2.2.1 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式同步練2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

高中化學(xué)必修2PAGEPAGE1第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式A組基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1．(2019·河南林州一中高一期中)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化B．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的大小與反應(yīng)物的質(zhì)量無(wú)關(guān)C．化學(xué)變化中的能量變化主要是由化學(xué)鍵變化引起的D．能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一答案B解析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，斷裂化學(xué)鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵放出能量，所以能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一，化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量變化，化學(xué)反應(yīng)中能量變化的大小與反應(yīng)物的質(zhì)量有關(guān)，故B錯(cuò)誤。2．“即食即熱型”快餐適合外出時(shí)攜帶和食用，其內(nèi)層中有用鋁箔包裹的已加工好的真空包裝食品，外層有分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì)，拉動(dòng)預(yù)留在外的拉線使這兩種化學(xué)物質(zhì)相互作用，放出的熱量便可對(duì)食物進(jìn)行加熱。這兩包化學(xué)物質(zhì)最合理的組合是()A．濃硫酸和水 B．生石灰和水C．熟石灰和水 D．硝酸銨和水答案B解析選項(xiàng)中只有濃硫酸與水、生石灰與水相互作用是明顯放熱的，但濃硫酸為腐蝕品，不適用于食物加熱，且濃硫酸與水混合所得的稀硫酸能與鋁箔反應(yīng)，故不適用。3．下列說(shuō)法正確的是()A．吸熱反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生B．放熱反應(yīng)在常溫下就能進(jìn)行C．化學(xué)反應(yīng)就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的反應(yīng)D．反應(yīng)是放熱還是吸熱與是否加熱沒(méi)有直接的關(guān)系答案D解析A項(xiàng)，有些吸熱反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生，如檸檬酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)；B項(xiàng)，放熱反應(yīng)在常溫下不一定發(fā)生，如木炭和氧氣的反應(yīng)；C項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化除熱量外，還有光能等形式轉(zhuǎn)化，如Mg條燃燒；D項(xiàng)，反應(yīng)是吸熱還是放熱和物質(zhì)本身“貯存”的能量有關(guān)，和反應(yīng)條件無(wú)直接關(guān)系，故選D。題組二化學(xué)鍵與反應(yīng)中能量變化關(guān)系4．如圖是化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的示意圖。若E1＞E2，則下列反應(yīng)符合該示意圖的是()A．NaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)B．鋅與稀鹽酸的反應(yīng)C．消石灰與氯化銨固體的反應(yīng)D．一氧化碳在空氣中的燃燒反應(yīng)答案C解析若E1＞E2，則表明該反應(yīng)吸收能量。A項(xiàng)的反應(yīng)放出熱量；B項(xiàng)，鋅與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量；C項(xiàng)，消石灰與氯化銨固體反應(yīng)吸收熱量；D項(xiàng)，燃燒反應(yīng)放出熱量。5．(2018·廈門高一質(zhì)檢)氫氣燃燒生成水蒸氣的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．燃燒時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能B．?dāng)嚅_1mol氫氧鍵吸收930kJ能量C．相同條件下，1mol氫原子的能量為E1,1mol氫分子的能量為E2，則2E1＜E2D．該反應(yīng)生成1mol水蒸氣時(shí)能量變化為245kJ答案D解析燃燒時(shí)化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能、光能等形式，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，斷開2mol氫氧鍵吸收930kJ的能量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫分子變成氫原子要吸收能量，所以2E1＞E2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成1mol水蒸氣時(shí)的能量變化為930kJ－436kJ－249kJ＝245kJ，故D項(xiàng)正確。6．最新報(bào)道，科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下：下列說(shuō)法正確的是()A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B．在該過(guò)程中，CO斷鍵形成C和OC．CO和O形成了含有共價(jià)鍵的CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程答案C解析A項(xiàng)，由圖知反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖示可知，反應(yīng)過(guò)程不存在CO的斷鍵過(guò)程，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ可知，CO和O在催化劑表面形成CO2，正確；D項(xiàng)，狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O反應(yīng)過(guò)程，錯(cuò)誤。題組三化學(xué)能與能量轉(zhuǎn)化形式及應(yīng)用7．反應(yīng)A＋B→C(放熱反應(yīng))分兩步進(jìn)行：①A＋B→X(吸熱反應(yīng))；②X→C(放熱反應(yīng))。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是()答案D解析因?yàn)锳＋B→C為放熱反應(yīng)，則A和B的總能量大于C的總能量，故A、B錯(cuò)誤；又A＋B→X為吸熱反應(yīng)，故A和B的總能量小于X的總能量，X→C為放熱反應(yīng)，X的總能量大于C的總能量，故排除C，選D項(xiàng)。8．