人教版高中化学必修二教学资料，复习补习资料（巩固练习）：10【提高】化学能与热能

化学能与热能

【学习目标】
1、初步理解物质的化学变化、化学键变化和能量变化之间的关系，掌握物质的化学变化和能量变化的实质；
2、了解放热反应、吸热反应的含义，了解化学反应在提供热能方面的重要作用；
3、认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，培养节约能源及保护环境意识。
【巩固练习】
一、选择题（每题只有一个选项符合题意）
1．下列说法正确的是（ ）A．物质发生化学变化都伴随着能量变化?B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．伴有能量变化的物质的变化都是化学变化D．只有发生物质的变化，才可能有能量的变化
2．下列说法正确的是（ ）A．干冰升华吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热现象B．电解Al2O3制取Al是吸热反应，则Al在O2中燃烧是放热反应C．木炭在常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的
3．下列物质溶于水，温度降低的是（ ）A．浓硫酸B．烧碱 C．食盐 D．硝酸铵
4．燃烧相同质量的氢气，生成液态水放出热量Q1，生成气态水放出热量为Q2，则Q1和Q2的关系是（ ）A．相等 B．大于 C．小于 D．无法确定
5．（2019 河北辛集中学）已知，1 g氢气完全燃烧生成水蒸气放出热量121 kJ，1 mol氧气O＝O键完全断裂吸收热量496 kJ，形成1 mol水蒸气的H－O键放出热量463 kJ。则氢气中1mol H－H键断裂时，吸收热量为( )
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
6．(2019 北京八中)根据图中包含的信息分析，下列叙述正确的是
A.氢气与氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应吸收248 kJ的能量
B.436kJ?mol-1是指断开1 mol H2中的H—H键需要放出436 kJ的能量
C.氢气与氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应放出183 kJ的能量
D.431 kJ?mol-1是指生成2mol HCl中的H—Cl键需要放出431 kJ的能量
7．下列变化中属于吸热反应的是（ ）
①液态水气化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释
④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰
A．①④ B．②③ C．①④⑤ D．②④
8．(2019 山西阳泉)已知：H++OH—=H2O，生成lmol H2O放出热量57.3kJ。下列反应中放出57.3kJ热量的是
A.1 mol硫酸与足量NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O
C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水
D.稀NaOH溶液与质量分数为98.3%的浓硫酸反应生成1 mol水
9．使18g焦炭发生不完全燃烧，所得CO和CO2的体积比为1:2（同温同压）下，已知1molC(s)燃烧生成CO气体时放出Q1kJ热量，1molCO(g)燃烧生成CO2气体放出Q2kJ热量，与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（ ）
A．Q1/3kJ B．Q2/3kJ C．（Q1+ Q2）/3kJ D． Q2/2kJ
10．中和热的数值是57.3kJ/mol。下列反应物混合产生的热量等于57.3kJ的是（ ）A．1mol/L的稀HCl溶液与1mol/L的稀NaOH溶液B．1mol/L的稀H2SO4溶液与1mol/L的稀Ba(OH)2溶液C．1L1mol/L的稀HCl溶液与2L1mol/L的稀NaOH溶液D．1L1mol/L的稀H2SO4溶液与1L1mol/L的稀Ba(OH)2溶液
11．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是（ ）①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能?⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧?C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
二、非选择题
1．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下图
（1）若E1>E2，反应体系的总能量__________(填“升高”“降低”)，为__________(填“吸热”“放热”)
（2）若E12．（2019 四中同步）(1)如果反应物的总能量大于生成物的总能量，那么该反应是___________反应，列举出三个此类反应，用离子方程式表示：①________________________；②______________
_________；③________________________。
(2)如果反应物的总能量小于生成物的总能量，那么该反应是______反应，列举出三个此类反应，用化学方程式表示：①________________________；②__________________
________；③______________________。
3．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量（kJ）
243
193
151
432
366
298
436
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. Cl2 C. Br2 D. I2
（2）下列氢化物中最稳定的是（ ）
A．HCl B. HBr C. HI
（3）X2+H2=2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是吸热反应还是放热反应？________
（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，放出或吸收的热量最多的是___________。
