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)第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式練習(xí)含解析魯科版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE11第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變更的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式夯實(shí)基礎(chǔ)輕松達(dá)標(biāo)1.下列說(shuō)法正確的是()A.凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)B.C(石墨,s)C(金剛石,s),反應(yīng)中既沒(méi)有電子的得失也沒(méi)有能量的變更C.干冰升華時(shí),二氧化碳分子中的共價(jià)鍵不斷裂D.伴有能量變更的過(guò)程,都是化學(xué)變更答案C解析經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不肯定是吸熱反應(yīng),反應(yīng)是否吸熱與反應(yīng)條件無(wú)關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;C(石墨,s)C(金剛石,s)反應(yīng)中沒(méi)有電子的得失,但是有能量的變更,既不放熱也不吸熱的化學(xué)反應(yīng)是不存在的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;干冰升華時(shí)只發(fā)生了物理變更,變更的是分子間的距離,二氧化碳分子中的共價(jià)鍵不發(fā)生斷裂,C項(xiàng)正確;伴有能量變更的過(guò)程,不肯定都是化學(xué)變更,如水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列圖示變更為吸熱反應(yīng)的是()答案A解析反應(yīng)物總能量低于生成物總能量的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),A正確;反應(yīng)物總能量高于生成物總能量屬于放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;濃硫酸溶于水放熱,C錯(cuò)誤;鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣,屬于放熱反應(yīng),D錯(cuò)誤。3.(2024山東新泰二中高一月考)下列敘述錯(cuò)誤的是()A.鈉單質(zhì)與氯氣反應(yīng)后,體系的能量降低,穩(wěn)定性增加B.放熱反應(yīng)起先時(shí)肯定不須要加熱C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí),則反應(yīng)釋放能量D.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成答案B解析Na與Cl2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),金屬鈉與氯氣的總能量高于氯化鈉的總能量,鈉單質(zhì)與氯氣反應(yīng)后體系的能量降低,穩(wěn)定性增加,故A正確;一些放熱反應(yīng)起先時(shí)也須要加熱,如H2的燃燒,故B錯(cuò)誤;反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)釋放能量,故C正確;化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,且伴隨能量變更,故D正確。4.已知Zn與稀硫酸發(fā)生反應(yīng):Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,則下列關(guān)于該反應(yīng)的敘述不正確的是()A.該反應(yīng)中舊鍵斷裂須要汲取能量,新鍵形成需放出能量,所以總能量不變B.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)肯定發(fā)生能量變更C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量答案A解析斷裂化學(xué)鍵汲取能量,生成化學(xué)鍵會(huì)釋放能量,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中肯定伴隨著能量的變更,故A錯(cuò)誤;一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成過(guò)程,舊的化學(xué)鍵斷裂須要汲取能量,新化學(xué)鍵的形成放出能量,故發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)肯定伴隨能量變更,B正確;從題給反應(yīng)分析,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故C正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故D正確。5.將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸,反應(yīng)猛烈,醋酸漸漸凝固。由此可知()A.NH4HCO3與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂汲取的能量少答案B解析醋酸漸漸凝固說(shuō)明反應(yīng)汲取熱量導(dǎo)致醋酸溶液溫度降低,即NH4HCO3與HCl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;因反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即汲取的熱量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量,B項(xiàng)正確;因反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則反應(yīng)后生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂汲取的能量多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2024安徽合肥八中高一網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)段考)已知反應(yīng)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)的能量變更如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中A→B的過(guò)程為放熱過(guò)程B.1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和C.該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)D.1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量答案C解析A狀態(tài)的能量低于B狀態(tài),則圖中A→B的過(guò)程為吸熱過(guò)程,A錯(cuò)誤;反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),即斷鍵汲取的能量小于成鍵放出的能量,則1molNO2和1molCO的鍵能總和小于1molNO和1molCO2的鍵能總和,B錯(cuò)誤;反應(yīng)中C和N元素化合價(jià)發(fā)生變更,則該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C正確;由題圖可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,則1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量高于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量,D錯(cuò)誤。7.(2024河南鶴壁高級(jí)中學(xué)高一段考)H2與O2發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程用模型圖示如下(“—”表示化學(xué)鍵),下列說(shuō)法不正確的是()A.過(guò)程Ⅰ是吸熱過(guò)程B.該反應(yīng)過(guò)程全部舊化學(xué)鍵都斷裂,且形成了新化學(xué)鍵C.過(guò)程Ⅲ肯定是放熱過(guò)程D.該反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能答案D解析過(guò)程Ⅰ是分子中的化學(xué)鍵斷裂形成原子,屬于吸熱過(guò)程,故A正確;過(guò)程Ⅰ中全部的舊化學(xué)鍵斷裂,過(guò)程Ⅲ為新化學(xué)鍵形成的過(guò)程,故B正確;過(guò)程Ⅲ為新化學(xué)鍵形成的過(guò)程,是放熱過(guò)程,故C正確;H2和O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),該化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物的能量不能全部轉(zhuǎn)化為熱能,故D錯(cuò)誤。8.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的放熱反應(yīng)的視察裝置。其試驗(yàn)操作步驟如下:①按圖所示將試驗(yàn)裝置連接好;②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水或品紅溶液,打開(kāi)T形管活塞,使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面,再關(guān)閉T形管活塞;③在盛有1.0g氧化鈣的小試管里滴入2mL左右的蒸餾水,視察現(xiàn)象。試回答:氧化鈣與水的反應(yīng)(1)試驗(yàn)前必需進(jìn)行的一步試驗(yàn)操作是。

