2022年高中化学必修2同步巩固练习（含解析）：2-1-2化学能与热能

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第2章  第1节  第2课时一、选择题1．下列有关化学反应的说法中正确的是(　　)A．化学反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．放热反应在常温下一定很容易发生【答案】　A2．下列说法正确的是(　　)A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．吸热反应不加热的条件一定不能发生C．放热反应在常温下一定很容易发生D．反应是放热还是吸热须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小【答案】　D3．下列变化中属于吸热反应的是(　　)①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A．①④　　  B．②③　　C．①④⑤　　 D．②④【解析】　液态水汽化尽管吸收热量，但由液态水变为水蒸气是物理变化，不属于吸热反应。生石灰与水反应、浓H2SO4溶于水均放出热量。胆矾(CuSO4·5H2O)分解，KClO3分解均吸收热量，属于吸热反应。【答案】　D4．对下列化学反应的热现象的说法不正确的是(　　)①放热反应发生时不必加热②化学反应发生过程中一定有能量变化③吸热反应需要加热后才能发生，放热反应不加热就会发生④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关A．①②　　　 B．②③　　　C．①③　　　 D．②④【解析】　本题主要考查对化学反应中能量变化知识的理解。有很多放热反应也需要加热，如燃烧反应大多需要点燃，不能从是否需要加热的角度来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。不同的物质所具有的能量不同，只要物质发生变化，能量就会变化，能量变化的多少与参加反应的物质多少成正比。【答案】　C5．在相同温度和压强下，将等质量的硫分别在足量的纯氧气、空气中燃烧，设前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则Q1和Q2的相对大小判断正确的是(　　)A．Q1＝Q2　　 B．Q1>Q2C．Q1<Q2    D．无法判断【解析】　从硫在空气中燃烧比在纯氧气中燃烧的火焰的明亮度差，剧烈程度低可知，硫在纯氧气中燃烧更快，发光更强。等质量的硫燃烧放出的能量(在相同条件下)是一定的，而发光、发热均是能量转化的体现形式，根据总能量一定，发光越多，转化为热能的部分就越少，所以等质量的硫在空气中燃烧放出的热量要比在纯氧气中燃烧放出的热量多。【答案】　C6．下列说法正确的是(　　)A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热D．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应【解析】　A需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如煤的燃烧，一开始需要加热，但该反应是放热反应。B放热反应也需要在一定条件下才能发生反应，如可燃物的燃烧必须达到一定的着火点。C反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。D放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。【答案】　C、D7．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的说法正确的是(　　)A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于NC．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生【解析】　从物质储存的能量来分析，各种物质都储存有化学能，不同的物质所包含的化学能各不相同。一个确定的化学反应的热效应，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。在化学反应中，“能量的变化”与反应发生的“需要条件”没有必然的联系。有些放热反应在常温下就可以进行，如白磷的缓慢氧化、自燃和酸碱中和反应等。有些放热反应却需要较高温度才能发生，如铁丝在氧气中燃烧、铁粉和硫粉的反应等。【答案】　C8．有关化石燃料的说法正确是(　　)A．因为地球上的蕴藏量是无限的，所以化石燃料是可再生的B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃烧相当于是无限的C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资源【解析】　化石燃料是古代动植物的遗体在地下经过漫长而复杂的变化逐渐形成的，这类能源用一点就少一点，最终会枯竭，属于非再生能源。再生能源则不会随着人类的开发、利用日益减少。明确了化石燃料的成因、形成速率、形成过程，我们就会对本题作出判断。【答案】　D【点拨】　本题是一个热点问题，它牵涉到再生能源和非再生能源的判断和辨析。能源问题、材料问题、环境问题被看成是当今世界的热点问题。对于这些问题，我们除了要弄清课本知识，还应广泛阅读有关资料，逐渐形成关注生活、关注社会的科学态度，并在有条件的情况下开展一些科学研究。此外，必须注意综合能力的考查也往往以这类问题为信息载体。9．小青、小燕和小亮正在一起讨论开发新能源问题。小青说：“除了有太阳能、风能、核能、潮汐能外，我记得老师说过，生物能也是新能源。如现在农村用农作物的秸秆和人畜的粪便作原料生产沼气，用它来做饭、照明。”小燕想了想说：“现在用甘蔗、甜菜、粮食，还有谷壳、锯末、木屑、果壳等等，可以生产酒精，代替汽油，这是生物能，也算新能源吧。”小亮表示了不同的意见，他说：“生物能不都是新能源吧？沼气就是老技术了，怎么能算新能源呢？”谁的说法是错误的？(　　)A．小青    B．小燕C．小亮    D．小青和小燕【答案】　C10．将V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是(　　)A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可以转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/LD．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】　B【点拨】　图中22℃是盐酸体积为5mL时的溶液温度，并非是环境温度，由滴加30mL盐酸溶液温度最高知，此时盐酸与NaOH溶液恰好反应，则NaOH溶液体积为20mL，因而NaOH溶液浓度不是1.0mol/L。二、非选择题11．