专题04-化学能与热能(核心素养卷)(必修第二册)(解析版)

专题04化学能与热能核心素养卷1．下列说法中，不正确的是A．若形成化学键释放的能量大于断裂化学键所吸收的能量，则是放热反应B．若反应物的总能量大于生成物的总能量，则是放热反应C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关D．化学反应必然伴随着能量的变化和化学键的变化【答案】C【解析】A．反应的焓变=断裂化学键吸收的热能量-形成化学键放出的能量，若形成化学键释放的能量大于断裂化学键所吸收的能量，△H＜0，则反应是放热反应，故A正确；B．反应前后能量守恒，若反应物的总能量大于生成物的总能量，则是放热反应，B正确；C．化学反应中能量变化的大小与反应物的物质的量成正比，反应物的质量与物质的量成正比，因此化学反应中能量变化的大小与反应物的质量成正比，C错误；D．化学反应过程中一定伴随能量变化，化学反应的实质是化学键的断裂与形成，所以化学反应必然伴随着能量的变化和化学键的变化，D正确；答案选C。2．已知反应X+Y=M+N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的（）A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于NC．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生反应【答案】C【解析】放热反应的本质是反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应放热，以此解答。A.反应物的总能量大于生成物的总能量，X的能量与M的能量关系无法确定，A项错误；B.反应物的总能量大于生成物的总能量，Y的能量与N的能量关系无法确定，B项错误；C.该反应为放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，即X和Y的总能量一定高于M和N的总能量，C项正确；D.反应的放热、吸热与反应条件(如加热)无关，某些放热反应也需要加热才能反应，如氢气和氧气的反应，D项错误；答案选C。3．下列表示化学反应2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）过程能量变化的示意图中，合理的是A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）的放热反应，反应物的能量高，生成物的能量低，多余的能量就释放出来。符合题意的图示为A。4．下列说法正确的是A．若反应X+Y＝M是放热反应，该反应一定不用加热。B．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应。C．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应。D．反应物具有的总能量总是高于生成物所具有总能量【答案】C【解析】反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关系，只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应是放热反应，反之是吸热反应。据此可知选项C是正确，其余选项都是错误的，答案选C。5．H2和I2在一定条件下能发生反应：已知(a、b、c均大于零)：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1。下列说法不正确的是()A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量C．断开2molH—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJD．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ【答案】B【解析】A、△H<0，该反应为放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，选项A正确；B、因为该反应为放热反应，所以断开1molH-H键和1molI-I键所需能量小于断开2molH-I键所需能量，选项B错误；C、设断开2molH-I键所需能量为x，则b+c-x=-a，所以x=a+b+c，选项C正确；D、因为该反应为可逆反应，所以向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ，选项D正确。答案选B。6．下列说法中正确的是（）A．同一化学反应的反应物用量不同，其能量变化相同B．化合反应都是放出能量，分解反应都是吸收能量C．放出能量越多的反应，通常生成物越不稳D．物质包含的化学能越大，该物质越不稳定【答案】D【解析】A.同一化学反应的反应物用量不同，其能量变化不相同，故A错误；B.化合反应都是放出能量，也有吸热反应，如二氧化碳与碳反应生成一氧化碳的反应，故B错误；C.放出能量越多的反应，生成物具有的能量越低，能量越低越稳定，故C错误；D.物质包含的化学能越大，该物质越不稳定，故D正确。故选D。7．下列说法正确是（）A．由H原子形成1molH—H键要吸收能量B．断裂1molH—H键吸收的能量与形成1molH—H键放出的能量相等C．由A2和B2化合生成AB时一定放出能量D．因加热而发生的化学反应都是吸收能量的反应【答案】B【解析】A.形成化学键要释放能量，则由H原子形成1molH—H键放出能量，故A错误；B.形成1molH—H键与断裂1molH—H键是相同的键，则吸收和放出的能量相等，故B正确；C.断裂A2和B2中的化学键吸收能量，形成AB中的化学键放出能量，无法判断它们的相对大小，不能确定其是否放出能量，故C错误；D.化学反应中能量的变化(吸热或放热)与物质具有的能量有关，或与化学键断裂与形成有关，与反应是否加热无关，故D错误；答案选B。8．氢气可以在氯气中燃烧，下列说法正确的是A．反应在点燃条件下发生，是吸热反应B．反应中的能量变化与反应物的用量多少无关C．反应物的总能量高于生成物的总能量D．化学键断裂吸收的总能量高于化学键形成放出的总能量【答案】C【解析】A.氢气在氯气中燃烧是放热反应，A错误；B.反应中的能量变化与反应物的用量有关系，B错误；C.氢气在氯气中燃烧是放热反应，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，C正确；D.氢气在氯气中燃烧是放热反应，化学键断裂吸收的总能量小于化学键形成放出的总能量，D错误；答案选C。9．下列选项描述的过程能实现化学能转化为热能的是A．烧炭取暖 B．光合作用 C．风力发电 D．电解冶炼【答案】A【解析】A．烧炭取暖是化学能转化成热能，故A正确；B．光合作用是太阳能转变化为化学能，故B错误；C．风力发电是风能转化为电能，故C错误；D．电解冶炼是电能转化为化学能，故D错误。故选A。10．某化学反应能量变化如图所示，下列说法不正确的是A．反应物能量高于生成物能量，反应放出能量B．经过化学变化后，反应体系的能量降低C．加催化剂反应时，反应物和生成物能量的差值变大D．在不同温度下进行反应，化学反应的能量变化值不同【答案】C【解析】由图可知，反应物的能量高于生成物的能量，该反应是放热反应。A项、该反应是放热反应，反应物的能量高于生成物的能量，反应放出能量，故A正确；B项、该反应是放热反应，反应后体系的能量降低，故B正确；C项、使用催化剂，反应物和生成物能量没有变化，故C错误；D项、在不同温度下进行反应，反应物的能量不同，化学反应的能量变化值不同，故D正确；故选C。11．下列能源不属于直接或间接利用太阳能的是()A．风能B．江河水流能C．生物质能D．地热温泉【答案】D【解析】A.风能是因为地球表面受热不均匀而产生的空气流动，故A不选。B.江河水流能是利用水循环，水循环是太阳能促进的，故B不选。C.生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物之中的能量形式，故C不选。D.地热温泉是利用来自地球内部的熔岩的地热能，故D选。故选D。12．下列反应属于吸热反应的是A．木炭在氧气中的燃烧反应 B．生石灰与水的反应C．氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应 D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应【答案】D【解析】A.木炭在氧气中的燃烧反应是放热反应，A不符合题意；B.生石灰与水反应产生Ca(OH)2，该反应是放热反应，B不符合题意；C.氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应是放热反应，C不符合题意；D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应生成氯化钡、氨气和水，该反应是吸热反应，D符合题意；故合理选项是D。13．如图所示，对

