考点7-化学反应与热能(核心考点归纳)(解析版)

考点7化学反应与热能【核心考点梳理】一、放热反应与吸热反应1．放热反应与吸热反应(1)放热反应：放出热量的化学反应，如燃烧反应、中和反应等。(2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如高温下煅烧石灰石等反应。2．化学能与热能转化的实验探究(1)镁与盐酸反应实验操作实验现象实验结论产生大量气泡、温度计指示温度升高镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，该反应放出热量(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应实验操作实验现象实验结论a.有刺激性气味气体产生b．用手摸烧杯底部有冰凉感觉c．用手拿起烧杯，玻璃片黏结到烧杯的底部d．烧杯内反应物成糊状化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量【核心归纳】(1)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应（如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应）。(2)化学反应都伴随着物质与能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。(3)化学反应中能量变化的原因宏观解释——反应物与生成物的总能量不同。宏观解释放热反应示意图吸热反应示意图微观角度——反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量不同。微观解释反应物、生成物中化学键的变化关系能量变化断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量放出能量断裂旧化学键吸收的总能量＞形成新化学键释放的总能量吸收能量【典型例题】例1．下列变化过程属于放热反应的是①碳酸钙高温分解②H2在Cl2中燃烧③镁与稀硫酸反应④水蒸气变成液态水⑤酸碱中和⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合搅拌⑦SO3与水反应A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．②③⑤⑦ D．②④⑤⑦【答案】C【详解】①碳酸钙高温分解，该反应为吸热反应；②H2在Cl2中燃烧，燃烧为放热反应；③镁与稀硫酸反应，活泼金属与酸的反应为放热反应；④水蒸气变成液态水为物理过程，不是放热反应；⑤酸碱中和为放热反应；⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合搅拌该反应为吸热反应；⑦SO3与水反应为化合反应，反应过程中放热，故属于放热反应为：②③⑤⑦；故选：C。例2．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列叙述正确的是()A．A的能量一定低于C的能量，B的能量一定低于D的能量B．因为该反应为吸热反应，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一定小于形成生成物中化学键所放出的能量D．A和B的总能量一定低于C和D的总能量【答案】D【解析】A.由图可知该反应为吸热反应，则A与B的总能量小于C与D的总能量，但无法确定A与C、B与D的能量高低，故A错误；

B.由图可知该反应为吸热反应，与反应条件无关，该反应可能需要加热，也可能不需要加热，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应瞬间完成，是吸热反应，不需加热，故B错误；

