6.1.1化学能与热能 2023~2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1.1化学能与热能 2023~2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
一、单选题，共14小题
1．（19-20高一下·北京东城·期末）已知反应A＋B=C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应为吸热反应
B．A物质能量一定低于C物质能量
C．该反应只有在加热条件下才能进行
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
2．（22-23高一下·江苏盐城·期中）下列反应中，一定属于吸热反应的是
A．需要加热才能发生的反应 B．晶体与晶体的反应
C．溶液与盐酸的反应 D．的反应
3．（20-21高一下·浙江·阶段练习）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III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
4．（21-22高二上·天津东丽·期末）下列说法正确的是
A．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化
B．吸热反应一定需要加热才能发生
C．放热反应在常温下就能迅速发生
D．化学反应中一定伴随着能量变化
5．（22-23高一下·河南濮阳·期中）如下图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B．图a表示吸热反应，图b是放热反应
C．图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D．图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
6．（22-23高一下·上海·课后作业）已知：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)，该反应放出的热量为Q kJ。下列能量图与该反应所体现的能量关系匹配的是
A． B．
C． D．
7．（22-23高一下·全国·课后作业）科学家最新发现，通过简单的化学反应，可以将树木纤维素转变成超级储能装置，如图是该反应的微观示意图，下列说法错误的是
A．该反应过程伴有能量变化
B．该反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变
C．反应物X的能量低于生成物W的能量
D．断裂反应物(X＋Y)中化学键吸收能量，形成生成物(Z＋W)中化学键释放能量
8．（9-10高一下·河北·期中）下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．铝片与稀硫酸反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应 D．甲烷在O2中的燃烧反应
9．（22-23高一下·江苏常州·阶段练习）下列哪个反应的热量变化如图所示
A．C和水蒸气高温反应生成水煤气
B．煅烧石灰石
C．锌和盐酸反应制氢气
D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气
10．（22-23高一下·新疆伊犁·期末）航天飞机用铝粉与高氯酸铵的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵分解，其反应为：2NH4ClO4(s)=N2(g)+Cl2(g)+2O2(g)+4H2O(l)，该反应为放热反应。下列叙述错误的是
A．从能量变化来看，整个反应过程主要是化学能转变为热能和动能
B．在该反应中，还原产物只有Cl2
C．该反应需要从环境吸收能量
D．NH4ClO4分解瞬间产生大量的高温气体推动航天飞机飞行
11．（12-13高二上·河南周口·阶段练习）化学反应中的能量变化是由化学反应中旧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，下列说法中正确的是

A．1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应放出的能量为180kJ
B．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C．1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量
D．NO2是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
12．（22-23高一下·河北·阶段练习）如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。下列说法正确的是

A．通常情况下，O2(g)比N2(g)稳定
B．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是吸热反应
C．N2(g)和O2(g)反应生成1molNO(g)放出632kJ能量
D．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2molNO(g)具有的总能量
13．（22-23高一下·四川凉山·期末）下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．吸热反应都需要加热才能发生
B．镁条与盐酸的反应属于放热反应
C．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量
14．（22-23高一下·吉林长春·期末）已知反应的能量变化如图所示，下列说法中正确的是
A．图中A→B的过程为放热过程
B．加入催化剂不能改变反应的热效应
C．断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和
D．和的总能量小于和的总能量
二、填空题，共5小题
15．（22-23高一下·上海·课时练习）我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题：

(1)上述反应中的还原剂是 ，还原产物是 。
(2)该反应 (填“吸热”或“放热”)。
16．（22-23高一·全国·课时练习）硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：①SiO2＋2CSi＋2CO↑。
精炼硅：②Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)①是 反应，②是 反应，③是 反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
17．（20-21高一下·陕西延安·期中）回答下列问题：
(1)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)已知下列热化学方程式：2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) H1=-702.2 kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) H2=-181.4 kJ/mol
由此可知Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的 H是 。
(3)在25℃、101 kPa下，1 g硫粉完全燃烧放出9kJ的热量，写出表示该反应燃烧热的热化学方程式为 。
(4)已知拆开1 mol H－H键，1 mol Cl－Cl键，1 mol H－Cl键，分别需要的能量是436 kJ、243 kJ、431 kJ，则Cl2与H2反应生成HCl的热化学方程式为 。
