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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化 课时作业
第一课时 化学反应与热能
基础达标
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）
A．锌粒与稀硫酸的反应 B．灼热的木炭与CO 的反应
2
C．甲烷在氧气中的燃烧反应 D．Ba(OH) ·8H O与NH Cl的反应
2 2 4
【答案】B
【解析】锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，A、C 项错误；
Ba(OH) ·8H O与NH Cl的反应是吸热反应，但反应前后所含元素的化合价无变化，是非氧
2 2 4
化还原反应，D项错误。
2．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是（ ）
A．乙醇的燃烧是放热反应 B．化学反应伴随有能量的变化
C．反应物化学键的断裂要吸收能量 D．Mg与盐酸的反应是吸热反应
【答案】D
【解析】燃烧是发光、发热的化学变化，所以乙醇的燃烧是放热反应，故 A正确；化
学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，物质发生化学反应伴随有化学键的断裂
与形成，必然伴随着能量的变化，故B正确；形成化学键需要放出能量，断裂化学键需要
吸收能量，故C正确；Mg与盐酸的反应是放热反应，故D错误。
3.关于能源和能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能
B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)
C．化学反应过程中，除了物质变化外，可能伴有能量变化
D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能
【答案】B
【解析】A．太阳能电池的能量转化：光能通过化学反应转化为电能，故A错误；B．
生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)通过化学反应转化为生物质能(太阳能)，故B正
确；C．化学反应过程中，旧键断裂和新键形成，除了物质变化外，一定伴有能量变化，
故C错误；D．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能形式，故D错误；
故选：B。4．下列说法中错误的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化
D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量
【答案】A
【解析】A．有的放热反应也需要加热甚至高温才能发生，如铝热反应，故A错误；
B．化学反应过程中有化学键的断裂和形成，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能
量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；C．化学反应中
的能量变化通常表现为热量的变化，还有的化学反应中有化学能转化为光能等，故C正
确；D．反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应放热，反之吸热，故D正确；故选
A。
5.如图所示，烧杯甲中盛有少量液态冰醋酸，烧杯乙中盛有NH Cl晶体，在烧杯乙中
4
再加入适量氢氧化钡晶体[Ba(OH) ·8H O]，搅拌，可观察到冰醋酸逐渐凝结为固体。下列
2 2
有关判断正确的是（ ）
A. NHCl与Ba(OH) ·8H O的反应是放热反应
4 2 2
B．反应物的总能量高于生成物的总能量
C．反应中有热能转化为产物内部的能量
D．反应中断裂的化学键只有离子键
【答案】C
【解析】烧杯甲内冰醋酸逐渐凝结为固体，说明反应吸热，反应物的总能量低于生成
物的总能量，反应中有热能转化为产物内部的能量，即A、B错误，C正确；NH Cl晶体与
4
氢氧化钡晶体[Ba(OH) ·8H O]反应有BaCl 和NH ·H O生成，既有离子键断裂和生成，又
2 2 2 3 2
有共价键断裂和生成，D错误。
6．H 与O 发生反应的过程用模型图表示如下(“—”表示化学键)。下列说法错误的是（
2 2
）
A．过程Ⅰ是吸热过程
B．过程Ⅲ是放热过程
C．该过程是旧化学键断裂、新化学键形成的过程
D．该反应只能以热能的形式进行能量转化
【答案】D【解析】过程Ⅰ是化学键断裂，因此过程Ⅰ是吸热过程，故A正确；过程Ⅲ是形成化
学键，因此是放热过程，故B正确；根据图中信息H 与O 发生反应的过程是旧化学键断
2 2
裂、新化学键形成的过程，故C正确；氢气与氧气反应，该反应不仅以热能的形式进行能
量转化，还可能发生化学能转化为光能，故D错误。
7．下列关于反应能量的说法中正确的是（ ）
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知4CO(g)+2NO (g)=4CO (g)+N(g)为放热反应，则反应物总能量<生成物总能量
2 2 2
D．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E， 1 mol 氢分子的能量为E，
1 2
则2E=E
1 2
【答案】B
【解析】A．化学反应中的能量变化，不是都表现为热量的变化，还可能有其他能量
的变化，如光能等，故A错误；B．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，化学键
的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；C．放热反应是反应物的总
能量大于生成物的总能量的化学反应，故C错误；D．分子变成原子需要破坏化学键吸收
能量，则2E1＞E2，故D错误；故选B。
8．“能量-反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图，如图为某反应的
“能量-反应过程”图，下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．断开的化学键需要吸收 的能量
C． 是放热反应
D． 和 的能量之和为
【答案】A
【解析】如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，a为正反应活化能，也是反应物断键所吸收的能量，b为逆反应活化能，也为生成物成键所放出的能
量。A．如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，故A正确；B．b为
