6.2 化学反应中的热 第2课时 同步练习 -2025-2026学年高一下学期化学苏教版必修第二册

**基本信息** 本同步练按“必备知识基础”“能力素养提升”分层，基础巩固核心概念，提升强化综合应用，构建从单一知识点到复杂问题解决的知识路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|能源分类、能量转化、热值概念、键能计算等单一知识点|选择题为主，如能源类型判断、简单键能计算，强化化学观念| |能力素养提升|反应能量曲线分析、多步反应能量变化、混合气体燃烧计算等综合应用|图表分析题（如能量变化图）、综合计算题，培养科学思维与证据推理能力|

第二单元　化学反应中的热 第2课时　化学反应中的能量变化　燃料的利用 一、必备知识基础 1.下列能源中,属于不可再生能源的是(　　) A.太阳能 B.风能 C.天然气 D.生物质能 2.下列变化中,一定存在化学能与热能相互转化的是(　　) A.冰雪融化 B.干冰升华 C.镁条燃烧 D.氢氧化钠溶于水 3.下列关于热值的说法正确的是(　　) A.热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热量 B.热值是指一定条件下单位物质的量的可燃物完全燃烧所放出的热量 C.1 mol可燃物燃烧放出的热量就是该物质的热值 D.热值的单位是kJ·mol-1 4.下列关于燃料燃烧释放能量的说法错误的是(　　) A.燃料燃烧是将化学能转化为热能的过程 B.燃料的热值越大,相同质量的燃料燃烧释放的能量越多 C.为了提高燃料的燃烧效率,应尽量使燃料充分燃烧 D.燃料燃烧释放的能量都能被有效利用 5.(教材P17T3)氢能是最具前景的清洁能源之一,目前水分解制氢技术及贮氢材料的开发应用都取得了很大进展。已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1。下列说法错误的是(　　) A.1 mol H2O(l)分解制得1 mol H2需要吸收571.6 kJ的能量 B.氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点 C.贮氢材料具有能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点 D.利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段 6.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度CO2、H2混合气,化学反应原理是CH3OH+H2OCO2+3H2,其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.形成H—H键放出能量 B.断开H—C键放出能量 C.反应物的总能量小于生成物的总能量 D.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程 7.已知:H—H键的键能为436 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol-1,H—Cl键的键能为431 kJ·mol-1,则H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的反应热(ΔH)为(　　) A.183 kJ·mol-1 B.-183 kJ·mol-1 C.862 kJ·mol-1 D.-862 kJ·mol-1 8. N2H4、NH3等均可用作火箭推进剂。请回答下列问题: (1)某种运载火箭的推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,一定量的N2H4(l)和H2O2(l)完全反应生成氮气和1 mol气态水的过程中的能量变化如图所示。 ①该反应属于　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  ②一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4 mol H2O(g)时,能量变化情况为　　　　　　　。  ③若该反应过程中N2H4中有20 mol共价键发生断裂,则能量变化情况为　　　　　。 (2)已知下列数据: 物质 NH3 H2O N2 O2 断裂1 mol化学键所需能量/kJ 391 463 942 496 则17 kg氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为　　　　　kJ。  二、能力素养提升 9.已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其能量变化及微观历程如图所示(*表示物质吸附在催化剂表面的形态)。下列说法错误的是(　　) 图1 图2 A.在催化剂表面只存在N≡N键断裂,不存在N≡N键形成 B.图2中②→③的过程吸收能量 C.图2中③→④的过程可表示为N*+3H*N D.其他条件相同,使用催化剂不会改变合成氨反应放出的热量 10.反应H2+Cl22HCl的总能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.过程1释放能量 B.过程2吸收能量 C.该反应是放热反应 D.过程1的能量变化大于过程2 11.可以用图示法分析化学反应中的能量变化,下列说法不正确的是(　　) A.2 mol I2(s)与过量H2(g)反应生成4 mol HI(g)时,需要吸收10 kJ的能量 B.1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时,需要吸收17 kJ的能量 C.2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时,需要吸收12 kJ的能量 D.2 mol HI(l)分解生成1 mol I2(s)与1 mol H2(g)时,需要放出5 kJ的能量 12.某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图所示,下列叙述正确的是(　　) A.三种化合物中C最稳定 B.两步反应均为吸热反应 C.A与C的能量差为E4 D.AB反应,反应时一定要加热 13. H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.2 mol气态氢原子结合生成H2(g)时,吸收436.4 kJ能量 B.断开1 mol HCl(g)中化学键需要吸收431.8 kJ能量 C.Cl2(g)中的Cl—Cl键比HCl(g)中的H—Cl键牢固 D.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=184.5 kJ·mol-1 14.如图所示,曲线a和b代表N2和H2在不同条件下反应的能量变化情况,下列有关说法中正确的是(　　) A.a放出的热量比b多 B.