第二章 第2节 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂课时作业word（鲁科版）

1．H2能在Cl2中燃烧生成HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。如图为H2、Cl2和HCl三者相互转化过程的微观示意图，下列说法正确的是(　　) A．过程1放热　　　　　 B．过程2吸热 C．过程3放热 D．过程4放热 解析：C　[过程1是H2和Cl2的化学键断裂，是吸热过程，A错误；过程2是形成H—Cl化学键，是放热过程，B错误；过程3是Cl2在H2中燃烧，放出热量，C正确；过程4与过程3相反，是吸热过程，D错误。] 2．氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol O===O键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　) A．2Q1＋Q2<4Q3 B．2Q1＋Q2>4Q3 C．2Q1＋Q2<2Q3 D．2Q1＋Q2>2Q3 解析：A　[破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，则H—H键能为Q1 kJ·mol－1，破坏1 mol O＝O键消耗的能量为Q2 kJ，则O＝O键能为Q2 kJ·mol－1，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ，则H—O键的键能为Q3 kJ·mol－1，反应2H2(g)＋O2(g)2H2O为放热反应，即反应物的总键能－反应产物的总键能<0，即2Q1＋Q2－4Q3<0，所以2Q1＋Q2<4Q3。] 3．德国化学家Haber利用N2和H2在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖，该反应的微观历程及能量变化的示意图如下，用分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是(　　) A．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量 B．催化剂在吸附N2、H2时，催化剂与气体之间的作用力为化学键 C．在该过程中，N2、H2断键形成氮原子和氢原子 D．使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少 解析：C　[根据能量变化的示意图，合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故A错误；催化剂吸附N2、H2，没有形成化学键，催化剂与气体之间的作用力不属于化学键，故B错误；由图可知，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子，然后生成2个氨分子，生成氨分子之前是氢原子和氮原子，故C正确；催化剂对反应中的能量变化无影响，合成氨反应放出的热量不变，故D错误。] 4．下列图示变化为吸收能量的反应的是(　　) 解析：A　[A项中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应吸热；B项，反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，反应放热；C项释放能量，不是化学反应；D项为释放能量的反应。] 规律方法：任何化学反应除遵循质量守恒定律外，同样也遵循能量守恒定律，不同形式的能量之间可以转化，但总能量保持不变。反应物与生成物的能量差若以热能形式表现出来，即为放热反应或吸热反应。 5．下列说法中正确的是(　　) A．化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等 B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 解析：A　[化学反应中的能量变化一定遵循能量守恒定律；物质发生化学反应都伴随着能量的变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不同；在一个确定的化学反应中，反应物的总能量(E1)与生成物的总能量(E2)之间的关系：E1>E2，化学反应为放热反应，E1<E2，化学反应为吸热反应。] 6．化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下： 下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是(　　) A．该过程表明在化学反应中存在化学键的断裂与形成 B．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂 C．过程②需吸收能量，过程③则释放能量 D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成 解析：D　[由题图可知，每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子，然后原子重新结合生成2个氨分子，A正确；催化剂能改变化学反应的速率，合成氨的反应在催化剂作用下，反应速率加快，意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易，B正确；化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成释放能量，从题图可看出②为化学键断裂过程，③为化学键形成过程，C正确；化学键的断裂需要吸收能量，所以该反应在常温下难以进行，D错误。] 7．已知在相同状况下，同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是(　　) A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C．相同状况下，反应2SO2＋O22SO3是一个放热反应，则反应2SO32SO2＋O2是一个吸热反应 D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 解析：C　[由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，故C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，则与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。] 8．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－ B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．N2O＋NO===N2＋NO2反应放出139 kJ的热量 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 解析：A　[N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1 mol N2时转移2 mol e－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于反应产物能量之和，B正确；由题图知该反应放出的热量为139 kJ，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。] 