逆反应活化能，也为生成物成键所放出的能量，即形成2molAB(g)所释放bkJ能量，断开
的化学键需要吸收b/2kJ的能量，故B错误；C．如图，该反应反应物总能量小于生成物总
能量，为吸热反应，即A(g)+B (g)==2AB(g)是吸热反应，故C错误；D．如图，1molA (g)
2 2 2
和1molB (g)的能量之和未知，故D错误；故选A。
2
9.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的能量，Y的能量一定低于N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．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，
故A错误；B．化学反应的吸放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热就能进行，
故B错误；C．吸热反应，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，故C错误；D．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和
N的总能量，故D正确；选D。
10．某科研人员提出HCHO与O 在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO 、HO的
2 2 2
历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法不正确的是（ ）
A．过渡态的能量低于反应物分子
B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
C．根据图示信息，CO 分子中的氧原子全部来自O
2 2
D．该反应可表示为HCHO＋O HAP ,CO ＋HO
2 2 2
【答案】AC
【解析】过渡态不稳定，能量高，故A错误； 过渡态图中，可以发现甲醛分子中的
两个C—H的H原子都与O相连，发生断裂，故B正确；过渡态图中可以看出来，CO 分
2
子中的氧原子一个来自于O，另一个来自于甲醛，故C错误；根据历程示意图，甲醛和O
2 2
在HAP上反应生成了CO 和HO，故D正确。
2 2能力提升
11．小茗同学根据“研究物质变化时，人们可以从不同角度、不同层面来认识物质变
化时所引起的化学键及能量变化”，得出的结论不正确的是（ ）
A．金属钠和氯气反应生成氯化钠后，反应体系的能量降低
B．氢气在氯气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来
C．将固体氯化钠溶解于水，离子键发生断裂生成Na+和Cl-，所以该变化为化学变化
D．氢气在氧气中燃烧是放热反应，但反应需要在点燃的条件下才能发生，故反应是
吸热还是放热与反应条件无关
【答案】C
【解析】A．金属钠和氯气反应生成氯化钠并放出热量，反应体系的能量降低，A正
确；B．氢气在氯气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来，B正确；
C．化学变化指在化学键断裂的同时有新化学键的生成，将固体氯化钠溶解于水，离子键
发生断裂生成Na+和Cl-，没有新化学键的生成，C错误；D．氢气在氧气中燃烧是放热反
应，但反应需要在点燃的条件下才能发生，故反应是吸热还是放热与反应条件无关，D正
确；
故选C。
12．N 和H 在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示，用 、
2 2
、 分别表示N、H、NH ，下列说法正确的是( )
2 2 3
A．使用催化剂时，合成氨的反应放出的热量减少
B．在该过程中，N、H 断键形成 N 原子和 H 原子
2 2
C．在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH
3
D．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】B
【解析】A．催化剂不改变反应热，且平衡不移动，不能改变反应放出的热量，故A错误；B．在②→③过程，存在H-H、N≡N键的断裂，形成 N 原子和 H 原子，故B正
确；C．NH 含有N-H键，为极性键，故C错误；D．合成氨为放热反应。则反应物断键吸
3
收能量小于生成物形成新键释放的能量，故D错误；故答案为B。
13．碳燃烧的过程如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．1 mol C(s)和0.5 mol O(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量
2
B．1 mol CO (g)生成1 mol C(s)和1 mol O (g)放出393.5 kJ热量
2 2
C．1 mol C(s)与0.5 mol O (g)的总能量小于1 mol CO(g)的能量
2
D．等量的碳燃烧C(s)―→CO(g)过程比C(s)―→CO(g)―→CO(g) 过程释放的能量多
2 2
【答案】A
【解析】由题图可知，C(s)＋O(g)与CO(g)＋O(g)的能量差为393.5 kJ－283 kJ＝110.5
2 2
kJ，能量由高到低，是放热反应，A正确；1 molC(s)与1 mol O (g)反应生成 1 mol CO (g)
2 2
放出热量 393.5 kJ，则1 mol CO (g)生成 1 mol C(s)和1 mol O (g)吸收 393.5 kJ热量，B错
2 2
误；由题图可知，1 mol C(s)与0.5 mol O (g)的总能量大于1 mol CO(g)的能量，C错误；反
2
应放出的能量与过程无关，只与反应物和生成物的总能量有关，则等量的碳燃烧后放热一
样多，D错误。
14．完成下列问题。
(1)在25℃、101kPa的条件下：
请回答下列有关问题：
①由H+H→H ，当生成1molH 时，要___________(填“吸收”或“放出”)436kJ的能
2 2
量；由Cl→Cl+Cl，当断裂1molCl 中的共价键时，要___________(填“吸收”或“放
2 2
出”)243kJ的能量。
②对于反应H(g)+Cl (g)==2HCl(g)，测得生成2molHCl(g)时，反应过程中放出193kJ
2 2
的热量，则断开1molH-Cl键所需的能量是___________kJ。
③有两个反应：a.H (g)+Cl (g) 2HCl(g)，b.H (g)+Cl (g) 2HCl(g)。这两个反应
2 2 2 2的能量转化方式主要是___________能转化为___________能，相同物质的量的H(g)、
2
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
2
等”)。
(2)利用反应4HCl+O 2Cl+2H O，可实现氯的循环利用，已知：该反应中，
