作业(九) 化学反应与热能-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册知能达标训练（人教版2019）

作业（九） 化学反应与热能 [基础训练] 5.反应：2HO,1)一2H20(1)+O2(g)能量变化如图 1.下列有关新能源的说法错误的是 所示，下列说法正确的是 ( ) ( A.绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能 +能量/Jmol B.风能、太阳能是清洁能源 h C.氢能还未进人实用阶段的主要原因是其燃烧 2H020 所放热量低于相同质量的矿物燃料 2H,00+02(g D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利 反应过程 于节能环保 A.由于是分解反应，所以该反应吸热 2.(2024·河南濮阳高一段考)下列关于化学反应 B.途径b改变了反应的能量变化 与热能的表述错误的是 () C.1molH2O2(1)的能量高于1molH2O(I)的 A.化合反应都是放热反应，化学能转化为热能 能量 B.吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生： D.途径a放出的热量多 成物所“储存” 6.某反应由两步反应A一B一C构成，其能量 C.断键吸收能量，形成化学键放出能量 曲线如图所示。下列叙述正确的是 ( D.吸热或者放热取决于反应物和生成物总能量 的相对大小 3.(2024·湖北高一期中)化学反应伴随着能量变 化，下列反应或过程的能量变化与其他三项不同 的是 ( A.金属钠投入水中 反应过程 B.Cl2与H2在光照条件下反应 A.两步反应均为吸热反应 C.向碳酸钠溶液中加入足量盐酸 B.三种物质中B最稳定 D.Ba(OH)2·8H,O与NH,CI晶体混合 C.A与C的能量差为E 4.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的 D.A一B的反应不一定需要加热 7.(2024·江西赣州高一期中)某小组利用如图装 化学反应是放热反应的是 ( 置探究将甲加入乙中之后的能量变化。 能1反应物 盐酸 氢氧化 “生成物 钠溶液 反应过程 ① ② 稀硫酸 稀硫酸 下列叙述正确的是 () A.若甲为水，乙为过氧化钠，则一段时间后，U形 Zn料 管左侧液面高于右侧 B.若甲为盐酸，乙为小苏打，则一段时间后，U形 管左侧液面高于右侧 C.若甲为稀硫酸，乙为铜铁合金，一段时间后，U A.图①温度计的水银柱上升 形管左侧液面低于右侧，则甲和乙的反应为吸 B.图②中反应物总能量大于生成物总能量 热反应 C.图③中反应开始后，针筒活塞向右移动 D.若甲为浓硫酸，乙为水，一段时间后，U形管左 D.图④中反应开始后，甲处液面低于乙处液面 侧液面低于右侧，则甲和乙的反应为放热反应 25 ©化学·必修第二册（配RJ版） 8.(1)汽车尾气是城市污染的一种，在汽车尾气装：11.(2024·福建泉州高一段考)科学家已获得了气 置中加入适当的催化剂可以实现汽车尾气的无 态N分子，其结构为正四面体形（如图所示）。 害治理。如图是NO和CO反应生成CO2和N2 已知断裂1molN一N键吸收193kJ能量，断裂 过程中的能量变化示意图，说明这个反应是 1molN=N键吸收946kJ能量，下列说法正确 (填“吸热”或“放热”)反应，NO和CO 的是 () 的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”) CO2和N2的总能量。 过渡状态 E O代表N 86 反应物 A.N,属于一种新型的化合物 8% B.N4(g)一4N(g)的过程中吸收772kJ能量 生成物 C.1molN4转化为N2时要吸收734kJ能量 反应过程 D.N4和N2互为同素异形体，N转化为N2属 (2)金刚石和石墨互为同素异形体。已知在高 于化学变化 温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚 ;; 12.(双选)(2023·浙江富阳高一联考)NOCI常用 石，吸收1.9kJ的热量。 于有机合成，其合成原理为2NO(g)+CL2(g) ①该反应 (填“是”或“不是”)吸热反应。 一2NOCI(g),反应过程中的能量变化如图所 ②石墨和金刚石相比， 能量高， 示。下列有关说法正确的是 () 更稳定。 4E/kJ·mo) ③推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃 烧， 放出的热量多。 E1=104 [能力提升] E2=180 9.(双选)白磷、红磷是磷的两种同素异形体。 2NO(g)+Cl(g) 2NOCI(g) 反应进程 A.2 mol NOCI(g)所具有能量比2 mol NO(g) 所具有能量低76kJ 白磷P:分子 红磷可能的链状结构 B.该反应为吸热反应 某温度下1mol白磷转化为红磷放出29.2k的 C.