A

生成

C

的反应，下列结论正确的是（）A．该反应为吸热反应B．该反应进行时，一定有能量放出C．A

比

C

稳定D．该反应不需要加热一定就可以进行【答案】B【解析】A．反应物总能量大于生成物总能量，该反应物放热反应，故A错误；B．反应为放热反应，该反应进行时，一定有能量放出，故B正确；C．A的总能量大于C，则C稳定，故C错误；D．放热反应不一定容易进行，如铝热反应需要在加热条件下才能进行，故D错误。所以本题答案为：B。14．使用下列装置给液体升温时，将化学能转化为热能的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A.太阳能热水器是将太阳能转化为热能，故A不符合题意；B.电热壶是将电能转化为热能，故B不符合题意；C.煤气燃烧是将化学能转化为热能，故C符合题意；D.该过程属于热量的传递，故D不符合题意；综上所述，本题正确答案：C。15．下列物质加入水中，会显著放热的是（）A．硝酸铵 B．乙醇 C．食盐 D．生石灰【答案】D【解析】A.硝酸铵溶于水会吸收热量，A不符合题意；B.乙醇溶于水，没有明显的热效应，B不符合题意；C.食盐溶于水，没有明显的热效应，C不符合题意；D.生石灰溶于水，与水发生化学反应，放出大量的热，有明显的热效应，D符合题意；故合理选项是D。16．下列说法中不正确的是(

