高中化学人教必修第二册2026步步高学习第六章　第一节　第1课时　化学反应与热能

化学反应与热能第1课时第六章

第一节1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化，认识吸热反应和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、吸热反应和放热反应二、化学反应中热能的利用<一>吸热反应和放热反应1.实验探究：化学反应中的能量变化实验操作

实验现象有

产生；用温度计测量，温度_____闻到

气味；烧杯壁

；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈____实验结论该反应产生气体，_____热量该反应产生NH3和H2O，

热量气泡升高刺激性发凉糊状放出吸收结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的

或

。化学方程式____________________________________________________________________________________________________Mg+2HCl===MgCl2+H2↑Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O释放吸收2.放热反应和吸热反应(1)概念①放热反应：

热量的化学反应。②吸热反应：

热量的化学反应。释放吸收(2)常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应①所有的

反应②酸碱

反应③大多数

反应④活泼金属与

的反应⑤物质的缓慢氧化⑥铝热反应(见第八章)①大多数

反应②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应④NaHCO3与盐酸的反应燃烧中和化合水或酸分解思考1

(1)举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？提示不一定。吸、放热反应都属于化学反应，而浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是放、吸热反应。(2)吸热反应一定需要加热才能发生吗？提示不一定，吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。3.化学反应中能量变化的原因(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)①图示原因

吸收吸热释放放热②举例说明：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：

根据上图计算1molH2和1molCl2断键吸收的总能量为

kJ，形成2molHCl共释放

kJ能量，断键吸收的总能量

成键释放的总能量，因此该反应为

反应。吸收吸收释放679862<放热(2)从总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)物质的组成、结构与

不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于

和

的相对大小。状态反应物总能量生成物总能量放热反应吸热反应

化学能转化为_____热能转化为化学能被生成物“储存”释放吸收热能思考2化学反应：N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示____________________

、

，反应

(填“吸收”或“释放”)能量。1molN2(g)和3molH2(g)的总能量2molNH3(g)的总能量释放A、C分别表示1

mol

N2(g)和3

mol

H2(g)的总能量、2

mol

NH3(g)的总能量，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，因此反应释放能量。(2)反应过程中断裂的化学键为____________

，

(填“吸收”或“释放”)的能量为

；形成的化学键为

，

(填“吸收”或“释放”)的能量为

。1molN≡N和3molH—H吸收E16molN—H释放E3反应过程中断裂的化学键为1

mol

N≡N和3

mol

H—H，吸收的能量为E1，形成的化学键为6

mol

N—H，释放的能量为E3。(3)E2=

(用E1、E3表示)。

E3-E11.判断正误(1)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(2)相同条件下形成1molH—Cl放出的能量与断开1molH—Cl吸收的能量相等(3)H2中H—H断裂是吸热反应(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定××√××2.(2025·沈阳期中)如图装置验证NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应的物质变化与能量变化，下列说法合理的是A.仪器X的名称为圆底烧瓶B.试纸Y为湿润的蓝色石蕊试纸，实验过

程中会变红C.气球膨胀，说明NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O

反应放热D.实验结束，试液Z无论滴加稀盐酸还是水，气球均变小√A项，仪器X的名称为蒸馏烧瓶；B项，氨气溶于水显碱性，试纸Y为湿润的红色石蕊试纸，实验过程中会变蓝；C项，气球膨胀可能是反应产生气体(NH3)导致，不能直接证明反应放热；D项，氨气极易溶于水或者盐酸，实验结束，试液Z无论滴加稀盐酸还是水，气球均变小。3.(2025·太原期中)透明氧化铝陶瓷可被用在电子工业、照明等领域。氧化铝陶瓷的主要成分是α⁃Al2O3，γ⁃Al2O3经高温煅烧可转化为α⁃Al2O3，该转化过程的能量变化如图所示：下列说法错误的是A.α⁃Al2O3比γ⁃Al2O3稳定B.α⁃Al2O3到γ⁃Al2O3的转化是吸热过程C.相同质量的γ⁃Al2O3的总能量高于α⁃Al2O3的总能量D.该条件下，γ⁃Al2O3(s)生成1molα⁃Al2O3(s)，吸收的热量为(Q2-Q1)kJ√由图知，相同质量的γ⁃Al2O3的总能量高于α⁃Al2O3的总能量，γ⁃Al2O3稳定性比α⁃Al2O3差，A、C正确；由图可知，该条件下，α⁃Al2O3到γ⁃Al2O3的转化是吸热过程，γ⁃Al2O3(s)生成1

mol

α⁃Al2O3(s)，放出的热量为(Q2-Q1)kJ，B正确、D错误。判断吸热反应和放热反应的两种方法(1)根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应(宏观角度)。(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为吸热反应，反之为放热反应(微观角度)。归纳总结返回<二>化学反应中热能的利用1.现阶段人类获取热能的主要途径是

