2024鲁教版高中化学必修第二册同步
第2章 化学键 化学反应规律
第2节 化学反应与能量转化
第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
基础过关练
题组一 放热反应和吸热反应
1.(2023山东新泰一中高一阶段性检测)古代诗词中蕴含着许多化学知识,下列叙述不正确的是( )
A.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B.“纷纷灿烂如星陨,霍霍喧豗似火攻”所描述的烟花是某些金属元素的焰色
C.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及石灰石煅烧,是吸热反应
D.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
2.(2022福建宁德同心顺联盟期中联考)下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是 ( )
A.钠与冷水的反应
B.碳酸钙的分解反应
C.柠檬酸与碳酸氢钠的反应
D.灼热的木炭与CO2反应
3.(2022山东招远二中期中)下列反应中旧化学键断裂吸收的总能量大于新化学键形成放出的总能量的是( )
A.CaCO3分解反应
B.甲烷燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应
D.铁与稀盐酸反应
4.下列反应中,属于放热反应的是 (填序号,下同),属于吸热反应的是 。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的炭 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
5.(1)已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)为放热反应,如图能正确表示该反应中能量变化的是 (填字母)。
(2)下列反应中,属于放热反应的是 (填字母,下同),属于吸热反应的是 。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.高温煅烧石灰石使其分解
c.铝和盐酸反应
d.葡萄糖在人体内氧化分解
题组二 从宏观角度认识化学反应中能量变化
6.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
7.反应A+B C(放热)分两步进行:①A+B X(吸热);②X C(放热)。下列示意图中,能正确表示反应过程中能量变化的是( )
8.(2023江西景德镇高一期中)下列说法正确的是( )
A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,且均表现为吸热或放热
B.能量守恒定律说明,放热反应必须从外界吸收能量后才能发生
C.石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,说明金刚石比石墨稳定
D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量相对大小
9.(2023湖北部分普通高中联盟高一联考)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
A.温度计的水银柱不断上升 B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面 D.反应开始后,针筒活塞向右移动
题组三 从微观角度认识化学反应中能量变化的原因
10.化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键放出x kJ的能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D.2 mol AB(g)的总能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的总能量
11.(2022福建厦门集美中学期中)已知反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g),反应过程中能量变化如图。下列说法不正确的是( )
A.H2(g)和O2 (g)的总能量高于H2O(g)的能量
B.破坏1 mol O—H共价键需要吸收 kJ的能量
C.2 mol H2O(g)完全分解成2 mol H2(g)和1 mol O2 (g)需要吸收2(b-a) kJ的能量
D.2 mol H2(g)和1 mol O2 (g)反应生成2 mol H2O(l)时放出的能量大于2c kJ
题组四 化学反应与能量转化
12.(2022重庆名校联盟联考)下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是( )
A.在常温下可以发生的反应一定是放热反应
B.放热反应为“贮存”能量的过程,吸热反应为“释放”能量的过程
C.断开化学键的过程是吸热过程
D.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
13.(2022北京房山期中)已知:NaOH+HCl NaCl+H2O,测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中,正确的是 ( )
A.属于吸热反应
B.属于氧化还原反应
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.能量变化与化学键的断裂和形成有关
14.(2023福建福州八县一中高一期中)物质的转化伴随着能量的变化。一定条件下,1 mol石墨转化为金刚石,能量变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.石墨与金刚石之间的转化是物理变化
B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C.断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量少
