2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量1化学能与热能练习含解析新人教版必修2

PAGE14-第一节化学能与热能记一记1.化学反应吸热还是放热确定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2)的相对大小。若E1>E2，则为放热反应；若E1<E2，则为吸热反应。2．化学反应中，断裂反应物中化学键汲取能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变更为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ<0，为放热反应，若ΔQ>0，为吸热反应。3．(1)常见的放热反应：全部燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。(2)常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，以C、H2、CO为还原剂的反应，大多数分解反应。4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。探一探1.NaCl溶于水，化学键有没有变更？假如仅从化学键角度分析，NaCl溶于水是吸热还是放热？[提示]NaCl溶于水，NaCl=Na＋＋Cl－，只有化学键断裂，没有化学键形成，因此NaCl溶于水汲取热量。2．什么是放热反应和吸热反应？铝与盐酸的反应是放热反应还是吸热反应？[提示]放出热量的反应是放热反应，汲取热量的反应是吸热反应。铝与盐酸的反应是放热反应。3．有的化学反应须要加热，该反应是否是吸热反应？有的化学反应在常温下能够进行，该反应是否是放热反应？[提示]都不肯定，缘由是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小，与反应是否加热无关。4．人类利用能源的三个阶段分别是什么？新能源，主要包括哪些方面？[提示]三个阶段分别是柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。新能源主要包括可再生能源和清洁能源，如：太阳能、氢能、核能、生物质能、地壳地表能等。探究感悟判一判推断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)化学键断裂须要汲取能量，化学键形成会放出能量。(√)(2)化学反应必定伴随能量变更。(√)(3)相同条件下由原子形成1molH—Cl键所放出的能量与断开1molH—Cl键汲取的能量相等。(√)(4)反应物和生成物所具有的总能量确定了反应是放热还是吸热。(√)(5)吸热反应在肯定条件下也能发生。(√)(6)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。(×)(7)化学反应过程不肯定都有能量变更。(×)(8)NaOH溶于水要释放能量。(√)(9)煤、石油和自然气都是化石能源。(√)(10)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能。(×)练一练1.[2024·辽宁学考真题]下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是()答案：C2．[2024·江苏学考真题]下列过程中能量的转化与图示吻合的是()A．铵盐溶于水B．C与CO2(g)反应C．水结成冰D．断开氢气中的H—H键答案：C3．[2024·山东学考真题]下列关于化学反应中能量变更的说法正确的是()A．形成化学键的过程是放热过程B．可逆反应进行的过程中没有能量变更C．在常温下可以发生的反应肯定是放热反应D．化学反应中能量变更的大小与反应物的质量多少无关答案：A4．[2024·辽宁学考真题]下列反应中属于吸热反应的是()A．铝与盐酸反应B．酸碱中和反应C．硫在空气或氧气中燃烧D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应答案：D学问点一化学反应与能量变更的关系1.[2024·河南林州一中期中]下列说法错误的是()A．任何化学反应都伴随着能量变更B．化学反应中能量变更的大小与反应物的质量无关C．化学变更中的能量变更主要是由化学键变更引起的D．能量变更是化学反应的基本特征之一解析：化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，断裂化学键汲取能量，形成化学键放出能量，所以能量变更是化学反应的基本特征之一，化学反应必定伴随着能量变更，化学反应中能量变更的大小与反应物的质量有关，故B错误。答案：B2．[2024·辽宁大连期末]下列说法正确的是()A．化学反应过程中肯定伴随着能量变更B．人体运动消耗的能量与化学反应无关C．化学反应释放的能量肯定是热能D．有化学键断裂的变更肯定是化学变更解析：化学反应的本质为旧键的断裂和新键的形成，断裂化学键汲取能量，形成化学键放出能量，则化学反应过程中肯定伴随着能量变更，A项正确；人体运动消耗的能量与化学反应有关，如人体内葡萄糖发生氧化反应供应能量等，B项错误；化学反应释放的能量不肯定是热能，也可以是光能、电能等，C项错误；有化学键断裂的变更不肯定是化学变更，例如氯化氢溶于水时共价键断裂，但此过程不是化学变更，D项错误。答案：A学问点二化学键与化学反应中能量变更的关系3.以下叙述错误的是()A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应释放能量B．物质燃烧可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、光能等形式释放出来C．氢原子与氯原子结合生成氯化氢后，其结构的稳定性增加，体系的能量降低D．