2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量1化学能与热能课时评价含解析新人教版必修2

PAGE10-化学能与热能(40分钟70分)一、选择题(本题7小题,每小题6分,共42分)1.新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。下列属于新能源的是 ()A.氢气B.煤炭C.自然气D.石油【解析】选A。煤炭、自然气、石油为化石能源,不属于新能源。【加固训练】1.生命活动与化学反应休戚相关,下列反应中能量变更与其他不同的是 ()①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓硫酸稀释④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥电离A.②③④⑤B.②③④C.②⑤D.①③⑤【解析】选C。①液态水变成水蒸气,须要汲取热量,但为物理变更,故不符合题意;②酸碱中和反应是放热反应,故符合题意;③浓硫酸稀释放出大量的热,但不属于化学反应,故不符合题意;④NaOH溶于水放出大量的热,但不属于化学反应,故不符合题意;⑤燃烧是放热反应,故符合题意;⑥弱电解质的电离是吸热反应,但不肯定属于化学变更,故不符合题意。2.(2024·郑州高一检测)如图所示的是1molNO2与足量的CO完全反应生成CO2和NO过程中的能量变更。A、B、C、D四个图中能够表示出CO2+NONO2+CO的能量变更示意图的是 ()【解析】选C。CO2+NONO2+CO过程中,旧键断裂汲取的能量为E2,新键形成放出的能量为E1,应选C。2.环境爱护是目前人类面临的一项重大课题。为应对燃料运用造成的环境污染,科学家提出了利用太阳能促进燃料循环运用的构想,其构想可用如图表示:其中过程Ⅰ的主要反应为①2CO22CO+O2,②2H2O2H2↑+O2↑,③2N2+6H2O4NH3+3O2,④2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,⑤CO2+2H2OCH4+2O2。下列说法中不正确的是 ()A.过程Ⅱ中发生的反应均为放热反应B.太阳能最终主要转化为热能C.经过上述一个循环后放出O2D.实现上述循环,当前须要解决的关键问题是过程Ⅰ【解析】选C。过程Ⅱ中发生的反应为燃烧反应,均为放热反应,A正确;太阳能最终主要转化为热能,B正确;经过一个循环后不会产生新物质,C错误;要实现题述循环,当前须要解决的关键问题是过程Ⅰ,D正确。3.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中,然后向小烧杯中加入盐酸,反应猛烈,醋酸渐渐凝固。下列说法正确的是 ()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中,热能转化为产物内部的能量C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.NH4HCO3的能量肯定低于NH4Cl的能量【解析】选B。醋酸渐渐凝固,说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低,因此该反应为吸热反应,A错误;吸热反应中反应物汲取能量,汲取的能量转化为生成物内部的能量储存在生成物中,B正确;吸热反应的反应物总能量低于生成物的总能量,C错误;NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应,无法得出NH4HCO3的能量肯定低于NH4Cl的能量的结论,D错误。4.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变更的示意图如图,用、、分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是 ()A.运用催化剂,合成氨反应放出的热量削减B.在该过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3D.合成氨反应中,反应物断键汲取的能量大于生成物形成新键释放的能量【解析】选B。运用催化剂不变更反应物与生成物的状态,所以放出的热量不变,A错误;在反应过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子,B正确;在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的NH3,C错误;由图示可知,合成氨反应中,反应物断键汲取的能量小于生成物形成新键释放的能量,D错误。5.反应A+BC是放热反应,该反应分两步进行:①A+BX是吸热反应,②XC是放热反应。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变更的是 ()【解析】选D。因总反应为放热反应,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,所以反应②放出的热量比反应①汲取的热量多。反应A+BC为放热反应,A、B错误;反应①为吸热反应,C错误;D正确。【加固训练】已知2A(g)B(g)是放热反应,下列关于2A(g)B(g)和2A(g)B(l)能量变更示意图正确的是 ()【解析】选B。2A(g)B(g)为放热反应,则反应物的能量和大于生成物的能量和,解除C和D选项;气体物质的能量比液体物质的能量高,B正确。6.在瓷盘中用细沙堆成一座小山,山顶留一个坩埚大小的圆坑,在坑中堆放高锰酸钾粉末5g,顶上压一小槽,在高锰酸钾的四周,堆放研细的10克重铬酸铵粉末,用滴管滴1～2滴甘油在高锰酸钾的小槽里,片刻就能看到紫红色的火焰喷出,接着又有很多绿色的“火山灰”喷出来,下列有关上述反应中的能量变更相识错误的是 ()A.高锰酸钾和甘油发生反应并放出大量的热B.重铬酸铵受热分解产生的气体受热膨胀喷射出来C.高锰酸钾和甘油发生反应的能量变更如图D.放热反应肯定不须要加热就能进行【解析】选D。放热反应也有可能须要加热才能进行。【加固训练】如图所示,将少量液体X加入烧瓶中,视察到气球渐渐膨胀。下表中液体X和固体Y的组合,不符合题意的是 ()①②③④X水水稀硫酸水Y硝酸铵氢氧化钠氯化钠生石灰A.①③ B.②④C.①② D.③④【解析】选A。将少量液体X加入烧瓶中,视察到气球渐渐膨胀,这说明烧瓶内压强增大,则X和Y反应有气体产生或者二者混合后放热,温度上升。硝酸铵溶于水吸热,①不符合题意;氢氧化钠溶于水放热,②符合题意;稀硫酸和氯化钠不反应,③不符合题意;生石灰与水反应生成氢氧化钙,同时放热,④符合题意。7.已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)须要汲取11kJ的能量,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别须要汲取436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需汲取的能量为 ()A.299kJB.598kJC.149.5kJD.587kJ【解析】选A。依据反应中能量变更等于反应物键能减去生成物键能可知:2×EH—I-436kJ-151kJ=11kJ,得EH—I=299kJ。二、非选择题(本题包括2小题,共28分)8.(12分)下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。物质Cl2Br2I2H2HClHBrHI键能(kJ·mol-1)243193151436432298299依据上述数据回答下列问题:(1)下列物质本身具有的能量最低的是。

