高二化学《化学反应与能量变化》题型（含答案）

1.1化学反应与能量变化

0知识导航

吸热反应

反应的分类\放热反应

系统内能变化

能量变化原因

\化学键断裂与形成

焙变与热效应

化学反应的焙变

（培变不意图

■教学目标

1.知道内能概念，认识物质内能与物质的聚集状态，所处环境的温度与压强等因素原因。

2.知道始和结变，认识婚变与反应热的关系，理解并绘制相关反应的培变示意图。

3.理解化学反应热效应的微观反应本质原因，能够根据相关数据进行一些简单的分析和计算

4.初步形成从能量变化的视角认识化学反应的研究思路。

in模块一系统的内能

取知识预习

■内能，符号U,是系统内各种形式能量的总和，例如系统中分子的动能（分子运动包括平动、转

动和振动二种形式）、分子内电子运动的能量、原子核内的能量分子间作用能等等，难以胜数.

随认识的深化不断发现新的能量形式，但有一点是肯定无疑的，任何系统在一定状态下内能是一

定的，因而热力学能是状态函数。热力学能的绝对值难以确定，也无确定的必要，我们关心的是

热力学能的变化，只要终态始态一定，热力学的变化量U是一定的。

1

“1g水从固体___到液体____到气体.其内能处于逐渐升高的趋势。

，内能的变化可以体现在状态变化的过程中，也可以是反应物转化为生成物的过程中系统内能的变化,

系统内能的变化用符号au来表示。

［例1］下列关于内能和内能变化的叙述正确的是

A.内能是体系内物质所含的能量总和

B.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关

C.系统的内能可以通过实验测得

D.内能变化就是反应热

【例2】下列反应的能量变化与示意图相符的是

智液、水

A//

LaJ

_ig冰

水的聚焦状态变化时的

焰变示意图

A.NaOH溶液与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2・8H2。与NH4cl反应

C.木炭的燃烧D.钠与水反应

模块二化学反应的婚变

取知识预习

■反应热

2

化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热能的形式表现出

来，叫做反应热，用符号Q表示。系统从环境吸热，Q>0;系统对环境放热，Q<0.

类型比较放热反应吸热反应

定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应

形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总反应物具有的总能量小于生成物具有的总能

能量量

与化学键强弱生成物分子成键时释放出的总能量大于反生成物分子成键时释放出的总能量小于反应

关系应物分子断裂旧犍时吸收的总能量物分子断裂旧键时吸收的总能量

表示方法Q>0Q<0

图示

一生成物

飞跳〃一

飞〃<°

S7；A//>O

工J

区成朝一

反应过程反应过理

■常见的放热反应和吸热反应

(1)常见的放热反应：能自发进行的氧化还原反应(较活泼的金属与酸反应、燃烧反应、中和反应、

金属的氧化反应)、铝热反应、由不稳定物质变为稳定物质的反应、多数化合反应、氯酸钾的分解、高

压下石墨转化为金刚石。

(2)常见的吸热反应：多数的分解反应，氯化链和氮氧化铁晶体的反应，碳、一氧化碳和氢气

作还原剂的反应，电离和水解，常压下石墨转化为金刚石。

■焰

为了描述热化学反应前后物质能量的变化，科学家们提出来一个物理量“焰"，用符号H表示。

规定在等压条件下的化学反应，如果反应中物质的能量全部转化成热能，那么反应前后物质燃的变化

就等于反应热，即,•焙变的单位通常为KJ/mol,其中QP为等压条件下的反应热。

所以化学反应的焙变△HnH(生成物)一H(反应物)，若AHAO为吸热反应，若△HvO反之为放热反应。

H2(g)+l/2O2(g)=H20(1)△H=-285.8KJ/mol

2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g)AH=182KJ/mol

■Q=Z生成的键能-Z反应物的键能

化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的

3

能量。

【例3】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F健。已知：ImolS(s)转化为气态硫原子吸收