，使用最多的常规能源是

。2.化石燃料利用过程面临的亟待解决的问题(1)储量有限，短期内不可再生。(2)影响环境：煤和石油产品燃烧排放的

等是大气污染物的主要来源。3.能源可持续发展的措施(1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。(2)能量利用阶段提高能源的利用率。(3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有

、

、地热能、海洋能和

等。物质的燃烧化石燃料(煤、石油和天然气)粉尘、SO2、NOx、CO太阳能风能氢能1.下列有关新能源的说法不正确的是A.绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能B.风能、太阳能是清洁能源C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所释放热量低于相同质量

的矿物燃料D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保√2.在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：(1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是

(填字母，下同)。A.石油 B.煤C.天然气 D.生物质能D(2)下列对能源的看法合理的是

。A.化石能源属于不可再生能源，只会越用越少B.生物质能是一种可再生能源，有广阔的应用前景C.太阳能、氢能、风能、地热能都属于新能源D.我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节

约型社会ABCD返回课时对点练题号12345678答案ADABACDA题号9101112答案BCDD对一对答案123456789101112131413.(1)Ⅲ

(2)左端液面降低，右端液面升高放热(3)①有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的玻璃管内形成一段水柱②可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)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)放热答案123456789101112131414.(1)吸热(2)B

(3)<

(4)①N2

②吸收90题组一化学反应与能量变化的关系1.下列关于化学反应与热能的表述错误的是A.化合反应都是放热反应，其化学能转化为热能B.吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”C.断键吸收能量，形成化学键释放能量D.吸热或者放热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小√对点训练答案1234567891011121314大多数化合反应是放热反应，但也有例外，如碳和二氧化碳在高温下生成一氧化碳的化合反应就是吸热反应，故选A。2.(2025·湖北黄石期中)《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是A.乙醇燃烧B.铝与盐酸反应C.生石灰与水反应D.胆矾受热失水√答案1234567891011121314“尽发炎火”说明为放热反应。燃烧、铝与盐酸反应、生石灰与水反应均为放热反应；胆矾加热失去结晶水的反应为吸热反应，故选D。3.(2025·宁夏中卫期中)关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是A.放热反应都不需要加热就能够发生，而吸热反应必须要加热甚至高温

才能发生B.化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等C.化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律D.反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应√答案1234567891011121314放热反应不一定不需要加热就能发生，如铝热反应是放热反应，但需要加热；吸热反应也不一定需要加热甚至高温才能发生，故选A。题组二化学反应中能量变化的原因4.下列关于化学反应中能量的说法正确的是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.已知反应：Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s)为放热反应，则反应

物的总能量小于生成物的总能量D.相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能

量为E2，则2E1=E2√答案1234567891011121314答案1234567891011121314化学反应中的能量变化，不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；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故C错误；分子变成原子需要破坏化学键，吸收能量，则2E1>E2，故D错误。5.(2025·安徽黄山期中)已知几种化学键的键能如下：H—H的键能为436.0kJ·mol-1；F—F的键能为155.0kJ·mol-1；H—F的键能为568.0kJ·mol-1；N≡N的键能为942.0kJ·mol-1；N—F的键能为283.0kJ·mol-1；下列说法正确的是A.反应2HFH2+F2是一个吸热反应B.反应H2+F2===2HF中，每形成2molH—F，吸收1136KJ的能量C.N—F比H—F更稳定D.反应N2+3F2

2NF3中，反应物的总能量低于生成物的总能量√答案1234567891011121314答案1234567891011121314反应2HF

H2+F2中，断开2

mol

H—F吸收的能量：2×568

kJ=1

136

kJ，形成1

mol

H—H和1

mol

F—F释放的能量：436

kJ+155

kJ=591

kJ，则该反应为吸热反应，A正确；反应H2+F2===2HF中，每形成2

mol

H—F，释放2×568

kJ

=1

136

kJ的能量，B错误；键能越大，键越稳定，H—F的键能(568

kJ·mol-1)大于N—F的键能(283

kJ·mol-1)，故H—F更稳定，C错误；答案1234567891011121314反应N2+3F2

2NF3中，断开1

mol

N≡N吸收的能量为942.0

kJ，断开3

mol

F—F吸收的能量为3×155.0

kJ=465.0

kJ，则吸收的总热量为942.0

kJ+465.0

kJ=1

407

kJ形成6

mol

N—F释放的能量为6×283.0

kJ=1

698

kJ，则放出的总热量大于吸收的总热量，为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误。6.已知某化学反应：A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是A.该反应的进行一定需要加热或点燃B.该反应若生成2molAB2(g)，则放出的热量为

