课时测评5 化学反应中能量变化的原因 燃料的选择和氢能的利用-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习word（苏教版）

课时测评5　化学反应中能量变化的原因　燃料的选择和氢能的利用 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－8题，10－12题，每小题3分，共33分) 题点1　化学反应中能量变化的原因 1.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。下列说法正确的是(　　) 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.该反应中，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 答案：B 解析：醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使环境的温度降低从而使醋酸凝固，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中吸收的能量储存在生成物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，C、D错误。 2.已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)(　　) A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C.12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多 答案：A 解析：放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，B、C两项正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，D项正确。 3.如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是(　　) A.500 mL 2.0 mol·L－1 HCl溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图(a)，且放出的热量为ΔE1 B.500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b)，且吸收的热量为ΔE2 C.发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生 D.CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a) 答案：A 解析：图(a)表示放热反应，选项A提供的反应是放热反应，A项正确；图(b)表示吸热反应，选项B提供的反应是放热反应，B项错误；一些放热反应需加热才能发生，C项错误；浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，D项错误。 4.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(g)＋NO(g)N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1 D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 答案：A 解析：根据反应：N2O＋NON2＋NO2可知，N2O中N元素化合价从＋1价降低到0价，NO中N元素化合价从＋2价升高到＋4价，反应生成1 mol N2时转移2 mol e－。 5.SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。已知：S—F键、F—F键的键能分别为327 kJ·mol－1、159 kJ·mol－1。则SF4(g)＋F2(g)SF6(g)的ΔH等于(　　) A.－495 kJ·mol－1 B.495 kJ·mol－1 C.3 111 kJ·mol－1 D.－3 111 kJ·mol－1 答案：A 解析：反应物SF4中含有4个S—F键，F2中含有1个F—F键，SF6中含有6个S—F键；反应SF4(g)＋F2(g)SF6(g)中，断裂1个F—F键，又新形成2个S—F键，所以ΔH＝159 kJ·mol－1－2×327 kJ·mol－1＝－495 kJ·mol－1，故选A。 题点2　燃料燃烧释放的能量 6.(2024·湖南衡阳高二期末)中国石化石油化工科学研究院最近从地沟油中提炼出航空燃油；我国航天科技集团六院自主成功开发500吨级液氧煤油发动机。下列叙述正确的是(　　) A.航空燃油不完全燃烧不会对环境造成污染 B.液氧汽化过程是吸热反应 C.煤油燃烧反应是放热反应 D.航空燃油和煤油都是可再生能源 答案：C 解析：航空燃油不完全燃烧会产生CO等污染气体，A项错误；液氧汽化属于物理变化，由液态到气态，是吸热过程，不是吸热反应，B项错误；燃烧反应都是放热反应，C项正确；煤油是化石能源之一，是不可再生能源，D项错误。 7.下列说法不正确的是(　　) ①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 ②化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体 ③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效率高 ④固体煤变为气体燃料后燃烧效率更低 A.①④ B.②③④ C.①②③ D.①③④ 答案：A 解析：化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气或氧气要适当过量，①错误；化石燃料在燃烧过程中产生的CO、SO2等有害气体会污染环境，②正确；将煤进行深加工后，能提高燃烧效率，且经脱硫处理等可减少污染气体的排放，③正确；固体煤变为气体燃料后，与空气或氧气的接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④错误。 题点3　氢燃料的应用前景 8.在生活和生产实际中大量应用氢能源，若想利用水制取氢气，下列措施中可行的是(　　) A.通过电解水的方法制取 B.将水进行高温分解来制取 C.在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气 D.利用绿色植物在阳光作用下释放出氢气 答案：C 解析：A项，电解水会消耗大量电能，不经济，错误；B项，高温分解水要消耗热能，不经济，错误；C项，光分解水是利用太阳能制取氢气，正确；D项，绿色植物在阳光作用下释放出氧气，错误。 9.(7分)天然气、石油、煤炭、生物质能等，都是氢气的有效来源，氢气是一种高效无污染的理想能源，被人们称为“绿色能源”。下列①～⑥是某化学兴趣小组查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法，其中包括正在研发的方案。 ①电解法：2H2O2H2↑＋O2↑； ②甲烷转化法：CH4＋H2OCO＋3H2； ③水煤气法：C＋H2O(g)CO＋H2； ④碳氢化合物热裂法： 2CH4H—C≡C—H(乙炔)＋3H2； ⑤将太阳光聚焦产生高温使水分解： 2H2O2H2↑＋O2↑； ⑥常温光电池法：2H2O2H2↑＋O2↑。 试回答下列问题： (1)反应①电解法制氢气的能量转换方式是　　　　　　　　　　；反应②甲烷转化法中的能量转换方式是　　　　　　　　　　；反应⑥常温光电池法中的能量转换方式是　　　　　　　。 (2)反应⑤是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)氢气是未来的理想能源，除释放的热量多之外，还具有的优点是　　　　　　　， 　　　　　　　。 