能量280kJ,断裂ImolF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F?(g)SF6(g)的焰

变为：A.+1780kJB.+1220kJC.+450kJD.-430kJ

【例4】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2-P4O10o已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P

-P：akJmol-1.P-O：bkJ-moP1>P=O：ckJmoL、0=0：WmoL。根据图示的分子结构和有

关数据估算该反应的焙变，其中正确的是

A.—(6a+5d—4c—12b)kJB.—(4c+12〃-6a—5〃)kJ

C一(4"1前一4〃-5d)kJ口.-(4«+5d-4c-12^)kJ

Q对点训练

1.2023年5月10日，天舟六号货运£船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列

不能作为火笳推进剂的是

A.液氮.液氢B.液氯•液氢C.液态NO?•阴D.液氯•煤油

2.下列反应中，生成物总能量低于反应物总能量的是

A.Ba(OH)2-8H2O与NH4cl反应B.铝与氧化铁高温反应

C.盐酸与碳酸氢钠的反应D.灼热的碳与二氧化碳反应

3.下列关于内能和焙变的说法正确的是

A.化学反应过程中内能的变化等于焰变

B.气态水和液态水所具有的内能一定不相同

C.一个化学反应都有且只有一个相对应的焙变

D.可逆反应的正反应和逆反应的焰变：送

4.由电0和NO反应生成电和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是

4

O

E，(kJ•mol'1)

A.反应生成lmolN2时转移4mole-

B.反应物能量之和大于生成物能量之和

C.ImoMO®和lmolNO(g皿图中完全反应放出139kJ能量

D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

5.下列反应既属于氧化还原反应，乂属于吸热反应的是

A.NaHCO3与盐酸的反应B.Ba(OH)2-8H2O与NH4Q的反应

C.灼热的碳与CO2的反应D.镁条与稀盐酸的反应

6.下列说法中正确的是

A.苛性钠溶于水放出热量，该变化为放热反应

B.化学反应既有物质变化，又有能量变化

C.镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能最全部转化为热能

D.吸热反应需要加热才能进行

7.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。当向盛有试剂甲的试管中加入试剂

乙时(必要时可以搅拌)，U形管中液面呈现出左高右低的现象，则试剂甲、乙的组合是

乙

，气

A.甲：镁条、乙：盐酸B.甲：氢氧化粉晶体、乙：氯化铉

C.甲：氢氧化铁、乙：硫酸D.甲：二氧化钵、乙：双氧水

8.下列化学反应属于吸热反应的是

5

B.CaC()3高输CaO+CO2T

A.碘单质升华

C.铝片和盐酸反应D.氢气在氯气中燃烧

9.根据如图所示的N"g)和02(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是

NO

oo放出能量

2x632kJ,mol-1

吸收能量吸收能埴

946kJ,mol498kJ-mor•o«o

OONO

N,O,

A.N0(g)分解为N2(g)和Ch(g)的反应是放热反应

B.2mol0原子结合生成0"g)时需要吸收498kJ能量

C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收1264kJ能量

D.2molN(g)和2molO(g)的总能量为1444kJ

结

C4H?O

C+HQ

10.能正确表示该反应焰变示意图的是A.B.

培

比(g)+CO(g)

C(3)+Ha0(g)

H(g)CO(g)C(s)+HO(g)

C.2+D.2

11.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应，反应物的总能量生成物的总能量,反应体系的能量

故AH0,即AH为

⑵吸热反应：吸收热量的化学反应，反应物的总能量生成物的总能量,反应体系的能量

故AH0,即AH为

(3)常见的吸热反应和放热反应

吸热反应(AH>0)放热反应(AH<0)