该反应中每生成2 mol NOCI(g)放出热量 热量，则下列叙述正确的是 ) 76 kJ A.白磷比红磷稳定 D.形成1 mol NOCI(g)中的化学键放出热量 B.红磷比白磷稳定 90 kJ C.1mol白磷比1mol红磷含有的总能量高 13.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设 D.红磷转化为白磷要放热 计了如图所示的三套实验装置： 10.(2024·河南郑州高一段考)N2和H2在催化剂 表面合成氨的微观历程示意图如下，已知N2十 3H2一2NH,属于放热反应。下列说法正确 的是 ) oOpo gaQQao 00 ③ (1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反 A.②→③过程中形成了非极性共价键 应是吸热反应还是放热反应”的装置是 B.③→④是吸热过程 (填装置序号)。 C.合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总 (2)某同学选用装置I进行实验（实验前U形管 能量 里液面左右相平)，在试管中加入适量Ba(OH), D.合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于 溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是 生成物成键释放的能量 26 说明该反应属于 (填“吸热”或“放热”) 化学键 P-PP-O 反应。 (3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ 键能/kJ·mol 1 198 360 498 585 进行实验（反应在甲试管中进行）。 ②白磷在氧气中燃烧的能量变化可用图中的 ①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的 (填字母)表示。 现象是 能量：反应物 反应物的 能量 生成物 ②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水 总能量 生成物的 总能量 (填“一定是放热反应”“一定是吸热反 : 生成物的 反应物的 应”或“可能是放热反应”)，理由是 总能量 生成物 总能量反应物 反应过程 反应过程 14.回答下列问题： ③已知在一定条件下，白磷转化为红磷释放能 (1)①已知断裂或形成1mol1化学键所吸收或放 出的能量叫做该化学键的键能，单位为kJ· 量，故白磷比红磷的稳定性 (填“强”或 mol1。白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用 “弱”)。 结构式表示如图： (2)根据下图所示的转化关系判断，生成16g CH,OH(I)放出 kJ能量。 能量/ +5 P:○ 0:●) (kJ.mol-) 419 510 根据表中数据计算：0.1molP,(白磷)在氧气中 1 mol CO(g)+ 充分反应 (填“吸收”或“放出”) 2 mol Ha(g) 1 mol CH,OH(1) k能量，在此过程中能量的转化 反应过程 形式为 27@ 7.D水玻璃为硅酸钠的水溶液，其化学性质稳定，但可与空 (3)流化床反应器中发生反应：Si+3HCl一SiHC3十 气中的二氧化碳反应生成硅酸沉淀。 8.解析(1)玻璃的主要成分SiO2能与NaOH溶液反应生 H2,还原护中发生反应：SiHC,十H,高温 Si+3HC1,所以 成具有粘性的N2SiO3将瓶塞与瓶身黏在一起，从而使瓶 可以循环的物质还有H2、HCI。 塞难以打开，离子方程式表示为SiO2+2OH一 -Si03-+ 答案(1)2NA(2)SiHCI3+H2 高温si十3HCI H20. (3)H2、HC1(4)4HF+SiO2SiF4↑+2H2O (4)氯化硅的熔点高、硬度大、电绝缘性好、化学性质稳定， (5)SiO号+2H+—H2SiO3 可用于制作坩埚、耐高温轴承、切剂刀具：氨化硅的生产成 :15.解析(1)实验时要通入足够长时间的N2,排尽装置内的 本较高，不适宜用作建筑陶瓷，否则在经济上不合算；故 空气，避免空气中的O2、C02、水蒸气对实验产生千扰： 选acd。 (2)装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸： 答案(1)Si02+20H—SiO号+H20 (3)反应前后原子守恒，可推知气体产物可能是CO2或 (2)SiO2 (3)Si (4)acd CO,C中为澄清石灰水用于检验CO2,D中为PCl2溶液 9.AD硅酸钠水溶液有碱性，不能用玻璃塞，A错误；步骤 可用于检验CO,且经检测C0和CO2的物质的量相等，根 是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，反应的化学方程式 据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为3Si02十 为Na2SiO3十H2SO4一H2SiO3￥+Na2SO4,B正确；碳 酸、硫酸的酸性都强于硅酸，都能够与硅酸盐反应生成硅 4C高溢2C0,++2C0+3Si: 酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，C正确：步骤Ⅲ (4)C0有毒，不能直接排到空气中，该装置没有尾气吸收 为灼烧固体分解，灼烧围体应在坩埚中进行，D错误。 