人教版必修2高一化学化学能与热能课后习题

1第二章化学反应与能量第一节化学能与热能基础巩固1下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A.化合反应一定是放热反应B.形成化学键时要吸收能量C.反应物的总能量与生成物的总能量一定相等D.化学反应中既有物质变化又有能量变化答案D解析化合反应不一定是放热反应;形成化学键时要放出能量;反应物的总能量与生成物的总能量不相等,才使反应表现为吸热或放热。2下列有关能量转化的说法错误的是()A.煤燃烧时化学能主要转化为热能B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程答案C解析煤燃烧时化学能主要转化为热能,A项正确;化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程,C项错误;植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,D项正确。3下列变化过程属于吸热反应的是()A.金属钠与水的反应B.氢气燃烧2C.浓硫酸的稀释D.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl(固体)混合答案D解析活泼金属与水(或酸)的反应、燃烧反应均为放热反应;浓硫酸溶于水为放热过程;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,D项正确。4有关能源的下列说法不正确的是()A.煤、石油、天然气均为化石能源B.化石能源是非可再生能源C.氢能是可再生能源D.氢能、核能均是无污染的高效能源答案D解析煤、石油、天然气均为非可再生的化石能源。氢能是可再生能源,由H2O的分解制取大量H2;氢能是一种环保能源,其燃烧的唯一产物是H2O,对环境无污染;从单位质量产生的能量来看,氢能又是一种高效能源。核能也是一种高效能源,但可能带来污染,因核反应堆的残渣中含有大量的放射性物质。5下列各图表示吸热反应的是()答案A解析反应过程中,首先拆开反应物中的化学键,吸收能量,能量升高,而后重新结合为生成物,该过程是放出能量,显然D项的能量变化过程恰好相反;C项两过程能量变化相等,这样的反应不存在;A项生成物的总能量比反应物的总能量高,说明该反应是吸热反应;B项生成物的总能量比反应物的总能量低,说明该反应是放热反应。6下列对化学反应的认识错误的是()A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质C.必然引起物质状态的变化D.必然伴随着能量的变化答案C3解析化学反应的实质是旧键断裂、新键形成,从而生成新的物质,同时伴随着能量变化,表现为吸热反应或放热反应,不一定引起物质状态变化。7肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N键为942、OO键为500、N—N键为154,则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658答案B解析利用图示可知1mol肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N键,4个N—H键,1个OO键,所以1×154kJ+4×E(N—H键)+1×500kJ=2218kJ,解得断裂1molN—H键所需的能量为391kJ。8某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2。如果把化学反应中能量的变化看成是物质内部的能量与热能之间进行的转变,则:(1)若E1E2,则该反应为热反应,该反应可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为能而被释放出来的过程。(2)若E1E2,则该反应为热反应。那么在发生化学反应时,反应物需要才能转化成生成物。该反应可看成是的过程。答案(1)放热(2)吸吸收能量热能转化为物质内部的能量而被“贮存”起来解析(1)反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量,则反应进行时,必然有外部能量参与到反应中来。9已知31g白磷转变为31g红磷释放能量。试回答:(1)上述变化属于(填“物理”或“化学”)变化。(2)31g白磷具有的能量(填“”或“”,下同)31g红磷具有的能量。(3)31g白磷完全燃烧释放出的能量31g红磷完全燃烧释放出的能量。答案(1)化学(2)(3)解析同素异形体之间的转化是化学变化。当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应释放能量。410某实验小组做了如下两个实验,装置如图:(1)实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是热反应。(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式:。(3)根据能量守恒定律,(a)中反应物的总能量应该生成物的总能量。答案(1)放吸(2)2Al+6H+2Al3++3H2↑(3)大于解析(1)(a)中温度升高,说明反应为放热反应;(b)中温度降低,说明反应为吸热反应。(3)(a)为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量。能力提升1下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是()A.铝片与稀硫酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C.灼热的木炭与CO2的反应D.甲烷在O2中的燃烧反应答案C解析A、D两项中的反应均是放热反应,B项中的反应不是氧化还原反应。2如右图所示的装置,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒,U形管中注有红色的水,将气球用橡皮筋紧缚在试管口,实验时将气球a中的Na2O2抖落到试管b的水中,将发生的现象是()A.U形管内水的红色褪去B.试管内溶液变红C.气球a被吹大D.U形管中水位不变答案C解析Na2O2抖落在试管b的水中后发生以下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,该反应产生的O2使气球a被吹大,放出的热量使锥形瓶中气体膨胀,导致U形管c端水位下降,d端水位上升。