①Ba(0H)2•8H2O与NH4cl的反①中和反应

应②燃烧反应

6

②大多数的分解反应③金属与酸或氧气的反应

③弱电解质的电离④铝热反应

④盐类水解⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应

⑤C和出0g)、C和C02的反应⑥大多数的化合反应

12.回答下列问题：

(1)一定压强下，0C时1.0mol的水和0℃时1.0mol的冰，哪个系统的内能更大°

(2)一定压强下，25℃时1.0mol的水和25C时10.0mol的水，哪个系统的内能更大

(3)等物质的量的卜.列物质中，内能最大的是o

A.水蒸气B.液态水C.冰D.冰水混合物

13.合成氨工业中，合成塔中每产生2moiNH3,放出92.2kJ热量。

(1)若起始时向容器内放入2molN2和6molHi,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填“或

"='》184.4kJo

(2)已知

吸收945.8kJ能量

键断裂

吸收436kJ能量

~~

1molN—H键断裂吸收的能量等于kJ。

14.已知:H2(g)+1O2(g)=H2O(g),反应过程中能量变化如图,,可:

a：b：co

(2)该反应是放热反应还是吸热反应？oAH0(填或“>")

(3)a、b、c的关系式为。

7

化学反应与能量变化

［例1］下列关于内能和内能变化的叙述正确的是

A.内能是体系内物质所含的能量总和

B.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关

C.系统的内能可以通过实验测得

D.内能变化就是反应热

【答案】A

【解析】A.内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，一切物体都有内

能，故A正确：

B.内能大小除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外，还与体系的温度和压强有关，故B错误：

C.系统内能的绝对值无法直接获得，实验的方法可以测出内能的变化，故C错误；

D.反应过程中体系没有做功时，反应热才能等于内能的变化，故D错误；

故选Ao

【例2】下列反应的能量变化与示意图相符的是

:液态水

fa化-

1g冰

水的聚焦状态变化时的

焰变示意图

A.NaOH溶液与稀盐酸的反应B.Ba(OH»8H2。与NH4cl反应

C.木炭的燃烧D.钠与水反应

【答案】B

【解析】A.NaOH溶液与稀盐酸的反应是一个焰减即放热反应，A不合题意;

B.Ba(OH)2-8H2O与NHK1反应是一个焰增即吸热反应，B符合题意：

C.木炭的燃烧是一个焙减即放热反应，C不合题意;

D.钠与水反应是一个焰减即放热反应，D不合题意:

故答案为：B„

8

【例3】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：ImolS(s)转化为气态硫原子吸收

能量280kJ,断裂ImoIF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ.330kJ。则S(s)+3Fz(g)SF6(g)的比

变为：

A.+1780kJB.+1220kJC.+450kJD.-430kJ

【答案】B

【解析】本题考察焙变的有关计算。在化学反应中断健需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意的

hrolS(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3xl60kJ=760kJo而生成hnolSF6(g)

时需形成6moiS-F键，共放出6x330kJ=1980kJ,因此该反应共放出的热量为1980kJ-760kJ=1220kJ,

选项B正确。

【例4】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2-P4O.0O已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P