答案：(1)电能转化为化学能　热能转化为化学能　光能转化为化学能　(2)吸热　(3)来源丰富，产物无污染 10.小明从表中提供的信息中，得到以下几个结论，其中正确的是(　　) 燃料 热值/(J·kg－1) 燃料 热值(J·kg－1或J·m－3) 柴油 4.3×107 焦炭 3.0×107 酒精 3.0×107 氨 1.4×108 汽油 4.6×107 煤气 3.9×107 木炭 3.4×107 沼气 1.9×107 A.热值大的燃料燃烧时放出的热量多 B.1千克汽油燃烧时放出的热量是4.6×107焦耳 C.木炭燃烧不充分时其热值会变小 D.2 m3的沼气完全燃烧时放出的热量是3.8×107焦耳 答案：D 解析：热值与燃料的种类有关，与质量无关，则不能由热值比较放出的热量，A错误；汽油的热值为4.6×107 J·kg－1，则1千克汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107焦耳，若不完全燃烧放出的热量减少，B错误；热值为一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧放出的热量，不完全燃烧时放出的热量不是热值，C错误；沼气的热值为1.9×107 J·m－3，则2 m3的沼气完全燃烧时放出的热量是2 m3×1.9×107 J·m－3＝3.8×107焦耳，D正确。 11.已知下列两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，C3H8(g)＋5O2(g)3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A.相同质量H2和C3H8分别完全燃烧，C3H8放出的热量多 B.C3H8完全燃烧生成1 mol H2O(l)放出的热量为555 kJ C.1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为5 011.6 kJ D.H2和C3H8的混合气体共4 mol，完全燃烧时放出3 256 kJ热量，则n(H2)∶n(C3H8)＝1∶1 答案：B 解析：相同质量H2和C3H8分别完全燃烧，H2放出的热量多，A项错误；C3H8完全燃烧生成1 mol H2O(l)kJ＝555 kJ，B项正确；1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为(＋2×2 220) kJ＝4 725.8 kJ，C项错误；H2和C3H8的混合气体共4 mol，若n(H2)∶n(C3H8)＝1∶1，则完全燃烧时放热一定大于3 256 kJ，D项错误。 12.键能的大小可衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的能量变化。下表为某些化学键的键能。 化学键 N—N OO N≡N N—H 键能/(kJ·mol－1) 154 496 942 a 已知火箭燃料肼()的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(　　) A.N2比O2稳定 B.N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－534 kJ·mol－1 C.表中的a＝194 D.图中的ΔH3＝2 218 kJ·mol－1 答案：C 13.(8分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。3月29日，某品牌汽车氢能战略全球发布会推出氢能技术，并计划今年推出全球首款C级氢燃料电池SUV。关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法： ①电解水法：2H2O2H2↑＋O2↑； ②水煤气法：C＋H2O(g)CO＋H2， CO＋H2OCO2＋H2； ③太阳能光催化分解水法： 2H2O2H2↑＋O2↑。 (1)三种方法中最节能的是　　　　(填序号)。 (2)已知断裂1 mol H—H键、1 mol OO键和1 mol H—O键分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上3.6 g H2O(g)完全分解，需　　　　(填“放出”或“吸收”)能量　　　　kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是　　　　(填字母)。 答案：(1)③　(2)吸收　48.2　C 解析：(1)①电解水法需消耗大量电能；②水煤气法需要消耗煤、电等能源；③太阳能光催化分解水法直接利用太阳能，三种方法中最节能的是③。(2)2 mol H2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，断键吸收的能量为2×2×463 kJ＝1 852 kJ，成键放出的能量为2×436 kJ＋498 kJ＝1 370 kJ，因断键吸收的总能量＞成键放出的总能量，故该反应为吸热反应，2 mol H2O(g)完全分解吸收的能量为1 852 kJ－1 370 kJ＝482 kJ，则3.6 g(即0.2 mol)H2O(g)反应时吸收的能量为48.2 kJ。化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，吸热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键放出的总能量，能正确表示该过程的能量变化示意图的是C。 14.(12分)(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题： ①由H＋HH2，当形成1 mol H—H键时，要　　　　(填“吸收”或“放出”，下同)436 kJ的能量；由Cl2Cl＋Cl，当断裂1 mol Cl—Cl键时，要　　　　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183 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)。这两个反应中，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)①根据上图所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。 ②1 mol CO(g)的总键能　　　　(填“＞”“＝”或“＜”)1 mol CH3OH(l)的总键能。 答案：(1)①放出　吸收　②431　③相等 (2)①放出　45.5　②＜ 解析：(1)①形成共价键时放出能量，断裂共价键时吸收能量，从题图中可以看出，当形成1 mol H—H键时放出436 kJ的能量；当断裂1 mol Cl—Cl键时吸收243 kJ的能量。②设H—Cl键键能为x，则436 kJ＋243 kJ－2x＝－183 kJ，解得x＝431 kJ，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是431 kJ。③对于同一反应，当反应物的用量相同时，反应条件不影响反应的热效应，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)①由题图可知，1 mol CO(g)与2 mol H2(g)完全反应生成1 mol CH3OH(l)，放出510 kJ－419 kJ＝91 kJ能量，则生成16 g CH3OH(l)(物质的量为0.5 mol)，放出91 kJ·mol－1×0.5 mol＝45.5 kJ能量。②由题图可知，反应物的总键能－生成物的总键能＝－91 kJ，即1 mol CO(g)的总键能＋1 mol H2的总键能－1 mol CH3OH(l)的总键能＝－91 kJ，则1 mol CO(g)的总键能－1 mol CH3OH(l)的总键能＜0，所以1 mol CO(g)的总键能＜1 mol CH3OH(l)的总键能。 学科网（北京）股份有限公司 $