2018-2019学年高中化学 课时作业7 2.1 化学能与热能（含解析）新人教版必修2.doc

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课时作业7　化学能与热能 一、选择题 1．下列变化中，一定不存在化学能与热能相互转化的是(　　) A．木柴燃烧　　　　　　B．白磷自燃 C．燃放爆竹 D．干冰升华 【答案】　D 2．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 【解析】　化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，C正确。 【答案】　C 3．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是(　　) ①石墨不如金刚石稳定　②金刚石不如石墨稳定　③等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多　④等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【解析】　由石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。 【答案】　B 4．下列变化中属于吸热反应的是(　　) ①液态水汽化　②将胆矾加热变成白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A．①④ B．②③ C．①④⑤ D．②④ 【解析】　放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤，吸热反应为②④，液态水汽化是吸热过程，浓H2SO4稀释是放热过程，二者均为物理变化。 【答案】　D 5．参照反应Br＋H2―→HBr＋H的能量随反应过程变化的示意图(如下图所示)，下列叙述中正确的是(　　) A．反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 B．正反应为吸热反应 C．该反应的逆反应是吸热过程 D．从图中可以看出，HBr的能量一定高于H2的能量 【解析】　从示意图中可以看出，反应物Br＋H2先吸收117 kJmol－1能量，然后放出42 kJmol－1能量。由于总能量是守恒的，因此反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，则正反应是吸热反应，逆反应是放热反应，故A、C两项错误，B项正确。根据图中信息，不能看出HBr与H2的能量谁高谁低，D项错误。 【答案】　B 6．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知(　　) A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．该反应中，热能转化为产物内部的能量 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 【解析】　醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中反应物吸收能量，吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；NH4HCO3粉末与盐酸的反应是吸热反应，是各反应物的总能量低于各生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，D错误。 【答案】　B 7．断裂下列化学键需要吸收的能量分别为H—H键436 kJ/mol；F—F键153 kJ/mol；H—F键565 kJ/mol。下列说法正确的是(　　) A．H2与F2反应需要吸收能量 B．2 L HF气体分解成1 L H2和1 L F2吸收541 kJ的能量 C．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的能量小于541 kJ D．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量 【解析】　A项，1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol HF时，断裂旧化学键吸收的能量＝436 kJ＋153 kJ＝589 kJ，形成新化学键释放的能量＝2565 kJ＝1 130 kJ，因为吸收的能量小于释放的能量，故该反应过程会释放能量，错误；B项，依据题目提供的数据。可知2 mol HF气体分解成1 mol H2和1 mol F2时吸收541 kJ的能量，错误；C项，HF由气态变为液态时要放出能量，所以1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的能量大于541 kJ，错误；D项，H2与F2的反应是放热反应，说明在相同条件下，反应物的总能量大于生成物的总能量，正确。 【答案】　D 8．下列反应一定属于放热反应的是(　　) A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应 B．能量变化如图所示的反应 C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应 D．不需要加热就能发生的反应 【解析】　氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量多的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应。 【答案】　C 9．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)的反应过程中能量变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　) A．生成1 mol CH3OH(g)吸收91 kJ能量 B．用碳制备原料气CO、H2的反应属于放热反应 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．如果该反应生成液态CH3OH，则释放的热量更少 【解析】　A项，根据图示，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，错误；B项，碳与水蒸气在高温下反应生成CO、H2的反应属于吸热反应，错误；C项，根据图示可知正确；D项，CH3OH由气态变为液态要释放热量，故生成液态CH3OH时释放的热量更多，错误。 【答案】　C 10．下列关于能源的说法不正确的是(　　) A．物质的化学能可在不同条件下转变成热能、电能为人类所使用 B．太阳能能直接转化为化学能 C．全面推广利用氢能，禁止在任何条件下利用任何化石燃料 D．在西部和沿海地区兴建风力发电站，解决能源问题 【解析】　A项，物质燃烧将化学能转化为热能，原电池将化学能转化为电能，正确；B项，植物的光合作用就是将太阳能直接转化为化学能，正确；C项，禁止在任何条件下利用任何化石燃料是不现实的，错误；D项，风力发电是将风能转化为电能，解决能源问题，正确。 【答案】　C 二、非选择题 11．在25℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量，形成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示： 请回答下列有关问题： (1)反应物断键吸收的总能量为________。 (2)生成物成键放出的总能量为________。 (3)判断H2＋Cl2===2HCl反应是________(填“吸收”或“放出”)能量。 (4)反应物的总能量________(填“>”、“＝”或“<”)生成物的总能量。 【解析】　(1)反应物断键吸收的总能量应该是断裂1 mol H—H键与1 mol Cl—Cl键吸收的能量之和，即436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。 (2)生成物成键放出的总能量为2431 kJ＝862 kJ。 (3)、(4)由于吸收的总能量小于放出的总能量，所以反应放热即反应物的总能量大于生成物的总能量。 【答案】　(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)放出　(4)> 12．如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题： (1)实验中观察到的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)产生上述现象的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出有关反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。 【答案】　(1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体 (2)镁与盐酸反应产生H2，该反应放热，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于 13．在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)28H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题： (1)写出反应的化学方程式：________________。 (2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是__________________________________________。 (3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)______________________________________________________________________________。 (4)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？__________________________________(答出两种方案)。 (5)该反应在常温下就可进行，说明________________。 【解析】　本题考查了化学反应中的能量变化以及吸热反应、放热反应与反应条件的关系。以Ba(OH)28H2O与NH4Cl固体的反应为背景考查了分析问题、解决问题的能力和实验设计能力。反应放出或吸收的热量可以通过触觉感知，也可以通过温度计测量。 【答案】　(1)Ba(OH)28H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑ (2)使反应物充分混合，迅速发生反应，使体系的温度降低 (3)①反应物未进行快速搅拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氢氧化钡晶体已部分失水；④环境温度太高；⑤试剂用量太少；⑥氢氧化钡晶体未研成粉末(答案合理即可) (4)第一种方案：在烧杯中的反应物中插入温度计，通过测量，发现反应后温度计的示数下降，说明反应是吸热反应；第二种方案：用皮肤感受，感觉烧杯外壁很凉，说明此反应为吸热反应 (5)有的吸热反应不需要加热也可发生 14．某化学小组对“生石灰与水反应是显著放热反应”进行了实验探究，除用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案，实验装置如图所示。 (1)甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是__________________________，说明反应放热。 (下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去) (2)乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①)______________________，(接②)__________________，说明反应放热。 (3)丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中有适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是________________________________，说明反应放热，其原因是____________________________。 【解析】　(1)甲方案：用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙，并放出大量的热，故会看到小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生，温度计温度上升。 (2)乙方案：①氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙，反应会产生大量的热，导致带支管的试管中气压增大，所以会看到乙中接①时烧杯中有气泡产生，接②时细导管左边水柱下降，右边水柱上升。 (3)丙方案：生石灰与水反应放出了热量，使水蒸发，无水硫酸铜与水反应生成了蓝色硫酸铜晶体。 【答案】　(1)小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生；温度计温度上升 (2)有气泡产生　左边水柱下降，右边水柱上升 (3)无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量，使水蒸发