高中化学课时分层作业7化学能与热能新人教版必修2

课时分层作业(七) 化学能与热能
(建议用时：45分钟)
[学业达标练]
1．下列不属于新能源的是( )
A．水能B．太阳能
C．天然气D．沼气
C[天然气为化石能源，不属于新能源。

]
2．下列关于化学反应的说法中不正确的是( )
A．化学反应过程中一定有热量释放出来
B．化学反应的特征是有新物质生成
C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程
D．在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等
A[化学反应的本质特征是一定有新物质生成。

化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，或旧键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。

]
3．下列变化过程中，需要吸收能量的是( )
【导学号：43722020】A．H＋H―→H2B．H＋Cl―→HCl
C．Cl2―→Cl＋Cl D．H2＋O2―→H2O
C[形成化学键放热，断裂化学键吸热。

]
4．白磷、红磷是磷的两种同素异形体。

某温度下1 mol白磷转化为红磷放出29.2 kJ 的热量，则下列叙述正确的是( )
A．白磷比红磷稳定
B．红磷比白磷稳定
C．1 mol白磷比1 mol红磷含有的总能量低
D．红磷转化为白磷要放热
B[1 mol白磷转化为红磷放出29.2 kJ的热量，则1 mol红磷含有的总能量低，故红磷比白磷稳定，其转化为白磷要吸热。

]
5．下列说法正确的是( )
【导学号：43722020】A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化
C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程
A[任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D 项错误。

]
6.某学生用如图所示的装置进行化学反应X＋2Y―→2Z能量变化情况的研究。

当往试管中滴加试剂Y时，看到试管中甲处液面下降，乙处液面上升。

关于该反应的下列叙述正确的是( )
①该反应为放热反应
②反应物的总能量比生成物的总能量高
③该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来
A．①②③B．①③
C．②③D．③
A[根据液面变化可知广口瓶中气体压强增大，证明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量，也可认为“贮存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来，A 正确。

]
7．下列图示变化为吸热反应的是( )
A[A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是放热反应。

]
8．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。

如图所示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：
下列说法中正确的是( )
【导学号：43722020】A．1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C．通常情况下，N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
B[A．1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应吸收的能量为946 kJ＋498 kJ－2×632 kJ＝180 kJ，A错误；B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，B正确；C．在放电条件下N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)，C错误；D．NO不是酸性氧
化物，与NaOH溶液不反应，D错误。

]
9．某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是( )
【导学号：43722020】
A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．A与C的能量差为E4
D．AB反应，反应条件一定需要加热
B[根据反应能量曲线图可知，能量大小为B>A>C，故两步反应分别为吸热反应、放热反应，其中A、C的能量差为ΔH，C的能量最低，C最稳定，A、C错误，B正确；吸热反应不一定需要加热，D错误。

]
10．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图三套实验装置：
【导学号：43722020】
(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是________。

(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是________________，说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。

①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是__________________；
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水________________________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_______________；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是________。

(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。

方法①：选择上述装置________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________反应。

【解析】(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应。

(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。

(3)浓硫酸、硝酸铵溶于水有热效应，但不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。

【答案】(1)Ⅲ
(2)左端液面降低，右端液面升高放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱②可能是放热反应某些物质(如浓硫酸)溶于水放热，但不是放热反应③硝酸铵(或其他合理答案)
(4)Ⅰ(或Ⅱ)放热
11．工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。

【导学号：43722020】
(1)曲线Ⅰ 和曲线Ⅱ 分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。

该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化值是________kJ。

(2)选择适宜的催化剂________(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。

(3)推测反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)是______(填“吸热”或“放热”)反应。

【解析】(1)由题图知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，能量差值为510 kJ·mol－1－419 kJ·mol－1＝91 kJ·mol－1，则反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化值是1.5 mol×91 kJ·mol－1＝136.5 kJ。

(2)从图中可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变，即催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热。

(3)可逆反应的正反应是放热反应，则其逆反应为吸热反应。

【答案】(1)放热136.5 (2)不能(3)吸热
[冲A挑战练]
12．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。

在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。

下列关系式中正确的是( )
A．Q1＋Q2＜2Q3B．Q1＋Q2＞Q3
C．Q1＋Q2＜Q3D．Q1＋Q2＞2Q3
A[H2在Cl2中燃烧的反应为放热反应，可推知2Q3＞Q1＋Q2。

]
13．已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ，且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收能量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
C[设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。

首先写出化学反应方程式：2H2＋O22H2O，然后分析过程，2H—H＋OO2H—O—H，由过程可知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆
开2 mol H —H 键、1 mol OO 键，吸收的能量为(2x ＋496)kJ ；生成2 mol H 2O 形成4 mol H —O 键，放出的能量为4×463 kJ＝1 852 kJ ，依据能量守恒定律放出能量484 kJ ＝1 852 kJ －(2x ＋496)kJ ，即可求出x ＝436。

]
14．将V 1 mL 1.0 mol·L －1
HCl 溶液和V 2 mL 未知浓度的NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V 1＋V 2＝50 mL)。

请按要求填空：
【导学号：43722020】
(1)该实验表明此反应________(填“吸收”或“释放”)能量，即：________能可以转化为________能，通过图示分析可以得出：做该实验时，环境温度________(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃。

(2)根据图示计算该NaOH 溶液的浓度约是________mol·L －1。

【解析】 (1)当5 mL HCl 和45 mL NaOH 反应时，此时最终溶液的温度为22 ℃，所以做该实验时，环境温度应低于22 ℃。

(2)30 mL HCl 和20 mL NaOH 恰好完全反应，c (NaOH)＝30 mL×1.0 mol·L －120 mL
＝1.5 mol/L 。

【答案】 (1)释放 化学 热 低于 (2)1.5。