C.由图可知该反应为吸热反应，则断裂化学键吸收的热量大于生成化学键释放的能量，故C错误；

D.反应A+B=C+D为吸热反应，则A和B的总能量一定低于C和D的总能量，故D正确；

故答案：D。【点睛】反应A+B=C+D为吸热反应，则A、B的总能量小于C、D的总能量，吸热反应的反应条件不一定需要加热，且该反应中断裂化学键吸收的热量大于生成化学键释放的能量。例3．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)，生成2molHI(g)反应放出热量akJ，已知(a、b、c均大于零)，下列说法正确的是（）A．反应物的总能量低于生成物的总能量B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量C．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量等于2akJD．断开2molH—I键所需能量为(c+b+a)kJ【答案】D【解析】A.根据题意，氢气与碘单质反应生成碘化氢时，为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，故A错误；B.化学反应过程为旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，因为该反应为放热反应，所以断开1molH—H键和1molI—I键所吸收的能量小于形成2molH—I键所放出的能量，而形成2molH—I键所吸收的能量与断裂2molH—I键所放出的能量相等，故B错误；C.因为该反应为可逆反应，所以向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后生成的碘化氢小于4mol，所以放出的热量小于2akJ，故C错误；D.设断开2molH—I键所需能量为xkJ，根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和=b+c-x=-a，解得x=(c+b+a)kJ，故D正确；答案为D。二、能源1.能源的分类形成条件利用历史性质一次能源常规能源可再生资源水能、风能、生物质能不可再生资源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气不可再生资源核能二次能源（一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等2.能源的利用(1)当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。(2)化石燃料需亟待解决的问题：(3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施；②防止燃料燃烧造成的环境污染；③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为清洁燃料；④开发太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、核能、等清洁、高效的新能源。【核心归纳】氢燃料的应用前景1．氢能的优点2．氢能利用存在的问题(1)廉价的制氢技术——首要难点①原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。②解决途径：将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气，其中最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。(2)安全可靠的贮氢和输氢方法——关键①原因：H2密度小、熔点低、难液化，贮存液氢的容器要求高。②解决途径：研究具备良好吸收和释放氢气性能的合金(如镧镍合金等)。【典型例题】例1．应对能源危机的有效途径之一就是寻找新能源．下列属于新能源的是（）A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气【答案】C【解析】A、煤属于化石能源，A项错误；B、石油属于化石能源，B项错误；C、太阳能属于新能源，C项正确；D、天然气属于化石能源，D项错误；答案选C。例2．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或很少污染，且可以再生。下列最有希望的新能源是①天然气②煤③石油④太阳能⑤氢能⑥风能A．①③⑤ B．②③④ C．①④⑤⑥ D．④⑤⑥【答案】D【解析】①天然气、②煤、③石油都是化石能源，不能再生，因此不属于新能源，而④太阳能、⑤氢能、⑥风能在使用时对环境无污染且可以再生，最有希望的新能源，所以④⑤⑥说法合理，正确选项是D。例3．风力发电是崇明东滩湿地旅游区的一道独特景观，下列有关风力发电的叙述不正确的是A．可节约大量煤、天然气、石油等燃料 B．有效减少二氧化碳，控制温室效应C．风能是一种清洁的环保型能源 D．风力发电是化学能转变为电能【答案】D【详解】A．风力发电可以减少热力发电的需要，从而节约大量煤、天然气、石油等燃料，故A正确；B．风力发电过程中没有化石燃料的燃烧，且可以减少热力发电，有效减少二氧化碳，控制温室效应，故B正确；C．风力发电不会对环境造成污染，为清洁能源，故C正确；D．风力发电是把风能转化为电能，故D错误；综上所述答案为D。【考点达标随堂练】1．下列叙述正确的是A．乙醇和汽油（从石油中提炼）都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”B．推广使用太阳能、风能、海洋能、氢能，有利于缓解温室效应C．氢能具有的优点是原料来源广、热值高、储存方便、制备工艺廉价易行D．氢能是一次能源（从自然界中以现成形式提供的能源为一次能源）【答案】B【解析】A.汽油是不可再生能源，故错误；B.使用太阳能、风能、海洋能、氢能，都不会产生温室气体，有利于缓解温室效应，故正确；C.氢能具有的优点是原料来源广、热值高，但储存不方便，故错误；D.氢能是二次能源，故错误。故选B。2．下列说法不正确的是A．化学反应除了生成新物质外，通常还伴随着能量的变化B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，则该反应为吸热反应C．反应条件是加热的反应不一定都是吸热反应D．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小【答案】B【详解】A．化学反应中，旧键断裂时吸热，新键生成时放热。因为吸收和放出的能量不同，故化学反应通常会伴随着能量变化，A正确；B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，即反应物总键能小于生成物总键能，则该反应为放热反应，B错误；C．由反应条件无法得知反应中的能量变化，故无法确定是不是吸热反应，C正确；D．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小，D正确故本题选B。3．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．因为该反应为吸热反应，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【答案】D【解析】A、反应吸热，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的，A错误；B、反应的吸、放热，与反应条件无关，B错误；C、反应吸热，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；D、反应吸热，因此反应物总能量高于产物总能量，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故D正确；故选D。4．（江苏省扬州市2020-2021学年高一下学期期末考试）白磷和红磷的能量转化关系如图所示，下列说法正确的是A．白磷和红磷互为同位素B．白磷转化为红磷是物理变化C．白磷转化为红磷时放出热D．相同条件下，白磷的稳定性大于红磷【答案】C【详解】A．白磷和红磷是磷元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，A错误；B．白磷与红磷是两种不同物质，因此白磷转化为红磷是化学变化，B错误；C．根据图示可知白磷的能量比等质量的红磷高，故白磷转化为红磷时会放出热量，反应是放热反应，C正确；D．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知白磷的能量比等质量的红磷高，故在相同条件下，红磷的稳定性大于白磷，D错误；故合理选项是C。5．（湖北省新高考联考协作体2020-2021学年高一下学期期末考试）工业上，合成氨反应，在催化剂表面的微观历程及能量变化如图所示，下列说法错误的是A．①→②可表示、化学键的断裂，该过程吸收能量B．①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成C．合成氨反应属于氮的固定，是放热反应D．合成氨过程中催化剂参与了反应【答案】B【详解】A．由图可得①→②表示、化学键的断裂，②的能量更高，该过程吸收能量，选项A正确；B。①→②→③的过程中有、非极性键的断裂，极性键的形成，没有非极性键的形成，选项B错误；C．合成氨反应，将游离态的氮转化为氮的化合物，属于氮的固定，且图示、反应物的总能量高，生成物的能量低，是放热反应，选项C正确；D．催化剂参与了化学反应但反应前后化学性质和质量不变，故合成氨过程中催化剂参与了反应，选项D正确。答案选B。6．（辽宁省抚顺市重点高中2020-2021学年高一下学期期末考试）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．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量D．将一定质量的碳燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多【答案】A【分析】根据放热反应中反应物总能量大于生成物总能量，等物质的量的物质完全燃烧时放出的热量大于不完全燃烧时的热量，据此来解答。【详解】A．因2C+O2=2CO是放热反应，所以12gC和16gO2所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量，故A错误；B．因2CO+O2═2CO2是放热反应，所以56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2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正确；C．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12gC和32gO2所具有的总能量一定高于44gCO2所具有的总能量，故C正确；D．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正确；答案选A。7．（河北省定州市2020-2021学年高一下学期期末考试）科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的历程(如图所示)。下列说法不正确的是A．CO和O生成CO2的反应是放热过程B．在该过程中，没有断裂非极性共价键C．CO2中每个原子的最外层均达到了8电子稳定结构D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的历程【答案】D【详解】A．据图可知状态Ⅰ的总能量高于状态Ⅱ，所以CO和O生成CO2的反应是放热过程，A正确；B．据图可知该过程中CO中断裂一个C-O键，为极性键，没有非极性键的断裂，B正确；C．CO2分子中C原子和两个O原子分别共用两对电子，每个原子的最外层均达到了8电子稳定结构，C正确；D．据图可知状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的历程，D错误；综上所述答案为D。8．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N键为942、O=O键为498、N—N键为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是A．194 B．391.5 C．516 D．658【答案】B【详解】利用图示可知1mol肼和氧气断键变成原子时需要吸收的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N键，4个N—H键，1个O=O键，所以1×154kJ＋4×E(N—H键)＋1×498kJ=2218kJ，解得断裂1molN—H键所需的能量为391.5kJ，综上所述，故选B。9．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法正确的是A．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响B．②→③过程，是放热过程C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量【答案】D【详解】A．

