2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律第2節(jié)1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式課時練含解析魯科版必修2

PAGE9-化學(xué)反應(yīng)中能量變更的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括8小題,每小題5分,共40分)1.(教材二次開發(fā)·教材習(xí)題改編)酸堿中和反應(yīng) ()A.是吸熱反應(yīng)B.是放熱反應(yīng)C.既是吸熱反應(yīng)又是放熱反應(yīng)D.既不是吸熱反應(yīng)又不是放熱反應(yīng)【解析】選B。酸堿中和反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。2.(2024·洛陽高一檢測)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的相識不正確的是 ()A.綠色植物的光合作用是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.煤燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽蹸.原電池工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹.白熾燈工作時,電能全部轉(zhuǎn)變成光能【解析】選D。白熾燈工作時,還有熱能放出。3.下列過程須要吸熱的是 ()A.O2O+OB.H+ClHClC.CaO+H2OCa(OH)2D.濃硫酸稀釋【解析】選A。化學(xué)鍵的斷裂是吸熱過程,化學(xué)鍵的形成是放熱過程,故O2O+O須要吸熱,H+ClHCl須要放熱;CaO溶于水、濃硫酸稀釋均為放熱過程,故A正確?！炯庸逃?xùn)練】下列反應(yīng)過程中的能量變更符合如圖所示的是 ()A.CH4的燃燒B.CaCO3的分解C.Mg和稀硫酸的反應(yīng)D.酸和堿的中和反應(yīng)【解析】選B。由圖可知,反應(yīng)物能量小于生成物能量,是吸熱反應(yīng),碳酸鈣分解是吸熱反應(yīng)。4.下列圖示變更為汲取能量的反應(yīng)的是 ()【解析】選A。A項(xiàng)中反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量,該反應(yīng)吸熱;B項(xiàng),反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,反應(yīng)放熱;C項(xiàng)釋放能量,不是化學(xué)反應(yīng);D項(xiàng)為釋放能量的反應(yīng)。【規(guī)律方法】任何化學(xué)反應(yīng)除遵循質(zhì)量守恒定律外,同樣也遵循能量守恒定律,不同形式的能量之間可以轉(zhuǎn)化,但總能量保持不變。反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)出來,即為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)?！炯庸逃?xùn)練】下列說法中正確的是 ()A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變更,其表現(xiàn)形式除熱能外還可能是光能和電能等B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變更不肯定遵循能量守恒定律C.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量可能相同D.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中,反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量【解析】選A?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變更肯定遵循能量守恒定律;物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變更,所以反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量肯定不同;在一個確定的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量(E1)與生成物的總能量(E2)之間的關(guān)系:E1>E2,化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng),E1<E2,化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。5.(2024·合肥高一檢測)化學(xué)家格哈德·埃特爾證明了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意圖如下:下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述中不正確的是 ()A.該過程表明在化學(xué)反應(yīng)中存在化學(xué)鍵的斷裂與形成B.在催化劑的作用下,反應(yīng)物的化學(xué)鍵變得簡單斷裂C.過程②需汲取能量,過程③則釋放能量D.