当断开旧键汲取的能量大于形成新键放出的能量时，该反应为汲取能量的反应解析：当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应发生时须要汲取能量，故A项错误；物质燃烧是放热反应，可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等形式释放出来，故B项正确；形成化学键释放能量，则氢原子与氯原子结合成氯化氢后体系能量降低，其结构的稳定性增加，故C项正确；对于汲取能量的化学反应，断开反应物中的化学键汲取的能量高于形成生成物中的化学键释放的能量，故D项正确。答案：A4．[2024·福建厦门期末质量检测]氢气燃烧生成水蒸气的能量变更如图所示。下列说法正确的是()A．燃烧时化学能全部转化为热能B．断开1mol氢氧键汲取930kJ能量C．相同条件下，1mol氢原子的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2，则2E1<E2D．该反应生成1mol水蒸气时能量变更为245kJ解析：燃烧时化学能可转化为热能、光能等形式，故A项错误；由题图可知，断开2mol氢氧键汲取930kJ的能量，故B项错误；氢分子变成氢原子要汲取能量，所以2E1>E2，故C项错误；该反应生成1mol水蒸气时的能量变更为930kJ－436kJ－249kJ＝245kJ，故D项正确。答案：D学问点三放热反应和吸热反应5.关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是()A．须要加热才能进行的化学反应肯定是吸热反应B．化学反应中的能量形式除热量外，还可以是光能、电能等C．化学反应过程中的能量变更遵守能量守恒定律D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应解析：须要加热才能进行的化学反应不肯定是吸热反应，如铝热反应，A项错误；物质在发生化学变更时，既有物质变更，也有能量变更，化学反应中的能量除热量外，还可以是光能、电能等形式，B项正确；化学反应过程中，能量不会凭空产生，也不会凭空消逝，一种能量可以转化为另一种能量，遵守能量守恒定律，C项正确；反应物的总能量高于生成物的总能量时，多余的能量会释放出来，故发生的是放热反应，D项正确。答案：A6．[2024·江苏海安中学期中]下列过程中的能量变更状况符合图示关系的是()A．酸与碱的中和反应B．H＋Cl→H－ClC．氧化钙与水反应制熟石灰D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应解析：酸与碱的中和反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故A项错误；形成化学键放出能量，故B项错误；氧化钙和水的反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故C项错误；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属于吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，故D项正确。答案：D综合考查化学能与热能相互转化的应用7.[2024·湖南五市十校期中联考]下列关于能量转换的相识中不正确的是()A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B．生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物干脆或间接供应的能量，利用生物质能就是间接利用太阳能C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能D．葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能解析：电解水时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，电能转化为化学能，A项正确；生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物干脆或间接供应的能量，绿色植物通过光合作用把太阳能转化为生物质能储存起来，因此利用生物质能就是间接利用太阳能，B项正确；煤燃烧时，化学能转化为热能和光能，但主要转化为热能，C项正确；葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，化学能转化为热能，D项错误。答案：D8．[2024·山西临汾一中期末]某学生用如图所示装置进行化学反应X＋2Y=2Z能量变更状况的探讨。当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲处下降、乙处上升。下列关于该反应的叙述中正确的是()①该反应为放热反应②该反应为吸热反应③生成物的总能量比反应物的总能量高④反应物的总能量比生成物的总能量高⑤该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的部分能量转化为热能形式释放出来A．①④⑤B．①④C．①③D．②③⑤解析：当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲处下降，乙处上升，说明该反应为放热反应，放出的热量使集气瓶中气压上升而出现该现象，故①正确、②错误；在放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故③错误、④正确；该反应过程可以看成是贮存于X、Y内部的能量转化为热能形式释放出来，⑤正确。故选A。答案：A9．(1)下列过程中不肯定释放能量的是________(填编号)。A．化合反应B．分解反应C．形成化学键D．燃料燃烧E．酸碱中和F．炸药爆炸(2)等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是________(填编号)。A．硫蒸气B．硫固体(3)已知：通常条件下，酸碱稀溶液中和生成1mol水放出的热量为中和热。