人教版（2019）高中化学必修第二册 《化学反应与热能》拔高练习

学而优·教有方
第一节化学反应与能量变化
第一课时 化学反应与热能
1．下列变化中属于吸热反应的是 ( )
①冰融化成水 ②胆矾受热分解 ③浓硫酸加水稀释 ④高锰酸钾分解制取氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰 ⑥石灰石高温分解 ⑦CO2+C2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 ⑨C+H2O(g)CO+H2
A．②④⑥⑦⑨ B．①②④⑥⑦⑧⑨
C．②③④⑤⑥⑧ D．②④⑥⑦⑧⑨
2．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
3．下列说法错误的是( )
A．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小
B．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
C．需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应
D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
4．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。100kPa下，1mol石墨转化成1mol金刚石需要吸收热量1.895kJ。据此，判断下列结论正确的是（ ）
A．金刚石比石墨稳定
B．1mol石墨比1mol金刚石总能量高
C．1mol金刚石比1mol石墨总能量高
D．石墨和金刚石是碳元素的同位素
5．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。如图为和反应生成过程中的能量变化，下列说法中正确的是
A．和完全反应放出的能量为180kJ
B．通常情况下，和混合能直接生成NO
C．和具有的总能量小于具有的总能量
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
6．已知断开1molH-H键吸收的能量为436kJ，形成1molN-H键放出的能量为391kJ，根据化学方程式N2+3H22NH3可知，高温、高压条件下，1molN2完全反应放出的能量为92.4kJ，则断开1molNN键吸收的能量是（ ）
A．431kJ B．649kJ C．869kJ D．945.6kJ
7．已知反应X+Y=M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
8．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A．图a表示的是吸热反应的能量变化
B．图b中生成物比反应物稳定
C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生
9．反应2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．因为是分解反应，所以该反应吸热
B．由途径a变成b改变了反应的热效应
C．1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量
D．该反应说明H2O2(l)比H2O(l)稳定
10．下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．拆开2molH2 (g)和1 molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368 kJ能量
B．由H、O原子形成2 molH2O(g)，共吸收1852 kJ能量
C．2 molH2(g)和1 molO2 (g)反应生成2 mol H2O(1)，共吸收484 kJ能量
D．2 molH2 (g)和1 molO2(g)反应生成2 moIH2O(g)，共放出484 kJ能量
二、填空题
11．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：
（1）将纯固体物质分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。
①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，是________（填两种物质的化学式）。
②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量变化相同的是________（填序号）。
A 还原的反应 B 的分解反应 C 和的反应
（2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入稀溶液。试回答下列问题：
①实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、______。
②产生上述现象的原因是___________。
12．如图所示，把试管小心地放入盛有(20℃)碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入适量饱和CuSO4溶液，再用滴管滴加5mL浓硫酸于试管中，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)试管中破坏化学键的类型是______________，形成的化学键类型是______________。
(4)写出有关现象的化学方程式______________。
(5)由实验推知，反应所得溶液的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)浓硫酸和饱和CuSO4溶液的总能量。
2
1
参考答案
1．D
【解析】①冰融化成水吸收能量，但不是化学反应，①不符合题意；
②胆矾受热分解为分解反应，为吸热反应，②符合题意；
③浓硫酸加水稀释放出热量，③不符合题意；
④高锰酸钾分解制取氧气为分解反应，为吸热反应，④符合题意；
⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应，⑤不符合题意；
⑥石灰石高温分解为分解反应，为吸热反应，⑥符合题意；
⑦CO2+C2CO为吸热反应，⑦符合题意；
⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合反应生成BaCl2、NH3和H2O，为吸热反应，⑧符合题意；
⑨C+H2O(g)CO+H2为吸热反应，⑨符合题意；
属于吸热反应的有②④⑥⑦⑧⑨，答案选D。
【点睛】
熟记常见的吸热反应是解答本题的关键，常见的吸热反应有：大多数分解反应；C与H2O(g)、CO2的反应；Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl的反应；水解反应等。
2．B
【解析】A．醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；
B．该反应为吸热反应，则吸收的热量转化为产物内部的能量，B正确；
C．该反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，C错误；
D．反应为吸热反应，反应物的的总能量小于生成物的总能量，NH4HCO3和NH4Cl为反应物和生成物的部分物质，无法比较，D错误；
答案为B
3．C