-P：akJmoL、P-O：力kJmoL、P=O：ckJmoL、0=0：JkJmoL。根据图示的分子结构和有

关数据估算该反应的焰变，其中正确的是

B.—(6a+5d—4c—12〃)kJB.-(4c+12〃-6a—5d)kJ

C.一(4c+12%—4a—5d)kJD.一(4a+5d-4c—12万)kJ

【答案】A

【解析】由图可以看出:P4中有6moi的P-P,5moi的02中含有5moi0=0,Imol的PQo中含有4moi

的P=0,12moi的P-0,所以△H=-(6a+5d-4c-12b)kK

U对点训练

1.2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列

不能作为火箭推进剂的是

A.液氮-液氢B.液氧-液氢C.液态NO?-腓D.液氧-煤油

【答案】A

【解析】A.虽然氮气在一定的袋件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于N三N键能很大，

该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮

-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意；

B.氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭

9

推进剂，B不符合题意：

C.腓和NO?在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态N02-

胧能作为火箭推进剂，C不符合题意：

D.煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭

推进剂，D不符合题意；

综上所述，本题选A。

2.下列反应中，生成物总能量低于反应物总能量的是

A.Ba(OH)2-8H2O与NHC1反应B.铝与氧化铁高温反应

C.盐酸与碳酸氢钠的反应D.灼热的碳与二氧化碳反应

【答案】B

【解析】Ba(OH)2・8H2O与NK。反应、盐酸与碳酸氢钠的反应、灼热的碳与二氧化碳反应均为吸热反应；

铝与氧化铁高温反应属于放热反应；因此符合题意的是B；

故答案为Bo

3.下列关于内能和焙变的说法正确的是

A.化学反应过程中内能的变化等于焰变

B.气态水和液态水所具有的内能一定不相同

C.一个化学反应都有且只有一个相对应的焙变

D.可逆反应的正反应和逆反应的焰变：AH£=-AH送

【答案】D

【解析】A.等压条件下，体系只做体积功时，化学反应的反应热等于反应的焰变，A项错误：

B,等质量的气态水和液态水所具有的内能一定不相同，不限定水的质量则不能比较二者内能的大小，B

项错误；

C.同一化学反应，若反应的温度、压强不同或物质的聚集状态不同，则焰变不同，C项错误：

D,可逆反应的正反应和逆反应的物质变化相反，所以能量变化相反，即焙变数值相等、符号相反，D项

正确；

故选D。

4.由电0和NO反应生成电和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是

10

O

A.反应生成lmolN2时转移4mole-

B.反应物能量之和大于生成物能量之和

C.lmolN2O(g)和lmolNCXg皿图中完全反应放出139kJ能量

D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

【答案】A

【解析】A.化学方程式：N2O+NO=N2+NO2,电〜2e\生成1molN2时转移电子2mol,故A错误;

B.根据能量变化图，反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应属于放热反应，故B正确；

C.根据能量变化图,N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)AH=(209—348)kJmoL=-139kJmoL,故C正确:

