2018-2019學年高中化學 課時作業(yè)7 2.1 化學能與熱能（含解析）新人教版必修2.doc

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課時作業(yè)7　化學能與熱能 一、選擇題 1．下列變化中，一定不存在化學能與熱能相互轉化的是(　　) A．木柴燃燒　　　　　　B．白磷自燃 C．燃放爆竹 D．干冰升華 【答案】　D 2．下列對化學反應的認識錯誤的是(　　) A．會引起化學鍵的變化 B．會產生新的物質 C．必然引起物質狀態(tài)的變化 D．必然伴隨著能量的變化 【解析】　化學反應的本質是化學鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質生成，并伴隨著能量的變化，而化學變化中的反應物和生成物的狀態(tài)在反應前后可能相同，也可能不相同，C正確。 【答案】　C 3．石墨和金剛石都是碳的單質，石墨在一定條件下可以轉化為金剛石。已知12 g石墨完全轉化為金剛石時，要吸收a kJ的能量。下列說法中正確的是(　　) ①石墨不如金剛石穩(wěn)定?、诮饎偸蝗缡€(wěn)定?、鄣荣|量的石墨和金剛石完全燃燒，金剛石放出的能量多?、艿荣|量的石墨和金剛石完全燃燒，石墨放出的能量多 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【解析】　由石墨完全轉化為金剛石時吸熱，說明石墨的能量比金剛石低，石墨比金剛石更穩(wěn)定；同質量的石墨和金剛石完全燃燒時，消耗氧氣的量相同，生成同樣多的二氧化碳，由于金剛石的能量高，所以金剛石燃燒后放出的能量要多。 【答案】　B 4．下列變化中屬于吸熱反應的是(　　) ①液態(tài)水汽化?、趯⒛懙\加熱變成白色粉末?、蹪饬蛩嵯♂尅、苈人徕浄纸庵蒲鯕狻、萆腋磻墒焓? A．①④ B．②③ C．①④⑤ D．②④ 【解析】　放熱反應和吸熱反應都是化學反應。放熱反應為⑤，吸熱反應為②④，液態(tài)水汽化是吸熱過程，濃H2SO4稀釋是放熱過程，二者均為物理變化。 【答案】　D 5．參照反應Br＋H2―→HBr＋H的能量隨反應過程變化的示意圖(如下圖所示)，下列敘述中正確的是(　　) A．反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量 B．正反應為吸熱反應 C．該反應的逆反應是吸熱過程 D．從圖中可以看出，HBr的能量一定高于H2的能量 【解析】　從示意圖中可以看出，反應物Br＋H2先吸收117 kJmol－1能量，然后放出42 kJmol－1能量。由于總能量是守恒的，因此反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量，則正反應是吸熱反應，逆反應是放熱反應，故A、C兩項錯誤，B項正確。根據(jù)圖中信息，不能看出HBr與H2的能量誰高誰低，D項錯誤。 【答案】　B 6．將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知(　　) A．NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應 B．該反應中，熱能轉化為產物內部的能量 C．反應物的總能量高于生成物的總能量 D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 【解析】　醋酸逐漸凝固，說明NH4HCO3與鹽酸反應使醋酸的溫度降低，因此該反應為吸熱反應，A錯誤；吸熱反應中反應物吸收能量，吸收的能量轉化為產物內部的能量儲存在產物中，B正確；由于NH4HCO3和鹽酸的反應是吸熱反應，故反應物的總能量低于生成物的總能量，C錯誤；NH4HCO3粉末與鹽酸的反應是吸熱反應，是各反應物的總能量低于各生成物的總能量，而NH4HCO3僅是兩種反應物之一、NH4Cl僅是三種生成物之一，故無法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的結論，D錯誤。 【答案】　B 7．斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為H—H鍵436 kJ/mol；F—F鍵153 kJ/mol；H—F鍵565 kJ/mol。下列說法正確的是(　　) A．H2與F2反應需要吸收能量 B．2 L HF氣體分解成1 L H2和1 L F2吸收541 kJ的能量 C．1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol液態(tài)HF放出的能量小于541 kJ D．在相同條件下，1 mol H2與1 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量 【解析】　A項，1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol HF時，斷裂舊化學鍵吸收的能量＝436 kJ＋153 kJ＝589 kJ，形成新化學鍵釋放的能量＝2565 kJ＝1 130 kJ，因為吸收的能量小于釋放的能量，故該反應過程會釋放能量，錯誤；B項，依據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)?？芍? mol HF氣體分解成1 mol H2和1 mol F2時吸收541 kJ的能量，錯誤；C項，HF由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時要放出能量，所以1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol液態(tài)HF放出的能量大于541 kJ，錯誤；D項，H2與F2的反應是放熱反應，說明在相同條件下，反應物的總能量大于生成物的總能量，正確。 【答案】　D 8．下列反應一定屬于放熱反應的是(　　) A．氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應 B．能量變化如圖所示的反應 C．化學鍵斷裂吸收的能量比化學鍵形成放出的能量少的反應 D．不需要加熱就能發(fā)生的反應 【解析】　氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應屬于吸熱反應；生成物的總能量比反應物的總能量多的反應為吸熱反應；化學鍵斷裂吸收的能量比化學鍵形成放出的能量少的反應為放熱反應；不需要加熱就能發(fā)生的反應可能為吸熱反應，也可能為放熱反應。 【答案】　C 9．利用含碳化合物合成新燃料是發(fā)展低碳經濟的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的反應過程中能量變化情況如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．生成1 mol CH3OH(g)吸收91 kJ能量 B．用碳制備原料氣CO、H2的反應屬于放熱反應 C．反應物的總能量大于生成物的總能量 D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則釋放的熱量更少 【解析】　A項，根據(jù)圖示，反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應是放熱反應，錯誤；B項，碳與水蒸氣在高溫下反應生成CO、H2的反應屬于吸熱反應，錯誤；C項，根據(jù)圖示可知正確；D項，CH3OH由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)要釋放熱量，故生成液態(tài)CH3OH時釋放的熱量更多，錯誤。 