(2)試驗(yàn)中視察到的現(xiàn)象是。

(3)說(shuō)明CaO和H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系:。

(4)若該試驗(yàn)中將CaO換成NaCl,試驗(yàn)還能否視察到相同現(xiàn)象?(填“能”或“否”)。

答案(1)檢查裝置的氣密性(2)U形管里的液體左邊下降,右邊上升(3)1molCaO和1molH2O的能量之和大于1molCa(OH)2的能量(4)否解析(1)該試驗(yàn)原理是利用氣壓變更導(dǎo)致某些試驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生,所以試驗(yàn)之前肯定要檢查裝置的氣密性。(2)CaO和水反應(yīng)放出熱量,使大試管中空氣膨脹,內(nèi)部壓強(qiáng)增大,導(dǎo)致U形管里的液體左邊下降,右邊上升。(3)CaO+H2OCa(OH)2,依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象可知,氧化鈣與水之間的反應(yīng)是放熱反應(yīng),1molCaO和1molH2O的能量和大于1molCa(OH)2的能量。(4)氯化鈉和水混合后,能量的變更很不明顯,試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)幾乎不變,不會(huì)出現(xiàn)明顯現(xiàn)象。提升實(shí)力跨越等級(jí)1.冬天用煤爐取暖時(shí)要預(yù)防發(fā)生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的產(chǎn)生主要是因?yàn)槊籂t中發(fā)生了以下反應(yīng):CO2+C2CO。試分析下列有關(guān)敘述不正確的是()A.C在O2足夠時(shí),發(fā)生的反應(yīng)主要是放熱反應(yīng)B.煤燃燒時(shí)吹入的氧氣越多越好C.CO2+C2CO這一反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)D.煤燃燒時(shí),反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,所以放出熱量答案B解析C在O2足夠時(shí)反應(yīng)生成二氧化碳,發(fā)生的反應(yīng)主要是放熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;氧氣過(guò)多時(shí)會(huì)帶走部分熱量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2+C2CO這一反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),C項(xiàng)正確;煤燃燒時(shí),反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,所以放出熱量,D項(xiàng)正確。2.(雙選)利用含碳化合物合成新燃料是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要方法,已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是合成甲醇(CH3OH)的反應(yīng),該反應(yīng)過(guò)程的能量變更如圖所示,下列推斷正確的是()A.CO(g)與H2(g)反應(yīng)生成1molCH3OH(g)釋放出91kJ的能量B.用碳制備原料氣CO、H2的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)C.反應(yīng)物總鍵能低于生成物的總鍵能D.若該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH,則放出的能量更少答案AC解析由圖可知,生成1molCH3OH(g)放出510kJ-419kJ=91kJ的能量,A項(xiàng)正確;碳與水蒸氣反應(yīng)制備CO和H2的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)是放熱反應(yīng),則反應(yīng)物總鍵能低于生成物的總鍵能,C項(xiàng)正確;同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)比液態(tài)時(shí)的能量高,則假如生成液態(tài)CH3OH,則放出的能量更多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線(xiàn)激光技術(shù)視察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下:下列說(shuō)法正確的是()A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B.在該過(guò)程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程答案C解析本題通過(guò)圖像考查CO與O反應(yīng)的機(jī)理。