2.2.1 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式課時作業(yè)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

高中化學(xué)必修2PAGEPAGE1第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1課時化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式[學(xué)考練]1．下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B．灼熱的木炭與CO2反應(yīng)C．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)D．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)解析鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)、甲烷的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，不合題意；Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但元素的化合價無變化，是非氧化還原反應(yīng)，D項不合題意。答案B2．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)能量變化的敘述中正確的是()①如果反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)②只要是在點燃條件下進(jìn)行的反應(yīng)就一定是吸熱反應(yīng)③只要是在常溫常壓下進(jìn)行的反應(yīng)就一定是放熱反應(yīng)④燃燒反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)⑤化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)A．①④ B．①②③C．③⑤ D．④⑤解析②燃燒反應(yīng)和鋁熱反應(yīng)雖需點燃，但屬于放熱反應(yīng)。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。⑤C和CO2生成CO的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，而分解反應(yīng)通常是吸熱反應(yīng)。答案A3．在25℃，101kPa下，1mol的白磷(化學(xué)式為P4)完全燃燒放出的熱量比4mol的紅磷(化學(xué)式為P)完全燃燒放出的熱量多?；瘜W(xué)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(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷高B．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷低C．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷高D．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)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(zhì)量的白磷具有較高的能量，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷要放熱，反之要吸熱。答案D4．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯誤的是()A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著大量的能量B．綠色植物進(jìn)行光合作用時，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用D．吸熱反應(yīng)沒有利用價值解析任何反應(yīng)都有有利和不利的一面，如C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO是吸熱反應(yīng)，在鋼鐵冶煉中可以利用該反應(yīng)獲得更多的還原劑CO，故D項錯誤。答案D5．研究物質(zhì)變化時，人們可以從不同的角度、不同的層面來認(rèn)識物質(zhì)變化時所引起的化學(xué)鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯誤的是()A．金屬鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，體系的能量降低B．物質(zhì)燃燒可看作是儲存在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來C．氮氣分子內(nèi)部存在著很強(qiáng)的化學(xué)鍵，故通常情況下氮氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑D．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸收能量的反應(yīng)答案C6．下列能正確表示氫氣與氯氣反應(yīng)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(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)物斷鍵先吸收能量，總能量增大，然后形成化學(xué)鍵時放出能量。答案B7．為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．氫能源已被普遍使用C．氫氣不易貯存和運(yùn)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(yīng)，A錯誤；氫能源由于受貯存和運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?，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(jù)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(zhì)所具有的總能量大小關(guān)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(jù)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(yīng)是放熱反應(yīng)，則H2O的分解是吸熱反應(yīng)。答案C9．化學(xué)反應(yīng)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(yīng)是吸熱反應(yīng)B．?dāng)嗔?molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C．?dāng)嗔?molA—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(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，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(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，已知斷裂1mol化學(xué)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(xué)反應(yīng)A＋B=C＋D的能量變化情況，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置。當(dāng)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(yīng)________(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(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成________釋放出來。(4)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量。(5)寫出一個符合題中條件的化學(xué)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(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)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(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________。③實驗中觀察到的現(xiàn)象有________________________________________________________________________________________________________________和反應(yīng)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(xué)鍵②燃料燃燒③化合反應(yīng)④葡萄糖在體內(nèi)的氧化反應(yīng)⑤酸堿中和⑥炸藥爆炸(3)等質(zhì)量的下列物質(zhì)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(yīng)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(guān)系正確的是________(填編號)。①Q(mào)1＋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(yīng)；②氯化銨屬于銨鹽，能和強(qiáng)堿氫氧化鋇反應(yīng)生成氨氣、水以及氯化鋇，化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。③氯化銨和Ba(OH)2·8H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度降低能讓水結(jié)冰，導(dǎo)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(yīng)放熱，但有的化合反應(yīng)吸熱，如二氧化碳和碳反應(yīng)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(zhì)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(yīng)生成2molH2O，反應(yīng)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(yīng)放熱，則2Q1＋Q2＜4Q3。答案(1)①攪拌使混合物充分接觸并反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③玻璃片與燒杯之間結(jié)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(xué)反應(yīng)中，設(shè)反應(yīng)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(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)可用圖________(填“A”或“B”)表示。(2)若E1＜E2，則該反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)可用圖________(填“A”或“B”)表示。(3)太陽能的開發(fā)和利用是21世紀(jì)的一個重要課題。利用儲能介質(zhì)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(yīng)能量，從而使室溫得以調(diào)節(jié)。已知下列數(shù)據(jù)：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(zhì)的是________(填字母)。A．CaCl2·6H2O B．Na2SO4·10H2OC．Na2HPO4·12H2O D．Na2S2O3·5H2O解析(1)若反應(yīng)物的總能量E1大于生成物的總能量E2，則為放熱反應(yīng)。(2)若反應(yīng)物的總能量E1小于生成物的總能量E2，則為吸熱反應(yīng)。(3)選擇的物質(zhì)應(yīng)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(zhì)量的物質(zhì)吸收熱量應(yīng)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(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能：P—P：198kJ·mol－1、P—O：360kJ·mol－1