常溫下該反應(yīng)難以進(jìn)行,是因?yàn)槌叵律晌锏幕瘜W(xué)鍵難以形成【解析】選D。由題圖可知,每3個氫氣分子和1個氮?dú)夥肿訑噫I得到原子,然后原子重新結(jié)合生成2個氨分子,A正確;催化劑能改變更學(xué)反應(yīng)的速率,合成氨的反應(yīng)在催化劑作用下,反應(yīng)速率加快,意味著反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成變得更簡單,B正確;化學(xué)鍵的斷裂須要汲取能量,而化學(xué)鍵的形成釋放能量,從題圖可看出②為化學(xué)鍵斷裂過程,③為化學(xué)鍵形成過程,C正確;化學(xué)鍵的斷裂須要汲取能量,所以該反應(yīng)在常溫下難以進(jìn)行,D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】已知在相同狀況下,同一化學(xué)鍵斷裂須要汲取的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說法正確的是 ()A.電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣,該反應(yīng)是一個放出能量的反應(yīng)B.水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時放出能量C.相同狀況下,反應(yīng)2SO2+O22SO3是一個放熱反應(yīng),則反應(yīng)2SO32SO2+O2是一個吸熱反應(yīng)D.氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出能量【解析】選C。由題意可以推想,假如一個反應(yīng)過程放出能量,那么使該反應(yīng)向反方向進(jìn)行則須要汲取能量,故C正確;另外氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出能量的反應(yīng),則與它們相反的反應(yīng):水、氯化氫和Al2O3的分解都應(yīng)當(dāng)是汲取能量的反應(yīng),故A、B、D錯誤。6.(2024·洛陽高一檢測)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變更如圖所示。下列說法不正確的是 ()A.反應(yīng)生成1molN2時轉(zhuǎn)移4mole-B.反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和C.N2O+NON2+NO2反應(yīng)放出139kJ的熱量D.斷鍵汲取能量之和小于成鍵釋放能量之和【解析】選A。N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的化學(xué)方程式為N2O+NON2+NO2,反應(yīng)生成1molN2時轉(zhuǎn)移2mole-,A不正確;依據(jù)圖示,反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和,B正確;由題圖知該反應(yīng)放出的熱量為139kJ,C正確;由于該反應(yīng)放熱,所以斷鍵汲取能量之和小于成鍵釋放能量之和,D正確。7.(2024·武漢高一檢測)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知:1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子汲取能量280kJ,斷裂1molF—F、S—F鍵需汲取的能量分別為160kJ、330kJ。則反應(yīng)S(s)+3F2(g)SF6(g)汲取或放出的熱量為 ()A.1780kJ B.1220kJC.450kJ D.430kJ【解析】選B。S(s)+3F2(g)SF6(g)的反應(yīng)過程中舊化學(xué)鍵斷裂汲取的能量為280kJ+160kJ×3=760kJ,新化學(xué)鍵形成放出的能量為330kJ×6=1980kJ,反應(yīng)放出(1980-760)kJ=1220kJ的能量,反應(yīng)放出的熱量為1220kJ。8.我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如圖。下列說法不正確的是 ()A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效變更反應(yīng)放出的熱量【解析】選D。由CO2和CH4制備CH3COOH的化學(xué)方程式為CO2+CH4CH3COOH,反應(yīng)中沒有副產(chǎn)物生成,所以總反應(yīng)的原子利用率為100%,A項(xiàng)正確;CH4分子中含有4個C—H鍵,而CH3COOH分子中含有3個C—H鍵,明顯CH4CH3COOH過程中必有C—H鍵發(fā)生斷裂,B項(xiàng)正確;視察反應(yīng)的示意圖可知,①→②過程中放出能量,且在此過程中形成了新化學(xué)鍵,即乙酸分子中的C—C鍵,C項(xiàng)正確;反應(yīng)熱量的變更取決于反應(yīng)物和產(chǎn)物的能量凹凸,催化劑無法變更反應(yīng)的熱效應(yīng),D項(xiàng)錯誤。二、非選擇題(本題包括2小題,共30分)9.(15分)(2024·濰坊高一檢測)如圖所示,把試管放入盛有25℃的飽和澄清石灰水的燒杯中,先放入試管中幾小塊鎂條,再用滴管滴入5mL稀鹽酸于試管中,試回答下列問題:(1)試驗(yàn)中視察到的現(xiàn)象是_________________。

