2026高中化学人教版必修第二册讲义：第六章 第一节 第1课时 化学反应与热能（含答案）

第1课时化学反应与热能

学习目标

1.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应。

2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。

3.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要

性。

知识点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

将20gBa(OH)2WH2O晶体研细后与10g

在一支试管中加入2mL2molL-1盐酸，并用温

NH4Q晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在

实验操作度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光

滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，

亮的镁条

闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯

温晶

/2()gBa(OH)2・8HQ

，温度计度体+10gNHQ晶体

f

-计

实验装置2

2mL滴行水

盐

mc腋的木片

闻到刺激性气味；烧杯壁发凉；木片和烧杯

实验现象有气泡产生；用温度计测量，温度升高

黏结在一起；混合物呈糊状

该反应产生气体，放出热量该反应产生N%和HzO,反收热量

实验结论

化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收

Ba(OH)2-8H2O+2NHQ^BaC12+

化学方程式Mg+2HCl^MgCb+H2f

2NH一+IOH2O

2.放热反应和吸热反应

(1)放热反应

释放热量的化学反应称为放热反应,如镁条、铝片与盐酸反应，木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧。

(2)吸热反应

一热量的化学反应称为吸热反应，如氢氧化钢与氯化镂的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与CO2

的反应等。

(3)常见的放热反应与吸热反应

放热反应吸热反应

①大多数分解反应，如NHiCiqNFhT+HQT；

①大多数化合反应；

②钺盐与碱的反应

②所有的燃烧反应及缓慢

常见

氧化反应；Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH^t+10H2O；

反应

③酸碱中和反应；③以c、比、CO为还原剂的氧化还原反应

举例

④活泼金属与酸(或南温高温

C+H2O(g)CO十H2、C+CO22CO：

H2O)的反应

④盐酸与碳酸氢钠的反应

(4)问题探究

①放出热量的变化•定是放热反应吗？举例说明。

提示：不一定。吸、放热反应都属于化学反应.而浓硫酸、NaOH团体等溶于水放热,NHjNCh、KNCh、NH」C1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NH』C1晶体与Ba（OH）2・8比0晶体

常温下的反应为吸热反应。

»对点训练

1.正误判断（正确的打“V”，错误的打“X”）.

（1）苛性钠溶于水放出热量，该变化为放热反应。（X）

（2）化学反应既有物质变化，又有能量变化。（<）

（3）吸热反应需要加热才能进行。（X）

（4）伴有能量变化的一定是化学反应。（X）

（5）铁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。（X）

2.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CO2的反应

C.甲烷在氧气中的燃烧反应D.Ba（OH）2・8+0与NH4CI的反应

解析：B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）2用出0与NH4CI的反

应是吸热反应，但不是氧化还原反应，D项错误。

3.（鲁科版习题改编）已知石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热的。据此结合所学内容，判断下列说法错误的

是（）

A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应

B.放热反应在常温下一定很容易发生

C.反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D.吸热反应在一定条件下也能发生

解析：B有些吸热反应不需要加热，有些放热反应需要点燃甚至在高温下才能发生。

知识点二化学反应中能量变化的原因热能的利用

1.化学反应中能量变化的原因——微观角度

（1）化学反应的实质：原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成的过

程。

（2）化学反应中能量变化

①原因

频物一［面袭旧化学键吸收能近飞一者之上［短

〔生成物H形成新化学犍放出能量却这化

EI>£2）吸热反应，EKE2,放热反应。

②实例

分析反应H?(g)+CI2(g)===2HC1(g)中化学键与能量的变化:

吸收436kJ能冠

(S)

/键键

吸收243kJ能量形形

成1成

放出招1kJ能量放出431kJ能量

反应中能量变化

化学键

Imol化学键反应中能量变化

H-H吸收436kJ

共吸收679k」

Cl—Cl吸收243kJ

H—Cl放出431kJ共放出862k」

结论679kJ-862kJ=-183kJ,即反应放出183kJ热量

由此可以得出结论：化学反应得能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成。

2.化学反应中能量变化的决定因素——宏现角度

(I)物质的能量与反应中的能量变化

物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于反应物总能量和

生成物总能量的相对大小。

(2)物质的能量与物质的稳定性

物质本身不稳定)

