人教版 (新课标)必修2第一节 化学能与热能巩固练习

化学能与热能

题组一　化学键与化学反应中的能量变化

1．下列对化学反应的认识错误的是(　　)

A．会引起化学键的变化

B．会产生新的物质

C．必然引起物质状态的变化

D．必然伴随着能量的变化

考点　化学键与化学反应中的能量变化

题点　化学反应的基本特征

答案　C

解析　化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故C项符合题意。

2．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　)

A．Q1＋Q2<2Q3   B．Q1＋Q2>Q3

C．Q1＋Q2<Q3   D．Q1＋Q2>2Q3

考点　化学键与化学反应中的能量变化

题点　从化学键的变化认识反应中的能量变化

答案　A

解析　由于Cl2和H2反应生成HCl要放出热量，所以Q1＋Q2<2Q3。

3．已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol H—N键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H22NH3，反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 mol N≡N键需吸收的能量是(　　)

A．431 kJ  B．945.6 kJ  C．649 kJ  D．869 kJ

考点　化学键与化学反应中能量变化的关系

题点　由化学键的变化计算反应中的能量变化

答案　B

解析　设断开1 mol N≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4 kJ＝6×391 kJ－3×436 kJ－x，x＝945.6 kJ。

4．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．该反应为放热反应

B．该反应为吸热反应

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．该反应只有在加热条件下才能进行

考点　化学键与化学反应中能量变化的关系

题点　由图像分析化学反应中的能量变化

答案　B

5．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)(　　)

A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量

B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量

C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量

D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多

考点　化学键与化学反应中的能量变化关系

题点　由物质的能量认识化学反应中的能量变化

答案　A

解析　放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，即D项说法正确。

6．(2019·汕头高一检测)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。如图表示N2 (g)和O2(g)反应生成NO (g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是(　　)

A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ

B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量

C．通常情况下，N2 (g)和 O2(g)混合能直接生成NO

D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

考点　化学键与化学变化中的能量变化关系

题点　多角度认识化学变化中的能量变化

答案　B

解析　反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝180 kJ·mol－1，所以该反应是吸热反应，所以选项A不正确，选项B正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下，选项C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，选项D不正确。

7．(2019·石家庄高一检测)金刚石与石墨是碳元素的两种结构不同的单质，彼此互称同素异形体。在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石要吸收1.895 kJ的热能。据此判断在100 kPa压强下，下列说法正确的是(　　)

A．金刚石比石墨更稳定

B．石墨比金刚石更稳定

C．1 mol金刚石比1 mol石墨的总能量低

D．1 mol金刚石转变为石墨需要吸收1.895 kJ能量

考点　化学键与化学反应中能量变化的关系

题点　化学反应中能量变化与物质的稳定性

答案　B

解析　1 mol石墨转化为金刚石吸收1.895 kJ的热能，说明金刚石的能量高于石墨，石墨更稳定，A项不正确，B项正确，C项不正确；1 mol金刚石转变为石墨时要放出1.895 kJ的能量，D项不正确。

题组二　化学能与热能的相互转化

8．下列反应一定属于放热反应的是(　　)

①H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应　②Mg与CH3COOH溶液的反应　③燃烧反应　④中和反应　⑤复分解反应

A．仅①②③   B．仅①②④

C．仅①②③④   D．仅③④⑤

考点　化学能与热能的相互转化

题点　常见的放热反应和吸热反应

答案　C

解析　金属与酸反应、中和反应、所有燃烧反应都是放热反应，复分解反应则不一定是放热反应。

9．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是(　　)

A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量

B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来

C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用

D．吸热反应没有利用价值

考点　化学能与热能的相互转化

题点　化学能与热能相互转化的应用

答案　D

解析　任何反应都有有利和不利的一面，如C＋CO2高温,2CO是吸热反应，在钢铁冶炼中可以利用该反应获得更多的还原剂CO，故D项错误。

10．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是(　　)

A．500 mL 2.0 mol·L－1 HCl溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图(a)，且放出热量为ΔE1

B．500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b)，且吸收热量为ΔE2

C．发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生

D．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a)

考点　化学能与热能的相互转化

题点　多角度认识吸热反应与放热反应

答案　A

解析　图(a)表示放热反应，选项A是放热反应，A项正确；图(b)表示吸热反应，选项B是放热反应，B项错误；一些放热反应需加热才能发生，C项错误；浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，D项错误。

11．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是(　　)

A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B．该反应中，热能转化为产物内部的能量

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量

考点　化学能与热能的相互转化

题点　吸热或放热反应实验与探究

答案　B

解析　醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中反应物吸收能量，吸收的能量转化为生成物内部的能量储存在生成物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；NH4HCO3粉末与盐酸的反应是吸热反应，各反应物的总能量低于各生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，D错误。

12．下列说法中正确的是(　　)

A．化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等

B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律

C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同

D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

考点　化学能与热能的相互转化

题点　化学反应中能量变化的相关综合

答案　A

解析　化学反应中的能量变化一定遵循能量守恒定律；物质发生化学反应都伴随着能量的变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不同；在一个确定的化学反应中，反应物的总能量(E1)与生成物的总能量(E2)之间的关系：E1＞E2，化学反应为放热反应，E1＜E2，化学反应为吸热反应。

13．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)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P—P：198 kJ·mol－1、P—O：360 kJ·mol－1、O==O：498 kJ·mol－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 mol P4O6________的热量为___________

_____________________________________________________________。

考点　化学键与化学变化中能量变化的关系

题点　由化学键的变化计算能量变化

答案　放热　放出　1 638 kJ

解析　断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。

14．下图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作如下：

①按图示将实验装置连接好；

②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管的全部弹簧夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭弹簧夹c；

③在盛有1 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的水，观察现象。

试回答：

(1)实验前必须进行的一步实验操作是_____________________________________。

(2)实验中观察到的现象是________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)该实验的原理是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)写出实验中发生反应的化学方程式：______________________________________

________________________________________________________________________。

(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：____________________

________________________________________________________________________。

(6)若实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同的现象？__________(填“能”或“否”)。

考点　化学键与热能的相互转化

题点　吸热或放热反应的实验与探究

答案　(1)检查装置气密性

(2)U形管内的液体左边下降，右边上升

(3)CaO和H2O反应放出热量，使大试管中的空气受热膨胀，引起红墨水(或品红溶液)在U形管中的位置左低右高

(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2

(5)1 mol CaO与1 mol H2O的能量和大于1 mol Ca(OH)2的能量

(6)否

15．(2019·榆林高一检测)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。

(1)曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化是______ kJ。

(2)选择适宜的催化剂________(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。

(3)推测反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)是______(填“吸热”或“放热”)反应。

考点　化学能与热能的相互转化

题点　化学反应中能量变化的综合

答案　(1)放热　136.5　(2)不能　(3)吸热

解析　(1)由题图知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，能量差值为510 kJ·mol－1－419 kJ·mol－1＝91 kJ·mol－1，则反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化是1.5 mol×91 kJ·mol－1＝136.5 kJ。(2)从图中可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变，即催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热。(3)可逆反应的正反应是放热反应，则其逆反应为吸热反应。