（5）若无表中的数据，你能正确回答出问题（4）吗？你的依据是什么？
4．用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是__________。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是__________。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值__________(填“偏大、偏小、无影响”)（4）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量__________(填“相等、不相等”)，所求中和热________(填“相等、不相等”)，简述理由________（5）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________。（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】化学反应的能量变化决定于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，而两者不相同，所以化学变化都伴随着能量的变化，主要表现为热量的变化，还有光能等其他形式的能量变化，故A对、B错；伴有能量变化的物质的变化未必是化学变化，同样，有能量的变化未必是因物质的变化引起的，比如浓硫酸溶于水，铵盐溶于水，物质的气、液、固三态的转化等。
2．B
【解析】选项A，干冰升华时固态CO2转变成气态的CO2，这是物理变化。选项B，同一化学键断裂时吸收的能量等于形成该化学键时放出的能量，电解Al2O3是吸热反应，则Al在O2中燃烧的反应是放热反应。选项C，木炭吸热才能燃烧，是因为燃料的燃烧要达到该物质的着火点才行，故有些反应需要加热才能发生的，但不能说明该反应就是吸热反应。选项D，潮汐能和风能都不是通过化学反应获得的。
3．D
【解析】浓硫酸溶于水、烧碱溶于水，是放出能量的过程，会使温度升高；食盐溶于水，热效应不明显；铵盐溶于水是吸收能量的过程，使温度降低。
4．B
【解析】气态的水变成液态的水要放出热量，因此Q1大于Q2。
5．C
6．C
【解析】断开化学键需要吸收能量，B错误；431 kJ?mol-1是指生成1 mol HCl中H—Cl键需要放出431 kJ的能量，D错误；据图中信息知生成2 mol HCl时能量变化为(436 kJ?mol-1+243 kJ?mol-1)—2×431 kJ?mol-1= -183 kJ?mol-1，故A错误。
7．D
【解析】⑤为放热反应，②④为吸热反应，注意液态水气化、浓硫酸稀释不是化学反应，本题易错选。
8．C
【解析】A项，1 mol H2SO4与足量NaOH溶液反应生成2 mol H2O，放出的热量为57.3 kJ×2=114.6 kJ；B项，NH3?H2O 为弱碱，与稀盐酸反应不符合离子反应H++OH—=H2O；C项，符合离子反应H++OH—=H2O，生成1 mol H2O放出57.3 kJ热量；D项，浓硫酸溶于水放出大量的热，故反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
9．D
【解析】损失的热量相当于CO燃烧放出的热量。n(CO)=1/3n(C)=1/3×(18g/12g·mol-1)=1/2mol，因为1molCO燃烧生成CO2气体放出Q2kJ热量，所以损失的热量为Q2/2kJ。
10．C
【解析】根据中和热的含义：稀溶液中1molH+与1molOH-反应生成1mol H2O所释放的热量。选项A、B不能确定H+和OH-及生成H2O的物质的量，故不能确定反应放出热量的多少。选项D，生成的H2O为2mol，同时有BaSO4沉淀生成。
11．C
【解析】石油、煤、天然气等是非再生能源。
二、非选择题
1．（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】研究化学反应的能量变化，应从反应体系和环境两个方面进行分析。
2．(1)放热 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑ H＋＋OH－＝H2O CaO＋H2O＝Ca2＋＋2OH－
(2)吸热 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
C＋CO22CO CaCO3CaO＋CO2↑
3．（1）A （2）A （3）放热反应 （4）Cl2 （5）能。元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，越易生成，放出的热量越多。
【解析】（1）、（2）破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。
（3）、（4）以氯元素为例计算断开1molCl—Cl键和H—H键需吸收的能量：
243kJ+436kJ=679kJ，而形成2molHCl放出的能量为2×432 kJ=864 kJ，所以在Cl2+H2=2HCl反应中放出864 kJ-679 kJ=185 kJ的热量，同理可计算在Br2+H2=2HBr、I2+H22HI反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量。
（5）也可以根据因素非金属性强弱的有关知识进行判断。
4．（1）环形玻璃搅拌棒（2）减少实验过程中的热量损失（3）偏小?（4）不相等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关（5）偏小
【解析】（1）做中和热的测定实验时需要的实验用品有大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔 ）、环形玻璃搅拌棒，而图中缺少的玻璃用品正是环形玻璃棒。
（2）为达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，在烧杯间填满碎纸条。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，则产生的热量就会散失，求得的中和热数值偏小。
（4）中和热是以酸和碱的稀溶液反应生成1molH2O定义的，所以所求的数值都要换算成1molH2O时的热量，最终求得的中和热的数值和所消耗的酸和碱的量无关。消耗的酸和碱越多，放出的热量越多。
（5）由于氨水（NH3·H2O）是弱碱，其电离时吸热，所以测得的数值会偏小。