【答案】　C 10．下列關于能源的說法不正確的是(　　) A．物質的化學能可在不同條件下轉變成熱能、電能為人類所使用 B．太陽能能直接轉化為化學能 C．全面推廣利用氫能，禁止在任何條件下利用任何化石燃料 D．在西部和沿海地區(qū)興建風力發(fā)電站，解決能源問題 【解析】　A項，物質燃燒將化學能轉化為熱能，原電池將化學能轉化為電能，正確；B項，植物的光合作用就是將太陽能直接轉化為化學能，正確；C項，禁止在任何條件下利用任何化石燃料是不現(xiàn)實的，錯誤；D項，風力發(fā)電是將風能轉化為電能，解決能源問題，正確。 【答案】　C 二、非選擇題 11．在25℃、101 kPa的條件下，斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量，形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化學反應可用下圖表示： 請回答下列有關問題： (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＋Cl2===2HCl反應是________(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。 【解析】　(1)反應物斷鍵吸收的總能量應該是斷裂1 mol H—H鍵與1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量之和，即436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。 (2)生成物成鍵放出的總能量為2431 kJ＝862 kJ。 (3)、(4)由于吸收的總能量小于放出的總能量，所以反應放熱即反應物的總能量大于生成物的總能量。 【答案】　(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)放出　(4)> 12．如圖所示，把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5 mL鹽酸于試管中。試回答下列問題： (1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)產生上述現(xiàn)象的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)寫出有關反應的離子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)由實驗推知，MgCl2溶液和H2的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。 【答案】　(1)鎂片上有大量氣泡產生；鎂片逐漸溶解；燒杯中析出晶體 (2)鎂與鹽酸反應產生H2，該反應放熱，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2晶體 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于 13．在一個小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)28H2O]，將小燒杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向燒杯內加入約10 g氯化銨晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題： (1)寫出反應的化學方程式：________________。 (2)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是__________________________________________。 (3)如果實驗中沒有看到“結冰”現(xiàn)象，可能的原因是(答出三個或三個以上原因)______________________________________________________________________________。 (4)如果沒有看到“結冰”現(xiàn)象，我們還可以采取哪些方式來說明該反應吸熱？__________________________________(答出兩種方案)。 (5)該反應在常溫下就可進行，說明________________。 【解析】　本題考查了化學反應中的能量變化以及吸熱反應、放熱反應與反應條件的關系。以Ba(OH)28H2O與NH4Cl固體的反應為背景考查了分析問題、解決問題的能力和實驗設計能力。反應放出或吸收的熱量可以通過觸覺感知，也可以通過溫度計測量。 【答案】　(1)Ba(OH)28H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑ (2)使反應物充分混合，迅速發(fā)生反應，使體系的溫度降低 (3)①反應物未進行快速攪拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氫氧化鋇晶體已部分失水；④環(huán)境溫度太高；⑤試劑用量太少；⑥氫氧化鋇晶體未研成粉末(答案合理即可) (4)第一種方案：在燒杯中的反應物中插入溫度計，通過測量，發(fā)現(xiàn)反應后溫度計的示數(shù)下降，說明反應是吸熱反應；第二種方案：用皮膚感受，感覺燒杯外壁很涼，說明此反應為吸熱反應 (5)有的吸熱反應不需要加熱也可發(fā)生 14．某化學小組對“生石灰與水反應是顯著放熱反應”進行了實驗探究，除用手觸摸試管壁感覺發(fā)熱外，還設計了下列幾個可行性方案，實驗裝置如圖所示。 (1)甲方案：將溫度計與盛放有生石灰的小試管用橡皮筋捆綁在一起，放入有水的小燒杯中，用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水，看到的現(xiàn)象是__________________________，說明反應放熱。 (下列裝置中支撐及捆綁等儀器已略去) (2)乙方案：將盛放有生石灰的小試管插入帶支管的試管中，支管接①或②，用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水，看到的現(xiàn)象是(接①)______________________，(接②)__________________，說明反應放熱。 (3)丙方案：用膠頭滴管向盛放有生石灰且?guī)еЧ艿脑嚬苤械渭铀?，支管接的導管中有適量無水硫酸銅粉末，看到的現(xiàn)象是________________________________，說明反應放熱，其原因是____________________________。 【解析】　(1)甲方案：用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水，氧化鈣可以和水反應生成氫氧化鈣，并放出大量的熱，故會看到小試管中固體變成乳狀，同時有大量水蒸氣產生，溫度計溫度上升。 (2)乙方案：①氧化鈣可以和水反應生成氫氧化鈣，反應會產生大量的熱，導致帶支管的試管中氣壓增大，所以會看到乙中接①時燒杯中有氣泡產生，接②時細導管左邊水柱下降，右邊水柱上升。 (3)丙方案：生石灰與水反應放出了熱量，使水蒸發(fā)，無水硫酸銅與水反應生成了藍色硫酸銅晶體。 【答案】　(1)小試管中固體變成乳狀，同時有大量水蒸氣產生；溫度計溫度上升 (2)有氣泡產生　左邊水柱下降，右邊水柱上升 (3)無水硫酸銅粉末變藍色 水和生石灰反應放出熱量，使水蒸發(fā)