2020-2021学年新教材化学人教版必修第二册课时分层作业：第6章 第1节 第1课时化学反应与热能 Word版含解析

2020-2021学年新教材化学人教版必修第二册课时分层作业：第6章 第1节 第1课时化学反应与热能 Word版含解析

课时分层作业(八) 化学反应与热能 (建议用时：40 分钟) [合格过关练] 1．下列属于氧化还原反应且为吸热反应的是( ) A．C＋H2O(g)===== 高温 CO＋H2 B．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O C．Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ D．CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑ [答案] A 2．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行， 直至反应完全生成新物质硫化亚铁。此现象说明了( ) A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应 C．铁粉和硫粉在常温下可以发生反应 D．硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量 B [反应发生后停止加热，反应仍可持续进行说明反应为放热反应，A 错误， B 正确；反应需要加热才能发生，常温下不能进行，C 错误；反应是放热反应， 所以反应物的总能量高于生成物的总能量，D 错误。] 3．有专家指出，如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们 重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转 化为( ) A．化学能 B．热能 C．生物质能 D．电能 [答案] B 4．下列有关新能源的说法不正确的是( ) A．绿色植物通过光合作用将光能转化为生物质能 B．风能、太阳能是清洁能源 C．氢能目前难以被广泛利用的主要原因是其燃烧所放出的能量低于相同质量 的化石燃料 D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展 C [生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，绿色植物可以通过光 合作用将光能转化为生物质能，A 项正确；风能、太阳能属于可再生能源，无污 染，是清洁能源，B 项正确；氢气是一种热值很高的燃料，它燃烧时产生的能量 一般高于同质量的其他燃料，氢能目前难以被广泛利用的主要原因是开发利用技 术不成熟，C 项错误；开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展，D 项正 确。] 5．已知物质具有的能量越低越稳定。若反应 C(石墨) ===== 一定条件 C(金刚石)是吸 热反应，下列说法不正确的是( ) A．金刚石和石墨是不同的单质 B．金刚石和石墨可以相互转化 C．石墨比金刚石更稳定 D．相同质量的石墨比金刚石的能量高 D [金刚石、石墨的结构不同，都是由碳元素组成的不同单质，A 项正确； 金刚石和石墨是不同的物质，二者在一定条件下可以相互转化，B 项正确；C(石 墨) ===== 一定条件 C(金刚石)是吸热反应，故相同质量的石墨比金刚石的能量低，即石墨 比金刚石稳定，C 项正确，D 项错误。] 6．H2 在 Cl2 中燃烧的化学方程式为 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，已知在相同条 件下，有如图所示的能量变化，下列说法正确的是( ) A．H2、Cl2 和 HCl 分子中的化学键都是非极性键 B．1 mol H2 与 1 mol Cl2 的总能量小于 2 mol HCl 的总能量 C．1 mol H2 与 1 mol Cl2 反应生成 2 mol HCl 时，反应放出的能量为(2Q3－ Q1－Q2)kJ D．1 mol H2 与 1 mol Cl2 反应生成 2 mol HCl 的过程中(Q1＋Q2)＞2Q3 C [H2、Cl2 分子中的化学键是非极性键，HCl 分子中的化学键是极性键，A 项错误；根据反应 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)放出能量可知，1 mol H2 和 1 mol Cl2 的总能量一定大于 2 mol HCl 的总能量，B 项错误；由题给图示可知，断开 1 mol H—H 和 1 mol Cl—Cl 分别需要吸收 Q1 kJ、Q2 kJ 的能量，形成 1 mol H—Cl 放 出 Q3 kJ 的能量，则反应放出的能量为(2Q3－Q1－Q2)kJ，C 项正确；若反应过程 中(Q1＋Q2)＞2Q3，则反应吸收能量，与实际不符，D 项错误。] 7.如图所示，对于 A 生成 C 的反应，下列所得结论正确的是( ) A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 物质比 C 物质稳定 D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行 B [据图可知，反应物 A 的能量大于生成物 C 的能量，该反应为放热反应， 反应进行时，一定释放能量，A 错误，B 正确；A 物质的能量高于 C，则 A 不如 C 稳定，C 错误；放热反应并不一定很容易进行，也可能需加热等反应条件，D 错误。] 8．反应 A＋B―→C(放热反应)分两步进行： ①A＋B―→X(吸热反应)；②X―→C(放热反应)。 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( ) A B C D D [因总反应为放热反应，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，所以反 应②放出的热量比反应①吸收的热量多。选项 A，图中反应①为放热反应，反应 ②为吸热反应，且总反应为吸热反应，错误；选项 B，图中反应①和反应②均为 吸热反应，错误；选项 C，图中反应①和反应②均为放热反应，错误。] 9．已知反应 NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说 法正确的是( ) A．图中 A→B 的过程为放热过程 B．1 mol NO2 和 1 mol CO 的键能总和大于 1 mol NO 和 1 mol CO2 的键能总 和 C．该反应为氧化还原反应 D．1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)的总能量低于 1 mol NO(g)和 1 mol CO2(g)的 总能量 C [A 状态的能量低于 B 状态，则图中 A→B 的过程为吸热过程，A 错误； 反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键 放出的能量，则 1 mol NO2 和 1 mol CO 的键能总和小于 1 mol NO 和 1 mol CO2 的键能总和，B 错误；反应中 C 和 N 元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原 反应，C 正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则 1 mol NO2(g) 和 1 mol CO(g)的总能量高于 1 mol NO(g)和 1 mol CO2(g)的总能量，D 错误。] 10．为了研究化学反应 A＋B===C＋D 的能量变化情况，某同学设计了如图 所示装置。当向盛有 A 的试管中滴加试剂 B 时，看到 U 形管中甲处液面下降、乙 处液面上升。 