物质的稳定性

的能量诲I二稳定)

(3)物质的能量与吸热反应、放热反应

放热反应吸热反应

反应物的总能最高生成物的总能过高

化学反应［J释放熊量

化学反应吸收能量

生成物的总能量低反应物的总能量低

化学能转化为热能热能转化为化学能被生成物所“储存”

【教材搀掘】

画出放热反应、吸热反应反应物与生成物的总能量随反应过程的变化图。

提示：

3.化学反应中热能的利用

（1）人类利用能源的三个阶段

:〔柒南I时期:｝树枝杂草

【化互能源时期-煤、石油、天然气

〔多能源结构时期-太阳能、氢能、核能,风能、地热能等

（2）化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题

①一是其短期内不可再生，储量有限。

②二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SCh、N。,、CO等是大气污染物的主要来源。

（3）在燃料利用过程中，节能的主要环节

①燃料燃烧阶段一一可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。

②能量利用阶段一一可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联

产等措施促进能源循环利用，有效提高能量利用率

（4）新能源

①特点：资源丰富、可以再生、对环境无污奥等。

②人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。

»对点训练

1.正误判断（正确的打，错误的打“X”）。

（1）相同条件下形成ImolH-C1放出的能量与断开ImolH-C1吸收的能量相等。（Y）

（2）对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热。

（X）

（3）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。（义）

（4）石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定。（X）

（5）有化学键的形成，是化学反应的本质特征。（X）

2.风能是一种清洁无公害的可再生能源。下列有关风力发电的叙述错误的是（）

A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料

B.有效减少二氧化碳排放，控制温室效应

C.风能是一种清洁的环保型能源

D.风力发电是化学能转变为电能

解析：D风力发电可以减少热力发电，从而节约大量煤、天然气、石油等燃料，A正确：风力发电过程中没有化

石燃料的燃烧，有效减少二氧化碳排放，控制温室效应，B正确；风力发电不会对环境造成污染，为清洁能源，C

正确；风力发电是把风能转化为电能，D错误。

3.化学反应Nz（g）4-3H2（g）W2NH3（g）的能量变化如图所示，请回答下列问题：

，能量

d2mnolmolH

|TmolN2（g）+\

I3molH2（g）&\

2molNH3（g）

°反应过程

（1）图中A、C分别表示1molN2（e）和3moi氏（父）的总能量、2moiNH?（2）的总能量，反应样

放（填“吸收”或“释放”）能量。

（2）反应过程中断裂的化学键为1molN三N和3moiH—H,吸收（填“吸收”或“释放”）的能量为—

Ei_;形成的化学键为6n】olN—H,释放（填“吸收”或“释放”）的能量为的。

（3）E＞=E3-E1（用以、所表示）。

解析：（1）A表示1molN2（g）和3mold（g）的总能量，C表示2moiNH3（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ImolN三N和3moiH-H,吸收的能量为臼，形成的化学键为6moiN-H,释

放的能量为民。

归纳总结

1.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）。

2.化学键与能量变化的关系

一

反厂（若与＞/，为吸热反应1

旧化学健断裂

应

新化军就彩成

物―若用＜4，为放热反应

一

〔放出能量瓦

随堂演练

1.下列关于化学反应与能量变化的说法错误的是（）

A.化学反应一定伴随能量变化

B.Na与H20的反应属于放热反应

C.Ba（OH）28H2O与NH4C1的反应属于放热反应

D.化学变化中的能量变化主要是由化学键的断裂和形成引起的

解析：C化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成，由于断键吸热、成键放热，因此化学反应必然伴