稀溶液中1molH2SO4和NaOH恰好反应时放出QkJ热量，则其中和热为________kJ/mol。(4)已知H2和O2反应放热，且断开1molH—H、1molO=O、1molO—H键需汲取的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ。由此可以推知下列关系正确的是________(填编号)A．Q1>Q3B．Q2>Q3C．2Q1＋Q2<2Q3D．2Q1＋Q2<4Q3E．Q1＋Q2>Q3F．Q1＋Q2<Q3解析：(1)化学键的形成过程中肯定会放出能量，燃料的燃烧、酸碱中和反应都是放热反应，炸药爆炸过程中会放出热量，而化合反应、分解反应不肯定是放热反应；(2)硫固体变为硫蒸气须要汲取热量，所以硫蒸气燃烧放出的热量较多；(3)1mol硫酸与氢氧化钠完全反应生成2mol水．中和热是指强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量，所以中和热为eq\f(Q,2)kJ/mol；(4)氢气与氧气的反应是放热反应，依据反应热与键能的关系，则2Q1＋Q2－4Q3<0，即2Q1＋Q2<4Q3，三种键能之间的大小关系不能推断。答案：(1)AB(2)A(3)eq\f(Q,2)(4)D基础达标1．新能源的特点是资源丰富，在运用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列不属于新能源的是()①自然气②煤③氢能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能A．①②④B．⑤⑥⑦C．③⑤⑥D．③⑤⑦解析：石油、煤、自然气属于化石能源，不属于新能源。答案：A2．从宏观角度来看，化学变更的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变更不能说明发生了化学变更的是()A．变更时有电子的得失或共用电子对的形成B．变更过程中有化学键的断裂和形成C．变更时释放出能量D．变更前后原子的种类和数目没有变更，分子种类变更了解析：变更时有电子的得失或共用电子对的形成，说明有化学键的断裂和形成，即发生了化学变更，A项不符合题意；化学反应的过程就是原子重新组合的过程，所以变更过程中有化学键的断裂和形成，B项不符合题意；物质的状态从气态变更到液态时也会放出热量，但该过程属于物理变更，C项符合题意；化学反应的过程就是原子重新组合的过程，则原子的种类和数目没有变更，分子种类发生变更的变更过程属于化学变更，D项不符合题意。答案：C3．[2024·黑龙江哈尔滨师范高校附属中学期中]下列各组变更中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是()A．生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应B．稀释浓硫酸；氯化铵和Ba(OH)2·8H2O反应C．氢氧化钠和盐酸反应；二氧化碳和碳反应D．工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧解析：生石灰溶于水生成氢氧化钙是放热反应，锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，是放热反应，A项错误。稀释浓硫酸放热，是物理变更，不是放热反应，氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，B项错误。氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，是放热反应，二氧化碳和碳生成一氧化碳是吸热反应，C项正确。工业煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，是吸热反应，化石燃料燃烧是放热反应，D项错误。答案：C4.下列反应或过程中能量的变更与图相符合的是()A．H＋H→H－HB．2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O=BaCl2＋2NH3↑＋10H2OC．Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑D．H2SO4＋2KOH=K2SO4＋2H2O解析：图像中，生成物的总能量大于反应物的总能量，说明是吸热反应或吸热过程。A项，属于形成化学键，过程中放出能量，错误；B项，属于铵盐和碱的反应，是吸热反应，正确；C项，属于金属与酸的反应，是放热反应，错误；D项，属于酸碱中和反应，是放热反应，错误。答案：B5．已知：①能量越低的物质越稳定；②白磷转化成红磷是放热反应。据此，下列说法中正确的是()A．在相同条件下，红磷比白磷稳定B．在相同条件下，白磷比红磷稳定C．红磷和白磷的结构相同D．红磷简单发生自燃而白磷不会自燃解析：白磷转化成红磷是放热反应，红磷的能量更低，红磷更稳定，故A项正确，B项错误；红磷和白磷的结构不同，故C项错误；相同条件下，红磷较白磷稳定，红磷不简单发生自燃而白磷简单自燃，故D项错误。答案：A6．[2024·江苏宿迁期中]下列叙述不正确的是()A．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变更的根本缘由B．酸碱中和反应是放热反应C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定解析：断键汲取能量，成键放出能量，因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变更的根本缘由，A项正确；酸碱中和反应是放热反应，B项正确；气态硫的能量高于固态硫的能量，因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，C项正确；石墨变成金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D项错误。答案：D7．