《6.2.2 化学反应中能量变化原因　燃料的选择和氢能的利用》精准训练

精准训练6.2.1放热反应和吸热反应热化学方程式精准训练一、单选题1、下列示意图表示正确的是()A.甲图表示FeB.乙图表示碳的燃烧热C.丙图表示实验的环境温度20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4D.由丁图可知X、Y、Z的稳定性顺序为：Y<X<Z2、下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A.已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H>0，则金刚石比石墨稳定B.2H2C.H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJD.N2(g)+3H2(g)⇌3、反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、EA.三种物质中B最不稳定 B.A→B反应的活化能为E1C.B→C反应的ΔH=E4-4、下列叙述不正确的是A.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因B.酸碱中和反应一般是放热反应C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多D.因为石墨变成金刚石吸热。所以金刚石比石墨稳定5、下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是()A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.等质量的S(g)完全燃烧放出的热量小于S(s)C.白磷比红磷稳定D.CO(g)+H6、下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A.中和反应是放热反应B.H2C.化学键断裂放出能量D.反应物总能量与生成物总能量一定相等7、N2(g)与H2下列说法正确的是（）A.Ⅰ中破坏的均是非极性键B.Ⅳ是N2与H2反应生成C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为吸热过程D.合成氨的反应是吸热反应8、根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成A.N2g与O2B.2molO原子结合生成O2g时需要放出C.1molNOg分子中的化学键断裂时需要放出632kJD.1molN2和1molO2 9、化学反应A2+A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键可放出xkJ能量C.形成2molA—B键需要放出ykJ能量D.2molAB的总能量高于1molA2和10、下列说法正确的是()A.煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物B.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向C.化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化D.若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热11、已知某化学反应2B2A(g)=A2(g)+2B2(g)(BA.因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应一定需要加热才能发生B.该反应的ΔH=(C.由2molA(g)和4molB(g)形成1molA=A键和2molB—B键，放出E2D.该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和12、N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示，用、、分别表示N2、H2、NH3A.使用催化剂时，合成氨的反应放出的热量减少B.在该过程中，N2、H2断键形成N原子和C.在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的ND.合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量13、下列说法不正确的是A.由1molH2形成B.化学反应是放热还是吸热与反应的条件无关C.氢能、核能、化石燃料均是无污染的新能源D.“冰，水为之，而寒于水”，说明相同质量的水和冰，水的能量高14、我国提出到2060年实现“碳中和”的目标，下列化石能源处理技术对实现“碳中和”没有帮助的是()A.燃煤中添加石灰石，以消除SOB.燃煤的液化气化技术能够提高燃煤利用率C.减少化石燃料燃烧，制造氢能汽车D.开发风能发电机，减少燃煤发电15、下列说法不正确的是()A.生物质能来深于植物及其加工产品所贮存的能量，直接燃烧是利用方式之一B.石油的裂化与裂解都是化学变化，而煤的气化与液化是物理变化C.用高压氢气、氧气制作燃料电池是氢能源利用的一种重要方式D.化学反应过程中反应物的总能量小于生成物的总能量，往往伴随热量的吸收二、填空题1、本世纪，人类社会将逐渐步入氢经济时代．目前大规模产氢方式仍是化学制氢．I、催化重整制氢以甲醇为例，反应制氢气的一般途径有：CH3CH3已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；△H=-286kJ⋅moⅡ、金属置换制氢(1)研究表明，刚切割的金属表面具有很高的反应活性．当铝或铝合金在水中被切割或碾碎的时候，可以持续地释放出氢气．使用铝与水反应制氢气比使用其它活泼金属与水反应制氢气的优点有：①价廉，成本较低；②______．(2)利用天然气重整得到的CO、H2混合气对金属氧化物进行还原，然后将金属与水反应放出氢气，由此达成一个良性循环．根据高中所学的知识合理预测该金属单质，并写出该金属在加热的条件下与水蒸汽反应的化学方程式：______III、太阳能制氢：利用光能分解水必须要有催化剂的参与．下列有关催化剂的说法正确的是______A.使用高效催化剂分解水制得H2B.使用高效催化剂后常温下水可以自发分解C.硅胶具有多孔结构，有较大的表面积，常用做催化剂的载体D.对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率Ⅳ、配位氢化物制氢在硼氢化钠(NaBH4)将无水偏硼酸钠、氢化镁(MgH2)放入球磨设备中，通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa研磨0.52、能源是人类生存和发展的重要支柱。根据要求回答下列问题。(1)下列说法中错误的是________。A.都是清洁能源B.电能，H2C.