A.H2B.Cl2C.Br2D.I(2)下列氢化物中最不稳定的是。

A.HCl B.HBr C.HI D.HF(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是

(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出的热量最多的是。

(5)1molHCl完全分解生成molH2(g)和molCl2(g)时,(填“汲取”或“放出”)的能量为kJ。

【解析】(1)键能越大,本身的能量越低。(2)氢化物中最不稳定的是HI。(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是放热反应。(4)当消耗等物质的量的氢气时,放出的热量最多的是Cl2。(5)依据1molHCl断裂须要汲取432kJ能量,形成molH2(g)和molCl2(g)共放出(436+243)kJ=339.5kJ,所以该反应汲取的能量大于放出的能量,该反应吸热,应汲取432kJ-339.5kJ=92.5kJ。答案:(1)A(2)C(3)放热(4)Cl2(5)汲取92.59.(16分)(1)某同学做如下试验,以检验反应中的能量变更。①在试验中发觉反应后(a)中温度上升,由此可以推断(a)中反应是热反应;(b)中温度降低,由此可以推断(b)中反应是热反应。

②写出铝与盐酸反应的离子方程式

。

③依据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应当(填“低于”“高于”或“等于”)生成物的总能量。

(2)化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变更如图所示,请回答下列问题:①该反应(填“汲取”或“放出”)能量。

②反应过程中断裂的化学键为,(填“汲取”或“放出”)的能量为;形成的化学键为,(填“汲取”或“放出”)的能量为。

③E2=或(用A、C或E1、E3表示)。

【解析】(1)①反应后(a)中温度上升,(b)中温度降低,说明(a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应。②铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑。③(b)中反应为吸热反应,依据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应低于生成物的总能量。(2)①由于反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。②反应过程中断裂的化学键为1molN≡N键和3molH—H键,汲取的能量为E1;形成的化学键为6molN—H键,放出的能量为E3。③E2是物质A到物质C的能量变更,所以E2=A-C,E2也是E3与E1的差,E2=E3-E1。答案:(1)①放吸②2Al+6H+2Al3++3H2↑③低于(2)①放出②N≡N、H—H汲取E1N—H放出E3③A—CE3-E1(20分钟30分)一、选择题(本题2小题,每小题7分,共14分)10.(2024·西安高一检测)科学家用X射线激光技术视察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是 ()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【解析】选C。由题图可知,状态Ⅲ的能量低于状态Ⅰ的能量,因此该过程放热,A错误;由题图可知,该过程中CO的化学键没有断开,B错误;CO与O生成的CO2具有极性共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程,D错误。11.常温下1mol化学键分解成气态原子所须要的能量用E表示。依据表中信息推断下列说法错误的是 ()共价键H—HF—FH—FH—ClH—IE(kJ·mol-1)436157568432299A.299kJ·mol-1<E(H—Br)<432kJ·mol-1B.表中最稳定的是HFC.对于H2(g)2H(g)须要汲取436kJ能量D.反应H2(g)+F2(g)2HF(g)放出25kJ热量【解析】选D。E(H—Br)应介于E(H—Cl)和E(H—I)之间,A正确;H—F共价键的键能最大,故HF最稳定,B正确;共价键断裂要汲取能量,故H2(g)2H(g)须要汲取436kJ能量,C正确;反应H2(g)+F2(g)2HF(g)的热量变更为断键时汲取436kJ+157kJ=593kJ,形成H—F键时放出2×568kJ=1136kJ,所以该反应放出1136kJ-593kJ=543kJ热量,D错误。【加固训练】已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,且氧气中1molOO键完全断裂时汲取能量496kJ,水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH—H键断裂时汲取的能量为 ()A.920kJB.557kJC.436kJD.188kJ【解析】选C。设1molH—H键断裂时汲取的能量为xkJ。首先写出化学反应方程式2H2+O22H2O,然后分析反应过程可知,2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应当拆开2molH—H键、1molOO键,汲取的能量为(2x+496)kJ;生成2molH2O时形成4molH—O键,放出的能量为4×463kJ=1852kJ,依据能量守恒定律放出能量484kJ=1852kJ-(2x+496)kJ,即可求出x=436。二、非选择题(本题包括1小题,共16分)12.(1)某硝酸厂处理尾气中NO的方法:催化剂存在时用H2将NO还原为N2。已知:则1molN2和2mol水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的过程(填“汲取”或“放出”)kJ能量。

(2)下列反应中,属于放热反应的是,属于吸热反应的是。

①物质燃烧;②节日放鞭炮;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炙热的炭层;⑤Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;⑥铁粉与稀盐酸反应。(3)在放射“神舟”七号的火箭推动器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:反应N2H4(液态)+2H2O2(液态)N2(气体)+4H2O(气体)放出641.6kJ热量;又知1mol液态水转化为1mol水蒸气,