苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 化学反应中的热第2课时课后作业题

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 化学反应中的热第2课时课后作业题，共15页。
一、化学反应中能量变化的原因
1．化学反应中能量变化与化学键的关系
(1)化学反应过程
(2)化学反应中能量变化的原因
2．化学反应中能量的决定因素(宏观辨识)
(1)化学反应的两大基本特征：物质种类发生变化和能量发生变化。
(2)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的本质原因。
(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热( )
(2)相同条件下形成1 ml H—Cl键放出的能量与断开1 ml H—Cl键吸收的能量相等( )
(3)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化( )
(4)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程( )
(5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
1．已知N2(g)和O2(g)反应生成2 ml NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如下图所示。
根据图示回答下列问题：
(1)该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。
(2)1 ml NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收____ kJ能量。
(3)断裂1 ml N≡N吸收的能量x值为________。
答案 (1)低于 (2)632 (3)946
解析 根据图示，断裂旧化学键所吸收能量为(x＋498)kJ，形成新化学键所释放能量为2×632 kJ＝1 264 kJ，每生成2 ml NO(g)所吸收能量为180 kJ，因此有180 kJ＝(x＋498)kJ－1 264 kJ，故x为946。
2．磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在25 ℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：
(1)红磷转化为白磷属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是________(填“白磷”或“红磷”，下同)。
(3)31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是________，二者更稳定的是________。
答案 (1)吸热 (2)白磷 (3)白磷 红磷
物质稳定性的因素
物质的化学键越牢固，断裂时需要吸收的能量越多，形成时释放的能量越多，物质具有的能量越低，物质越稳定。
二、燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景
1．热值
已知下列几种燃料的热值：
其热化学方程式分别为
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－396 kJ·ml－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－896 kJ·ml－1
③H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1
④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 380 kJ·ml－1
(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是④>②>①>③。
(2)完全燃烧等质量的上述物质，放出热量的大小顺序是③>②>①>④。
(3)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJ·g－1。
2．常规能源
(1)现阶段人类获取热能的主要途径是物质的燃烧；使用最多的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)。
(2)化石燃料获取能量面临的问题
①储量有限，短期内不可再生。
②影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、氮氧化物(NOx)、CO等是大气污染物的主要来源。
(3)节能减排的措施
①节约现有的能源，尤其是减少作为燃料的煤和石油的开采。
②提高燃料的使用效率。
③积极开发优质的新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、水能和氢能等。
3．氢燃料的应用前景
(1)能源特点
(2)氢能开发利用的困难与解决方法
①困难：能耗高、储存和运输困难等。
②方法：
a．在光分解催化剂存在条件下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制氢气。
b．利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。
c．发现和应用贮氢材料，解决氢气的储存和运输问题。
(3)氢燃料的应用实例
①作人造卫星和运载火箭的燃料。
②作混合动力有轨电车的燃料。
③氢燃料电池。
4．太阳能及其利用
被吸收的太阳能eq \(――――→,\s\up7(化学反应),\s\d5(1))化学能eq \(――――→,\s\up7(化学反应),\s\d5(2))热能、光能或电能
(1)太阳能转化为化学能
①物质转化：
在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。
②化学反应：6CO2(g)＋6H2O(g)eq \(――→,\s\up7(光),\s\d5(叶绿素))C6H12O6(s)＋6O2(g)。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能
①物质转化：
动物摄入体内的淀粉能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出热，供给生命活动的需要。
②化学反应：(C6H10O5)n＋nH2Oeq \(――→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6；
C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。
③能量转化：化学能―→热能。
(3)太阳能的利用
(1)氢气的热值较高，是目前主要的能源( )
(2)煤经气化转化为煤气是物理变化( )
(3)我国目前使用燃料效率不高，而且引起的污染大( )
(4)利用太阳光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段( )
(5)将太阳能转化为热能是目前太阳能应用最广泛的形式( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
小明的爸爸是一名出租车司机，为倡导“绿水青山就是金山银山”这一理念，小明回到家和爸爸进行了一番争论。
小明认为：现在空气污染比较严重，应将汽车燃料改用新能源，或者污染较小的燃料。
小明的爸爸认为：现在城市污染不是很严重，新能源汽车价格高，续航能力差，不经济，汽油作燃料性价比高，适合长时间运行。
为了说服爸爸，小明又给爸爸展示了三张图片。
图2 常用车用燃料热值及价格
最后小明的爸爸赞同了小明的观点，决定将汽油改为天然气。
(1)小明鼓励爸爸，将汽油改为天然气的目的是_________________________________
________________________________________________________________________。
提示 节约石油资源，减少对空气的污染，天然气作燃料性价比相对较高。
(2)结合图3，对于能源的选择，请你再提一条符合小明的目的的建议：________________________________________________________________________。
提示 为减少化石能源对环境的影响，可以大力开发利用新能源，如太阳能、风能、水能、氢能等。
(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措，下列做法有助于能源“开源节流”的是________(填字母)。
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生
答案 acd
1．(2020·山东泰安高一期末)已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．2H→H2过程中形成的化学键是共价键
B．相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低