断开1 mol N2和3 mol H2的化学键需要放出2 250.9 kJ的热量 C.1 mol N2和3 mol H2的总键能比2 mol NH3的总键能大 D.1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量 15.25 ℃、101 kPa下,煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值依次是约33 kJ·g-1、143 kJ·g-1、约56 kJ·g-1、23 kJ·g-1,则下列热化学方程式正确的是(　　) A.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-396 kJ·mol-1 B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896 kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 D.CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=736 kJ·mol-1 16.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-890.3 kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6 kJ·mol-1。现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 695 kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是(　　) A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3 17.依据化学能与热能的相关知识回答下列问题: (1)键能是指25 ℃、101 kPa时,将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。显然键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。如H—H键的键能是436.4 kJ· mol-1,是指使1 mol H2分子变成2 mol H原子需要吸收436.4 kJ的能量。 ①已知H—Cl键的键能为431.8 kJ· mol-1,下列叙述正确的是　　　　　(填字母)。  A.每生成1 mol H—Cl键放出431.8 kJ能量 B.每生成1 mol H—Cl键吸收431.8 kJ能量 C.每拆开1 mol H—Cl键放出431.8 kJ能量 D.每拆开1 mol H—Cl键吸收431.8 kJ能量 ②已知H—Cl键的键能为431.8 kJ· mol-1,Cl—Cl键的键能为242.7 kJ· mol-1,写出氢气在氯气中燃烧生成气态HCl的热化学方程式:  　　　　　　　　　　　　。  (2)已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示: ①1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3(g)的过程中　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　 kJ能量。  ②0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程中　　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　 kJ能量。  参考答案 1.C　解析 太阳能、风能、生物质能都属于可再生能源,天然气属于化石燃料,是不可再生能源,C正确。 2.C　解析 冰雪融化、干冰升华、氢氧化钠溶于水是物理变化,没有新物质生成,不存在化学能与热能相互转化;镁条燃烧是化学变化,且反应过程中有热量放出,存在化学能与热能相互转化,C正确。 3.A　解析 热值的定义是一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热量,A正确,B、C错误;热值单位是kJ/kg或J/g等,不是kJ·mol-1,D错误。 4.D　解析 燃料燃烧是将化学能转化为热能的过程,A正确;燃料的热值越大,相同质量的燃料燃烧释放的能量越多,B正确;使燃料充分燃烧可提高燃料的燃烧效率,C正确;燃料燃烧释放的能量会有一部分散失,不能都被有效利用,D错误。 5.A　解析 由热化学方程式可知,1 mol H2O(l)分解制得1 mol H2需要吸收285.8 kJ的能量,A错误;氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点,B正确;贮氢材料具有能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点,C正确;利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段,能够节省能源,D正确。 6.A　解析 化学键的形成需要释放能量,因此形成H—H键放出能量,A正确;化学键的断裂需要吸收能量,因此断开H—C键吸收能量,B错误;根据能量变化示意图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,因此CH3OH转化生成H2的反应属于放热反应,即该过程是一个放出能量的过程,C、D错误。 7.B　解析 反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的ΔH=436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1。 8.答案 (1)①放热　②放出641.6 kJ热量 ③放出2 566.4 kJ热量　(2)315 000 解析 (1)①反应物总能量大于生成物总能量,该反应属于放热反应。②一定量的N2H4(l)和H2O2(l)完全反应生成氮气和1 mol气态水,放出160.4 kJ能量,一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4 mol H2O(g)时,放出4×160.4 kJ=641.6 kJ热量。③由N2H4的结构式可知,1 mol N2H4中含5 mol共价键,若该反应过程中N2H4中有20 mol共价键发生断裂,则反应中消耗4 mol N2H4(l),生成16 mol H2O(g),放出的热量为16×160.4 kJ=2 566.4 kJ。 (2)氨气燃烧生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),断裂4 molNH3(g)与3 mol O2(g)中的化学键吸收的总能量为4×3×391 kJ+3×496 kJ=6 180 kJ,形成2 mol N2(g)和6 mol H2O(g)中的化学键放出的总能量为2×942 kJ+6×2×463 kJ=7 440 kJ,反应放热7 440 kJ-6 180 kJ=1 260 kJ,则1 mol NH3(g)完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为1 260 kJ÷4=315 kJ,故17 kg氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为×315 kJ=315 000 kJ。 