D.断链吸收能量，成犍释放能量，此反应是放热反应，因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，

故D正确。

故选Ao

5.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是

A.NaHCO3与盐酸的反应B.Ba(OH)2-8H2O与NH4cl的反应

C.灼热的碳与CO2的反应D.镁条与稀盐酸的反应

【答案】C

【解析】A.NaHC()3与盐酸的反应为非氧化还原反应，A错误；

B.Ba(OH)2•8H2O与NH4cl的反应为吸热反应，但不是氧化还原反应，B错误；

C.灼热的碳与CO?的反应是吸热反应，也是氧化还原反应，C正确：

D.镁条与稀盐酸的反应为氧化还原反应，是放热反应，D错误：

故选Co

6.下列说法中正确的是

A.苛性钠溶于水放出热量，该变化为放热反应

B.化学反应既有物质变化，又有能量变化

11

C.镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能

D.吸热反应需要加热才能进行

【答案】B

【解析】A.苛性钠溶于水不是一个化学反应，只是一个放热过程，A错误；

B.化学反应既有物质变化，又有能量变化，B正确：

C.由于反应现象有耀眼白光，故该反应过程中所释放的能量并未全部转化为热能，有一部分转化为光能，

C错误；

D.吸热反应并不一定需要加热才能进行，如氯化镂与八水合氢氧化钢的反应是放热反应无需加热，D错

误；

故选Bo

7.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。当向盛有试剂甲的试管中加入试剂

乙时.（必要时可以搅拌），U形管中液面呈现出左高右低的现象，则试剂甲、乙的组合是

A.甲：镁条、乙：盐酸B.甲：氢氧化根品体、乙：氯化铉

C.甲：氢氧化铁、乙：硫酸D.甲：二氧化锌、乙：双氧水

【答案】B

【解析】A.镁与盐酸反应放热，瓶内气体膨胀，压强增大，U形管中液面呈现出左低右高的现象，选项

A不符合；

B.氢氧化钢晶体与氯化铉反应吸热，瓶内气体收缩，压强减小，U形管中液面呈现出左高右低的现象，

选项B符合；

C.氢氧化钢与硫酸发生中和反应放热，瓶内气体膨胀，压强增大，U形管中液面呈现出左低右高的现象，

选项c不符合；

D.二氧化钵催化双氧水反应放热，瓶内气压增大，U形管中液面呈现出左低右高的现象，选项D不符合：

答案选Bo

8.下列化学反应属于吸热反应的是

高温

A.碘单质升华B.CaCO3'"CaO+C02T

12

C.铝片和盐酸反应D.氢气在氯气中燃烧

【答案】B

【解析】A.碘单质升华为物理变化，不是化学变化，故A不选;

B.碳酸钙高温分解为吸热反应，故B选;

C.铝片和盐酸反应为活泼金属和酸的反应，属于放热反应，故C不选;

D.氢气在氯气中燃烧为燃烧放热反应，故D不选;

故选Bo

9.根据如图所N示的Nz(g)和02(g)反应O生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是

oo放出能量

2x632kJ,mol-1

吸收能量吸收能量

946kJ,mol498kJ-mor•o«o

oNo,NO

A.NO(g)分解为N2(g)和O?(g)的反应是放热反应

B.2molO原子结合生成O?(g)时需要吸收498kJ能量

C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收1264kJ能量

D.2molN(g)和2mol0(g)的总能量为1444kJ

【答案】A

【解析】A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)的的变为AH=+946kJ-mo厂】+498k，moL-2x632klnoL=+

180kJmol-1,该反应为吸热反应，则NO(g)分解为N?(g)和0?(g)的反应是放热反应，A正确;

B.成键放出能量，2moi0原子结合生成02(g)时需要放出498kJ能量，B错误;

C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量，C错误;

D.946D和498kJ分别是1molNz(g)和1mol6(g)分子中化学键断裂吸收的能量,2molN(g)和2mol0(g)

的总能量不能确定，D错误;

答案选A。

10.能正确表示该反应焰变示意图的是

培

愫H2(g)+CO(g)

C(s)+HaO(g)

C+H.O

H(g)CO(g)C(s)+H2O(g)

A.B.C.2+D.

炒

【答案】D

13

【解析】碳和水蒸气反应属于吸热反应，生成物总能量大于反应物总能量，结合物质状态碳是固体、其余

物质均为气态，故选Do

11.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应，反应物的总能量生成物的总能量，反应体系的能量_______,

故AH0,即AH为o

⑵吸热反应：吸收热量的化学反应，反应物的总能量生成物的总能量，反应体系的能量_______,

故AH0,即AH为

(3)常见的吸热反应和放热反应

吸热反应(AH>O)放热反应(AH<0)

①阿OH”•8H2O与NH4a的反

①中和反应

应

②燃烧反应

②大多数的分解反应③金属与酸或氧气的反应

③弱电解质的电离④铝热反应

④盐类水解⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应

⑤C和H20(g))、C和CO2的反应⑥大多数的化合反应

【答案】(1)大于降低<负值

⑵小于升高>正值

【解析】(1)放热反应是反应物的总能量大于生成物总能量的反应，反应中会释放能量，反应体系的能量

会降低，所以反应的婚变是小于。的负值，故答案为：大于；降低；<:负值；

(2)吸热反应是反应物的总能量小于生成物总能量的反应，反应中会吸收能量，反应体系的能量会增大，

所以反应的焙变△”是大于。的正值，故答案为：小于；升高；>;正值。

12.回答下列问题：

(1)一定压强下，0℃时1.0mol的水和0℃时1.0mol的冰，哪个系统的内能更大。

(2)一定压强下，25℃时1.0mol的水和25C时10.0mol的水，哪个系统的内能更大。