(5)同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1①，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2②，则 H1 H2填“＞”、“＜”或“=”）。
18．（21-22高一下·陕西安康·期中）为了研究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)。
(3)物质中的 能通过化学反应转化成 能释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
19．（21-22高一下·河南南阳·阶段练习）已知键能是表征化学键强度的物理量，可以用键断裂时所需的能量大小来衡量，键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。某些化学键的键能如下表所示()：
共价键
键能 436 193 151
共价键
键能 247 431 299 356
(1)分解为气态原子时，需要 (填“吸收”或“放出”)能量。
(2)在中燃烧，放出的热量为 。
(3)表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是 (填化学式)，最不稳定的是 ，形成的化合物分子中，最稳定的是 ，最不稳定的是 。
(4)在一定条件下，与足量的、、分别反应，放出热量由多到少的顺序是 。
A． B．
(5)预测在足量中燃烧比在足量中燃烧放热 (填“多”或“少”)。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A.根据题意和图象，A、B为反应物，C、D为生成物，反应物的总能量小于生成物总能量，故为吸热反应应，A正确；
B. 反应为吸热反应，可知A、B的总能量大于C、D的总能量，但不能判断A物质能量和C物质能量的大小，B不正确；
C.化学反应中的能量变化与是否需要加热无关，C不正确；
D.该反应为吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，D不正确。
答案选A。
2．B
【详解】A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要加热才能发生但是为放热反应，A错误；
B．氢氧化钡晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热反应，B正确；
C．NaOH与HCl的反应为酸碱中和反应，属于放热反应，C错误；
D．ΔH<0的反应为放热反应，D错误；
故答案选B。
3．C
【详解】A．过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，故A错误；
B．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故B错误；
C．氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，故C正确；
D．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，故D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．化学变化一定伴随着能量的变化，物理变化也可以伴随着能量的变化，故有能量变化的过程不一定是化学变化，故A错误；
B．吸放热反应与反应条件无必然的联系，吸热反应一定需要加热才能发生，故B错误；
C．化学反应是放热反应还是吸热反应，不能用是否需要加热才能发生来判断，故C错误；
D．化学变化一定伴随着能量的变化，但不一定是热量的变化，故D正确；
故选D。
5．C
【详解】A．图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，不能表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化，因为该反应是吸热反应，A错误；
B．图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，，图b中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，B错误；
C．图b表示吸热反应，因此反应物的总键能大于生成物的总键能，C正确；
D．图b表示吸热反应，镁和盐酸反应是放热反应，不能表示Mg与盐酸反应的能量变化，D错误；
答案选C。
6．B
【详解】A．该反应是放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，发生反应放出热量，而图像A体现的是生成物的能量比反应物的总能量高，属于吸热反应，A错误；
B．该反应是放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，发生反应放出热量，而图像B与反应事实相吻合，B正确；
C．该反应是放热反应，则反应物的总能量比生成物的总能量高，发生反应时会放出热量，化学反应放出的热量是反应物总能量与生成物总能量之差，C错误；
D．该反应是放热反应，则反应物的总能量比生成物的总能量高，图示D显示的生成物的总能量比反应物总能量高，属于吸热反应，与反应事实相违背，D错误；
故合理选项是B。
7．C
【详解】A．图中涉及反应为C和NH3，在高温、催化剂作用下反应生成N2和CH4，该反应过程有能量变化，A正确；
B．根据质量守恒定律可知，该反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变，B正确；
C．无法比较X和W的能量高低，C错误；
D．化学反应中，断键吸收能量，成键释放能量，D正确。
故选Ｃ。
8．C
【详解】A．铝片与稀硫酸反应，属于氧化还原反应，但属于放热反应，故A错误；
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，但不属于氧化还原反应，故B错误；
C．灼热的炭与CO2反应，有化合价的变化，属于氧化还原反应，且属于吸热反应，故C正确；
D．甲烷在O2中的燃烧反应，有化合价的变化，属于氧化还原反应，但属于放热反应，故D错误；
故答案为C。
9．C
【分析】
图示反应为放热反应。
【详解】A．C与水蒸气高温条件下反应生成水煤气为吸热反应，A错误；
B．煅烧石灰石，石灰石分解生成CaO和CO2，该反应为吸热反应，B错误；
C．锌与盐酸反应生成氢气，该反应为放热反应，C正确；
D．氢氧化钡与氯化铵反应生成氨气为吸热反应，D错误；
故答案选C。
10．C
【详解】A．反应是放热的，在反应过程中，化学能转变为热能和动能，故A正确；
B．该反应中，Cl元素化合价降低得到Cl2，Cl2是还原产物，N元素和O元素化合价升高，N2和O2是氧化产物，故B正确；
C．该反应为放热反应，向环境释放能量，故C错误；
D．由反应可知，生成氮气、氧气、氯气等气体，则瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行，故D正确。
答案选C。
11．C
【详解】A．1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molNO，断键吸收了946kJ+498kJ=1444kJ，成键释放了632kJ×2=1264kJ，则吸收的能量为1444kJ 1264kJ =180kJ，故A错误；
B．氮气含有氮氮三键，键能大，N2(g)和O2(g)在高温或则放电条件下反应生成NO，故B错误；
C．根据A选项分析，该反应是吸热反应，则1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，故C正确；
D．NO2能与NaOH溶液反应生成盐和水，但不是一种酸性氧化物，故D错误。