53已知反应X+YM+N为吸热反应,针对这个反应的下列说法中正确的是()A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量答案D解析吸热反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量,A项错误,D项正确;吸热反应不一定需要加热,B项错误;若从化学键的角度分析,吸热反应中旧键断裂时吸收能量多,新键形成时放出能量少,C项错误。4化学反应A2+B22AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是()A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键放出xkJ能量C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量答案C解析由图示知反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D两项错误;断键时吸收能量,B项错误。5常温、常压下将氢气和氧气混合在一起,即使过上几年,它们也不会化合生成水。然而只要给一个电火花,氢气就迅速与氧气反应生成水。反应过程中的能量变化如图A所示。对比图B中的情景,漫画中的羊提供给石头的“能量”相当于图A中的()A.E2B.E2-E1C.E3-E2D.E3答案C解析常温、常压下将氢气和氧气混合在一起,由于反应物所具有的能量低于发生反应所要求的最低能量,所以反应不会发生。只要给一个电火花,就使部分反应物分子获得了一定的能量(E3-E2),进而发6生反应,放出的热量又给其他反应物分子提供了能量,反应迅速进行下去,直到完成。这个(E3-E2)就相当于漫画中羊提供给石头的“能量”。6将V1mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是()A.做该实验时环境温度为22℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液中c(NaOH)约是1.00mol·L-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应答案B解析图像中曲线起点表明5mL1.00mol·L-1HCl溶液与(50-5)mL未知浓度NaOH溶液混合后的温度为22℃,而不是实验环境温度,A项错误;当30mL1.00mol·L-1HCl溶液与(50-30)mLNaOH溶液混合后温度达到最高点,说明反应放热且两者恰好反应完全,c(NaOH)=--=1.5mol·L-1,B项正确,C项错误;该实验不能说明其他有水生成的反应中的能量和温度变化,D项错误。★7最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到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反应的过程答案C7解析根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此正反应是放热反应,A项错误;根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中的CO没有断键生成C和O,B项错误;CO2中的共价键是不同的非金属元素之间形成的,因此是极性键,C项正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示的是CO与O形成CO2的过程,D项错误。★8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Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量/kJ243193151436568432366298根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.I2(2)下列氢化物中,最稳定的是。A.HFB.HClC.HBrD.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)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,放出或吸收的热量最多的是。答案(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2解析(1)(2)破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越大,则物质越稳定,物质所具有的能量越低。(3)(4)以氯元素为例计算,断开1molCl—Cl键和H—H键需吸收的能量:243kJ+436kJ=679kJ,而形成2molHCl放出的能量为2×432kJ=864kJ,所以在Cl2+H22HCl反应中放出864kJ-679kJ=185kJ的热量,同理可计算在Br2+H22HBr、I2+H22HI反应中分别放出103kJ、9kJ的热量。★9某化学反应中,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2。(1)若E1E2,则该反应可用图(填“A”或“B”)表示。(2)太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。①利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下,某种盐熔化,吸收热量;晚间熔盐释放出相应能量,从而使室温得以调节。已知下列数据:盐熔点/℃熔化吸热参考价格元CaCl2·6H2O29.037.3780~850Na2SO4·10H2O32.477.0800~9008Na2HPO4·12H2O36.1100.11600~2000Na2S2O3·5H2O48.549.71400~1800其中最适宜作储能介质的是(填字母)。A.CaCl2·6H2OB.Na2SO4·10H2OC.Na2HPO4·12H2OD.Na2S2O3·5H2O②右图是一种太阳能热水器的示意图,图中A是集热器,B是储水容器,C是供阴天时加热的辅助电热器。根据对水的密度的认识,你估计在阳光照射下水将沿(填“顺”或“逆”)时针方向流动。答案(1)A(2)①B②顺解析(1)一个反应是放热反应还是吸热反应,取决于反应物的总能量和生成物的总能量,如果反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应为放热反应,可以用图A来表示。(2)根据表中数据,综合考虑熔化吸热和价格因素,选择Na2SO4·10H2O比较合适。加热A处,水温升高,密度减小,热水往上走,所以水呈顺时针方向流动。