装置，易造成空气污染： 10.B分子稀（铝硅酸盐）具有微孔结构，主要用作吸附剂和 (5)已知焦炭过量时会生成副产物SiC,题中假设SiO2和 催化剂等，不具有导电性，故选B。 C反应生成CO、Si和SiC,由题意知生成C0为 11.C装置I的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后 26.88L 36g 续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢 2.4m0=1.2m0l,反应物Si0:为60g品a 气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置Ⅲ的作用是 提供SHCl3气体，因此在水浴中加热，A错误；实验时应 Q6m0l,C为品=1.4ml,反应清后度原子守旗， 先通入气，目的是排出装置中的空气，防止发生危险，B n(SiC)=1.4mol-1.2mol=0.2mol,根据硅原子守恒， 错误；SiHCI3密度为1.34g·cm3,体积13.55mL,根据 n(Si)=0.6mol一0.2mol=0.4mol,则Si和SiC的物质 的量之比为2：1。 SiHC十H,高温s+3HC,理论生成高纯难质量，13.55 答案(1)排尽装置内的空气，避免空气中的O2、C02、水 蒸气对实验产生干扰 28 mLX1,34g·cm3×135.58,则SiHCls的利用率： (2)作安全瓶，防止倒吸 2.814 28X100%=75%,C正确；铁单质与盐 (3)澄清石灰水PaCl2溶液3Si0,十4C高温2C0,↑十 13.55×1.34×135.5 2C0↑+3Si (4)无尾气吸收装置 酸反应生成亚铁离子，不能用硫氰化钾溶液检验，D错误 (5)2：1 12.CS02与有机色质化合为无色物质，具有漂白性，而C2 作业（九）化学反应与热能 没有漂白性，其与水反应生成的HCO,具有强氧化性，可 1.C氢能未进入实用阶段是因为它的储存和运输受限，不 以使有色物质褪色，具有漂白性，A错误：反应在高温条件 是氢气燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料，C错误。 下进行，不是利用强酸制备弱酸原理，不能说明酸性强弱， B错误：制备漂白粉的反应中氯元素的化合价发生变化， 2.A大多数化合反应是放热反应，但也有例外，如碳和二氧 化碳在高温下的化合反应生成一氧化碳就是吸热反应，故 属于氧化还原反应，D错误。 选A。 13.解析(1)SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3,化学方程式 3.DA.金属纳与水反应为放热反应：B.H2与C2在光照下 为SiO2+2NaOH-Na2SiO3十H2O,SiO2能与HF反 反应为放热反应：C,碳酸钠与盐酸反应为放热反应： 应，工业上常用氢氟酸来雕刻玻璃。 D.Ba(OH)2·8H2O与NH,Cl品体混合为吸热反应：故 (2)2C+Si02 高温si十2C0,该反应中C失电子化合价从0 选D。 价升高到十2价，S1得电子化合价从十4价降低到0价，因：4.CZ与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移 此氧化剂为SiO2。 动，不能充分说明相应的化学反应是放热反应，故选C。 (3)稀硝酸可与碳酸钙反应生成二氧化碳气体，该反应可 5.C由图可知，2H2O2(I)=一2H2O()+O2(g)为放热反应， 证明硝酸酸性强于碳酸，则试剂A为①稀HNO3,试剂B: A错误；逢径b、a的能量变化相同，B、D错误，2H2O2(1) 为③碳酸钙，生成的二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉 2H2O(1)+O2(g)为放热反应，则1molH2O2(1)的能 淀，可证明碳酸的酸性强于硅酸，则试剂C为④Na2SiO3。 量高于1molH2O(1)的能量，C正确。 试管中二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，离子方程式为 6.DA的能量小于B的能量，说明A→B的反应为吸热反 C02十H20+SiO号一H2SiO3￥+CO号。因为硝酸具 应，B的能量大于C的能量，说明B→C的反应为放热反应， 有挥发性，可能是挥发出来的硝酸进入试管C与Na2SiO3 A错误：能量越低物质越稳定，C的能量最低，C最稳定，B 反应生成了硅酸，故不能证明碳酸酸性强于硅酸。 