2.2.1 化學反應中能量變化的本質及轉化形式同步練2023-2024學年高一下學期化學魯科版（2019）必修2

高中化學必修2PAGEPAGE1第2節(jié)化學反應與能量轉化第1課時化學反應中能量變化的本質及轉化形式A組基礎對點練題組一化學反應中的能量變化1．(2019·河南林州一中高一期中)下列說法錯誤的是()A．任何化學反應都伴隨著能量變化B．化學反應中能量變化的大小與反應物的質量無關C．化學變化中的能量變化主要是由化學鍵變化引起的D．能量變化是化學反應的基本特征之一答案B解析化學反應的本質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵放出能量，所以能量變化是化學反應的基本特征之一，化學反應必然伴隨著能量變化，化學反應中能量變化的大小與反應物的質量有關，故B錯誤。2．“即食即熱型”快餐適合外出時攜帶和食用，其內層中有用鋁箔包裹的已加工好的真空包裝食品，外層有分別包裝的兩包化學物質，拉動預留在外的拉線使這兩種化學物質相互作用，放出的熱量便可對食物進行加熱。這兩包化學物質最合理的組合是()A．濃硫酸和水 B．生石灰和水C．熟石灰和水 D．硝酸銨和水答案B解析選項中只有濃硫酸與水、生石灰與水相互作用是明顯放熱的，但濃硫酸為腐蝕品，不適用于食物加熱，且濃硫酸與水混合所得的稀硫酸能與鋁箔反應，故不適用。3．下列說法正確的是()A．吸熱反應需要加熱才能發(fā)生B．放熱反應在常溫下就能進行C．化學反應就是將化學能轉化為熱能的反應D．反應是放熱還是吸熱與是否加熱沒有直接的關系答案D解析A項，有些吸熱反應不需要加熱就能發(fā)生，如檸檬酸與碳酸氫鈉的反應；B項，放熱反應在常溫下不一定發(fā)生，如木炭和氧氣的反應；C項，化學反應能量轉化除熱量外，還有光能等形式轉化，如Mg條燃燒；D項，反應是吸熱還是放熱和物質本身“貯存”的能量有關，和反應條件無直接關系，故選D。題組二化學鍵與反應中能量變化關系4．如圖是化學反應中物質變化和能量變化的示意圖。若E1＞E2，則下列反應符合該示意圖的是()A．NaOH溶液與稀鹽酸的反應B．鋅與稀鹽酸的反應C．消石灰與氯化銨固體的反應D．一氧化碳在空氣中的燃燒反應答案C解析若E1＞E2，則表明該反應吸收能量。A項的反應放出熱量；B項，鋅與稀鹽酸反應放出熱量；C項，消石灰與氯化銨固體反應吸收熱量；D項，燃燒反應放出熱量。5．(2018·廈門高一質檢)氫氣燃燒生成水蒸氣的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A．燃燒時化學能全部轉化為熱能B．斷開1mol氫氧鍵吸收930kJ能量C．相同條件下，1mol氫原子的能量為E1,1mol氫分子的能量為E2，則2E1＜E2D．該反應生成1mol水蒸氣時能量變化為245kJ答案D解析燃燒時化學能可轉化為熱能、光能等形式，故A項錯誤；由題圖可知，斷開2mol氫氧鍵吸收930kJ的能量，故B項錯誤；氫分子變成氫原子要吸收能量，所以2E1＞E2，故C項錯誤；該反應生成1mol水蒸氣時的能量變化為930kJ－436kJ－249kJ＝245kJ，故D項正確。6．最新報道，科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是()A．CO和O生成CO2是吸熱反應B．在該過程中，CO斷鍵形成C和OC．CO和O形成了含有共價鍵的CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程答案C解析A項，由圖知反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應，錯誤；B項，由圖示可知，反應過程不存在CO的斷鍵過程，錯誤；C項，由狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ可知，CO和O在催化劑表面形成CO2，正確；D項，狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O反應過程，錯誤。題組三化學能與能量轉化形式及應用7．反應A＋B→C(放熱反應)分兩步進行：①A＋B→X(吸熱反應)；②X→C(放熱反應)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是()答案D解析因為A＋B→C為放熱反應，則A和B的總能量大于C的總能量，故A、B錯誤；又A＋B→X為吸熱反應，故A和B的總能量小于X的總能量，X→C為放熱反應，X的總能量大于C的總能量，故排除C，選D項。8．關于吸熱反應和放熱反應，下列說法錯誤的是()A．放熱反應一定不需要加熱B．化學反應中的能量形式除熱量外，還可以是光能、電能等C．化學反應過程中的能量變化遵守能量守恒定律D．