)A．干冰升华要吸收大量的热,但不是化学反应中的吸热反应B．酒精常被用做酒精灯和内燃机的燃料,说明酒精燃烧是放热反应C．人们用氢氧焰焊接或切割金属,主要是利用了氢气和氧气化合时放出的能量D．常温下不燃烧,加热才能燃烧,说明木炭燃烧是吸热反应【答案】D【解析】A．干冰升华要吸收大量的热，但干冰升华是物理变化，没发生化学反应，选项A正确；B．酒精燃烧是放热反应，常被用做酒精灯和内燃机的燃料，选项B正确；C．氢气和氧气化合时所放出大量的能量，可焊接或切割金属，选项C正确；D．木炭燃烧是放热反应，与反应条件无关，选项D不正确；答案选D。17．下列说法中正确的是A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化也一定是化学变化B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应C．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多D．因为3O2=2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气的化学性质更活泼【答案】D【解析】A.物质的三态变化有能量变化，是物理变化，A错误；B.铝热反应是放热反应，但需要在高温下进行；氯化铵与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，但在室温下发生，不需要加热条件，B错误；C.反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放热，C错误；D.物质的能量越低越稳定，氧气能量比臭氧低，臭氧比氧气活泼，D正确；故合理选项是D。18．已知：能量越低的物质越稳定；白磷转化为红磷放出热量。下列说法中正确的是()A．在相同的条件下，红磷比白磷稳定B．在相同的条件下，白磷比红磷稳定C．红磷和白磷的结构相同D．红磷容易发生自然而白磷则不会自然【答案】A【解析】A．白磷转化成红磷是放热反应，故红磷的能量低，红磷稳定，故A正确；B．红磷的能量低，红磷稳定，故B错误；C．红磷和白磷属于不同的物质，结构不同，故C错误；D．红磷不容易发生自燃而白磷容易自燃，故D错误；故选：A。19．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：（1）上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是___________________________。说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________。②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_______________________________。（4）至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择装置________(填装置序号)进行实验；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。【答案】（1）Ⅲ（2）左端液面降低，右端液面升高放热（3）①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱②可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应（4）①Ⅰ(或Ⅱ)②放热【解析】（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热。装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应；（2）氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高；（3））①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应；（4）证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ（或Ⅱ）进行实验，Ⅰ装置右边U型管中左端液柱降低，右端液柱升高（或烧杯中导管中有气泡放出），证明该反应为放热反应；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应。20．某同学进行如下实验，研究化学反应中的热量变化。请回答下列问题：(1)反应后①中温度升高，②中温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是________反应（填“放热”或“吸热”，下同），Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________反应。(2)①中反应的离子方程式是_________，该反应的还原剂是_________。【答案】(1)放热吸热(2)2Al+6H+=2Al3++3H2↑Al【解析】根据放出热量的反应是放热反应，吸收热量的反应为吸热反应，用实际参加反应的离子符号表示反应的式子叫离子方程式，还原剂在反应中失去电子，其中所含元素的化合价升高。(1)①铝与盐酸反应后，溶液的温度升高，说明该反应是放热反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应后温度降低，说明该反应是吸热反应；(2)铝与盐酸反应产生氯化铝和氢气，反应的离子方程式为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑；在该反应中，Al元素的化合价由反应前Al单质中的0价变为反应后AlCl3中的+3价，化合价升高，失去电子，被氧化，因此Al为还原剂，Al3+为氧化产物。21．为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：(1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)A和B的总能量比C和D的总能量_________(填“高”或“低”)。(3)该反应的物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。(4)该反应的反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。【答案】(1)放热(2)高(3)热能(4)低【解析】(1)因为发生反应A+B=C+D,U型管中甲处液面下降乙处液面上升,根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应；(2)因为反应为放热反应,所以A和B的总能量比C和D的总能量高；(3)化学变化伴随着物质和能量变化,物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来；(4)化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量；II.根据盖斯定律①-②×4可得P4(白磷,s)=4P(红磷,s)△H=-29.2kJ/mol，说明白磷转化为红磷是放热反应,相同的状况下,能量比白磷低,因为能量越低物质越稳定,则白磷的稳定性比红磷低。22．如右图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入10mL盐酸于试管中