4 课时精练(四) 燃料的选择和氢能的利用-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（苏教版2019）

课时精练(四)　燃料的选择和氢能的利用 (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！) [基础达标练] 1．下列有关新能源的说法不正确的是(　　) A．太阳能集热器发电，能量转化方式为光能—热能→电能 B．风能、太阳能是清洁能源 C．氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料 D．共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保 C　[A.太阳集热器吸收的热能使水转化为水蒸气，再驱动汽轮发电，能量转化方式为光能—热能—电能，故A正确；B.风能、太阳能在短时间内能形成，属于可再生能源，无污染，是清洁能源，故B正确；C.氢能未进入实用阶段是因为它的储存和运输受限，不是氢气燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料，故C错误；D.利用太阳能发电，减少了化石燃料的利用，有利于节能环保，故D正确；故选C。] 2．(2023·沭阳县修远中学月考)下列说法正确的是(　　) A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．由C(石墨)→C(金刚石)　ΔH＝1.9 kJ/ mol，可知金刚石比石墨稳定 B　[A.化学反应中的能量变化不一定都表现为热量的变化，可以将化学能转化为电能，可燃物燃烧时除产生热量，还有光能，A错误；B.旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量，所以化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确；C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要高温条件引发，但反应本身为放热反应，C错误；D.焓变大于0，说明石墨的能量低于金刚石的能量，所以石墨更稳定，D错误；综上所述答案为B。] 3．已知H—Cl键的键能为431 kJ·mol－1，H—H键的键能是436 kJ·mol－1下列叙述正确的是(　　) A．每生成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量 B．每生成1 mol H—Cl键吸收431 kJ能量 C．每断裂1 mol H—Cl键放出431 kJ能量 D．每断裂1 mol H—H键放出436 kJ能量 A　[A.成键释放能量，H—Cl键的键能为431 kJ·mol－1，即每生成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量，A正确；B.成键释放能量，每生成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量，B错误；C.断键吸收能量，每断裂1 mol H—Cl键吸收431 kJ能量，C错误；D.断键吸收能量，每断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量，D错误；综上所述答案为A。] 4．某放热反应A＋B===2C，在反应过程中，断裂1 mol A中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol B中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol C中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列说法中正确的是(　　) A．Q1＋Q2<Q3 B．Q1＋Q2>Q3 C．Q1＋Q2<2Q3 D．Q1＋Q2>2Q3 C　[该反应是放热反应，生成物形成化学键放出的热量大于反应物断键吸收的热量，为放热反应，Q1＋Q2＜2Q3，故选C。] 5．(2022·新野县第一高级中学月考)已知键能是表征化学键强度的物理量，可以用键断裂时所需的能量大小来衡量，键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。某些化学键的键能如下表所示( kJ· mol －1)： 共价键 H－H Br－Br I－I Cl－Cl 键能 436 193 151 247 共价键 H－Cl H－I H－Br 键能 431 299 356 (1)1 mol Cl2离解为气态原子时，需要________(填“吸收”或“放出”)能量。 (2)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出的热量为________ kJ。 (3)表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是________(填化学式)，最不稳定的是________，形成的化合物分子中，最稳定的是________，最不稳定的是________。 (4)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是________。 A．Cl2>Br2>I2　　　　 B．I2>Br2>Cl2 (5)预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热________(填“多”或“少”)。 解析：　(1)化学键的断裂需要吸收能量，1 mol Cl2分解为气态原子时，断裂Cl－Cl键，需要吸收能量。 (2)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧生成2 mol HCl，放出的热量Q＝[431×2－(436＋247)] kJ＝179 kJ]。 (3)依题意，键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定，表中所列化学键形成的单质分子中，键能最大的是H－H，最稳定的是H2；键能最小的是I－I，最不稳定的是I2；形成的化合物分子中，键能最大的是H－Cl，最稳定的是HCl；键能最小的是H－I，最不稳定的是HI。 (4)反应放出的热量等于生成物的键能总和减去反应物的键能总和，依题意，在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，分别生成HCl、HBr、HI，放出热量分别是[431×2－(436＋247)] kJ＝179 kJ、[356×2－(436＋193)] kJ＝83 kJ、[299×2－(436＋151)] kJ＝11 kJ，由多到少的顺序是Cl2>Br2>I2，故选A。 (5)F的原子半径比Cl小，HF键能比HCl键能大，HF更稳定，依题意，生成物越稳定，键能越大，放出热量越多，故1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热多。 答案：　(1)吸收 (2)179 (3)H2　I2　HCl　HI (4)A (5)多 [能力提升练] 6．(2022·湖州市三贤联盟下学期期中)已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应的进行一定需要加热或点燃 B．该反应若生成2 mol AB2(g)，则放出的热量为(E1－E2) kJ C．该反应断开化学键放出能量，形成化学键吸收能量 D．形成4 mol B—A键放出E2 kJ能量 D　[A.反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡晶体和氯化铵晶体在常温下就反应，A错误；B.根据图像，该反应是吸热反应，生成2 mol AB2(g)则吸收的能量为(E1－E2) kJ，B错误；C.断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，C错误；D.由信息可知，生成2 mol AB2中有4 mol B—A键，放出E2 kJ能量，D正确；故选D。] 7．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N2和O2反应生成NO过程中的能量变化，下列说法中正确的是(　　) A．1 mol N2和1 mol O2完全反应放出的能量为180 kJ B．通常情况下，N2和O2混合能直接生成NO C．1 mol N2和1 mol O2具有的总能量小于2 mol NO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 C　[A.根据题意可知：1 mol N2(g)和1 mol O2(g)发生反应的反应热ΔH＝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。] 8．完成下列问题。 (1)在25 ℃、101 kPa的条件下： 请回答下列有关问题： ①由H＋H→H2，当生成1 mol H2时，要________(填“吸收”或“放出”)436 kJ的能量；由Cl2→Cl＋Cl，当断裂1 mol Cl2中的共价键时，要_____(填“吸收”或“放出”)243 kJ的能量。 ②对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出193 kJ的热量，则断开1 mol H－Cl键所需的能量是________ kJ。 ③有两个反应：a.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)， b．H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是__________能转化为________能，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量______(填“相等”或“不相等”)。 (2)利用反应4HCl＋O22Cl2＋2H2O，可实现氯的循环利用，已知：该反应中，2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量。 请回答下列有关问题： ①4 mol HCl被氧化时，放出________ kJ的热量。 ②断开1 mol H—O键与断开1 mol H－Cl键所需能量相差________ kJ，H2O中H－O键比HCl中H－Cl键(填“强”或“弱”)________。 (3)根据图示的能量转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)______ kJ能量。 解析：　(1)①形成化学键放热，由H＋H→H2，当生成1 mol H2时，要放出436 kJ的能量；化学键断裂吸热，当断裂1 mol Cl2中的共价键时，要吸收243 kJ的能量。 ②对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出193 kJ的热量，设断开1 mol H—Cl键所需的能量是x kJ，则436 kJ＋243 kJ－2x＝－193 kJ，断开1 mol H—Cl键所需的能量是436 kJ。 ③a.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，b.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是化学能转化为热能；化学反应的反应热只与反应物的始态和终态有关，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量相等。 (2)①2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量，则4 mol HCl被氧化时放出57.8 kJ×2 ＝115.6 kJ的热量。 ②设断开1 mol H—O键吸收x kJ的能量，断开1 mol H—Cl键吸收为y kJ的能量；4y＋498－243×2－4x＝－115.6，解得x－y＝31.9，断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差31.9 kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强。 (3)根据图示的能量转化关系图，生成1 mol 甲醇放出(510－419) kJ＝91 kJ能量，生成16 g CH3OH(l)放出(×91) kJ＝45.5 kJ能量。 答案：　(1) ①放出　吸收　②436　③化学　热　相等 (2)①115.6　②31.9　强 (3)放出　45.5 学科网（北京）股份有限公司 $$