反應物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應答案A解析物質在發(fā)生化學變化時，既有物質變化，也有能量變化，化學反應中的能量除熱量外，還可以是光能、電能等形式，B項正確；化學反應過程中，能量不會憑空產生，也不會憑空消失，一種能量可以轉化為另一種能量，遵守能量守恒定律，C項正確；反應物的總能量高于生成物的總能量時，多余的能量會釋放出來，故發(fā)生的是放熱反應，D項正確。9．已知：①能量越低的物質越穩(wěn)定；②白磷轉化為紅磷是放熱反應。據此，下列說法中正確的是()A．在相同條件下，紅磷比白磷穩(wěn)定B．在相同條件下，白磷比紅磷穩(wěn)定C．紅磷和白磷的結構相同D．紅磷容易發(fā)生自燃而白磷不會自燃答案A解析白磷轉化成紅磷是放熱反應，紅磷的能量更低，紅磷更穩(wěn)定，故A項正確，B項錯誤；紅磷和白磷的結構不同，故C項錯誤；相同條件下，紅磷較白磷穩(wěn)定，紅磷不容易發(fā)生自燃而白磷容易自燃，故D項錯誤。10．如圖所示，在小試管里加入2g新制備的無水硫酸銅，把小試管套在具支試管內。在U形管內加入少量紅墨水。打開T形管螺旋夾，使U形管內兩邊的液面處于同一水平面。再夾緊螺旋夾，把水滴入小試管內，白色的無水硫酸銅完全變成藍色的五水硫酸銅晶體，可觀察到U形管右側的液面立即下降，左側的液面上升。(1)①寫出上述反應的化學方程式：________________________________________。②該反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。③參與反應的硫酸銅和水具有的總能量________(填“大于”或“小于”)生成的硫酸銅晶體的總能量。(2)如果U形管內兩邊的液面處于同一水平面后，在小試管內先加入Ba(OH)2·8H2O晶體，再加入NH4Cl固體，用玻璃棒不斷攪拌，則可觀察到U形管中的現象為________________________________________________________________________。答案(1)①CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O②放熱③大于(2)U形管右側液面上升，左側液面下降解析(1)滴入水后發(fā)生反應CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O，由現象U形管右側液面下降，左側液面上升，可知是具支試管內氣體受熱膨脹，壓強增大所致，所以此反應是放熱反應，參與反應的CuSO4和H2O的總能量大于生成的CuSO4·5H2O的總能量。(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，反應吸熱，導致具支試管內氣體壓強減小，U形管中右側液面上升，左側液面下降。B組綜合強化練1．(2019·安徽六安一中月考)下列對于反應中能量變化的表述正確的是()A．放熱反應中，反應物的總能量大于生成物的總能量B．斷開化學鍵的過程會放出能量C．任何化學反應過程中都可能伴隨能量變化D．氧化還原反應均為吸熱反應答案A解析斷開化學鍵要吸收能量；有些放熱反應也需要加熱，如木炭燃燒；氧化還原反應既可以是吸熱反應，也可以是放熱反應，如Mg與鹽酸反應生成H2和MgCl2，該反應是放熱反應。2．(2019·揚州中學期末)在研究物質變化時，可以從不同角度和層面來認識物質變化時所引起的化學鍵及能量變化，對N2＋3H22NH3(放熱反應)的理解錯誤的是()A．該反應物質變化的實質是斷裂了N≡N和H—H鍵，同時生成N—H鍵B．該反應為放熱反應，原因是反應物N2和H2的總能量大于生成物NH3的總能量C．該反應為放熱反應，因此放熱反應不需要條件，在常溫下就可以反應D．該反應能量變化的實質是斷裂舊鍵所吸收的總能量小于產生新化學鍵所釋放的總能量答案C解析化學反應物質變化和能量變化的本質都是舊化學鍵斷裂和新化學鍵的形成，故A、B、D都正確，放熱反應有時也需要條件，因為在一定條件下才能使舊化學鍵斷裂，從而引發(fā)反應，故C項錯誤。3．某反應由兩步反應A→B→C構成，它的反應能量曲線如圖，下列敘述正確的是()A．兩步反應均為吸熱反應B．三種物質中C最穩(wěn)定C．A與C的能量差為E4D．A→B的反應，反應條件一定要加熱答案B解析由圖像可知A物質能量低于B物質能量，B物質能量高于C物質能量，所以A→B為吸熱反應，B→C為放熱反應，A項錯誤；三種物質中C物質所具有的能量最低，最穩(wěn)定，B項正確；A與C所具有的能量差值為E4－(E1＋E3－E2)，C項錯誤；A→B為吸熱反應，但反應不一定需要加熱，D項錯誤。4．(2019·鄭州高一聯考)已知反應NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．圖中A→B的過程為放熱過程B．1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和C．