJ能量。②根据图示,0.5mlN2(g)和1.5mlH2(g)生成1mlNH3(g)的过程放出(b-a)kJ能量。
物质
炭粉
(C)
一氧化
碳(CO)
氢气
(H2)
甲烷
(CH4)
乙醇
(C2H5OH)
状态
固体
气体
气体
气体
液体
热量/kJ
393.6
282.6
285.8
890.3
1 367
物质
NH3
H2O
N2
O2
断裂1ml化学键所需能量/kJ
391
463
942
496