煤和石油属于化石燃料，燃烧会产生温室气体D.氢能热值高，对环境无污染(2)我国目前使用的主要能源是化石燃料，近年来我国能源总消费量与人均能源消费量如图。①在我国，煤的消费量巨大，且煤属于不可再生能源，寻找新能源是能源研究的主要课题之一。下列不属于新能源的是________。A.太阳能B.氢能C.地热能D.海洋能E.生物质能F.石油G.天然气②己知，1kg煤大约放热2.9×104kJ。风能能量巨大，地球上一年可利用的风能相当于5×1014kw·h三、简答题1、(1)已知C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH>0，则稳定性：金刚石_______(填“>”“<”)石墨。(2)已知：2C(s)+22C(s)+则ΔH1_______(填“>”或“<”(3)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N①②写出气态肼和N2O4(4)25℃、101kPa时，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH=_______(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4(6)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH2、为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是________。(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为高级脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________。①生物柴油是可再生资源②可减少二氧化硫的排放③与普通柴油相比易分解④与普通柴油制取方法相同A.C.学而优·教有方PAGEPAGE1精准训练参考答案精准训练一、单选题1、下列示意图表示正确的是()A.甲图表示FeB.乙图表示碳的燃烧热C.丙图表示实验的环境温度20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4D.由丁图可知X、Y、Z的稳定性顺序为：Y<X<Z【答案】D【解析】A.图像表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应，而反应Fe2OB.图像表示的热化学方程式为2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔHC.如图所示，V2为20mL时温度最高，说明此时酸碱已经反应完毕，又实验中始终保持V1+V2=60mL，所以V1为40mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SD.物质所含能量越低越稳定，所以稳定性应有Y<X<Z，故D正确。2、下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A.已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H>0，则金刚石比石墨稳定B.2H2C.H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJ⋅moD.N2(g)+3H2(g)⇌2NH【答案】C【解析】A.该反应是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，因此石墨较稳定，故A错误；B.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则根据生成气态水的热化学方程式不能得出氢气的燃烧热，故B错误；C.此反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，则相同条件下，2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和，故C正确；D.合成氨是可逆反应，1.5molH2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成物，放出的热量应小于46.2kJ，故3、反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能A.三种物质中B最不稳定 B.A→B反应的活化能为E1C.B→C反应的ΔH=E4-【答案】C【解析】A.物质的总能量越低，越稳定，B的能量最高，最不稳定，故A正确；B.A→B反应的活化能为E1，故BC.B→C反应为放热反应，ΔH=E3-D.加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应的焓变，故D正确。故选C。4、下列叙述不正确的是A.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因B.酸碱中和反应一般是放热反应C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多D.因为石墨变成金刚石吸热。所以金刚石比石墨稳定【答案】D【解析】A.旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故A正确；B.中和反应为放热反应，所以只要是酸碱中和反应一定是放热反应，故B正确；C.等质量的硫蒸气和硫固体相比较，硫蒸气具有的能量多，因此完全燃烧硫蒸气放出的热量多，故C正确；D.因为石墨变成金刚石吸热，石墨的能量低，所以石墨比金刚石稳定，故D错误。故选D。5、下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是()A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.等质量的S(g)完全燃烧放出的热量小于S(s)C.白磷比红磷稳定D.CO(g)+H【答案】A【解析】A.由图可知金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；B.由图可知气态硫的能量高于固态硫，等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)，故B错误；C.由图可知白磷能量高于红磷，能量越低越稳定，红磷比白磷稳定，故C错误；D.由图可知反应物CO(g)+H2O(g)的能量总和高于生成物C故选A。6、下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A.中和反应是放热反应B.H2C.化学键断裂放出能量D.反应物总能量与生成物总能量一定相等【答案】A【解析】A项，酸碱发生中和反应放出热量，所以中和反应是放热反应，正确；B项，根据图示可知生成物的总能量比反应物的总能量高，所以图示表示吸热反应，而H2C项，化学键断裂时要吸收能量，错误；D项，任何反应都有热效应，因此，反应物总能量与生成物总能量一定不相等，错误。