【解析】A．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应表现为吸热，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应表现为放热，故化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小，A正确；
B．化学反应伴随着物质变化和能量变化，即化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，B正确；
C．一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，需要加热才能发生的化学反应也可能是放热反应，如木炭燃烧，C错误；
D．根据质量守恒定律可知，反应物的总能量高于生成物的总能量时，则发生放热反应，D正确。
答案选C。
4．C
【解析】A．1mol石墨转化成1mol金刚石需要吸收热量，则表明石墨的能量比金刚石低，则石墨比金刚石稳定，A不正确；
B．由“1mol石墨转化成1mol金刚石需要吸热”可知，1mol石墨比1mol金刚石总能量低， B不正确；
C．由B选项的分析可知，1mol石墨比1mol金刚石总能量低，则1mol金刚石比1mol石墨总能量高，C正确；
D．同一元素的不同原子互称为同位素，而石墨和金刚石是碳元素构成的不同单质，D不正确；
故选C。
5．C
【解析】A. 焓变就是断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键所放出的总能量的差值，根据题意可知：1 mol N2(g)和1 mol O2(g)发生反应的反应热△H=946 kJ/mol+498 kJ/mol-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol，所以该反应是吸热反应，A错误；
B. N2(g)和O2(g)在电火花条件下能直接生成NO，B错误；
C. 根据选项A分析可知：该反应为吸热反应，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正确；
D. NO是一种不成盐氧化物，不能与NaOH溶液反应，D错误；
答案选C。
6．D
【解析】已知H-H键的键能为436kJ/mol，N-H键的键能为391kJ/mol，设N≡N键的键能为x，题述反应放出的热量=生成物的总键能—反应物的总键能，即6mol×391kJ/mol-3mol×436kJ/mol-1mol x=92.4kJ，x=945.6kJ/mol，从而得出断开1molNN键吸收的能量是945.6kJ，故选D。
【点睛】利用反应热计算键能时，需将热化学方程式中的各物质的化学式改写为结构式，以便于弄清各分子中所含有的化学键数，防止在共价键数目的计算时出错。
7．D
【解析】
A．该反应为吸热反应，说明X+Y的能量低于M+N的能量，但X的能量不一定低于M，Y的能量不一定低于N，故A错误；
B．吸热反应不一定要加热反应，如氯化铵和氢氧化钡的反应为吸热反应，但不需要加热即可发生，故B错误；
C．若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，则放出的能量更多，应为放热反应，而该反应为吸热反应，故C错误；
D．该反应为吸热反应，说明X+Y的能量低于M+N的能量，故D正确；
综上所述答案为D。
8．C
【解析】A．图a中反应物的总能量大于生成物的总能量，表示的是放热反应的能量变化，故A错误；
B．图b中反应物的总能量小于生成物总能量，能量越高越不稳定，则反应物比生成物稳定，故B错误；
C．图a表示的是放热反应，图b表示的是吸热反应，氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，故C正确；
D．放热反应不一定都在常温下发生，如铝和氧化铁的铝热反应是需要高温才能进行的放热反应，吸热反应不一定需要加热才能发生，如氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应是不需要加热就能进行的吸热反应，故D错误；
故选C。
9．C
【解析】A．据图可知该反应的反应物的能量高于生成物，所以为放热反应，故A错误；
B．据图可知途径a变为b时反应物和生成物的能量没有发生变化，所以不改变反应的热效应，故B错误；
C．据图可知2 mol H2O2(l)的能量高于2 mol H2O(l)+1 mol O2(g)的能量，所以1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量，故C正确；
D．能量越低越稳定，所以H2O(l)更稳定，故D错误；
综上所述答案为C。
10．D
【解析】A．拆开化学键吸收能量，故A错误；
B．形成化学键放出能量，故B错误；
C．依据图象数据分析计算，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，而不是H2O(1)，共放出484 kJ能量，故C错误；
D．依据图象数据分析计算，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量，故D正确；
故答案为C。
（1）①放热 Na、Na2O或CaO（填两种即可） ② 吸热 B
饱和澄清石灰水中出现白色浑浊
铝和NaOH溶液反应生成H2，且该反应是放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低
【解析】图1、2通过U形管内红墨水变化，判断体系内压强与外界大气压相对大小，进而判断反应的热效应；题（2）把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5mL稀NaOH溶液，铝和NaOH溶液反应生成氢气。
（1）①若如图1所示，体系内压强大于外界大气压，说明体系内气体膨胀，反应放热，故物质X可以是Na、Na2O、CaO等；
②若如图2所示，体系内压强小于外界大气压，说明体系内气体体积缩小，反应吸热，CO还原CuO的反应为放热反应，CaCO3的分解反应为吸热反应，Al和Fe2O3的反应为放热反应。答案选B。
（2）把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5mL稀NaOH溶液，铝和NaOH溶液反应生成H2且该反应是放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，烧杯中的饱和澄清石灰水中会出现白色浑浊。
23．（1）烧杯中有大量气泡冒出，试管中析出固体
（2）浓硫酸溶于饱和CuSO4溶液放热，使饮料温度升高，碳酸分解，CO2溶解度降低而逸出，饱和CuSO4溶液因浓H2SO4吸水而析出CuSO4·5H2O
（3）共价键 离子键、共价键
（4）H2CO3=H2O＋CO2↑
（5）小于
【解析】(1)试管中滴加浓硫酸，可观察到盛有新开启的碳酸饮料的烧杯中有大量气泡冒出，盛有硫酸铜溶液的试管中析出固体；
(2)产生上述现象的原因是浓硫酸溶于饱和CuSO4溶液放热，使饮料温度升高，碳酸分解，CO2溶解度降低而逸出，饱和CuSO4溶液因浓H2SO4吸水而析出CuSO4·5H2O；
(3)试管中滴加浓硫酸，浓硫酸溶于饱和CuSO4溶液，电离出H+和，破坏的化学键类型为共价键，由于浓硫酸吸水，试管中会析出CuSO4·5H2O，则形成的化学键类型为离子键和共价键；
(4)碳酸分解的化学方程式是H2CO3=H2O＋CO2↑；
(5)由实验可知，放出大量的热，则反应所得溶液的总能量小于浓硫酸和饱和CuSO4溶液的总能量。
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