關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放熱反應(yīng)一定不需要加熱B．化學(xué)反應(yīng)中的能量形式除熱量外，還可以是光能、電能等C．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化遵守能量守恒定律D．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，發(fā)生放熱反應(yīng)答案A解析物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，既有物質(zhì)變化，也有能量變化，化學(xué)反應(yīng)中的能量除熱量外，還可以是光能、電能等形式，B項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，一種能量可以轉(zhuǎn)化為另一種能量，遵守能量守恒定律，C項(xiàng)正確；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，多余的能量會(huì)釋放出來(lái)，故發(fā)生的是放熱反應(yīng)，D項(xiàng)正確。9．已知：①能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定；②白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應(yīng)。據(jù)此，下列說(shuō)法中正確的是()A．在相同條件下，紅磷比白磷穩(wěn)定B．在相同條件下，白磷比紅磷穩(wěn)定C．紅磷和白磷的結(jié)構(gòu)相同D．紅磷容易發(fā)生自燃而白磷不會(huì)自燃答案A解析白磷轉(zhuǎn)化成紅磷是放熱反應(yīng)，紅磷的能量更低，紅磷更穩(wěn)定，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；紅磷和白磷的結(jié)構(gòu)不同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；相同條件下，紅磷較白磷穩(wěn)定，紅磷不容易發(fā)生自燃而白磷容易自燃，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．如圖所示，在小試管里加入2g新制備的無(wú)水硫酸銅，把小試管套在具支試管內(nèi)。在U形管內(nèi)加入少量紅墨水。打開T形管螺旋夾，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面。再夾緊螺旋夾，把水滴入小試管內(nèi)，白色的無(wú)水硫酸銅完全變成藍(lán)色的五水硫酸銅晶體，可觀察到U形管右側(cè)的液面立即下降，左側(cè)的液面上升。(1)①寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________。②該反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。③參與反應(yīng)的硫酸銅和水具有的總能量________(填“大于”或“小于”)生成的硫酸銅晶體的總能量。(2)如果U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面后，在小試管內(nèi)先加入Ba(OH)2·8H2O晶體，再加入NH4Cl固體，用玻璃棒不斷攪拌，則可觀察到U形管中的現(xiàn)象為________________________________________________________________________。答案(1)①CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O②放熱③大于(2)U形管右側(cè)液面上升，左側(cè)液面下降解析(1)滴入水后發(fā)生反應(yīng)CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O，由現(xiàn)象U形管右側(cè)液面下降，左側(cè)液面上升，可知是具支試管內(nèi)氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)增大所致，所以此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，參與反應(yīng)的CuSO4和H2O的總能量大于生成的CuSO4·5H2O的總能量。(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，反應(yīng)吸熱，導(dǎo)致具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，U形管中右側(cè)液面上升，左側(cè)液面下降。B組綜合強(qiáng)化練1．(2019·安徽六安一中月考)下列對(duì)于反應(yīng)中能量變化的表述正確的是()A．放熱反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量B．?dāng)嚅_化學(xué)鍵的過(guò)程會(huì)放出能量C．任何化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中都可能伴隨能量變化D．氧化還原反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)答案A解析斷開化學(xué)鍵要吸收能量；有些放熱反應(yīng)也需要加熱，如木炭燃燒；氧化還原反應(yīng)既可以是吸熱反應(yīng)，也可以是放熱反應(yīng)，如Mg與鹽酸反應(yīng)生成H2和MgCl2，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。2．(2019·揚(yáng)州中學(xué)期末)在研究物質(zhì)變化時(shí)，可以從不同角度和層面來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化時(shí)所引起的化學(xué)鍵及能量變化，對(duì)N2＋3H22NH3(放熱反應(yīng))的理解錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)是斷裂了N≡N和H—H鍵，同時(shí)生成N—H鍵B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原因是反應(yīng)物N2和H2的總能量大于生成物NH3的總能量C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此放熱反應(yīng)不需要條件，在常溫下就可以反應(yīng)D．該反應(yīng)能量變化的實(shí)質(zhì)是斷裂舊鍵所吸收的總能量小于產(chǎn)生新化學(xué)鍵所釋放的總能量答案C解析化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)變化和能量變化的本質(zhì)都是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵的形成，故A、B、D都正確，放熱反應(yīng)有時(shí)也需要條件，因?yàn)樵谝欢l件下才能使舊化學(xué)鍵斷裂，從而引發(fā)反應(yīng)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。3．某反應(yīng)由兩步反應(yīng)A→B→C構(gòu)成，它的反應(yīng)能量曲線如圖，下列敘述正確的是()A．兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B．三種物質(zhì)中C最穩(wěn)定C．