D.C和CO2的反应能量变化趋势与该图一致
15.(2022山东东营广饶一中段考)下图是碳和水蒸气发生反应生成CO、H2的途径和三个状态的能量,该反应为吸热反应,下列说法中正确的是( )
A.步骤1是放热过程
B.步骤2是吸热过程
C.E1、E2、E3的大小是E2>E3>E1
D.C(s)+H2O(g)的总能量一定高于CO(g)+H2(g)的总能量
16.现代社会生活离不开能量。
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面的 (填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水
B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl
(3)天然气的主要成分是甲烷,甲烷的燃烧是 (填“放热”或“吸热”)反应,其能量变化可用如图中的 (填字母)表示。
能力提升练
题组一 化学反应中能量变化的分析及计算
1.(2022山东济南章丘四中月考)某反应由两步反应A B、B C构成,其能量变化如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.三种物质中B最稳定
C.A与C的能量差为E5
D.A B的反应不一定需要加热
2.(2023山西阳泉一中高一期中)根据图像,下列说法不正确的是( )
A.1 mol C(s)与1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时,能量增加(b-a)kJ
B.该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的能量为131.3 kJ
D.1 mol C、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的能量为a kJ
3.(2022重庆名校联盟联考)根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况,判断下列说法正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.2 mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出945 kJ能量
C.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要放出630 kJ能量
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
4.碳燃烧的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.1 mol C(s)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量
B.1 mol CO2(g)生成1 mol C(s)和1 mol O2(g)放出393.5 kJ热量
C.1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的能量
D.等质量的碳燃烧C(s) CO2(g)过程比C(s) CO(g) CO2(g)过程释放的能量多
5.(2023福建龙岩一级校联盟高一联考)H2与Cl2在一定条件下反应生成HCl的微观示意图如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.2 mol氢原子结合生成1 mol氢气时,放出436 kJ能量
B.由图可知,H、Cl原子形成1 mol H—Cl键吸收431 kJ的能量
C.由图中能量数据可知,H—H键比Cl—Cl键更难断裂
D.该条件下,1 mol H2与足量Cl2反应放出的热量是183 kJ
题组二 化学能与热能的相互转化
6.(2022安徽宣城七校期中联考)一种化学冰袋含有Na2SO4 10H2O和NH4NO3,用时将它们混合并用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测中肯定错误的是( )
A.Na2SO4 10H2O脱水是吸热过程
B.较长时间制冷是由于Na2SO4 10H2O脱水过程较慢
C.Na2SO4 10H2O和NH4NO3发生的复分解反应是吸热反应
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
7.(2022黑龙江大庆实验中学期中)C、CO、CH4和C2H5OH是常用的燃料,1 mol上述物质分别完全燃烧生成CO2(g)或H2O(l)时,放出的热量依次为393.5 kJ、283.0 kJ、890.3 kJ和1 366.8 kJ。相同质量的这4种燃料完全燃烧,放出热量最多的是( )
A.C B.CO
C.CH4 D.C2H5OH
8.(2023山东济宁高一期中)工业合成氨反应为N2+3H2 2NH3。该反应的能量变化及微观历程的示意图如图所示(*表示物质吸附在催化剂表面的形态)。下列说法错误的是( )
A.在催化剂表面存在键的断裂
B.图2中②→③的过程吸收能量
C.③→④的过程可表示为N*+3H* NH3*
D.其他条件相同,使用催化剂可以减少合成氨反应放出的热量
9.(2022福建南平高级中学期中)某同学按图1所示装置,探究盐酸与NaOH溶液反应的热效应,测得烧杯中溶液温度随加入a的体积变化关系如图2所示。下列判断错误的是 ( )
A.a可能是NaOH溶液
B.x、y两点对应的溶液中,参加反应的酸、碱质量比不变
C.由图2可知该反应过程中化学能转化为热能
D.往y点对应溶液中加入Fe粉,有气泡产生
答案与分层梯度式解析
第2章 化学键 化学反应规律
第2节 化学反应与能量转化
第1课时 化学反应中能量变化的
本质及转化形式
基础过关练
1.D 2.D 3.A 6.A 7.D 8.D 9.D 10.C
11.A 12.C 13.D 14.D 15.C
1.D 冰转化为水是吸热过程,所以冰的能量更低,故A正确;某些金属灼烧时会呈现不同的颜色,烟花是某些金属元素的焰色,故B正确;石灰石的煅烧是分解反应,属于吸热反应,故C正确;燃烧过程还存在化学能转化为光能,故D不正确。