(E1-E2)kJC.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于

形成生成物中化学键释放的总能量D.生成2molB—A释放E2kJ能量√答案1234567891011121314答案1234567891011121314根据图示可知，该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量，为吸热反应，若生成2

mol

AB2(g)，则吸收的热量为(E1-E2)kJ，B项错误、C项正确；该反应的进行不一定需要加热或点燃，A项错误；生成4

mol

B—A释放E2

kJ能量，D项错误。题组三人类对能源的利用及能源现状7.下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述错误的是A.化石能源物质内部蕴含着大量的能量B.绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C.物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用D.吸热反应没有利用价值√答案1234567891011121314光合作用、水煤气的制取都是吸热反应，都具有很高的利用价值。8.人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是A.研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”B.发展太阳能经济有助于减缓温室效应C.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D.石油和天然气都属于碳素燃料√答案12345678910111213149.(2024·江西赣州高一期中)某小组利用如图装置探究将甲加入乙中之后的能量变化。下列叙述正确的是A.若甲为水，乙为过氧化钠，则一段时间后，U形管左侧液面高于右侧B.若甲为盐酸，乙为小苏打，则一段时间后，U形管左侧液面高于右侧C.若甲为稀硫酸，乙为铜铁合金，一段时间后，U形

管左侧液面低于右侧，则甲和乙的反应为吸热反应D.若甲为浓硫酸，乙为水，一段时间后，U形管左侧

液面低于右侧，则甲和乙的反应为放热反应答案1234567891011121314√综合强化答案1234567891011121314过氧化钠与水的反应是放热反应，锥形瓶中气压增大，U形管中液面左低右高，A错误；U形管液面左低右高，说明铜铁合金与稀硫酸的反应是放热反应，C错误；浓硫酸的稀释是放热过程，不是放热反应，D错误。10.(2025·河南驻马店期中)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧时体系的温度变化进行探究，实验装置及数据曲线如图，其中t3s时推入H2O2溶液。下列说法不正确的是A.t1s对应的温度是白磷能够燃烧

的最低温度B.t1~t2s可观察到大量白烟，气球

可能膨胀C.t3~t4s对应温度升高说明过氧化氢分解放热D.气球的作用是调节气压，同时使实验更环保√答案1234567891011121314答案1234567891011121314O~t1

s，温度增幅不大，温度升高因为热水加热，白磷未开始燃烧，t1~t2

s，温度增幅较大，说明此时白磷开始燃烧，则t1

s对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度，A正确；白磷在空气中燃烧产生白烟(P2O5)，虽然消耗O2，但反应放出大量热，气球可能膨胀，B正确；t3

s时，H2O2在MnO2的催化下分解生成氧气和水，白磷与O2接触，继续燃烧，放出大量热，可使温度升高，不能说明H2O2分解放热，C错误；答案1234567891011121314该实验中，白磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是调节气压，防止压强过大，橡皮塞被冲出，同时也可防止生成的P2O5白烟污染空气，D正确。

√答案1234567891011121314答案1234567891011121314N4是氮元素形成的非金属单质，A错误；N4(g)—→4N(g)需要吸收的能量为6×193

kJ=1

158

kJ，B错误；1

mol

N4气体转变为N2时化学键断裂吸收的能量为1

158

kJ，形成化学键放出的能量为946

kJ×2=1

892

kJ，则1

mol

N4转化为2

mol

N2的反应中放出的能量为1

892

kJ-1

158

kJ=734

kJ，C错误。12.研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是A.HNC比HCN更稳定B.HCN(g)—→HNC(g)为吸热反应且反

应条件一定要加热C.1molHCN(g)中的所有化学键全部断

开需要吸收186.5kJ的热量D.1molHCN(g)转化为1molHNC(g)需要吸收59.3kJ的热量√答案1234567891011121314答案1234567891011121314物质含有的能量越低，其稳定性越强，HCN比HNC更稳定，A错误；HCN(g)—→HNC(g)吸收能量，反应为吸热反应，但反应不一定需要在加热条件下进行，B错误；1

mol

HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5

kJ的热量，但此时化学键未全部断开，C错误。13.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)：(1)上述三个装置中，仅靠眼睛观察不能验证“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)。答案1234567891011121314Ⅲ答案1234567891011121314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中长颈漏斗与大气相通，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管中液面左右相平)，在甲试管中加入适量Ba(OH)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。答案1234567891011121314左端液面降低，右端液面升高放热Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，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形管左端液面降低，右端液面升高。(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(将M放入盛有水的乙试管中)。①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________

。答案1234567891011121314

有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的玻璃管内形成一段水柱答案1234567891011121314若M为钠，钠与水反应生成NaOH和H2，该反应是放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气压增大，所以右边烧杯中有气泡产生；冷却后大试管中温度降低，气压减小，右边烧杯中的玻璃管内会形成一段水柱。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

。答案1234567891011121314可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量；有热量放出的过程不一定属于放热反应，如NaOH固体溶于水会放出热量，但是不属于放热反应。③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是_____________

。答案1234567891011121314硝酸铵(或其他合理答案)若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水吸收热量，溶于水能够吸收热量的物质有NH4NO3等。(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O===4KOH+3O2↑)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坩埚里，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，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。

答案1234567891011121314Ⅰ(或Ⅱ)放热答案1234