由图知，通过催化剂的参与，N2和H2生成了NH3，催化剂通过改变反应条件而改变了反应速率，A错误；B．

②→③过程，断裂为，H-H键断裂为两个H原子，均为吸热过程，B错误；C．

③→④过程，N原子和H原子通过共用电子对形成NH3，N-H是极性键，C错误；D．

合成氨为放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确。答案选D。10．科学家已获得了气态分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1mol键吸收193kJ能量，断裂1mol键吸收946kJ能量，下列说法正确的是()A．属于一种新型的化合物B．的过程中释放1002kJ能量C．1mol转化为时要吸收734kJ能量D．和互为同素异形体，转化为属于化学变化【答案】D【详解】A．属于一种新型的单质，A项错误；B．的过程中吸收的能量为，B项错误；C．1mol转化为时的能量变化为，即放出734kJ能量，C项错误；D．和均为氮元素形成的单质，互为同素异形体，转化为属于化学变化，D项正确；故选D。11．化学反应一定伴随能量变化。（1）将20gBa(OH)2·8H2O晶体与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到______气味，用手触摸烧杯底部感觉________，烧杯下面的玻璃片可能与烧杯___。说明Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是_____（填“吸热”或“放热”）反应。该反应的化学方程式_________（2）NaOH稀溶液跟稀盐酸反应的中和热与KOH稀溶液跟稀硫酸反应的中和热_____（填“相等”或“不等”），原因是（用适当的文字和离子方程式解释）_____（3）下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是________（填序号）①提高燃料的着火点，②降低燃料的着火点，③将固体燃料粉碎，④将液体燃料雾化，⑤将燃料煤气化处理，⑥通入适量空气【答案】刺激性气味烧杯底部很冷被冻在一起吸热相等中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同③④⑤⑥【详解】(1)氢氧化钡和氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水，反应的方程式为，氨气有刺激性气味，该反应为吸热反应，故用手触摸烧杯底部感觉烧杯底部很冷，烧杯下面的玻璃片可能与烧杯下面的玻璃片被冻在一起；故答案为：有刺激性气味；烧杯底部很冷；被冻在一起；吸热；；

(2)中和热都是生成1mol水放出的热量，中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同；故答案为：相等；中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同；

(3)①燃料的着火点不能改变，故①错误；

②燃料的着火点不能改变，故②错误；

③将固体燃料粉碎，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故③正确；

④将液体燃料雾化，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故④正确；

⑤将燃料煤气化处理，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故⑤正确；

⑥通入适量空气也是提高燃烧效率的一种方法，故⑥正确；

故答案为：③④⑤⑥。12．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：。（1）为了加快正反应速率，可以采取的措施有________（填序号，下同）。A．使用催化剂B．适当提高氧气的浓度C．适当提高反应的温度D．适当降低反应的温度（2）已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是________。（3）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。（资料）①键能：拆开1mol化学键需要吸收的能量，或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。②化学键的键能：化学键H—HO＝OH—O键能436496463请填写表：化学键填“吸收热量”或“放出热量”能量变化拆开化学键中的化学键__________中的化学键__________形成化学键键__________总能量变化__________【答案】（1）ABC（2）A（3）吸收热量872吸收热量496放出热量1852放出热量484（4）负氧化2.24【解析】（1）常用的加快化学反应速率的方法是：升高温度，加入正催化剂，增大反应物浓度，增大压强（浓度也增大）等，故选ABC；（2）反应物的总能量高于生成物的总能量，称为放热反应。氢气的燃烧反应属于典型的放热反应，所以能正确表示反应能量变化的是A；（3）拆开1mol化学键需要吸收的能量，或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。反应物化学键断裂，吸收能量，生成物形成化学键，释放能量，吸收的总能量减去释放的总能量为该反应的能量变化，若为负值，则为放热反应，反之为吸热反应。则拆开中的化学键436×2=872，拆开中的化学键496，共吸收1368，形成键，放出463×4=1852，反应的总能量变化为放出484；13．（江西省南昌市第十中学2020-2021学年高一下学期期末考试）I.为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试