高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第2节 化学反应与能量转化课时练习

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基础课时落实(八)(建议用时：40分钟)[基础过关练]1．火箭燃料四氧化二氮和偏二甲肼燃烧前后，不可能发生的变化是 (　　)A．化学能　　 B．热能C．化学键　　 D．原子种类D　[化学反应的实质是原子的重新组合过程，故原子种类不发生变化。]2．下列说法正确的是(　　)A．化学反应过程中一定伴随着能量变化B．人体运动消耗的能量与化学反应无关C．化学反应释放的能量一定是热能D．有化学键断裂的变化一定是化学变化A　[化学反应的本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，则化学反应过程中一定伴随着能量变化，A正确；人体运动消耗的能量与化学反应有关，如人体内葡萄糖发生氧化反应提供能量等，B错误；化学反应释放的能量不一定是热能，也可以是光能、电能等，C错误；有化学键断裂的变化不一定是化学变化，例如氯化氢溶于水时共价键断裂，但此过程不是化学变化，D错误。]3．在研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及其能量变化，据此判断以下叙述中错误的是 (　　)A．化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成B．物质燃烧可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等能量释放出来C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．在化学反应中，破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量时，该反应是吸热反应C　[需要加热的反应不一定是吸热反应，有些放热反应也需要加热引发反应的进行。]4．对于放热反应2H2＋O22H2O，下列说法中正确的是(　　)A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量D．反应物H2和O2具有的能量相等B　[放热反应是反应物总能量大于生成物总能量。]5．下列反应中，属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是(　　)A．生石灰溶于水B．高温条件下铝与氧化铁的反应C．高温条件下碳粉与二氧化碳的反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应B　[根据图示可知该反应是放热反应。生石灰溶于水发生的反应是放热反应，但是没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，A错误；高温条件下铝与氧化铁反应生成氧化铝和铁的反应是氧化还原反应，同时也属于放热反应，B正确；高温条件下碳粉与二氧化碳的反应是氧化还原反应，但属于吸热反应，C错误；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是复分解反应，是非氧化还原反应，同时属于吸热反应，D错误。]6．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是(　　)A．形成化学键的过程是放热过程B．可逆反应进行的过程中没有热量变化C．在常温下可以发生的反应一定是放热反应D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关A　[任何化学反应均伴随能量变化，B错误；反应的吸热或放热与反应的引发条件无关，C错误；化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，反应物的质量越多，能量变化越大，D错误。]7．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。这种现象说明了(　　)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　[该反应需加热才能引发，说明常温下铁粉和硫粉不反应，引发后停止加热仍然持续进行，说明该反应放热，且放出的热量足以维持自身的反应。]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　　　　DD　[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。由选项A中的示意图可以看出，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；由选项B中的示意图可以看出，反应①和反应②均为吸热反应；由选项C中的示意图可以看出，反应①和反应②均为放热反应。]9．氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，破坏1 mol H—H键吸收的能量为Q1 kJ，破坏1 mol O==O键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　)A．2Q1＋Q2>4Q3  B．2Q1＋Q2<4Q3C．Q1＋Q2<Q3  D．Q1＋Q2＝Q3B　[2H2＋O22H2O，反应放出的能量＝4 mol H—O键形成放出的能量－2 mol H—H键断裂和1 mol O==O键断裂所吸收的能量和，即放出的能量为4Q3－(2Q1＋Q2)kJ，B项正确。]10．石墨和金刚石互为同素异形体，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，需要吸收1.9 kJ的能量。下列说法正确的是(　　)A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石不如石墨稳定C．石墨转化为金刚石是物理变化D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量更多B　[由于石墨变成金刚石时需吸收能量，说明金刚石的能量高，物质的能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定；金刚石与石墨互为同素异形体，是不同的单质，二者之间的转化是化学变化；由于石墨和金刚石完全燃烧后生成的是同种物质，所以放出的能量等于反应物的总能量与生成物的总能量之差，而金刚石的能量高于石墨，所以放出的能量也高于石墨。]11．如图所示，把试管放入盛有25 ℃的澄清饱和石灰水的烧杯中，先在试管中放入几根镁条，再用胶头滴管滴加5 mL稀盐酸于试管中。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和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。[解析]　本题是以实验为背景的综合题，解答此题的关键：(1)镁是活泼金属，与稀盐酸剧烈反应释放能量；(2)Ca(OH)2在水中的溶解度随着温度的升高而降低；(3)对于放热反应，形成新化学键释放的能量大于断裂旧化学键吸收的能量。[答案]　(1)①镁条逐渐溶解；②有气泡产生；③烧杯内的澄清饱和石灰水变浑浊　(2)镁条与稀盐酸反应产生氢气，该反应是放热反应，而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，饱和石灰水中的Ca(OH)2析出使溶液变浑浊　(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于12．下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。