高中化学6-1-1化学反应与热能（解析版）

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

第1课时化学反应与热能

一、选择题

1.下列民俗、诗句、谚语等包含吸热反应的是（）

A.民间焰火之最——确山打铁花

B.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲

C.只要功夫深，铁杵磨成针

D.冰，水为之，而寒于水

答案：B

解析：A.民间焰火之最——确山打铁花，是高能状态转变为低能状态，是放热过程，故A不符合题意；B“千

锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲“，是吸热反应，故B符合题意；C.“只要功夫深，铁杵磨成针”，是物理变

化，故C不符合题意；D.“冰，水为之，而寒于水”，水到冰是放热过程，故D不符合题意.

2.下列物质反应时，生成物总能量高于反应物总能量的是（）

A.甲烷与氧气B.生石灰与水

C.碳与二氧化碳D.氢氧化钠溶液与盐酸

【解析】选C。生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应;甲烷与氧气反应是放热反应，故A不符合

题意;生石灰为CaO,CaO与H20反应是放热反应，故B不符合题意;碳与二氧化碳在高温下生成CO,是吸热反

应，故C符合题意;翅氧化钠溶液与盐酸反应是放热反应，故D不符合题意。

3.先进的甲醇蒸气重整——变压吸附技术可得到高浓度CO?、H?混合气，化学反应原理是CH3OH+

H20―>CO2+3H2,其能量变化如图所示。

反应过程

下列说法不正确的是（）

A.断开H—0键吸收能量

B.反应物的总能量大于生成物的总能量

C.CH.QH转变成H2的过程是一个放出能量的过程

D.形成C—O键吸收能量

【解析】选D。化学键的断裂需要吸收能量，选项A正确；图示能量变化趋势可知，反应物的总能量大于

生成物的总能量，所以反应CH3OH+H2O―>CO2+3H2是一个放热反应，选项B正确；反应CH3OH+

H2O―>CO2+3H2是一个放热反应，选项C正确；化学键的形成需要释放能量，所以形成C—O键放出能

量，选项D不正确。

4.将盛有NH4HCO3粉末的试管放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向试管中加入盐酸（如图），反应剧烈，醋酸

逐渐凝固。由此可知（）

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.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.反应物中化学键断裂吸收的能量少

【解析】选B。醋酸逐渐凝固，说明NH』HCCh与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应,反应物

中化学键断裂吸收的能量多于生成物中化学键形成放出的能量,A、D错误;吸热反应中反应物吸收能量，得到

的生成物内能增加,B正确;反应物的总能量低于生成物的总能量,C错误。

5.我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关

重要。下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和''目标的是（）

A.将煤转化为煤粉再燃烧，可以从根本上杜绝碳排放

B.农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”

C.努力开发太阳能、氢能等多种形式能源，降低化石燃料需求量，控制CO2排放量

D.推广使用新能源汽车有利于促进“碳达峰、碳中和”

【解析】选A。将煤转化为煤粉再燃烧，仍然会产生二氧化碳，不能从根本上杜绝碳排放，A错误；农村

推广风力发电、光伏发电可减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和“，B正确；努力开发太阳能、氢

能等多种形式能源，降低化石燃料需求量，减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和“，C正确；推广

使用新能源汽车，可减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和“，D正确。

点燃

6.氢气是一种清洁燃料，燃烧时发生反应:2H2+Ch2H20。下列关于该反应的说法不正确的是（）

A.属于化合反应

B.属于吸热反应

C.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.能量变化与化学键的断裂和形成有关

【解析】选B。由两种物质生成一种物质,属于化合反应，故A正确;燃烧属于放热反应，故B错误;属于放热反

应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C正确;能量变化与化学键的断裂和形成有关，断键要吸热，形成化

学键要放热，故D正确。

7.下列反应既属于吸热反应又属于离子反应的是（）

A.H2O2在MnO2作用下分解

B.盐酸和碳酸氢钠溶液反应

C.锌放入稀硫酸中

D.制备水煤气的反应

【解析】选BoH2O2在MnCb作用下分解生成水和氧气的反应，不属于离子反应，故A不符合题意;盐酸和碳

酸氢钠溶液反应属于吸热反应，又属于离子反应，故B符合题意;锌放入稀硫酸中的反应属于放热反应，故C不

符合题意;制备水煤气的反应是用碳和水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气,属于吸热反应，但不属于离子反应，故

