2.2.1 化學反應中能量變化的本質及轉化形式課時作業(yè)2023-2024學年高一下學期化學魯科版（2019）必修2

高中化學必修2PAGEPAGE1第2節(jié)化學反應與能量轉化第1課時化學反應中能量變化的本質及轉化形式[學考練]1．下列反應既屬于氧化還原反應，又屬于吸熱反應的是()A．鋅粒與稀硫酸的反應B．灼熱的木炭與CO2反應C．甲烷在氧氣中的燃燒反應D．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應解析鋅粒與稀硫酸的反應、甲烷的燃燒反應均是放熱反應，不合題意；Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應是吸熱反應，但元素的化合價無變化，是非氧化還原反應，D項不合題意。答案B2．下列有關化學反應能量變化的敘述中正確的是()①如果反應物的總能量低于生成物的總能量，該反應一定是吸熱反應②只要是在點燃條件下進行的反應就一定是吸熱反應③只要是在常溫常壓下進行的反應就一定是放熱反應④燃燒反應一定是放熱反應⑤化合反應都是放熱反應，分解反應都是吸熱反應A．①④ B．①②③C．③⑤ D．④⑤解析②燃燒反應和鋁熱反應雖需點燃，但屬于放熱反應。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反應是吸熱反應。⑤C和CO2生成CO的反應屬于吸熱反應，而分解反應通常是吸熱反應。答案A3．在25℃，101kPa下，1mol的白磷(化學式為P4)完全燃燒放出的熱量比4mol的紅磷(化學式為P)完全燃燒放出的熱量多?；瘜W方程式分別為P4(s)＋5O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))P4O10(s)。由此判斷，下列說法正確的是()A．由紅磷轉化為白磷是吸熱反應，等質量時紅磷能量比白磷高B．由紅磷轉化為白磷是放熱反應，等質量時紅磷能量比白磷低C．由紅磷轉化為白磷是放熱反應，等質量時紅磷能量比白磷高D．由紅磷轉化為白磷是吸熱反應，等質量時紅磷能量比白磷低解析白磷和紅磷燃燒的生成物相同，但白磷釋放的熱量較多，說明等質量的白磷具有較高的能量，白磷轉化為紅磷要放熱，反之要吸熱。答案D4．下列關于能源和作為能源使用的物質的敘述中錯誤的是()A．化石能源物質內部蘊含著大量的能量B．綠色植物進行光合作用時，將太陽能轉化為化學能“貯存”起來C．物質的化學能可以在一定條件下轉化為熱能、電能，為人類所利用D．吸熱反應沒有利用價值解析任何反應都有有利和不利的一面，如C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO是吸熱反應，在鋼鐵冶煉中可以利用該反應獲得更多的還原劑CO，故D項錯誤。答案D5．研究物質變化時，人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質變化時所引起的化學鍵及能量變化。據此判斷以下敘述中錯誤的是()A．金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，其結構的穩(wěn)定性增強，體系的能量降低B．物質燃燒可看作是儲存在物質內部的能量(化學能)轉化為熱能釋放出來C．氮氣分子內部存在著很強的化學鍵，故通常情況下氮氣的化學性質很活潑D．需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸收能量的反應答案C6．下列能正確表示氫氣與氯氣反應生成氯化氫的過程中能量變化的示意圖是()解析氫氣與氯氣的反應是放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，反應物斷鍵先吸收能量，總能量增大，然后形成化學鍵時放出能量。答案B7．為消除目前燃料燃燒時產生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。下列說法正確的是()A．H2O的分解反應是放熱反應B．氫能源已被普遍使用C．氫氣不易貯存和運輸，無開發(fā)利用價值D．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2具有的總能量解析水的分解是吸熱反應，A錯誤；氫能源由于受貯存和運輸等因素的限制，還未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用價值，B、C錯誤；2molH2在1molO2中完全燃燒生成2molH2O，并放出大量的熱，D正確。答案D8．根據下列信息判斷氫氣燃燒生成水時的熱量變化，其中一定正確的是()A．H2O分解為H2與O2時放出熱量B．生成1molH2O時吸收熱量245kJC．甲、乙、丙中物質所具有的總能量大小關系為乙>甲>丙D．氫氣和氧氣的總能量小于水的能量解析根據能量變化可知，1molH2與eq\f(1,2)molO2斷鍵時吸收685kJ能量，而生成1molH2O放出930kJ能量，所以H2燃燒生成H2O的反應是放熱反應，則H2O的分解是吸熱反應。答案C9．化學反應A2＋B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()A．該反應是吸熱反應B．斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C．斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D．2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量解析從題圖可以看出，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，A、D項錯誤；斷鍵時需要吸收能量，B項錯誤，C項正確。答案C10．肼(H2N—NH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示，已知斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N鍵為942、O=O鍵為500、N—N鍵為154，則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A．194 B．391C．516 D．