[2024·湖南衡阳八中月考]下列图示表示吸热反应的是()解析：由题图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，因此表示的是吸热反应，A项正确；由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，表示的是放热反应，B项错误；稀释浓硫酸放热，属于物理变更，C项错误；锌与稀盐酸发生置换反应生成氯化锌和氢气，属于放热反应，D项错误。答案：A8．化学反应A2＋B2=2AB的能量变更如图所示，则下列说法正确的是()A．该反应是吸热反应B．断裂1molA－A键和lmolB－B键共放出xkJ能量C．断裂2molA－B键须要汲取ykJ能量D．2molAB的总能量大于1molA2和1molB2的总能量解析：A项，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，错误；B项，断键时汲取能量，所以断裂1molA－A键和1molB－B键应汲取xkJ能量，错误；C项，据图可知，断裂2molA－B键成为2molA和2molB汲取ykJ能量，正确；D项，2molAB的总能量小于1molA2和1molB2的总能量，错误。答案：C9．将V1mL1.0mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合匀称后测量并记录溶液温度，试验结果如图所示(试验中始终保持V1mL＋V2mL＝50mL)。下列叙述正确的是()A．做该试验时的环境温度为22℃B．该试验表明化学能可转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol·L－1D．该试验表明有水生成的反应都是放热反应解析：由图像可知，22℃不是环境温度，因为温度为22℃的状态下已发生HCl(aq)和NaOH(aq)的反应，故A项错误；试验结果表明此反应是放热反应，表明化学能转化为热能，故B项正确；当加入盐酸体积为30mL时，温度最高，说明此时反应完全，设NaOH溶液浓度为cmol·L－1，则V2＝20mL,30×10－3L×1.0mol·L－1＝20×10－3L×cmol·L－1，解得c＝1.5mol·L－1，故C项错误；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体反应生成水，但此反应是吸热反应，故D项错误。答案：B10．[2024·北京朝阳区质量检测]中国科学院科研团队探讨表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图。下列说法不正确的是()A．该过程将太阳能转化为化学能B．该过程只涉及极性键的断裂与生成C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3D．原料气N2可通过分别液态空气获得解析：该过程将太阳能转化成化学能，A项正确；该过程既有极性键(O—H键、N—H键)的断裂与生成，也有非极性键(N≡N键、O=O键)的断裂与生成，B项错误；该反应的化学方程式为2N2＋6H2O=4NH3＋3O2，氮气作氧化剂、水作还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3，C项正确；原料气N2可通过分别液态空气获得，D项正确。答案：B11．在肯定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变更如下图：(1)若E1>E2，反应体系的总能量________(填“上升”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)若E1<E2，反应体系的总能量________(填“上升”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。解析：当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反应后体系的能量降低；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应后体系的能量上升。答案：(1)降低放热(2)上升吸热12．某同学做如下试验，以检验反应中的能量变更。(1)在试验中发觉反应后(a)中温度上升，由此可以推断(a)中反应是________热反应；(b)中温度降低，由此可以推断(b)中反应是________热反应。(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)依据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应当________其生成物的总能量。解析：(1)反应后(a)中温度上升，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。(3)(b)中反应为吸热反应，依据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应低于生成物的总能量。答案：(1)放吸(2)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑(3)低于实力达标13.如图是某同学设计的放热反应的视察装置。其试验操作步骤如下：①按图所示将试验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2mL左右的蒸馏水，视察现象。试回答：(1)试验前必需进行的一步试验操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)试验中视察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)试验中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：____________________________________