故选A。7、N2(g)与H2下列说法正确的是（）A.Ⅰ中破坏的均是非极性键B.Ⅳ是N2与H2反应生成C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为吸热过程D.合成氨的反应是吸热反应【答案】A【解析】A.Ⅰ中破坏的是N2、H2中的非极性键，B.Ⅳ过程是NH2和H反应生成NHC.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程中能量均降低，所以都是放热过程，C项错误；D.由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，所以合成氨的反应是放热反应，D项错误。故选A。8、根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况，判断下列说法正确的是A.N2g与O2B.2molO原子结合生成O2g时需要放出C.1molNOg分子中的化学键断裂时需要放出632kJD.1molN2和1molO2 完全反应生成【答案】B【解析】A.从反应可看出反应过程中吸收的能量大于放出的能量，故反应过程是吸热反应，故A错误；B.原子结合形成分子的过程是化学键形成过程，是放热过程，2molO原子结合生成O2(g)时需要放出498kJ能量，故C.形成2molNO放热2×632kJ能量，所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量，故C错误；D.焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，N2(g)+O故选B。9、化学反应A2+B2A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键可放出xkJ能量C.形成2molA—B键需要放出ykJ能量D.2molAB的总能量高于1molA2和【答案】C【解析】A.因反应物的能量高于生成物的能量，反应是放热反应，故A错误；B.因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，故B错误；C.因旧键的断裂吸收能量，由图可知断裂2molA-B键需要吸收ykJ能量，同样形成2molA—B键需要放出ykJ能量，故C正确；D.由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于故选C。10、下列说法正确的是()A.煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物B.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向C.化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化D.若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热【答案】C【解析】A.煤是多种复杂的有机物和无机物的混合物，并不是无机化合物，故A错误；B.利用化石燃料燃烧放出的热量使分解产生氢气耗能太多，且污染严重，故利用太阳能来开发氢能是研究方向，故B错误；C.任何反应均伴随着能量变化，而化学电源放电、植物的光合作用均为化学反应，故均伴随能量变化，故C正确；D.化学过程中断开化学键吸收的能量，形成化学键所放出的能量，故D错误。故选C。11、已知某化学反应2B2A(g)=A2(g)+2B2(g)(B2A,A.因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应一定需要加热才能发生B.该反应的ΔH=(C.由2molA(g)和4molB(g)形成1molA=A键和2molB—B键，放出E2D.该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和【答案】A【解析】A.由图像可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如八水合氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，故A错误；B.该反应焓变=断裂反应物化学键吸收热量-形成生成物化学键所放出热量，该反应为吸热反应，所以焓变为△H=+(E1-C.断裂化学键吸收热量，形成化学键放出能量，由图像可知，由2molA(g)和4molB(g)形成1molA=A键和2molB—B键，放出E2kJ能量，故D.反应是吸热反应，依据能量守恒可知，反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，即反应物的键能总和大于生成物的键能总和，故D正确。故选A。12、N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示，用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是A.使用催化剂时，合成氨的反应放出的热量减少B.在该过程中，N2、H2断键形成N原子和C.在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的ND.合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量【答案】B【解析】A.催化剂不会改变反应的热效应，即使用催化剂，合成氨反应放出的热量不会变化，故A错误;B.由图中可以知道，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子，然后生成2个氨分子，生成氨分子之前是氢原子和氮原子，故B正确；C.氨气是含有氮氢极性键构成的分子，在该过程中，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，故CD.合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，故D错误。故选B。13、下列说法不正确的是A.由1molH2形成B.化学反应是放热还是吸热与反应的条件无关C.氢能、核能、化石燃料均是无污染的新能源D.“冰，水为之，而寒于水”，说明相同质量的水和冰，水的能量高【答案】C【解析】A.依据化学键的概念可知，由1molH2形成2molH要吸收热量，故B.化学反应是放热还是吸热是化学物质的性质决定的，与反应的条件无关，故B正确；C.氢能是无污染的高效能源，而核能和化石燃料是有污染的能源，故C错误；D.依据物质的“三态”变化可得，相同质量的水和冰，水的能量高，故D正确。故选C。14、我国提出到2060年实现“碳中和”的目标，下列化石能源处理技术对实现“碳中和”没有帮助的是()A.