(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的緣由是_________________。

(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式______________。

(4)由試驗(yàn)知,反應(yīng)中MgCl2溶液和H2的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)鎂條和鹽酸的總能量。

【解析】鎂條與稀鹽酸反應(yīng)的過程中鎂條漸漸溶解,有大量氣泡放出,且由于金屬與酸的反應(yīng)是放熱的,放出的熱量通過試管傳遞給飽和石灰水,飽和石灰水溫度上升溶解度下降而析出Ca(OH)2固體。該反應(yīng)過程中的離子方程式是Mg+2H+Mg2++H2↑。由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),可以推知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,所以MgCl2溶液和H2的總能量小于鎂條和鹽酸的總能量。答案:(1)鎂條上有大量氣泡產(chǎn)生;鎂條漸漸溶解;燒杯中析出固體(或燒杯中溶液變渾濁)(2)鎂條與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度上升而減小,故析出Ca(OH)2固體(3)Mg+2H+M+H2↑(4)小于10.(15分)(2024·信陽高一檢測)下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ):物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436依據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題:(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。

A.H2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下列氫化物中,最穩(wěn)定的是________。

A.HClB.HBrC.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?

__________________________。

(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時,________(填“放出”或“汲取”)的熱量最多的是______________。

(5)若無上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(4)嗎?________(填“能”或“不能”),你的依據(jù)是__

_________________。

【解析】破壞1mol物質(zhì)的化學(xué)鍵時所消耗的能量與相同條件下形成1mol該物質(zhì)的化學(xué)鍵時放出的能量相等,放出的能量越多,物質(zhì)本身具有的能量越低,分子越穩(wěn)定。形成1molH—H鍵時放出的能量最多,為436kJ;在氫化物中,形成1molH—Cl鍵時放出的能量最多,為432kJ;假設(shè)消耗1molH2,分別計(jì)算誕生成HCl、HBr、HI的三個反應(yīng)放出的熱量依次為185kJ、103kJ和9kJ。答案:(1)A(2)A(3)放熱反應(yīng)(4)放出Cl2(5)能元素的非金屬性越強(qiáng),生成的氫化物越穩(wěn)定,反應(yīng)放出的能量就越多(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)11.(2024·淄博高一檢測)依據(jù)如圖所示的反應(yīng)推斷下列說法中錯誤的是()A.CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B.該反應(yīng)的焓變大于零C.該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂,化學(xué)鍵斷裂汲取能量,化學(xué)鍵生成放出能量D.由該反應(yīng)可推出凡是須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)【解析】選D。因?yàn)樘妓徕}受熱分解是吸熱反應(yīng),CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量,焓變大于零,A、B項(xiàng)正確;C項(xiàng),在CaCO3中,Ca2+和C之間存在離子鍵,C中,C與O之間存在共價鍵,故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂,斷鍵汲取能量,成鍵放出能量,C項(xiàng)正確;須要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不肯定為吸熱反應(yīng),如碳的燃燒反應(yīng)就是放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯誤。12.(雙選)探討表明,化學(xué)反應(yīng)中能量變更的本質(zhì)是化學(xué)鍵的形成和斷裂過程中釋放和汲取能量。如圖表示反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的能量變更,下列有關(guān)說法中錯誤的是 ()A.圖中的①是指放出能量,②是指汲取能量B.圖示說明反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)是一個吸熱反應(yīng)C.圖示說明化學(xué)鍵的形成與斷裂是化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變更的根本緣由D.③中a為484【解析】選A、B。A項(xiàng),斷裂化學(xué)鍵汲取能量,形成化學(xué)鍵釋放能量,錯誤;B項(xiàng),由圖可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,應(yīng)為放熱反應(yīng),錯誤;D項(xiàng),a=1852-1368=484,正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共20分)13.(2024·菏澤高一檢測)化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成1mol化學(xué)鍵(或其逆過程)時釋放(或汲取)的能量。以下是部分共價鍵鍵能的數(shù)據(jù):H—S:364kJ·mol-1,S—S:266kJ·mol-1,SO:522kJ·mol-1,H—O:465kJ·mol-1。(1)試依據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面這個反應(yīng)的反應(yīng)熱:2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l)ΔH=-QkJ·mol-1,反應(yīng)產(chǎn)物中的S實(shí)為S8,實(shí)際分子是一個8元環(huán)狀分子(即),則Q=________。

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將aLH2S與bLSO2混合進(jìn)行上述反應(yīng),當(dāng)a>2b時,反應(yīng)放熱________kJ;當(dāng)a<2b時,反應(yīng)放熱________kJ。(用a、b表示)

【解析】(1)2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l),2molH2S中有4molH—S鍵,1molSO2中有2molSO鍵,3molS中有molS8,即3molS—S鍵,2molH2O中有4