2.D A项,钠与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,属于氧化还原反应,是放热反应;B项,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,属于非氧化还原反应,是吸热反应;C项,柠檬酸与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水,属于非氧化还原反应;D项,灼热的木炭与CO2反应生成一氧化碳,属于氧化还原反应,是吸热反应;故选D。
3.A 旧化学键断裂吸收的总能量大于新化学键形成放出的总能量,说明该反应为吸热反应,只有A选项为吸热反应。
4.答案 ①②③⑤⑦ ④⑥
解析 ①燃烧反应是放热反应;②炸药爆炸是放热反应;③酸碱中和反应是放热反应;④二氧化碳与碳高温条件下反应生成一氧化碳是吸热反应;⑤食物因氧化而腐败是放热反应;⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应;⑦铁粉与稀盐酸反应是放热反应。
5.答案 (1)a (2)acd b
解析 (1)氢气燃烧是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,因此图像a符合题意。
(2)盐酸与烧碱溶液反应属于中和反应,是放热反应;高温煅烧石灰石使其分解是吸热反应;铝和盐酸反应是放热反应;葡萄糖在人体内氧化分解是放热反应。
6.A 由题述方法合成甲醇的反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,同一物质,气态变成液态放出热量,所以气态产物能量高于液态产物能量,综上所述,A图像符合。
7.D 由“反应A+B C(放热)分两步进行:①A+B X(吸热);②X C(放热)”可知,X的能量大于A和B的总能量,A和B的能量大于C的能量,X的能量大于C的能量,D图像符合,故选D。
8.D 化学反应的能量变化大多为热量变化,化学能也可能转化为光能、电能等,A错误;放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,并不一定从外界吸收能量,B错误;物质具有的能量越高越不稳定,故石墨比金刚石稳定,C错误;化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小,D正确。
9.D A项,温度计的水银柱不断上升说明盐酸和氢氧化钠的反应为放热反应,不符合题意;B项,由图像可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,不符合题意;C项,反应开始后,甲处液面低于乙处液面说明X和Y的反应为放热反应,不符合题意;D项,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应生成的氢气会使针筒活塞向右移动,所以反应开始后,针筒活塞向右移动不能说明锌与稀硫酸的反应为放热反应,符合题意。
10.C 由题图可知,1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的总能量高于2 mol AB(g)的总能量,即反应物的总能量高于生成物的总能量,题述反应是放热反应,故A、D错误;旧键的断裂吸收能量,而不是释放能量,故B错误;由题图可知断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量,故C正确。
11.A 1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)的总能量高于1 mol H2O(g)的能量,故A错误;根据能量变化图可知,破坏2 mol O—H共价键需要吸收b kJ能量,则破坏1 mol O—H共价键需要吸收 kJ的能量,故B正确;根据反应,1 mol H2O(g)完全分解时吸收能量为(b-a)kJ,则2 mol H2O(g)完全分解成2 mol H2(g)和1 mol O2 (g)需要吸收2(b-a) kJ的能量,故C正确;由题图可知,生成1 mol H2O(g)时,放出能量c kJ,H2O(g)转化为H2O(l)要放出能量,所以2 mol H2(g)和1 mol O2 (g)反应生成2 mol H2O(l)时放出的能量大于2c kJ,故D正确。
12.C 在常温下可以发生的反应不一定是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应吸热,在常温下能发生,故A错误;放热反应为“释放”能量的过程,吸热反应为“贮存”能量的过程,故B错误;断开化学键的过程是吸热过程,形成化学键的过程放热,故C正确;化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关,故D错误。
13.D 根据反应过程中溶液温度升高的实验现象可知,该反应属于放热反应,故A错误;由化学方程式可知,反应过程中没有元素的化合价发生改变,属于非氧化还原反应,故B错误;该反应是一个放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量,故C错误;断裂化学键需要吸收能量,形成化学键将释放能量,所以能量变化与化学键的断裂和形成有关,故D正确。
14.D 石墨转化为金刚石有新物质生成,发生了化学反应,是化学变化,故A错误;从题图可以看出金刚石的能量比石墨的能量高,等质量的金刚石和石墨完全燃烧金刚石释放的热量多,故B错误;从题图可以看出,石墨能量低,断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量多,故C错误;从题图可以看出,石墨转化为金刚石是吸热反应,C和CO2的反应也是吸热反应,二者能量变化趋势相同,故D正确。
15.C 步骤1断裂旧化学键,需要吸收能量,为吸热过程,A项错误;步骤2形成新化学键,需要放出能量,为放热过程,B项错误;根据步骤1是吸热过程,可知E2>E1,步骤2是放热过程,可知E2>E3,由于总反应为吸热反应,故E2>E3>E1,C项正确;该反应为吸热反应,即C(s)+H2O(g)的总能量低于CO(g)+H2(g)的总能量,D项错误。