C．2H→H2过程中形成1 ml新化学键放出437.6 kJ的能量
D．1 ml H2离解成2 ml H要放出437.6 kJ热量
答案 D
解析 A对，H2分子中含有共价键，故2H→H2过程中形成共价键；B对，由图可知，H原子变成H2放出能量，则相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低；C对，由图可知，2H→H2过程中，形成1 ml H—H键要放出437.6 kJ能量；D错，1 ml H2离解成2 ml H原子，要断裂H—H键，故要吸收437.6 kJ能量。
2．(2020·四川遂宁高一期末)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化
C．该反应先发生物质变化后发生能量变化
D．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
答案 B
解析 A错，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应；B对，Zn和HCl溶液反应生成ZnCl2和H2，是放热反应，符合图示能量变化；C错，化学反应过程中，物质变化和能量变化同时发生；D错，该反应是放热反应，断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量。
3．(2020·怀化市高一期末)100 kPa时，1 ml石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．石墨比金刚石更稳定
B．金刚石比石墨更稳定
C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应
D．破坏1 ml石墨化学键所吸收的能量小于形成1 ml金刚石化学键所放出的能量
答案 A
解析 由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，更稳定，选项A正确，选项B错误；由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，反应为吸热反应，选项C错误；由图可知，该反应为吸热反应，故破坏1 ml石墨化学键所吸收的能量大于形成1 ml金刚石化学键所放出的能量，选项D错误。
4．(2019·淮南月考)液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“储油”中，形成“氢油”，便于储存和运输。下列有关说法错误的是( )
A．“氢油”不稳定
B．氢能源属于可再生能源
C．该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破
D．液态储氢项目有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级
答案 A
解析 “氢油”便于储存和运输，说明它比较稳定，故A错误；氢气燃烧生成水，水分解又生成氢气，故属于可再生能源，故B正确；常温常压下可以将氢气融入一种化合物“储油”中，故该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破，故C正确；液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题，能实现氢能的广泛应用，故有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级，故D正确。
5．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是____________________________________________________。
(2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是______________________________________________________。
答案 (1)降低 放热 反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境 (2)升高 吸热 反应物从环境中吸收能量
解析 (1)若E1＞E2，反应体系的总能量降低，故反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境，则生成物的总能量小于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是放热反应。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量升高，故反应物从环境中吸收能量，则生成物的总能量大于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是吸热反应。
A组 基础对点练
题组一 能量变化的决定因素
1．下列反应一定属于放热反应的是( )
A．八水合氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．反应物能量比生成物能量低的反应
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
答案 C
解析 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应，故A错误；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应，故B错误；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，故C正确；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，故D错误。
2.(2019·福建省南平市高一下学期期末)下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是( )
A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O
D．Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
答案 D
解析 酸碱中和反应是放热反应，故A错误；金属与酸的反应为放热反应，故B错误；物质的燃烧反应是放热反应，故C错误；Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O为铵盐与碱的反应，属于吸热反应，故D正确。
3．已知化学反应2C(s)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)( )
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
答案 A
解析 放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2必然是放热反应，因此，B、C两项正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确；由于Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO放热、COeq \(――→,\s\up7(O2))CO2放热，所以Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO2比Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO放出的热量要多，即D项说法正确。
4．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是( )
A．500 mL 2.0 ml·L－1 HCl溶液和500 mL 2.0 ml·L－1 NaOH溶液的反应符合图(a)，且放出热量为ΔE1
B．500 mL 2.0 ml·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 ml·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b)，且吸收热量为ΔE2
C．发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
D．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a)
答案 A
解析 图(a)表示放热反应，选项A是放热反应，A项正确；图(b)表示吸热反应，选项B是放热反应，B项错误；一些放热反应需加热才能发生，C项错误；浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，D项错误。
5．下列叙述正确的是( )
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应
C．硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应
D．同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案 B
解析 E生成物>E反应物为吸热反应，E生成物