D不符合题意。

8.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（）

育匕

量

能量匕

反应物生成物

的总权的总

量能量

生成物反应物

的总的总

能量能量［

O反应过程O反应过程

图1图2

A.CaO、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图1

1

B.500mL2.0mol-L-'H2SO4溶液和500mL2.0mol-L-Ba（OH）2溶液的反应符合图2

C.发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生

D.500mL2.0mol-L1盐酸和500mL2.0mol-L'NaOH溶液的反应符合图1

【解析】选D。浓硫酸稀释时没有发生化学反应，只是放热过程,A错误;H2SO4和Ba（OH）2的反应为放热反应,

反应物的总能量大了生成物的总能量,B错误;图1表示放热反应，有些放热反应需要加热，如铝热反应属于放

热反应，但需要高温条件才能发生,C错误;酸碱中和反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，符

合图1的能量变化曲线,D正确。

9.2022年,全国两会提案议案中，绿色低碳话题热度不减。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列

说法正确的是（）

燃料电池

A.H2O的分解反应是放热反应

B.氢能源已被普遍使用

C.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值

D.2molH2O具有的总能量低于2molH2和1mol02的能量

【解析】选D。水的分解是吸热反应,A错误;氢能源由于受贮存和运输等因素的限制,还未普遍使用，但有巨

大的开发利用价值,B、C错误;2moiH2可以在1molO2中完全燃烧生成2moiH?0,并放出大量的热,D正确。

10.氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示,表示化学键），下列说法正确的是（）

A.过程I是放热过程

B.过程山一定是吸热过程

C.a的总能量大于d的总能量

D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行

【解析】选Co过程1分子中的化学键断裂形成原子,属于吸热过程，故A错误;过程HI为新化学键形成的过

程，是放热过程，故B错误;氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，故C正确;该反应可通过燃料电池，实

现化学能到电能的转化，不一定以热能的形式进行，故D错误。

11.化学反应中的能量变化是由化学反应中I日化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同

引起的，如图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化。则下列说法正确的是（）

嘴器号q收能;放出能量

2X632kJ

/498kJ

N2OOCh8

N2(g)和02(g)生成N0(g)过程中的能量变化

A.通常情况下,NO比N2稳定

B.通常情况下,NMg)和Ch(g)混合能直接生成NO(g)

C.lmolN2(g)和1molC)2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量

D.lmolN?(g)和1molCh(g)反应放出的能量为180kJ

【解析】选C。断裂1molN2中的N三N键需要吸收946kJ的能量，而断裂1molNO中化学键需要吸收632kJ

的能量，断键吸收的能量越低，说明物质的稳定性越差，因此通常情况下,NO不如N2稳定,A错误;通常情况下

N?(g)和OMg)混合不反应,B错误;断裂1molN2(g)和1molCh(g)中的化学键需要吸收的能量为946kJ+

498kJ=l444kJ,反应产生2molNO(g)释放的能量为2x632kJ=l264kJ,l444kJ-

I264kJ=l80kJ,吸收的能量大于放出的能量，说明该反应为吸热反应，即1molN?(g)和1molCh(g)具有的总能

量小于2molNO(g)具有的总能量,C正确;根据选项C分析可知,1molN?(g)和1molC)2(g)反应吸收的能量为

180kJ,D错误。

12.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.1molN02(g)和1molCO(g)的键能总和大于1molNO(g)和1molCCh(g)的键能总和

C.该反应为氧化还原反应

D.1molNCh(g)和1molCO(g)的总能量低于1molNO(g)和1molCC)2(g)的总能量

答案：C

解析：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1molNCh(g)和1molCO(g)的键能总和

小于1molNO(g)和1molCCh(g)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1molNC>2（g）和1molCO（g）的总

能量高于1molNO（g）和1mol82（g）的总能量,D错误。

二、非选择题

13.在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钢晶体[Ba（OH）2-8H2O],将小烧杯放在事先已滴

有3〜4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10g氯化镂晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问

题：

（1）写出该反应的化学方程式：。

（2）实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是o

（3）如果没有看至『‘结冰"现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？（答出两种方案）

①第一■种方案是;