由于反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;由圖示可看出,在反應(yīng)過(guò)程中,CO中的化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂,B錯(cuò)誤;在CO2分子中,只含有CO極性鍵,C正確;由圖示可知,該過(guò)程為CO與O的反應(yīng)而不是CO與O2的反應(yīng),D錯(cuò)誤。4.科學(xué)家已獲得了氣態(tài)N4分子,其結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示)。已知斷裂1molN—N鍵汲取167kJ能量,斷裂1molN≡N鍵汲取942kJ能量,下列說(shuō)法正確的是()A.N4屬于一種新型的化合物B.N4(g)4N(g)的過(guò)程中釋放1002kJ能量C.1molN4轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要汲取882kJ能量D.N4和N2互為同素異形體,N4轉(zhuǎn)化為N2屬于化學(xué)變更答案D解析N4屬于一種新型的單質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;N4(g)4N(g)的過(guò)程中汲取能量為6×167kJ=1002kJ,B項(xiàng)錯(cuò)誤;1molN4轉(zhuǎn)化為N2時(shí)能量變更為2×942kJ-6×167kJ=882kJ,即放出882kJ能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;N4和N2均是氮元素形成的單質(zhì),互為同素異形體,N4轉(zhuǎn)化為N2屬于化學(xué)變更,D項(xiàng)正確。5.常溫下,1mol化學(xué)鍵分解成氣態(tài)原子所須要的能量用E表示,結(jié)合下表中信息推斷下列說(shuō)法不正確的是()共價(jià)鍵H—HF—FH—FH—ClH—IE/(kJ·mol-1)436157568432298A.表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H—F鍵B.1molH2(g)與1molF2(g)生成2molHF(g)放出25kJ的能量C.432kJ·mol-1>E(H—Br)>298kJ·mol-1D.1molH2(g)分解成2molH(g)需汲取436kJ的能量答案B解析表中鍵能最大的共價(jià)鍵是H—F鍵,故最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H—F鍵,A項(xiàng)正確;1molH2(g)與1molF2(g)反應(yīng)生成2molHF(g),放出的能量為(568×2-436-157)kJ=543kJ,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Br的非金屬性介于Cl和I之間,故432kJ·mol-1>E(H—Br)>298kJ·mol-1,C項(xiàng)正確;由題中信息可知,1molH2(g)分解生成2molH(g)需汲取436kJ的能量,D項(xiàng)正確。6.(2024湖北天門(mén)、仙桃、潛江高二期末聯(lián)考)下列試驗(yàn)現(xiàn)象不能說(shuō)明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)肯定是放熱反應(yīng)的是()選項(xiàng)ABCD反應(yīng)裝置試驗(yàn)現(xiàn)象試管中生石灰和水混合后,A處紅色水柱下降反應(yīng)起先后,針筒活塞向右移動(dòng)溫度計(jì)的水銀柱不斷上升飽和石灰水變渾濁答案B解析A處紅色水柱下降,可知瓶?jī)?nèi)空氣受熱溫度上升,說(shuō)明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A不符合題意;Zn與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,氫氣可使針筒活塞向右移動(dòng),不能充分說(shuō)明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),故B符合題意;溫度計(jì)的水銀柱不斷上升,說(shuō)明中和反應(yīng)放出熱量,由此可知相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),故C不符合題意;飽和石灰水變渾濁,則有氫氧化鈣固體析出,而氫氧化鈣的溶解度隨溫度的上升而降低,說(shuō)明鎂條與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),故D不符合題意。7.甲烷和氫氣都是清潔能源?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫(xiě)出甲烷的電子式:,1molCH4含molC—H鍵,1molCH4斷鍵形成1molC和4molH須要(填“放出”或“汲取”)1660kJ的能量,則1molC—H鍵的鍵能為kJ·mol-1。