综上所述，答案为C。
12．B
【详解】
A．断键吸收的能量比多，因此更稳定，A错误；
B．和的反应吸收的总能量为，生成放出的总能量为，吸收的能量大于放出的能量，反应是吸热反应，B正确；
C．和的反应吸收的总能量为，生成放出的总能量为，吸收的能量比放出的能量多，生成1molNO(g)放出90kJ能量，C错误；
D．因为反应为吸热反应，所以和具有的总能量小于具有的总能量，D错误；
故选D。
13．A
【详解】A．吸热反应不一定需要加热才能发生，如八水合氢氧化钡与氯化铵固体研磨就生成氨气的吸热反应就不需要加热，故A错误；
B．镁条与盐酸的反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应，故B正确；
C．化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，所以化学反应在发生物质变化的同时一定伴随有能量变化，故C正确；
D．反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反应时会向环境释放能量，故D正确；
故选A。
14．B
【分析】图中A点表示反应物总能量，B点表示反应物吸收了活化能形成活化分子时具有的总能量，C点表示生成物总能量。
【详解】A．图中A→B的过程为反应物吸收活化能形成活化分子的过程，是吸热过程，A错误；
B． 加入催化剂可以改变反应的活化能，改变反应速率，但不改变反应的热效应，B正确；
C．图中显示反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，因此断开和的化学键吸收的能量总和小于生成和时放出的能量总和，C错误；
D．反应为放热反应，因此和的总能量大于和的总能量，D错误；
故选B。
15．(1) C Si3N4
(2)放热
【详解】（1）在反应中，C的化合价升高作还原剂，N2的化合价降低作氧化剂，发生还原反应，生成的Si3N4是还原产物。
（2）由于图像中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应。
16．(1) 吸热 放热 吸热
(2)小于
【详解】（1）由图A可知反应①中反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应为吸热反应，由图B可知反应②中反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；反应③中反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应为吸热反应；
（2）因为反应②是放热反应，所以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。
17．(1) 反应物能量 生成物能量 无 变小
(2)-260.4 kJ mol-1
(3)S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-288 kJ mol-1
(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-183 kJ mol-1
(5)＞
【详解】（1）根据图示可知：图中纵坐标表示物质含有能量，横坐标表示反应过程，A表示反应物总能量，C表示生成物含有的总能量；由于反应热等于反应物与生成物的能量差，E表示该反应的活化能，故反应的活化能大小对反应热无影响；使用催化剂后，能够改变反应途径，降低反应的活化能，因此使用催化剂V2O5后，图中B点会变小；
（2）已知热化学方程式：①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) H1=-702.2 kJ/mol
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) H2=-181.4 kJ/mol
根据盖斯定律，将×(①-②)，整理可得Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) H=--260.4 kJ mol-1；
（3）在25℃、101kPa下，1 g硫粉完全燃烧放出9 kJ的热量，则32 g S燃烧产生1 mol SO2气体放出热量Q=32 g×9 kJ/g=288 kJ，故表示该反应燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-288 kJ mol-1；
（4）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则根据拆开1 mol H－H键，1 mol Cl－Cl键，1 mol H－Cl键，分别需要的能量是436 kJ、243 kJ、431 kJ，可知Cl2与H2反应生成HCl的反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热 H=(436 kJ/mol+243 kJ/mol)-(2×431 kJ/mol)=-183 kJ/mol，故该热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-183 kJ mol-1；
（5）同一物质，物质含有的能量：气态＞液态＞固态。对于反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1①，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2②，由于反应物的能量相同，生成物含有的能量：水蒸气大于液态水，所以反应放出的热量Q：②＞①，反应放出的热量越多，则反应热就越小，故反应热 H1＞ H2。
18．(1)放热
(2)高
(3) 化学 热
(4)低
【详解】（1）发生反应A+B=C+D，U型管中甲处液面下降乙处液面上升，说明瓶内压强增大，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应；
（2）因为反应为放热反应，所以A和B的总能量比C和D的总能量高；
（3）化学变化伴随着物质和能量变化，物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来；
（4）化学反应中旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，该反应为放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。
19．(1)吸收
(2)179
(3) H2 I2 HCl HI
(4)A
(5)多
【详解】（1）化学键的断裂需要吸收能量，分解为气态原子时，断裂Cl-Cl键，需要吸收能量。
（2）在中燃烧生成2molHCl，放出的热量Q=431×2-(436+247)=179(kJ)。
（3）依题意，键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定，表中所列化学键形成的单质分子中，键能最大的是H-H，最稳定的是H2；键能最小的是I-I，最不稳定的是I2；形成的化合物分子中，键能最大的是H-Cl，最稳定的是HCl；键能最小的是H-I，最不稳定的是HI。
（4）反应放出的热量等于生成物的键能总和减去生成物的键能总和，依题意，在一定条件下，与足量的、、分别反应，分别生成HCl、HBr、HI，放出热量分别是431×2-(436+247)=179(kJ)、356×2-(436+193)=83(kJ)、299×2-(436+151)=11(kJ)，由多到少的顺序是，故选A。
（5）F的原子半径比Cl小，HF键能比HCl键能大，HF更稳定，依题意，生成物越稳定，键能越大，放出热量越多，故在足量中燃烧比在足量中燃烧放热多。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页