错误：由题图可知，A与C的能量差为E5,C错误；A一B 答案(1)SiO2+2NaOH—Na2SiO3+H20氢氟酸 的反应为吸热反应，不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O (2)SiO2(3)①④C02+H20+SiO号- 和NHC1晶体的反应为吸热反应，不需要加热，D正确。 H2SO,十CO?HNO,有挥发性，也会和硅酸钠反应：7.B过氧化钠与水的反应是放热反应，锥形瓶中气压增大， 生成硅酸 U形管中液面左低右高，A错误：U形管液面左低右高，说 14.解析(1)根据化学方程式为Si0,十2C高温Si+2C0个， 明铜铁合金与稀硫酸反应是放热反应，C错误；浓硫酸的稀 释是放热过程，不是放热反应，D错误。 2C→2C0当有1molC参与反应时，该反应转移的电于数 :8.解析(1)根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总 是2NA: 能量，反应放热：(2)1ol石墨可转化为金刚石，该反应吸 (2)还原炉中用H2还原SiHCI3,生成高纯度的Si单质， 收1.9kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的 发生的化学反应方程式为SHCl十H,高温si十3HC: 能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各1mol在相同条件 下燃烧时金刚石放出的热量多。 38 答案(1)放热大于(2)①是②金刚石石墨 ③金：4.D 刚石 5.AA项中两个电极材料相同，不能组成原电池：故逸A。 9.BC1mol白磷转化为红磷放出29.2kJ的热量，则1mol 6.A①中W表面无气泡产生，说明金属活动性W最弱， 红磷含有的总能量低，其比白磷稳定，转化为白磷要吸热， ②中X上产生气泡，X为正极，说明金属活动性：Y>X: 故选BC。 ③中Z极质量减轻，Z为负极，说明金属活动性：Z>Y,故 10.C②→③过程是化学键断裂的过程，A错误；③-→①过 选A。 程，N原子和H原子形成了化学健，为放热过程，B错误； 7.C 锌是负极，铜是正极，即M作负极，A不选：蔗糖是非电 合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生 解质，不能形成原电池，B不选：铁是负极，银是正极，即M 成物形成新键释放的能量，D错误。 做正极，C选：铝和氢氧化钠溶液反应，镁是正极，铝是负 11.DN4是氮元素形成的非金属单质，A错误：N4(g) 极，即M做负极，D不选。 4N(g)需要吸收能量为6×193kJ=1158kJ,B错误； ：8.解析(1)该电池利用了金属锌与酸的反应，离子方程式为 1olN4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为6× Zn+2H十—Zn2++H2↑。(2)若用铁片代替锌片，由于 193kJ=1158kJ,形成化学键放出的热量为946kJ×2 : 铁能与酸反应，LED灯仍然能亮：若用铁片代替铜片，由于 1892kJ,则1molN4气体转化为2mol氯气分子的反应 锌比铁活泼，仍然发生反应：Zn+2H+—Zn2++H2↑， 中放出的热量为1892kJ一1158kJ=734kJ,C错误。 12.CD根据图示，2 mol NOCI(g)所具有能量比2 mol NO(g)和 LED灯仍然能亮。(3)银片代替锌片，银和铜都不能与酸 反应，无电流产生，LED灯不亮。(4)构成原电池的条件 1 mol Cl2(g)所具有的总能量低(180一104)kJ=76kJ,A 有：①两个活泼性不同的金属电极或金属与非金属（石墨）： 错误，C正确：反应物的能量总和大于生成物的能量总和， ②电解质溶液：③闭合回路：④自发进行的氧化还原反应。 为放热反应，B错误：断裂化学键吸收能量，形成化学键放 出能量，D正确。 答案(1)Zn+2H+—Zn2++H2↑ 13.解析(1)装置I可通过U形管中红墨水液面的变化判 (2)能能 断反应是放热反应还是吸热反应：装置Ⅱ可通过烧杯中是 (3)不能 否产生气泡判断反应是放热反应还是吸热反应：装置Ⅲ只 (4)①两个活泼性不同的金属电极或金属与非金属（石墨）： 是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置， ②电解质溶液；③闭合回路：④自发进行的氧化还原反应 不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)B(OH)2 9.AD根据CI一的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正 溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反 极，根据电池反应式可知，Z发生失电子的氧化反应，即b 应。