燃煤中添加石灰石，以消除SOB.燃煤的液化气化技术能够提高燃煤利用率C.减少化石燃料燃烧，制造氢能汽车D.开发风能发电机，减少燃煤发电【答案】A【解析】A.燃煤中添加石灰石，以消除SO2对环境污染，但二氧化碳的量没有明显变化，对实现“碳中和”没有帮助，故B.煤液化后得甲醇，气化后得水煤气，所得产物更易充分燃烧，故能源的利用率更高，有利于实现“碳中和”目标，故B不选；C.减少化石燃料燃烧，制造氢能汽车，可减少化石燃料的使用，从而降低二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”目标，故C不选；D.开发风能发电机，减少燃煤发电，减少了化石燃料的利用，可降低二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”目标，故D不选。15、下列说法不正确的是()A.生物质能来深于植物及其加工产品所贮存的能量，直接燃烧是利用方式之一B.石油的裂化与裂解都是化学变化，而煤的气化与液化是物理变化C.用高压氢气、氧气制作燃料电池是氢能源利用的一种重要方式D.化学反应过程中反应物的总能量小于生成物的总能量，往往伴随热量的吸收【答案】B【解析】A.生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，所以生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，其主要利用形式有：直接燃烧、生物化学转化、热化学转换等，故A正确；B.通过石油的裂化、裂解可以得到小分子化合物，石油的裂化、裂解是化学变化；煤的气化利用煤与水蒸气反应产生的H2和CO，属于化学变化；煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或利用煤产生的H2和COC.用高压氢气、氧气制作燃料电池产物为水，无任何污染，所以是氢能源利用的一种重要方式，故C正确；D.反应物的总能量小于生成物的总能量时发生的反应是吸热反应，故D正确．故选B．二、填空题1、本世纪，人类社会将逐渐步入氢经济时代．目前大规模产氢方式仍是化学制氢．I、催化重整制氢以甲醇为例，反应制氢气的一般途径有：CH3CH3已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；△H=-286kJ⋅mol-1Ⅱ、金属置换制氢(1)研究表明，刚切割的金属表面具有很高的反应活性．当铝或铝合金在水中被切割或碾碎的时候，可以持续地释放出氢气．使用铝与水反应制氢气比使用其它活泼金属与水反应制氢气的优点有：①价廉，成本较低；②______．(2)利用天然气重整得到的CO、H2混合气对金属氧化物进行还原，然后将金属与水反应放出氢气，由此达成一个良性循环．根据高中所学的知识合理预测该金属单质，并写出该金属在加热的条件下与水蒸汽反应的化学方程式：______III、太阳能制氢：利用光能分解水必须要有催化剂的参与．下列有关催化剂的说法正确的是______A.使用高效催化剂分解水制得H2B.使用高效催化剂后常温下水可以自发分解C.硅胶具有多孔结构，有较大的表面积，常用做催化剂的载体D.对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率Ⅳ、配位氢化物制氢在硼氢化钠(NaBH4)将无水偏硼酸钠、氢化镁(MgH2)放入球磨设备中，通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa研磨0.5～【答案】CO；+131kJ/mol；当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止；3Fe+4H2O(g)  △   Fe【解析】I、为求得△H2还要知道CO的燃烧热，若其燃烧热为△H=一①CH②H③2CO(g)+O④CH根据盖斯定律可知，④=①-②+0.5×③，△H解得：△H故答案为：CO；+131kJ/mol；Ⅱ、(1)从反应是否容易控制解题，当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止，故答案为：当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止；(2)CO、H2混合气可还原铁，铁可与水反应生成氢气，故该金属为铁，故答案为：3Fe+4III、催化剂的载体常具有多孔结构，有较大的表面积，对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率，故答案为：CD；Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后，可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气，故答案为：NaBHNaBH4易被氧化，MgHI、根据△H可与热化学方程式同等倍数增大或减小解题；Ⅱ、(1)从反应是否容易控制解题；(2)CO、H2III、催化剂的载体常具有多孔结构，有较大的表面积，对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率；Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后，可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气；NaBH4易被氧化，本题考查热化学方程式的计算，物质的水解、化学反应方程式的书写等，难度适中．2、能源是人类生存和发展的重要支柱。根据要求回答下列问题。(1)下列说法中错误的是________。A.都是清洁能源B.电能，H2C.煤和石油属于化石燃料，燃烧会产生温室气体D.氢能热值高，对环境无污染(2)我国目前使用的主要能源是化石燃料，近年来我国能源总消费量与人均能源消费量如图。①在我国，煤的消费量巨大，且煤属于不可再生能源，寻找新能源是能源研究的主要课题之一。下列不属于新能源的是________。A.太阳能B.氢能C.地热能D.海洋能E.生物质能F.石油G.天然气②己知，1kg煤大约放热2.9×104kJ。风能能量巨大，地球上一年可利用的风能相当于5×1014kw·h的电能。试计算，一年的风能若能全部利用，可相当于节省【答案】(1)A(2)①FG②6.2×【解析】(1)A.化石燃料不是清洁能源，故A错误；B.从自然界直接获得的能源是一次能源，经过加工处理的是二次能源，电能，H2属于二次能源，水力是一级能源，故BC.煤和石油属于化石燃料，燃烧会产生温室气体，故C正确；D.氢能热值高，对环境无污染，故D正确。故选A。(2)①在我国，煤的消费量巨大，且煤属于不可再生能源，寻找新能源是能源研究的主要课题之一，下列不属于新能源的是石油和天然气，故答案为：FG；②己知，1kg煤大约放热2.9×104kJ。风能能量巨大，地球上一年可利用的风能相当于5×故答案为：6.2×10三、简答题1、(1)已知C(s，石墨)=C(