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课时跟踪检测（八） 化学能与热能
A——基础过关练
1．下列属于吸热反应的是( )
A．金属钠与水的反应
B．氢气燃烧
C．浓硫酸的稀释
D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl(固体)混合
解析：选D 金属钠与水的反应和氢气燃烧的反应是放热反应，浓硫酸的稀释是放热现象，不属于化学反应。
2．现在人类直接利用主要的化石能源是( )
A．太阳能 B．核能
C．氢能 D．煤
解析：选D 化石能源包括石油、煤炭和天然气，现在直接利用的主要是煤炭。
3．已知反应X＋YM＋N为吸热反应，下列说法正确的是( )
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应是吸热反应，故一定要加热，反应才能进行
C．破坏反应物中的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
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析：选D 由该反应为吸热反应可知，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，但每种物质的能量大小无法确定，A项错误，D项正确；吸热反应不一定需要加热才能进行，如 Ca(OH)2与NH4Cl的反应，常温下就可以发生，B项错误；吸热反应中，破坏化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，C项错误。
4.如图为某化学反应的能量—反应过程图，由此可判断该反应( )
A．为放热反应
B．为吸热反应
C．属于燃烧反应
D．属于中和反应
解析：选B 由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
5．下列叙述不正确的是( )
A．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因
B．酸碱中和反应是放热反应
C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定
解析：选D 断键吸收能量，成键放出能量，因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因，A正确；酸碱中和反应是放热反应，B正确；气态硫的能量高于固态硫的能量，因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确；石墨变成金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D错误。
6．下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．生物质能主要指树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，利用生物质能就是间接利用太阳能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能
解析：选D 电解水时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，电能转化为化学能，A正确；生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，绿色植物通过光合作用把太阳能转化为生物质能储存起来，因此利用生物质能就是间接利用太阳能，B正确；煤燃烧时，化学能转化为热能和光能，但主要转化为热能，C正确；葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，化学能转化为热能，D错误。
7．已知2SO2＋O2===2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析：选B 反应2SO2＋O2===2SO3为放热反应，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，A错误，B正确，C错误；反应放热或吸热与反应是否需要加热没有必然联系，D错误。
8.已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．图中a→b的过程为放热过程
B．1 mol NO2和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
C．该反应为氧化还原反应
D．1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
解析：选C a状态的能量低于b状态，则图中a→b的过程为吸热过程，A错误；反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和，B错误；反应中C和N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，D错误。
9．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。
(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是________热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式___________________________________________。
(3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该____(填“高于”或“低于”)其生成物的总能量。
解析：(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。
(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应低于生成物的总能量。
答案：(1)放 吸 (2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (3)低于
10．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下图：
(1)若E1>E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若E1<E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析：当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反应后体系的能量降低；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应后体系的能量升高。
答案：(1)降低 放热 (2)升高 吸热
B——提能增分练
1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列不属于未来新能源的是( )
①天然气 ②煤 ③氢能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A．①②④ B．⑤⑥⑦
C．③⑤⑥ D．③⑤⑦
解析：选A 石油、煤、天然气属于化石能源，不属于未来新能源。
2.下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A．中和反应是放热反应
B．H2燃烧时的能量变化如图所示
C．化学键断裂放出能量
D．反应物总能量与生成物总能量一定相等
解析：选A A项，中和反应是放热反应，正确；B项，氢气燃烧的反应是放热反应，而图示反应是吸热反应，错误；C项，化学键断裂吸收能量，错误；D项，反应物总能量与生成物总能量不一定相等，错误。
3．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl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<Q3 D．Q1＋Q2<2Q3
解析：选D H2在Cl2中燃烧为放热反应，故断裂化学键消耗的能量总和(Q1＋Q2)小于形成化学键释放的能量总和(2Q3)，即Q1＋Q2<2Q3。
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( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键共放出x kJ能量
C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量
D．2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析：选C A项，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，错误；B项，断键时吸收能量，所以断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键应吸收x kJ能量，错误；C项，据图可知，断裂2 mol A—B键成为2 mol A和2 mol B吸收y kJ能量，正确；D项，
2 mol AB的总能量小于1 mol A2和1 mol B2的总能量，错误。
5．根据如图所示示意图，下列说法不正确的是( )
A．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)能量增加(b－a)kJ·mol－1
B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的热量
C．1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收热量131.3 kJ
D．1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
解析：选C 由图可知，该反应为吸热反应，反应的热化学方程式可表示为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝(b－a)kJ·mol－1，A正确；该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B正确；根据图像可知1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收热量131.3 kJ，而1 mol H2O(l)变为1 mol H2O(g)时要吸收热量，因此1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收热量大于131.3 kJ，C错误；由图可知，1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ，D正确。
6．如图是某同学设计的放热反应的观察装置。
其实验操作步骤如下：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；
③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答：
(1)实验前必须进行的一步实验操作是________________________________________。
(2)实验中观察到的现象是__________________________________________________。
(3)实验中发生反应的化学方程式：__________________________________________。
(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：_____________________。
(5)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？________(填“能”或“否”)。
解析：(1)由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应，所以实验装置要密封，为了确定装置是否密封，实验前要检查装置气密性。(2)由于氧化钙和水的反应是放热反应，反应时试管内温度升高，气体压强增大，导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2。(4)氧化钙和水的反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故CaO和H2O的总能量大于Ca(OH)2的总能量。(5)由于氯化钠和水不反应，混合时能量变化不明显，试管内气体压强变化不明显，故看不到相同的现象。
答案：(1)检查装置的气密性 (2)U形管液面左低右高 (3)CaO＋H2O===Ca(OH)2 (4)CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2的总能量 (5)否
7．从能量变化的角度研究反应：2H2＋O2===2H2O。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是__________________________________。
(2)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量，叫做该化学键的键能，单位为kJ·mol－1。一些键能数据如下表：
化学键
H—H
O===O
H—O
键能(kJ·mol－1)
436
496
463
请填写下表：
化学键
填“吸收”或“放出”能量
能量变化(kJ)
拆开化学键
2 mol H2中的化学键
______能量
1 mol O2中的化学键
形成化学键
4 mol H—O键
______能量
总能量变化
______能量
解析：(1)氢气燃烧是放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，A图像符合。
(2)断键吸收能量，成键放出能量，反应吸收或放出的热量等于断键吸收的总能量和成键所放出总能量的差值。
答案：(1)A
(2)
化学键
填“吸收”或“放出”能量
能量变化(kJ)
拆开化学键
2 mol H2中的化学键
吸收
1 368
1 mol O2中的化学键
形成化学键
4 mol H—O键
放出
1 852
总能量变化
放出
484
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