试回答下列问题： (1)该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)反应物 A 和 B 的总能量比生成物 C 和 D 的总能量________(填“高”或 “低”)。 (3)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学 键形成放出的能量。 [解析] (1)当向盛有 A 的试管中滴加试剂 B 时，看到 U 形管中甲处液面下降、 乙处液面上升，说明集气瓶中空气受热膨胀，因此反应放出能量，即 A 与 B 的反 应是放热反应。(2)反应是放热反应，因此反应物 A 和 B 的总能量比生成物 C 和 D 的总能量高。(3)该反应是放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物 化学键形成放出的能量。 [答案] (1)放热 (2)高 (3)低 [素养培优练] 11．(双选)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)是合成甲醇(CH3OH)的反应，该反应过程的能量变 化如图所示，下列判断正确的是( ) A．CO(g)与 H2(g)反应生成 1 mol CH3OH(g)释放出 91 kJ 的能量 B．用碳制备原料气 CO、H2 的反应属于放热反应 C．反应物的总键能低于生成物的总键能 D．若该反应生成液态 CH3OH，则放出的能量更少 AC [由图可知，生成 1 mol CH3OH(g)放出 510 kJ－419 kJ＝91 kJ 的能量， A 项正确；碳与水蒸气反应制备 CO 和 H2 的反应属于吸热反应，B 项错误；反应 是放热反应，则反应物的总键能低于生成物的总键能，C 项正确；同种物质气态 时比液态时的能量高，则如果生成液态 CH3OH，则放出的能量更多，D 项错误。] 12．(素养题)化学反应 A2＋B2===2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确 的是( ) A．1 mol A2 和 1 mol B2 完全反应吸收(y－x)kJ 热量 B．断裂 1 mol A—A 键和 1 mol B—B 键放出 x kJ 的能量 C．断裂 2 mol A—B 键需要吸收 y kJ 的能量 D．2 mol AB 的总能量高于 1 mol A2 和 1 mol B2 的总能量 C [从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热 反应，1 mol A2 和 1 mol B2 完全反应放出(y－x)kJ 热量，A、D 项错误；断键时需 要吸收能量，B 项错误、C 项正确。] 13．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和 P4O6 的分子结 构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P 键：198 P—O 键：360 O===O 键：498，则依据反应 P4(白磷)＋3O2===P4O6，生成 1 mol P4O6 时的能量 变化为( ) A．吸收 1 638 kJ 的能量 B．放出 1 638 kJ 的能量 C．吸收 126 kJ 的能量 D．放出 126 kJ 的能量 B [由题意可知，生成 1 mol P4O6 时，断裂 1 mol P4(白磷)中 P—P 键和 3 mol O2 中 O===O 键共吸收 6 mol×198 kJ·mol－1＋3 mol×498 kJ·mol－1＝2 682 kJ 能 量，形成 1 mol P4O6 中 P—O 键放出 12 mol×360 kJ·mol－1＝4 320 kJ 能量，故生 成 1 mol P4O6 时共放出(4 320－2 682)kJ＝1 638 kJ 能量，B 正确。] 14．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ，氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收热量 496 kJ，水蒸气中 1 mol H—O 键形成时放出热量 463 kJ， 则氢气中 1 mol H—H 键断裂时吸收热量为( ) A．557 kJ B．436 kJ C．188 kJ D．920 kJ B [1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ，所以 1 mol H2 与1 2 mol O2 完全燃烧生成 1 mol 水蒸气时放出热量 242 kJ，该反应的热化学方程式为 H2(g) ＋1 2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1，设断裂 1 mol H—H 键吸收的热量为 x，则 2×463 kJ－1 2 ×496 kJ－x＝242 kJ，解得 x＝436 kJ。] 15．(素养题)人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太 阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，人们将适应“低碳经 济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是( ) A．研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明” B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应 C．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 D．石油和天然气都属于碳素燃料 A [菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A 错误；发展太阳能经济有 助于减缓温室效应，B 正确；太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，C 正确； 石油和天然气都属于碳素燃料，D 正确。] 16．(素养题)(1)20 世纪 30 年代，Eyring 和 Pzer 在碰撞理论的基础上提出化 学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应 物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是 NO2 和 CO 反应生成 CO2 和 NO 过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放 热”)反应，NO2 和 CO 的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2 和 NO 的总能量。 (2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol 石墨转化为金刚石，吸收 1.9 kJ 的热量。 ①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②石墨和金刚石相比，________能量高，________更稳定。 ③推测石墨与金刚石各 1 mol 在相同条件下燃烧，______放出的热量多。 [解析] (1)根据题中图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应 放热。(2)1 mol 石墨转化为金刚石，该反应吸收 1.9 kJ 的热量，属于吸热反应， 金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各 1 mol 在相同 条件下燃烧时金刚石放出的热量多。 [答案] (1)放热 大于 (2)①是 ②金刚石 石墨 ③金刚石