該反應為氧化還原反應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的過程為吸熱過程，A項錯誤；反應物總能量高于生成物總能量，反應為放熱反應，即斷鍵吸收的能量低于成鍵放出的能量，則1molNO2和1molCO的鍵能總和小于1molNO和1molCO2的鍵能總和，B項錯誤；反應中C和N元素化合價發(fā)生變化，則該反應為氧化還原反應，C項正確；由題圖可知，反應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項錯誤。5．(2018·南昌校級期中)已知H＋H→H2，形成1molH2放出436kJ熱量，下列說法正確的是()A．氫氣分子中每個氫原子都達到8電子穩(wěn)定結構B．相同條件下，1molH2的能量比2molH的能量低C．1molH2轉化為2molH要放出436kJ熱量D．氫原子比氫氣分子更穩(wěn)定答案B解析氫氣分子中每個氫原子都達到2電子穩(wěn)定結構，A項錯誤；2molH放出能量生成1molH2，則1molH2的能量低于2molH的能量，B項正確，C項錯誤；氫原子沒有氫氣分子穩(wěn)定，D項錯誤。6．氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中，斷裂1molH2中的化學鍵消耗的能量為Q1kJ，斷裂1molCl2中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molHCl中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關系式中，正確的是()A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3答案DmolCl2中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ，則Cl—Cl鍵鍵能為Q2kJ·mol－1，形成1molHCl中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ，則H—Cl鍵鍵能為Q3kJ·mol－1，對于反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，反應物的總鍵能－生成物的總鍵能＝Q1kJ·mol－1＋Q2kJ·mol－1－2Q3kJ·mol－1＝(Q1＋Q2－2Q3)kJ·mol－1。由于氫氣在氯氣中燃燒是放熱反應，即(Q1＋Q2－2Q3)＜0，所以Q1＋Q2＜2Q3。7．在25℃、101kPa的條件下，斷裂1molH—H鍵吸收436kJ能量，斷裂1molCl—Cl鍵吸收243kJ能量，形成1molH—Cl鍵放出431kJ能量。則H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl的化學反應可用下圖表示：請回答下列問題：(1)反應物斷鍵吸收的總能量為________。(2)生成物成鍵放出的總能量為________。(3)判斷H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。(4)反應物的總能量________(填“＞”或“＜”)生成物的總能量。答案(1)679kJ(2)862kJ(3)放出(4)＞解析(1)斷裂舊化學鍵吸收的總能量應該是斷裂1molH—H鍵與1molCl—Cl鍵所吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。(2)形成新化學鍵放出的總能量應該是形成2molH—Cl鍵所放出的能量，即2×431kJ＝862kJ。(3)(4)由于反應物斷裂化學鍵吸收的總能量小于形成生成物化學鍵放出的總能量，所以H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl放出能量，即反應物的總能量大于生成物的總能量。8．下表中的數據是破壞1mol物質中的化學鍵所消耗的能量(單位：kJ)：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436(1)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________(填字母)。A．HClB．HBrC．HI(2)H2＋X2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸收能量的反應還是放出能量的反應：____________。(3)在相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與H2反應，當消耗的物質的量相同時，放出或吸收的能量最多的是________。答案(1)A(2)放出能量的反應(3)Cl2解析(1)破壞1molHX中的化學鍵所消耗的能量越多，說明HX越穩(wěn)定，由表中數據可判斷氫化物中最穩(wěn)定的為HCl。(2)H2＋