2 2 2
2molHCl被氧化时，放出57.8kJ的热量。
请回答下列有关问题：
①4molHCl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，HO中H-O键
2
比HCl中H-Cl键(填“强”或“弱”)___________。
(3)根据图示的能量转化关系判断，生成16gCHOH(l)___________(填“吸收”或“放
3
出”)___________kJ能量。
【答案】(1)放出 吸收 436 化学 热 相等
(2)115.6 31.9 强 (3)放出 45.5
【解析】(1)①形成化学键放热，由H+H→H ，当生成1molH 时，要放出436kJ的能
2 2
量；化学键断裂吸热，当断裂1molCl 中的共价键时，要吸收243kJ的能量。②对于反应
2
H(g)+Cl (g)==2HCl(g)，测得生成2molHCl(g)时，反应过程中放出193kJ的热量，设断开
2 2
1molH-Cl键所需的能量是xkJ，则436kJ+243kJ-2x=-193kJ，断开1molH-Cl键所需的能量是
436kJ。③a.H
2
(g)+Cl
2
(g)=====2HCl(g)，b.H
2
(g)+Cl
2
(g)=====2HCl(g)。这两个反应的能量转化
方式主要是化学能转化为热能；化学反应的反应热只与反应物的始态和终态有关，相同物
质的量的H(g)、Cl(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量相等。
2 2
(2)①2molHCl被氧化时，放出57.8kJ的热量，则4molHCl被氧化时放出57.8kJ×2
=115.6kJ的热量。②设断开1molH—O键吸收x kJ的能量，断开1molH-Cl键吸收的能量为ykJ的能量；4y+498-243×2-4x=-115.6，解得x-y=31.9，断开1molH—O键与断开1molH-Cl
键所需能量相差31.9kJ，HO中H-O键比HCl中H-Cl键强。
2
(3)根据图示的能量转化关系图，生成1mol甲醇放出(510-419) kJ=91kJ，生成
16gCHOH(l)放出16×91/32=45.5kJ能量。
3
直击高考
15.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 ( )
A．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1
B．500 mL 2.0 mol·L－1HSO 溶液和500 mL 2.0 mol·L－1Ba(OH) 溶液的反应符合图2
2 4 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．500 mL 2.0 mol·L－1HCl溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图1
【答案】D
【解析】浓硫酸溶于水没有发生化学反应，只是放热过程，故 A错误；HSO 和
2 4
Ba(OH) 的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故 B错误；图1表示
2
放热反应，反应是否为放热反应与反应条件无关，如铝热反应属于放热反应，但需要高温
条件才能发生，故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，故D正确。
16． 为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是
________。
(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)，在甲试管里加入适量
氢 氧 化 钡 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Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
① 若 M 为 钠 ， 则 实 验 过 程 中 烧 杯 中 可 观 察 到 的 现 象 是
___________________________。
②若观察到烧杯里产生气泡，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 里 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证明超氧化钾与水的反应(4KO +2H O===4KOH+3O ↑)是放
2 2 2
热反应还是吸热反应。方法①：选择上述装置________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)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石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸
馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________反应。
【答案】(1)Ⅲ (2)左端液柱降低，右端液柱升高 放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱
②可能是放热反应 某些物质(如浓硫酸)溶于水放热，但不是放热反应
③硝酸铵(或其他合理答案)
(4)Ⅰ(或Ⅱ) 放热
【解析】（1）装置Ⅰ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
热还是吸热；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放热还是吸热。装
置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反
应还是吸热反应；
（2）氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，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形管左端液柱降低，右端液柱升高；
（3））①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的
热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷
却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放
出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以
不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应；