9.A　解析 合成氨反应为可逆反应,从题图2可看出,②→③为催化剂表面发生N≡N、H—H键断裂的过程,③→②为催化剂表面发生N≡N、H—H键形成的过程,A错误;题图2中②→③的过程为N≡N、H—H键断裂的过程,需要吸收能量,B正确;题图2中③→④的过程为N—H键形成,可表示为N*+3H*N,C正确;从题图1可看出,其他条件相同,使用催化剂可以改变反应历程,但不会改变反应物和生成物的能量,也不会改变合成氨反应放出的热量,D正确。 10.C　解析 根据图示,过程1是断键过程,吸收能量,A错误; 过程2是成键过程,释放能量,B错误;反应物总能量大于生成物总能量,该反应是放热反应,C正确;过程1吸收的能量小于过程2释放的能量,过程1的能量变化小于过程2,D错误。 11.D　解析 由题图可知,1 mol I2(s)与1 mol H2(g)反应生成2 mol HI(g),吸收5 kJ热量,则2 mol I2(s)与过量氢气反应生成4 mol HI(g),吸收10 kJ的能量,A正确;由题图可知,1 mol I2(g)转化为1 mol I2(s)放热17 kJ,则1 mol I2(s)转化为1 mol I2(g),需要吸收17 kJ的热量,B正确;由题图可知,1 mol I2(g)与1 mol H2(g)反应生成2 mol HI(g),放热12 kJ,则2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)和1 mol H2(g)时,吸收12 kJ的能量,C正确;由题图可知,2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(s)和1 mol H2(g),放出5 kJ的热量,HI(l)转化为HI(g)需要吸热,则2 mol HI(l)分解生成1 mol I2(s)和1 mol H2(g),放出的热量小于5 kJ,D错误。 12.A　解析 物质的能量越低,物质越稳定,三种化合物中C的能量最低,C最稳定,A正确;AB为吸热反应,BC为放热反应,B错误;根据图示,A与C的能量差为E2+E4-E1-E3,C错误;反应吸热、放热与反应条件无关,AB的反应不一定要加热,D错误。 13.B　解析 化学键的生成放出能量,2 mol气态氢原子结合生成H2(g)时,放出436.4 kJ能量,A错误;化学键的断裂吸收能量,断开1 mol HCl(g)中化学键需要吸收431.8 kJ能量,B正确;Cl2(g)的键能为242.7 kJ·mol-1,HCl(g)的键能为431.8 kJ·mol-1,Cl2(g)中的Cl—Cl键不如HCl(g)中的H—Cl键牢固,C错误;ΔH=反应物键能总和-生成物的键能总和,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=436.4 kJ·mol-1+242.7 kJ·mol-1-2×431.8 kJ·mol-1=-184.5 kJ·mol-1,D错误。 14.D　解析 曲线a和b表示的反应的反应物总能量和生成物总能量均相同,则曲线a和b表示的反应放出的热量相等,A错误;旧化学键断裂吸收热量,则断开1 mol N2和3 mol H2的化学键需要吸收2 250.9 kJ的热量,B错误;该反应是放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,即1 mol N2和3 mol H2的总键能小于2 mol NH3的总键能,C错误;该反应生成2 mol NH3(g)放出(2 342.9-2 250.9) kJ=92.0 kJ热量,则1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量,D正确。 15.B　解析 煤炭的热值约33 kJ·g-1,则12 g煤炭放出的热量约为396 kJ,所以热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-396 kJ·mol-1,A错误;天然气的热值约56 kJ·g-1,则16 g CH4放出的热量约为896 kJ,所以热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-896 kJ·mol-1,B正确;氢气的热值是143 kJ·g-1,则4 g H2放出的热量为572 kJ,所以热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-572 kJ·mol-1,C错误;甲醇(CH3OH)的热值是23 kJ·g-1,则32 g CH3OH放出的热量为736 kJ,所以热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-736 kJ·mol-1,D错误。 16.B　解析 混合气体的物质的量为112 L÷22.4 L·mol-1=5 mol,设H2的物质的量为x mol,则CH4的物质的量为(5-x) mol,根据反应热可列方程:x mol×(571.6 kJ·mol-1÷2)+(5-x) mol×890.3 kJ·mol-1=3 695 kJ,解得x≈1.25,则CH4的物质的量为5 mol-1.25 mol=3.75 mol,所以原混合气体中H2和CH4的物质的量之比为1.25 mol∶3.75 mol=1∶3,B正确。 17.答案 (1)①AD　②H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　 ΔH=-184.5 kJ·mol-1 (2)①放出　b　②放出　(b-a) 解析 (1)①断键吸热,成键放热,H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol-1,每生成1 mol H—Cl键放出431.8 kJ能量,每拆开1 mol H—Cl键吸收431.8 kJ能量。②H—H键的键能是436.4 kJ·mol-1,H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242.7 kJ·mol-1,ΔH=(436.4+242.7-431.8×2) kJ·mol-1=-184.5 kJ·mol-1,故氢气在氯气中燃烧生成气态HCl的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-184.5 kJ·mol-1。 (2)①根据图示,1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3(g)的过程中放出b kJ能量。②根据图示,0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程中放出(b-a) kJ能量。 1 学科网（北京）股份有限公司 $