②第二种方案是。

（4）“结冰”现象说明该反应断开旧化学键（填"吸收瞰“放出"）的能量（填〜或y"）

形成新化学键（填“吸收”或“放出”）的能量。

【解析】（I）氯化钺和氢氧化钏晶体反应生成氯化领、氨气和水。

（2）Ba（OH）28H2O和氯化镂晶体之间的反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应。

（3）氢氧化钢晶体和氯化铉晶体的反应是吸热反应，可以根据用手触摸烧杯外壁，烧杯外壁变凉，或用温

度计测混合物的温度，温度计示数下降等现象来证明。（4）“结冰”现象说明该反应是一个吸热反应，则反应

物的总能量小于生成物的总能量，旧键断裂吸收的总能量大于新键形成释放的总能量。

答案:（1）Ba（OH）28H2O+2NH4cl=BaC12+10H2O+2NH3T

（2）使反应物充分混合，迅速发生反应

（3）①在烧杯内的反应物中插入温度计，反应后温度计示数下降，说明该反应是吸热反应②用皮肤感受，

感觉烧杯外壁很凉，说明该反应为吸热反应

（4）吸收>放出

14.（1）如图是NO2和CO反应生成CO?和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是（填“吸

热”或“放热”）反应，NCh和CO的总能量________（填“大于”“小于”或“等于”）CCh和NO的总能量。

（2）己知在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9kJ的热量。

①该反应（填''是''或"不是”）吸热反应。

②石墨和金刚石相比，能量高，更稳定。

③推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧，放出的热量多。

【解析】（1）根据题中图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。（2）1mol石墨转化为

金刚石，该反应吸收1.9kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨

与金刚石各1mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。

答案：（1）放热大于（2）①是②金刚石石墨③金刚石

15.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示的三套实验装置（反应均在通风橱中进行）:

⑴上述三个装置中，仅凭眼睛观察不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应'’的是

（填装置序号）。

（2）某同学选用装置I进行实验（实验前U形管里液面左右相平）,在甲试管中加入适量Ba（OH）2溶液与稀硫

酸,U形管中可观察到的现象是,

说明该反应属于（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置H进行实验（反应在丙试管中进行）。

①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是。

②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水（填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或

“可能是放热反应”）,理由是。

③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是。

（4）至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应（4KO2+2H2O=4KOH+3021）是放热反应还是吸

热反应。

方法①：选择（填装置序号）进行实验；

方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在耳烟里，向脱脂棉上滴加几滴蒸储水，片刻后，若观察

到脱脂棉燃烧，则说明该反应是（填“吸热”或“放热”）反应。

【解析】（1）装置1可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置

II可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置H】只是一个使铜与浓硝

酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。

（2）Ba（OH）2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U

形管左端液面降低，右端液面升高。

（3）①若M为钠，钠与水反应生成NaOH和田,该反应是放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气压增大,

所以右边烧杯中有气泡产生;冷却后大试管中温度降低，气压减小，右边烧杯中的玻璃管内会形成一段水柱。②

若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量。有热量放出的过程不一定属于放热反应，如NaOH固体

溶于水会放出热量,但是不属于放热反应。③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致

大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水吸收热量，溶于水能够吸收热量的物质有NH4NO3等。

(4)方法①：选择上述装置I(或II)进行实验，I装置右边U形管中左端液面降低，右端液面升高(或

装置n烧杯内玻璃管口有气泡冒出)，证明该反应为放热反应。方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹

并放在用堪里，向脱脂棉上滴加几滴蒸储水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应放出大量的热，

使脱脂棉燃烧，证明该反应是放热反应。

答案:⑴in

(2)左端液面降低，右端液面升高放热

(3)①有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的玻璃管内形成一段水柱

②可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热,但不是放热反应

③硝酸镀(或其他合理答案)

(4)I(或H)放热

16.⑴在25℃、101kPa的条件下：

436kJ-mol-1

®H>键断裂

243kJ,mol'

键断裂

①由H+H―>H2，当生成ImolJh时，要(填“吸收”或“放出”)436kJ的能量：由Cb―>C1+C1,

当断裂1molCI2中的共价键时，要(填“吸收”或“放出”)243kJ的能量。

②对于反应H2(g)+C12(g)=2HCl(g),测得生成2moiHCl(g)时，反应过程中放出183kJ的热量，则断开1mol

H—Cl键所需的能量是kJ。

点燃光照

③有两个反应：a.H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g),b.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)o这两个反应的能量转化方式主

要是能转化为能，相同物质的量的比他)、CL(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”)。

CuO/CuCh

(2)利用反应4HC1+O2==2cl2+2H2O,可实现氯的循环利用，已知：

400℃

该反应中，2moiHC1被氧化时，放出57.8kJ的热量。

国f即©+⑹

①4molHC1被氧化时，放出kJ的热量。

②断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差_______kJ,H2O中H—O键比HC1中H—C1键

(填“强”或，弱")。

(3)根据图示的能量转化关系判断，生成16gCH3OH(l)(填“吸收”或“放出”)kJ能量。

能量