如右图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中，试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)产生上述现象的原因是________________________________________________________________________。(3)写出有关反应的离子方程式________________________________________________________________________。(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。【解析】　镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物(Mg和盐酸)的总能量高于生成物(MgCl2和H2)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使饱和石灰水的溶解度下降而析出Ca(OH)2晶体。【答案】　(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中溶液变浑浊(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体，使烧杯中溶液变浑浊(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于【点拨】　放热反应可以对外界提供能量，吸热反应必须从外界吸收热量。12．在研究化学反应中的能量变化时我们通常做下面的实验：在一个小烧杯里，加入20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片(或三合板)上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：(1)写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________。(4)如果实验中没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(要求答出两种方案)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“粘在一起了”，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而粘在一起的：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】　(1)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O(2)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降(3)①药品用量太小②Ba(OH)2·8H2O晶体研成粉末，反应太慢③没有立即迅速搅拌④环境温度太高⑤玻璃片上加水太多⑥氢氧化钡晶体失水(4)①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计来检验，发现温度降低(5)因为水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片粘在了一起(6)看烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动，若不能，则是由于结冰而粘在一起【点拨】　本题是教材实验的拓展探究，对实验成败的关键以及实验过程中可能出现的现象进行了综合分析，对跨学科知识也进行了综合考查。要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰”现象，还可以是“人的感觉”、“温度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。通过“结冰”现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰的原因，它们之间不能发生相对滑动。13．炭火炉内的炭燃烧至炽热时，在往炉膛内的热炭上喷洒少量水的瞬间，炉火更旺，这是因为____________________。如果烧去同量的炭，喷洒过水和未喷洒过水的炭火炉相比，放出的总能量________(填“相同”或“不同”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】　生成的水煤气(CO和H2)燃烧，使瞬间的火焰更旺　相同　生成水煤气所吸收的热量和水煤气燃烧时多放出的热量相同 【点拨】　往炉膛内的热炭上喷洒少量水，在高温条件下，喷洒的水很快变为水蒸气并立即与炭反应生成水煤气(CO和H2)：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，炭经反应变成气体燃料后，与空气的接触面积更大，燃烧更充分、更 剧烈，故炉火更旺，在一定条件下，物质燃烧时放出热量的多少仅与反应物最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间变化过程无关，所以炭虽然先变为水煤气，然后水煤气燃烧又变为CO2和H2O，但其实质就相当于炭燃烧生成CO2的一步反应，故放出的热量相同。14．下列反应中，属于释放能量的反应的是__________，属于吸收能量的反应的是__________。(填序号)①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)②燃烧木炭取暖　③炸药爆炸　④酸与碱的中和反应　⑤生石灰与水作用制熟石灰【答案】　②③④⑤　①15．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”“降低”)，为__________(填“吸热”“放热”)(2)若E1<E2，反应体系的总能量__________(填“升高”“降低”)，为__________(填“吸热”“放热”)反应，其原因是________________________________________________________________________。【解析】　研究化学反应的能量变化，应从反应体系和环境两个方面进行分析。【答案】　(1)降低　放热　反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境　(2)升高　吸热　反应物从环境中吸收能量。16．能源已经成为制约全球经济发展的重要因素，资源对经济发展的制约作用也越来越大，随着化石能源的日渐减少，各国都在积极开发新能源。美国知能能量公司生产出世界首辆氢动力摩托车(见图)于2005年6月在旧金山展出。有人测算2gH2充分燃烧后约放出热量286kJ,1000g汽油充分燃烧后约放出热量46000kJ。氢气被公认为是替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为能源的三个主要优点：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。【答案】　(1)可以用水作原料制备氢气，氢气来源广(2)单位质量的氢气比单位质量的汽油燃烧放热量大(3)氢气燃烧生成水，无污染，氢气可再生