2022-2023学年人教版必修第二册 61化学反应与热能

化学反应与热能

基础必会练（20分钟.30分）

一、选择题（本题包括7小题,每小题3分，共21分）

1.（2021.山东合格考改编）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Co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H2O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;氢

氧化钠溶液与盐酸反应是放热反应，故D不符合题意。

2.（2022.杭州高一检测）先进的甲醇蒸气重整——变压吸附技术可得到高浓度

CO2、H2混合气，化学反应原理是CH30H+H2O->CO2+3H2,其能量变化如

图所示。

下列说法不正确的是（）

A.断开H—O键吸收能量

B.反应物的总能量大于生成物的总能量

C.CH30H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Do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CH30H+H2O一>C02

+3H2是一个放热反应，选项B正确；反应CH30H+H2O->C02+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-0键放出

能量，选项D不正确。

3.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（）

HCI

NH4HCO3

固体粉末-更一醋酸

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Bo醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3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彳导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。

4.（2022.杭州高一检测）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（）

2

'■这就是传说.

〈中的碳中和¥

三为I,

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CCh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Ao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。

5.氢气是一种清洁燃料，燃烧时发生反应:2H2+O2鲤2H20。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Bo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。

6.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B。H2O2在MnCh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。

7.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、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图1

B.500mL2.0mol-L1H2sO4溶液和500mL2.0mol-L1Ba(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;H2sCU和

Ba(OH)2的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量,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。

二、非选择题(本题包括1小题，共9分)

8.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»8抵0],

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

钱晶体，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：O

(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是____________o

(3)如果没有看到“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__________________________O

(4广结冰现象说明该反应断开旧化学键(填"吸收喊“放出”)的能

量(填“>”或“<”)形成新化学键(填“吸收”或“放出”)的能量。

【解析】(1)氯化镀和氢氧化钢晶体反应生成氯化钢、氨气和水。

(2)Ba(OH)2.8H2O和氯化镀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镀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===BaCL+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

二能力进阶练(15分钟.20分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题5分，共10分)

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（）

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.2molH20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;2mol抵可以在1mol02

中完全燃烧生成2molH2O,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（）

777777777777777777~777777777777777777"777777777777777777777777777777777777

abcd

A.过程I是放热过程

B.过程in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Ce过程I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III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。

【补偿训练】

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02(g)反应生成N0(g)过程中

的能量变化。则下列说法正确的是()

放出能量

吸收能2X632kJ

946kJ/嚷瞥

02—

N2OO

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,N2(g)和02(g)混合能直接生成NO(g)

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

D.lmolN2(g)和1molC)2(g)反应放出的能量为180kJ

【解析】选Co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N2(g)和02(g)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-

1264kJ=180kJ,吸收的能量大于放出的能量，说明该反应为吸热反应，即1mol

N2(g)和1mol02(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。

二、非选择题（本题包括1小题，共10分）

11.（1）如图是NO2和CO反应生成CO2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，NO2和CO的总能量

（填“大于”“小于”或“等于"）CO2和NO的总能量。

过渡状态

生成物

反应过藉

（2）已知在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收L9kJ

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

尖子生选练（io分钟分）

12.（2022.北京朝阳区高一检测）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）：

。-戊

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）。

⑵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(0H)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II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____________________o

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___________________O

③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____________0

(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4K。2+2H2O=4KOH

+302?)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珀堪里，向脱脂棉上滴加几

滴蒸储水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是(填“吸

热”或“放热”)反应。

【解析】⑴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III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(O