(3)②NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化， 电极反应式为Zn一2e-一Zn2+,A正确、B错误，电子流 但发生的是物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸 动方向是b电极→导线·a电极，C错误；正极材料的活泼 热反应。 性应比负极材料弱，D正确。 答案(1)Ⅲ 10.D根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，在铁 (2)U形管内左端液面降低，右端液面升高放热 球表面析出C山，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体 (3)①导气管口处产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧 滴入CuSO4溶液后，形成原电池，在铜球表面析出Cu,A 杯中的导管内形成一段水柱②可能是放热反应某些 端下沉。 物质（如NaOH固体）溶于水放热，但不是放热反应 11.D装置①因没有形成闭合回路，不是原电池装置，铜棒 14.解析(1)①1mol白磷在氧气中燃烧断健吸收的总能量 上没有气体产生，A正确：装置②与③中负极上电极反应 为198×6+498×5=3678kJ,成键放出的总能量为585 为Zn-2e一Zn2+,装置②中正极上电极反应为2H+ ×4十360×12=6660kJ,0.1molP4(白磷)在氧气中充分 +2e一一H2↑，装置③中正极上电极反应为Cu2+十 反应放出(6660-3678)×0.1kJ=298.2kJ能量，在此过 2e- Cu,正极生成物质质量比为1：32时，依据电子 程中能量的转化形式为化学能转化为热能； 守恒计算两个原电池中电子转移相同，所以反应的锌的质 ②白磷在氧气中燃烧是放热反应，能量变化可用图a 表示 量相同，B,C正确：装置③是原电池装置，锌微负极：Zn一 2e 一Zn2+,铜做正极：Cu2+十2e 一Cu,当装置③电 ③能量越低越稳定，白磷转化为红磷释放能量，红磷能量· 低，白磷比红磷的稳定性弱。 路中转移1m0l电子，负极和正极质量变化之差为(65g (2)16gCH,0H(D的物质的量为是-0.5m0l,根据图示 64g)÷2=0.5g,D错误。 :12,BC根据题意知，N极是负极，M是正极，且N极材料比 的转化关系，生成1mol液体甲醇放出91kJ的能量，生成 M极活泼。A.钟比钢活泼，D.铧比铁活泼，即M极材料 0.5 mol CH30H放出91×0.5=45.5kJ能量. 比N极活泼，不符合题意：故选BC。 答案(1)①放出298.2化学能转化成热能 ②a 13.(1)ZnZn-2e一Zn2+(2)水果品种（电解质溶液） ③弱(2)45.5 相同时，实验1中锌的活泼性大于铜，锌是负极，实验5中 作业（十）化学反应与电能 锌的活泼性小于铝，锌是正极(3)水果品种（或电解质溶 1.A该装置为原电池装置，可将化学能转化为电能，A错 液)(4)电极材料 误：Z比钢活泼，故年电极是该电池的负极，铜电极为正 14.解析(1)①图1中镁做负极，铝为正极，放电时氢离子向 极，CU电极表面产生的气体是H2,电子由负极经外电路流 铝片移动。 向正极，故电子由Zn电极经导线流入Cu电极，B、C、D正 ②图2中铝为负极，镁为正极，负极上电极反应式为A1 确：故选A。 3e+4OH[AI(OH),]-。 2.BZn为负极，Cu为正极，电子由Zn流向Cu,A正确；电 ③初中所学的金属活动性顺序仍是正确的，仍有实用价 流方向与电子流动方向相反，则电流由Cu经导线流向Z, 值，因为一些特殊的化学反应，如铝能与NOH反应而钱 B错误；乙失电子生成锌离子，H+得电子，被还原，生成的 不行，使得部分金属性相对弱的金属做负极，说明利用原 H2逸出，C正确：原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子 电池反应判断金属活动性强弱不一定准确，A正确，B、C 移向正极，D正确。 错误：以上实验证明，电极不变，电解质溶液不同，电极反 3.B电子从负极经外电路流向正极，即X为负极，Y为正 应也可能不同，D正确：故选AD。 极，则外电路的电流方向为：Y+外电路+X,A错误；原电 (2)Z置换出单质铜，与硫酸构成原电池，加快反应速率， 池中阴离子向负极移动，则SO移向X电极，Y为正极， 但是生成氢气的量变少，A错误：对反应没有明显影响，生 氢离子放电生成氢气，B正确：X极（负极）上发生的是氧化 成气体的速率不变，C错误，生成弱酸醋酸，降低了溶液中 反应，Y极（正极）上发生的是还原反应，C错误：若两电极 氢离子浓度，反应速率减小，D错误。 分别为Cu和F,活泼性强的作负极，因此X为铁，Y为铜， 答案(1)①铝片②负A1-3e+4OH D错误。 CA1(OH)4]- ③AD(2)B 39