16.答案 (1)吸热
(2)A
(3)放热 A
解析 (1)可以利用吸热的化学变化或物理变化降低温度,来制作冷敷袋。
(2)即热饭盒是利用放热反应放出的热量达到升高温度加热食物的目的,生石灰和水的反应是放热反应,故能达到升高温度的目的,Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应,无法达到升高温度的目的。
(3)甲烷燃烧是放热反应,放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量,图A表示的是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,图B表示的是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应。
能力提升练
1.AB 2.C 3.B 4.A 5.B 6.C 7.C 8.D
9.D
1.AB A的能量小于B,第一步反应吸热,B的能量大于C,第二步反应放热,故A错误;能量越低越稳定,C的能量最低,三种物质中C最稳定,故B错误;根据图示,A与C的能量差为E5,故C正确;反应吸、放热与反应条件无关,A B的反应不一定需要加热,故D正确。
2.C 根据图像可知,1 mol C(s)与1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时能量增加(b-a)kJ,故A正确;该反应为吸热反应,反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,故B正确;H2O(l)变为H2O(g)时要吸收能量,所以1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的能量大于131.3 kJ,故C不正确;由图像可知,1 mol C、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的能量为a kJ,故D正确。
3.B 断键吸收的总能量为945 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1=1 443 kJ·mol-1,成键释放的能量为2×630 kJ·mol-1=1 260 kJ·mol-1,断键吸收能量更多,所以该反应为吸热反应,A错误;成键释放能量,据图可知2 mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出945 kJ能量,B正确;化学键断裂时吸收能量,C错误;NO为不成盐氧化物,不与NaOH溶液反应,D错误。
4.A 由题图可知,1 mol C(s)+1 mol O2(g)与1 mol CO(g)+0.5 mol O2(g)的能量差为393.5 kJ-283.0 kJ=110.5 kJ,故1 mol C(s)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量,A正确;1 mol C(s)与1 mol O2(g)反应生成1 mol CO2(g)放出热量393.5 kJ,则1 mol CO2(g)生成1 mol C(s)和1 mol O2(g)吸收393.5 kJ热量,B错误;由题图可知,1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量大于1 mol CO(g)的能量,C错误;反应放出的能量与反应过程无关,只与反应物和生成物的总能量有关,则等质量的碳燃烧,两过程放热一样多,D错误。
5.B 由微观示意图可知,2 mol氢原子结合生成1 mol氢气时,放出436 kJ能量,故A正确;形成化学键释放能量,H、Cl原子形成1 mol H—Cl键放出431 kJ的能量,故B不正确;化学键断裂需要吸收能量,吸收能量越多,化学键越稳定,越难断裂,根据示意图可知,1 mol H—H键断裂需要吸收的能量多,所以难断裂,故C正确;1 mol H2与足量Cl2反应生成2 mol HCl时放出的热量为(2×431-436-243)kJ=183 kJ,故D正确。
6.C Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程,故A正确;Na2SO4·10H2O需要一点点地脱水,硝酸铵溶于水吸热,所以制冷效果可以维持较长一段时间,故B、D正确;Na2SO4·10H2O和NH4NO3不能发生复分解反应,故C错误。
7.C 1 g C完全燃烧生成CO2(g)放出的热量为393.5 kJ×≈32.8 kJ;1 g CO完全燃烧生成CO2(g)放出的热量为283.0 kJ×≈10.1 kJ ;1 g CH4完全燃烧生成CO2(g)及H2O(l)放出的热量为890.3 kJ×≈55.6 kJ ;1 g C2H5OH完全燃烧生成CO2(g)及H2O(l)放出的热量为1 366.8 kJ×≈29.7 kJ;放出热量最多的是CH4,故选C。
8.D 根据图2可知,在催化剂表面存在键、H—H键的断裂,故A正确;图2中②→③是断键的过程,断键吸收能量,故B正确;根据图2可知③→④是吸附状态的N原子、H原子形成吸附状态的NH3分子,该过程可表示为N*+3H* NH3*,故C正确;根据图1,催化剂不能改变反应物和生成物的能量,使用催化剂不能减少合成氨反应放出的热量,故D错误。
9.D 实验目的是探究盐酸与NaOH溶液反应的热效应,可以将NaOH溶液滴入盐酸中,故A正确;由反应NaOH+HCl NaCl+H2O可知,参加反应的酸、碱的物质的量之比为1∶1,质量比为36.5∶40,x、y、z三点对应的溶液中,参加反应的酸、碱质量比不变,故B正确;由图2可知,随着反应进行,溶液温度升高,说明该反应过程中化学能转化为热能,故C正确;y点盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,溶液中的溶质为氯化钠,加入Fe粉,无气泡产生,故D错误。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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