A與C的能量差為E4D．A→B的反應(yīng)，反應(yīng)條件一定要加熱答案B解析由圖像可知A物質(zhì)能量低于B物質(zhì)能量，B物質(zhì)能量高于C物質(zhì)能量，所以A→B為吸熱反應(yīng)，B→C為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；三種物質(zhì)中C物質(zhì)所具有的能量最低，最穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；A與C所具有的能量差值為E4－(E1＋E3－E2)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；A→B為吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)不一定需要加熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2019·鄭州高一聯(lián)考)已知反應(yīng)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．圖中A→B的過(guò)程為放熱過(guò)程B．1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和C．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)D．1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量答案C解析A狀態(tài)的能量低于B狀態(tài)，則圖中A→B的過(guò)程為吸熱過(guò)程，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即斷鍵吸收的能量低于成鍵放出的能量，則1molNO2和1molCO的鍵能總和小于1molNO和1molCO2的鍵能總和，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)中C和N元素化合價(jià)發(fā)生變化，則該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確；由題圖可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，則1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量高于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2018·南昌校級(jí)期中)已知H＋H→H2，形成1molH2放出436kJ熱量，下列說(shuō)法正確的是()A．氫氣分子中每個(gè)氫原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．相同條件下，1molH2的能量比2molH的能量低C．1molH2轉(zhuǎn)化為2molH要放出436kJ熱量D．氫原子比氫氣分子更穩(wěn)定答案B解析氫氣分子中每個(gè)氫原子都達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；2molH放出能量生成1molH2，則1molH2的能量低于2molH的能量，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子沒(méi)有氫氣分子穩(wěn)定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中，斷裂1molH2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ，斷裂1molCl2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molHCl中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中，正確的是()A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3答案DmolCl2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，則Cl—Cl鍵鍵能為Q2kJ·mol－1，形成1molHCl中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ，則H—Cl鍵鍵能為Q3kJ·mol－1，對(duì)于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能＝Q1kJ·mol－1＋Q2kJ·mol－1－2Q3kJ·mol－1＝(Q1＋Q2－2Q3)kJ·mol－1。由于氫氣在氯氣中燃燒是放熱反應(yīng)，即(Q1＋Q2－2Q3)＜0，所以Q1＋Q2＜2Q3。7．在25℃、101kPa的條件下，斷裂1molH—H鍵吸收436kJ能量，斷裂1molCl—Cl鍵吸收243kJ能量，形成1molH—Cl鍵放出431kJ能量。則H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl的化學(xué)反應(yīng)可用下圖表示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量為________。(2)生成物成鍵放出的總能量為________。(3)判斷H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。(4)反應(yīng)物的總能量________(填“＞”或“＜”)生成物的總能量。答案(1)679kJ(2)862kJ(3)放出(4)＞解析(1)斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量應(yīng)該是斷裂1molH—H鍵與1molCl—Cl鍵所吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。(2)形成新化學(xué)鍵放出的總能量應(yīng)該是形成2molH—Cl鍵所放出的能量，即2×431kJ＝862kJ。(3)(4)由于反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物化學(xué)鍵放出的總能量，所以H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl放出能量，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。8．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(單位：kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436(1)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________(填字母)。A．HClB．HBrC．HI(2)H2＋X2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)還是放出能量的反應(yīng)：____________。(3)在相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與H2反應(yīng)，當(dāng)消耗的物質(zhì)的量相同時(shí)，放出或吸收的能量最多的是________。答案(1)A(2)放出能量的反應(yīng)(3)Cl2解析(1)破壞1molHX中的化學(xué)鍵所消耗的能量越多，說(shuō)明HX越穩(wěn)定，由表中數(shù)據(jù)可判斷氫化物中最穩(wěn)定的為HCl。(2)H2＋