(2)氫氣在氧氣中燃燒生成水蒸氣的能量變更如圖所示,M表示(填“反應(yīng)物”或“生成物”)的總能量,該反應(yīng)中氫氣和氧氣的總能量(填“>”或“<”)水蒸氣的總能量。

答案(1)HH4汲取415(2)反應(yīng)物>解析(1)甲烷中碳原子通過(guò)四對(duì)共用電子對(duì)與氫原子形成甲烷分子,其電子式為HH。拆開(kāi)化學(xué)鍵須要汲取能量,1mol甲烷有4molC—H鍵,故1molC—H鍵的鍵能為1660kJ·mol-1÷4=415kJ·mol-1。(2)氫氣和氧氣的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng),故反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,M表示反應(yīng)物。8.氫氣是一種志向的汽車(chē)新能源,發(fā)展氫能汽車(chē)的關(guān)鍵是氫氣的制備及儲(chǔ)存技術(shù)。制備氫氣通常有下列方法:①電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑;②高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑;③太陽(yáng)光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑;④自然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2。(1)最為節(jié)能的方法是(填序號(hào))。

(2)從化學(xué)鍵斷裂與形成的角度分析方法①②③反應(yīng)產(chǎn)生等物質(zhì)的量的H2,消耗的能量是否相同(填“相同”或“不同”),理由是。

(3)破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵須要汲取436kJ能量;破壞mol氧氣中的化學(xué)鍵須要汲取249kJ的能量;形成水分子中的1molH—O鍵能夠釋放463kJ能量。下圖表示氫氣和氧氣反應(yīng)過(guò)程中能量的變更。a.請(qǐng)將圖中①②③的能量變更的數(shù)值,填在下邊的橫線(xiàn)上。①kJ②kJ

③kJ

b.生成27g水蒸氣放出的熱量為kJ。

答案(1)③(2)相同反應(yīng)①②③中反應(yīng)物的總能量相等,生成物的總能量也相等,則反應(yīng)消耗的能量相同(3)a.①1370②1852③482b.361.5解析(1)視察幾種方法,不難發(fā)覺(jué)反應(yīng)①②④會(huì)消耗電能或熱能。而反應(yīng)③是在催化劑作用下,利用取之不盡的太陽(yáng)能,故反應(yīng)③是最為節(jié)能的方法。(2)反應(yīng)①②③都是通過(guò)分解H2O獲得H2,產(chǎn)生等物質(zhì)的量的H2時(shí)消耗的H2O的量也相等,破壞化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵的量也分別相同,故消耗的能量也相同。(3)a.①中2molH2、1molO2生成H、O原子汲取能量為2×436kJ+2×249kJ=1370kJ。②中H、O原子生成2molH2O(g)釋放出的能量為4×463kJ=1852kJ。③表示2molH2與1molO2完全反應(yīng)生成2molH2O(g)釋放的能量為1852kJ-1370kJ=482kJ。b.生成27g(物質(zhì)的量為1.5mol)水蒸氣釋放的熱量為×482kJ=361.5kJ。貼近生活拓展創(chuàng)新★請(qǐng)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)學(xué)問(wèn),填寫(xiě)下列空白。(1)在Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl晶體反應(yīng)的試驗(yàn)中:反應(yīng)物混合后需用玻璃棒快速攪拌,其目的是,該反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(2)下列過(guò)程中不肯定釋放能量的是(請(qǐng)?zhí)罹幪?hào))。

A.形成化學(xué)鍵B.燃料燃燒C.化合反應(yīng)D.葡萄糖在體內(nèi)的氧化反應(yīng)E