第2章化学键化学反应规律第2节化学反应与能量转化第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式课时作业含解析鲁科版第二册2 6页

化学反应中能量变化的本质及转化形式 学习·理解 ‎1．下列说法错误的是(　　)‎ A．任何化学反应都伴随着能量变化 B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量无关 C．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的 D．能量变化是化学反应的基本特征之一 答案　B 解析　化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，所以能量变化是化学反应的基本特征之一，化学反应必然伴随着能量变化，化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关，故B错误。‎ ‎2．以下叙述错误的是(　　)‎ A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应释放能量 B．物质燃烧可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、光能等形式释放出来 C．氢原子与氯原子结合生成氯化氢后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低 D．当断开旧键吸收的能量大于形成新键放出的能量时，该反应为吸收能量的反应 答案　A 解析　当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应发生时需要吸收能量，故A错误；物质燃烧是放热反应，可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等形式释放出来，故B正确；形成化学键释放能量，则氢原子与氯原子结合成氯化氢后体系能量降低，其结构的稳定性增强，故C正确；对于吸收能量的化学反应，断开反应物中的化学键吸收的能量高于形成生成物中的化学键释放的能量，故D正确。‎ ‎3．关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是(　　)‎ A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学反应中的能量形式除热量外，还可以是光能、电能等 C．化学反应过程中的能量变化遵守能量守恒定律 D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 答案　A 解析　需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，如铝热反应，A错误；物质在发生化学变化时，既有物质变化，也有能量变化，化学反应中的能量除热量外，还可以是光能、电能等形式，B正确；化学反应过程中，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，一种能量可以转化为另一种能量，遵守能量守恒定律，C正确；反应物的总能量高于生成物的总能量时，多余的能量会释放出来，故发生的是放热反应，D正确。‎ ‎4．下列过程中的能量变化情况符合图示关系的是(　　)‎ - 6 -‎ A．酸与碱的中和反应 B．H＋Cl―→H—Cl C．氧化钙与水反应制熟石灰 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 答案　D 解析　酸与碱的中和反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故A错误；形成化学键放出能量，故B错误；氧化钙和水的反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故C错误；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属于吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，故D正确。‎ ‎5．氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．燃烧时化学能全部转化为热能 B．断开1 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C．相同条件下，1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1E2，故C错误；该反应生成1 mol水蒸气时的能量变化为930 kJ－436 kJ－249 kJ＝245 kJ，故D正确。‎ 应用·实践 ‎6．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 - 6 -‎ 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 答案　C 解析　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。‎ ‎7．下列叙述不正确的是(　　)‎ A．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因 B．酸碱中和反应是放热反应 C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定 答案　D 解析　断键吸收能量，成键放出能量，因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因，A正确；酸碱中和反应是放热反应，B正确；气态硫的能量高于固态硫的能量，因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确；石墨变成金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D错误。‎ ‎8．航天飞船可用肼(N2H4)作动力源。已知1 g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出20.05 kJ热量，反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。下列说法中错误的是(　　)‎ A．该反应中肼作还原剂 B．肼(N2H4)分子中只存在极性共价键 C．此情况下，液态肼燃烧生成1 mol N2时放出的热量为641.6 kJ D．该反应反应物的总能量高于生成物的总能量 答案　B 解析　由题意知，1 g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出20.05 kJ热量，1 mol N2H4的质量是32 g，故1 mol N2H4(l)和足量的液态过氧化氢完全反应生成1 mol N2时放出的热量为20.05 kJ·g－1×32 g＝641.6 kJ，C正确；该反应中肼作还原剂，过氧化氢作氧化剂，A正确；肼(N2H4)分子中既有极性共价键(N—H键)，又有非极性共价键(N—N键)，B错误；该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D正确。‎ ‎9．下列图示表示吸热反应的是(　　)‎ - 6 -‎ 答案　A 解析　由题图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，因此表示的是吸热反应，A正确；由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，表示的是放热反应，B错误；稀释浓硫酸放热，属于物理变化，C错误；锌与稀盐酸发生置换反应生成氯化锌和氢气，属于放热反应，D错误。‎ ‎10．键能是指破坏(或形成)1 mol化学键所吸收(或放出)的能量。化学反应就是旧键断裂和新键形成的过程。现查得：H—H、H—O和O===O的键能分别为a kJ·mol－1、b kJ·mol－1和c kJ·mol－1，用此数据估计由H2(g)、O2(g)生成1 mol H2O(g)时的热效应为(　　)‎ A．放热 kJ B．吸热 kJ C．放热 kJ D．吸热 kJ 答案　C 解析　H2(g)与O2(g)生成H2O(g)的反应为放热反应，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中断裂2 mol H—H键和1 mol O===O键吸收(2a＋c) kJ能量，形成4 mol H—O键释放4b kJ能量，即生成2 mol H2O(g)时放热(4b－2a－c) kJ，则由H2(g)、O2(g)生成1 mol H2O(g)时放热 kJ，C正确。‎ 迁移·创新 ‎11．某同学设计如下三种实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应。‎ 方案一：如图甲，在小烧杯里放一些已除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。‎ 方案二：如图乙，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。‎ - 6 -‎ 方案三：如图丙，A试管中发生某化学反应，实验前U形管中的红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过观察U形管两侧红墨水液面高低变化判断某反应是吸热反应还是放热反应。‎ 根据上述实验回答相关问题：‎ ‎(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：________________________。‎ ‎(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是____________________________________。‎ ‎(3)方案二中，小木片脱落的原因是____________________，由此得出的结论是______________________________________。‎ ‎(4)方案三中，如果A试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面高度：左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。‎ ‎(5)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U形管里的现象是____________________。‎ ‎(6)方案三实验②的U形管中的现象为____________________，说明反应物的总能量________(填“高于”“低于”或“等于”)生成物的总能量。‎ 答案　(1)放热　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎(2)反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低 ‎(3)蜡烛受热熔化　氢氧化钠与硫酸的反应放热 - 6 -‎ ‎(4)低于 ‎(5)放热　红墨水液面左右相平 ‎(6)红墨水液面左高右低　低于 解析　(1)金属与酸的反应是放热反应，因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应，该反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。‎ ‎(4)方案三中，如果A试管里发生的反应是放热反应，装置中气体的压强增大，U形管里红墨水液面：左边低于右边。‎ ‎(5)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是放热反应，如果放置较长时间，热量散失，装置中气体的压强与外界压强相等，U形管中红墨水液面左右相平。‎ ‎(6)方案三中的实验②属于吸热反应，U形管中红墨水液面左高右低，反应物的总能量低于生成物的总能量。‎ - 6 -‎