658解析利用圖示可知1mol肼和氧氣變成原子時斷鍵需要的能量為2752kJ－534kJ＝2218kJ。肼和氧氣斷鍵變?yōu)樵訒r要斷裂1個N—N鍵、4個N—H鍵和1個O=O鍵，所以1×154kJ＋4×E(N—H)＋1×500kJ＝2218kJ，解得斷裂1molN—H鍵所需的能量為391kJ。答案B11．為了研究化學反應A＋B=C＋D的能量變化情況，某同學設計了如圖所示裝置。當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問題：(1)該反應________(填“放出”或“吸收”)熱量。(2)A和B的總能量比C和D的總能量________(填“高”或“低”)。(3)物質中的化學能通過化學反應轉化成________釋放出來。(4)反應物化學鍵斷裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化學鍵形成放出的能量。(5)寫出一個符合題中條件的化學方程式：____________________________________________________________________________________________。答案(1)放出(2)高(3)熱能(4)低(5)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl=NaCl＋H2O等合理答案均可)12．請根據化學反應與熱能的有關知識，填寫下列空白：(1)在一個小燒杯里，加入20gBa(OH)2·8H2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10gNH4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。①實驗中玻璃棒的作用是______________________________________________________________________________________________________。②寫出有關反應的化學方程式：_________________________________________________________________________________________。③實驗中觀察到的現象有________________________________________________________________________________________________________________和反應混合物呈糊狀。(2)下列過程中不一定釋放能量的是________(填編號)。①形成化學鍵②燃料燃燒③化合反應④葡萄糖在體內的氧化反應⑤酸堿中和⑥炸藥爆炸(3)等質量的下列物質分別完全燃燒，放出熱量較多的是________(填編號)。①固體硫②硫蒸氣(4)已知H2和O2反應放熱，且斷開1molH—H鍵、1molO=O鍵、1molO—H鍵需吸收的能量分別為Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列關系正確的是________(填編號)。①Q1＋Q2＞Q3 ②Q1＋Q2＞2Q3③2Q1＋Q2＜4Q3 ④2Q1＋Q2＜2Q3解析(1)①用玻璃棒迅速攪拌，可以知道玻璃棒的作用是攪拌使混合物充分接觸并反應；②氯化銨屬于銨鹽，能和強堿氫氧化鋇反應生成氨氣、水以及氯化鋇，化學方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。③氯化銨和Ba(OH)2·8H2O的反應是吸熱反應，溫度降低能讓水結冰，導致燒杯和玻璃片黏在一起，同時生成的氨氣具有刺激性氣味。(2)一般的化合反應放熱，但有的化合反應吸熱，如二氧化碳和碳反應生成一氧化碳。(3)固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收能量，所以硫蒸氣的能量大于固體硫，等質量的固體硫、硫蒸氣分別完全燃燒，放出熱量較多的是硫蒸氣。(4)已知2molH2和1molO2反應生成2molH2O，反應斷開2molH—H鍵吸收能量2Q1kJ、1molO=O鍵吸收能量Q2kJ，形成4molO—H鍵放出能量4Q3kJ，總反應放熱，則2Q1＋Q2＜4Q3。答案(1)①攪拌使混合物充分接觸并反應②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③玻璃片與燒杯之間結冰黏在一起，有少許刺激性氣味的氣體逸出(2)③(3)②(4)③[能力練]13．某化學反應中，設反應物的總能量為E1，生成物的總能量為E2(如圖所示)。(1)若E1＞E2，則該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。該反應可用圖________(填“A”或“B”)表示。(2)若E1＜E2，則該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。該反應可用圖________(填“A”或“B”)表示。(3)太陽能的開發(fā)和利用是21世紀的一個重要課題。利用儲能介質儲存太陽能的原理是白天在太陽照射下，某種鹽熔化，吸收熱量；晚間熔鹽釋放出相應能量，從而使室溫得以調節(jié)。已知下列數據：鹽熔點/℃熔化吸熱/kJ·mol－1參考價格/元·t－1CaCl2·6H2O29.037.3780～850Na2SO4·10H2O32.477.0800～900Na2HPO4·12H2O36.1100.11600～2000Na2S2O3·5H2O48.549.71400～1800其中最適宜作儲能介質的是________(填字母)。A．CaCl2·6H2O B．Na2SO4·10H2OC．Na2HPO4·12H2O D．Na2S2O3·5H2O解析(1)若反應物的總能量E1大于生成物的總能量E2，則為放熱反應。(2)若反應物的總能量E1小于生成物的總能量E2，則為吸熱反應。(3)選擇的物質應該具有的特點：白天在太陽照射下，某種鹽熔化，熔化時單位質量的物質吸收熱量應該較多，同時價格不能太高，Na2SO4·10H2O的性價比最高，故選B。答案(1)放熱A(2)吸熱B(3)B14．化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能：P—P：198kJ·mol－1、P—O：360kJ·mol－1