A．H2  B．Cl2C．Br2  D．I2(2)下列氢化物中最稳定的是________。A．HCl  B．HBrC．HI(3)反应X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)是________(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的能量最多的是________。[解析]　(1)破坏1 mol化学键所消耗的能量越大，其越稳定，本身的能量也越低。则H2、Cl2、Br2、I2中，H2的能量最低。(2)破坏1 mol化学键消耗能量HCl>HBr>HI，故HCl最稳定。(3)形成新化学键所放出的能量均大于X2、H2断键所消耗的能量，故均为放热反应。 (4)依据反应的能量关系计算，其放出能量最多的是Cl2＋H2===2HCl。[答案]　(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2和H2反应13．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O已知：ⅰ.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。ⅱ.断裂(或形成)1 mol化学键需要的能量称为键能(kJ·mol－1)。(1)H2O的电子式是________。(2)断裂1 mol H—O键与断裂1 mol H—Cl键所需能量相差约为________ kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。[解析]　(1)水是共价化合物，其电子式为。(2)由已知得，断裂4 mol H—Cl键与1 mol O—O键需吸收的能量比生成2 mol Cl—Cl键和4 mol O—H键放出的能量少115.6 kJ，115.6 kJ＋498 kJ－2×243 kJ＝127.6 kJ，故断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为127.6 kJ÷4＝31.9 kJ。H—O键的键能比H—Cl键的键能大，则H—O键比H—Cl键强。[答案]　(1)　(2)31.9　强[拓展培优练]14．冬天用煤炉取暖时要预防发生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了反应：CO2＋C2CO。试分析下列有关叙述中不正确的是(　　)A．C在O2充足时，发生的反应主要是放热反应B．煤燃烧时吹入的氧气越多越好C．CO2＋C2CO这一反应属于吸热反应D．煤燃烧时，反应物总能量高于生成物总能量，所以放出热量B　[C在O2充足时生成二氧化碳，发生的反应主要是放热反应，A项正确；氧气过多时会带走部分热量，B项错误；CO2＋C2CO这一反应属于吸热反应，C项正确；煤燃烧时，反应物总能量高于生成物总能量，所以放出热量，D项正确。]15．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．该反应是吸热反应B．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ的能量C．2 mol A—B键断裂需要吸收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　[A项，由1 mol A2＋1 mol B2的能量大于2 mol AB的能量，可知该反应放热；B项，由图示可知1 mol A2＋1 mol B2―→2 mol A＋2 mol B时需要断裂A—A键和B—B键，即需要吸收x kJ的能量；C项，2 mol A＋2 mol B―→2 mol A—B时放出y kJ能量，则断裂2 mol A—B键时吸收y kJ能量；D项，该反应放热，反应物总能量高于生成物总能量。]16．(易错题)已知反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)中，每生成2 mol HI时会有a kJ的能量放出，已知可逆反应中反应物不能完全反应，又知有关化学键键能如下：下列说法正确的是(　　)A．1 mol H2的能量比2 mol H(g)的能量高B．将0.5 mol H2与1 mol I2(g)混合充分反应后放出的热量为0.5a kJC．H—I键的键能为0.5(a＋b＋c)kJ·mol－1D．H(g)＋I(g)―→HI(g)是吸热变化C　[断开化学键需要吸热，即H2―→H＋H为吸热过程，则1 mol H2的能量比2 mol H(g)的能量低，A项错误；根据题意，生成2 mol HI时会有a kJ的能量放出，将0.5 mol H2与1 mol I2(g)混合充分反应后生成的HI少于1 mol，则放出的热量少于0.5a kJ，B项错误；反应放出的热量＝放出的热量－吸收的热量＝H—I键的键能×2－b kJ·mol－1－c kJ·mol－1＝a kJ·mol－1，则H—I键的键能为0.5(a＋b＋c)kJ·mol－1，C项正确；H(g)＋I(g)―→HI(g)是形成化学键的过程，该过程是放热过程，D项错误。]17．(素养题)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是(　　)A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O形成了具有共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程C　[A.状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示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。B.从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O。C.由图示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O间为共价键。D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。]18．化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H—S：364 kJ·mol－1，S—S：266 kJ·mol－1，S===O：522 kJ·mol－1，H—O：465 kJ·mol－1。(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q＝________。(2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a>2b时，反应放热________kJ；当a<2b时，反应放热________kJ。(用a、b表示)[解析]　(1)2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)，2 mol H2S中有4 mol H—S键，1 mol SO2中有2 mol S===O键，3 mol S中有 mol S8，即3 mol S—S键，2 mol H2O中有4 mol H—O键。破坏反应物的化学键吸热，形成生成物的化学键放热，故ΔH＝(4×364＋2×522－3×266－4×465)kJ·mol－1＝－158 kJ·mol－1，Q＝158。(2)a>2b时，H2S过量，SO2不足，以SO2的量计算，SO2有 mol，放热×158 kJ＝7.054b kJ；a<2b时，H2S不足，SO2过量，以H2S的量计算，H2S有 mol，放热××158 kJ≈3.53a kJ(注意化学方程式中H2S的化学计量数是2，所以除以2)。[答案]　(1)158　(2)(或7.054b)　(或3.53a)