9．根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是(　　) A．CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量 B．该反应的焓变大于零 C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量 D．由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 解析：D　[因为碳酸钙受热分解是吸热反应，CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B项正确；C项，在CaCO3中，Ca2＋和CO之间存在离子键，CO中，C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，C项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D项错误。] 10．(双选)研究表明，化学反应中能量变化的本质是化学键的形成和断裂过程中释放和吸收能量。如图表示反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化，下列有关说法中错误的是(　　) A．图中的①是指放出能量，②是指吸收能量 B．图示说明反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是一个吸热反应 C．图示说明化学键的形成与断裂是化学反应中发生能量变化的根本原因 D．③中a为484 解析：AB　[A项，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，错误；B项，由图可知反应物的总能量高于反应产物的总能量，应为放热反应，错误；D项，a＝1 852－1 368＝484，正确。] 11．下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)： 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，　________　(填“放出”或“吸收”)的热量最多的是　______________　。 (5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？　________　(填“能”或“不能”)，你的根据是　_________________　。 解析：破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1 mol该物质的化学键时放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。形成1 mol H—H键时放出的能量最多，为436 kJ；在氢化物中，形成1 mol H—Cl键时放出的能量最多，为432 kJ；假设消耗1 mol H2，分别计算出生成HCl、HBr、HI的三个反应放出的热量依次为185 kJ、103 kJ和9 kJ。 答案：(1)A　(2)A　(3)放热反应　(4)放出　Cl2　(5)能　元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多 12．化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H—S：364 kJ·mol－1，S—S：266 kJ·mol－1，S＝O：522 kJ·mol－1，H—O：465 kJ·mol－1。 (1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热： 2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q＝　________　。 (2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a>2b时，反应放热　________　kJ；当a<2b时，反应放热　________　kJ。(用a、b表示) 解析：(1)2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)，2 mol H2S中有4 mol H—S键，1 mol SO2中有2 mol S＝O键，3 mol S 中有 mol S8，即3 mol S—S键，2 mol H2O中有4 mol H—O键。破坏反应物的化学键吸热，形成反应产物的化学键放热，故ΔH＝(4×364＋2×522－3×266－4×465) kJ·mol－1＝－158 kJ·mol－1，Q＝158。 (2)a>2b时，H2S过量，SO2不足，以SO2的量计算，SO2有 mol，放热 ×158 kJ＝7.054 b kJ；a<2b时，H2S 不足，SO2过量，以H2S的量计算，H2S有 mol，放热××158 kJ≈3.53a kJ(注意化学方程式中H2S的系数是2，所以除以2)。 答案：(1)158　(2)(或7.054 b)　(或3.53a) 13．Ⅰ.我国航天航空事业蒸蒸日上，航天航空的关键技术是火箭，火箭燃料有液氢、乙炔(C2H2)、甲烷、煤油、肼(N2H4)等。请回答下列问题： (1)已知肼的结构简式可表示为H2N—NH2。 ①肼分子中的化学键类型为　__________　。 ②肼在氧气中燃烧生成无毒的物质，则反应中肼断裂的化学键有N—H键、　__________　，新形成的化学键有　__________________　。 ③根据肼燃烧过程中的能量变化，说明反应物能量之和　________　(填“大于”“等于”或“小于”)生成物能量之和。 (2)氢燃料汽车中氢的燃烧与火箭中氢的燃烧最大的不同在于前者使用的是空气作氧化剂，而后者使用的是液氧。火箭中不能使用液化空气，原因是____________________。 (3)火箭发射前，当液氢、液氧加到一定量后，技术人员还要不停地补加，请你说出这种做法的原因： ________________________________________________________________________。 解析：(1)肼分子中含有N—H共价键和N—N共价键。因为燃烧反应为放热反应，故反应物的能量之和比生成物的能量之和大。 (2)氢气在空气中和在纯氧中燃烧相同，释放的能量也相同，不同之处在于液态空气中的液氮不能参加反应，且在液氢燃烧时还会挥发带走氢气燃烧所放出的部分热量。 (3)液氢、液氧的沸点低，在常温下易挥发，若要保持一定的量，需要不停地补加。 答案：(1)①共价键　②N—N键　N≡N键、H—O键　③大于 (2)液态空气中的液氮不能参与反应，液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失 (3)液氢、液氧的沸点低，容易挥发 学科网（北京）股份有限公司 $