2019-2020学年高中化学作业8化学能与热能含解析 人教版必修2
课时作业（八）
A组—基础巩固
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1．(2018·河北唐山一中高一期中)下列关于化学反应的说法中不正确的是( )
A．化学反应过程中一定有热量释放出来
B．化学反应的特征是有新物质生成
C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程
D．在一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一定不相等
解析 化学反应过程中一定有能量变化，可能释放能量，也可能吸收能量，故A不正确；化学反应的特征是有新物质生成，故B项正确；化学反应过程是原子重组的过程，也就是一个旧键断裂、新键形成的过程，故C项正确；化学反应过程中一定有能量变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等，故D项正确。故选A项。
答案 A
2．对于化学反应中的能量变化，表述准确的是( )
A．形成新化学键的过程会放出能量 B．中和反应是吸热反应
C．加热才能发生的反应是吸热反应 D．生成CO2的反应是放热反应
解析 A项，断键需要吸热，形成化学键需要放热，故A项正确；B项，中和反应是放热反应，故B项错误；C项，吸热反应不一定需要加热才能发生，如氯化铵和八水氢氧化钡的反应就是吸热反应，加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应，故C项错误；D项，生成CO2的反应不一定是放热反应，例如CO还原金属氧化物的反应，故D项错误，选A项。
答案 A
3．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
解析 1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，则2 mol的氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量484 kJ；根据反应方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，可知：2×H－H＋496 kJ－4×463 kJ＝－484 kJ。解得H－H＝436 kJ，所以答案是C项。
答案 C
4．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
6
A．该反应是吸热反应
B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键放出x kJ能量
C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析 由图示知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时吸收能量，B项错误。
答案 C
二、化学能与热能的相互转化
5．(2018·黑龙江伊春二中高一期中)已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
A．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
B．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
D．破坏反应物中化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
解析 X＋Y===M＋N是一个吸热反应，说明反应物的能量低于生成物的总能量，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A项正确；X＋Y===M＋N是一个吸热反应，说明反应物的能量低于生成物的总能量，不能说明X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量，故B项错误；吸热反应不一定在加热的条件下发生，比如氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应就是吸热反应，但是不需条件就能发生，故C项错误；反应是吸热反应，反应中断键时吸收的能量大于形成化学键时放出的能量，故D错误。故选A项。
答案 A
6．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是( )
A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2<2Q3
C．Q1＋Q2
2Q3
解析 氢气在氯气中燃烧为放热反应，化学反应的实质为旧化学键的断裂(需吸收能量)，新化学键的形成(需释放能量)，所以2Q3>Q1＋Q2，B项正确。
答案 B
7．下列反应前后物质的总能量变化能用下图表示的是( )
6
A．生石灰和水的反应 B．石灰石在高温下的分解反应
C．盐酸与氢氧化钠溶液的反应 D．木炭在氧气中燃烧
解析 题图表示的是反应物的能量低于生成物的能量，反应为吸热反应。A、C、D三项均为放热反应，只有B项是吸热反应，故选B项。
答案 B
8．已知25 ℃、101 kPa下，下列反应C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1 mol C(石墨)放热393.51 kJ。C(金刚石)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1 mol C(金刚石)放热395.41 kJ。可以得出的结论是( )
A．金刚石比石墨稳定
B．1 mol石墨所具有的能量比1 mol金刚石低
C．金刚石转变成石墨是物理变化
D．石墨和金刚石都是碳的同位素
解析 由于等物质的量的石墨与金刚石完全燃烧产生相同状态的CO2时放出的热量金刚石多，说明金刚石含有的能量高，能量越高物质的稳定性就越差。因此1 mol石墨所具有的能量比1 mol金刚石低，因为石墨和金刚石是不同的物质，所以金刚石转变成石墨是化学变化，石墨和金刚石都是碳元素组成的不同性质的单质，是同素异形体。故正确的是B项。
答案 B
9．(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入醋酸、浓硫酸、稀硝酸至恰好完全反应，并将上述过程中放出的热量分别记为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ。则三者的由小到大关系是________________________________________________________________________
(用Q1、Q2、Q3表示)。
(2)如图所示A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，两个小孔不能开得过大，其目的是___________________________________________________
________________________________________________________________________；
若实验中不加盖泡沫塑料板，则求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
6
(3)实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液利用图中装置进行测定中和热的实验。假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。为了计算中和热，实验时还需测量的数据有________(填序号)。
A．反应前盐酸的温度 B．反应前盐酸的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度 D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度 F．反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下：
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.4
2
20.2
20.4
23.6
3
20.5
20.6
23.8
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH为________(保留三位有效数字)。
解析 本题主要考查中和热的测定实验。(1)假设氢氧化钠的物质的量为1 mol，由于醋酸为弱电解质，在电离过程中吸热，所以放出的热量小于57.3 kJ，浓硫酸在溶于水时放出大量的热，所以遇氢氧化钠溶液放出的热量大于57.3 kJ，而稀硝酸在与氢氧化钠溶液反应时放出的热量等于57.3 kJ。(2)为使测得的中和热数值准确，应尽量减少热量的损失；当实验中不加盖泡沫塑料板时，会有一部分热量散失，所以会使得测得的中和热偏小。(3)根据ΔH＝－可知，还需要知道反应前后溶液的温度，正确答案为ACE。(4)三次的平均温度差为3.3 ℃，ΔH＝－＝ kJ·mol－1＝－55.2 kJ·mol－1。
答案 (1)Q10，正反应是一个吸热反应，故B项错误；当4 mol即124 g红磷转变成白磷时吸收17 kJ热量；故C项错误；能量越低越稳定，白磷不如红磷稳定，故D项错误。故选A项。
答案 A
11．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
解析 A项，因2C＋O2===2CO是放热反应，所以12 g C和16 g O2所具有的总能量一定高于28 g CO所具有的能量，故A项错误；B项，因2CO＋O2===2CO2是放热反应，所以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，即反应物的总能量大于生成物的总能量，故B项正确；C项，因2C＋O2===2CO，2CO＋O2===2CO2都是放热反应，所以C＋O2===CO2也是放热反应，所以12 g C和32 g O2所具有的总能量一定高于44 g CO2所具有的总能量，故C项正确；D项，因物质完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出热量多，所以一定质量的碳燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多，故D项正确；故选A项。
答案 A
12．标准状况下，气态分子断开1 mol化学键所需的能量称为键能。已知H—H键、H—O键和O===O键的键能分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1、495 kJ·mol－1，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
解析 由题给条件可得：H2O(g)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝2×463 kJ·mol－1－436 kJ·mol－1－×495 kJ·mol－1＝＋242.5 kJ·mol－1，A、B项错误；同理，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝2×436 kJ·mol－1＋495 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－485 kJ·mol－1，C项错误，D
6
项正确。
答案 D
C组—高分突破
13．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能kJ·mol－1
197
360
499
X
已知白磷的燃烧方程式为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)，该反应放出热量2 378.0 kJ，且白磷分子结构为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X为( )
A．434 B．335
C．237 D．188
解析 白磷燃烧的热化学方程式为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 378.0 kJ·mol－1，根据题意及P4O10的结构可知，1 mol P4分子中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10分子中含有12 mol P—O键和4 mol P===O键，则有6×197 kJ·mol－1＋5×499 kJ·mol－1－4X kJ·mol－1－12×360 kJ·mol－1＝－2 378 kJ·mol－1，解得X＝433.75。
答案 A
6