随着能量变化，A、D正确；Na与HQ的反应属于放热反应，B正确：Ba（OH）2尉凡0与NMQ的反应属于吸

热反应，C错误。

2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（）

A.煤炭、石油、潮汐能B.水能、生物质能、天然气

C.太阳能、风能、生物质能D.地热能、海洋能、核能

解析：CA项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D

项，地热能是来自地球内部的能源，咳能不是可再生能源，也不是未自太阳的能源。

3.（鲁科版习题）氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断开1mol论中的化学键吸收的能量为

Q\kJ,断开1molCL中的化学键吸收的能量为。2kJ,形成1molHC1中的化学键释放的能量为。kJ。下列关系

式中，正确的是（）

A.Q^Qi>QyB.Ci+（22>203

C.QI+Q2<Q3D.QI+Q?<2Q3

解析：D该反应为放热反应，根据1mol氢气与Imol氯气反应后生成2moiHCL正确答案为D。

4.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+2C0fo

■温

精炼硅：②Si+3HC1SiHCh+H：o

由温

@SiHCl3+H2Si+3HClo

化学反应与能量变化如图所示,回答卜.列问题:

能量能量

Si+3HC1Si+3HC1

Si+2C0

SiHCI,+H2

SiO24-2C

反应过藉反应过程

AB

（I）①是一吸热反应,②是放热反应,③是一吸热反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）反应②断裂反应物中的化学键所吸收的能量-小于（填“大于”或“小于”）形成生成物中化学键所放出

的能量,

解析：（2）因为反应②是放热反应，所以断裂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。

课时作业

日超对点练

题组一吸热反应和放热反应

1.下列说法正确的是（）

A.凡是放热反应的发生均无需加热

B.凡是需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化

D.物质发生化学反应都伴随着能最变化

解析：D吸热反应、放热反应的发生与反应条件无关，有些放热反应的发生也需要加热，如煤炭燃烧，A、B错

误；伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质的三态变化，C错误；化学变化是旧键断裂和新键形成

的过程，断键和成犍都有能量变化，D正确。

2.下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是()

A.镁条与盐酸反应

B.稀硫酸与NaOH溶液反应

C.生石灰溶于水

D.C与H2O(g)反应

解析：A镁条与盐酸反应属于氧化治原反应，且反应放热，A符合题意；稀硫酸与NaOH溶液反应、生石灰溶于

水生成Ca(OH)2均不属于氧化还原反应；C与H2O(g)的反应属于吸热反应。

3.下列反应的能量变化能用如图表示的是(

A.镁条与稀硫酸反应

B.Ba(OH)28H2O与NH4cl的反应

C.氢氧化钠溶液和稀盐酸反应

D.甲烷在Ch中的燃烧反应

解析：B图中反应物总能量小于生成物总能量，该反应是吸热反应。金属与酸的反应是放热反应，即铁条与稀硫

酸的反应是放热反应，A不符合题意；Ba(OH)2・8H2。与NH4。的反应是吸热反应，B符合题意；酸碱中和反应

是放热反应，即氢氧化钠溶液和稀盐战的反应是放热反应，C不符合题意；燃烧反应是放热反应，即甲烷在02中

的燃烧反应是放热反应，D不符合题意。

题组二化学反应中能量变化的原因能源

4.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

解析：D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。

5.先进的甲醇蒸气重整一变压吸附技术可得到高浓度CO?、比混合气，化学反应原理是CH3OH+H2O—€02+

3H2,其能量变化如图所示。下列说法正确的是()

A.CH30H转变成C02和H2的过程是一个吸收能量的过程

B.反应物的总能量小于生成物的总能量

C.形成H—H放出能量

D.断开H—C放出能量

解析：C由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CHQH转变成C02和H2的过程

是一个放出能量的过程，A、B错误；化学键的形成释放能量，所以形成H—H放出能量，C正确:化学键的断裂

吸收能量，D错误。

6.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（）

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：B醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，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，得到的生成物内能

增加，B止确：反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误。

7.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下，用•＜、or、而分别表示N2、H2、NH3,B

知：，该反应属于放热反应。

N2（g）+3H2（g）=2N%（g）

①年阴源—S舅彻决部,弗,您

①曲化/②③加化/④

下列说法错误的是（）

A.②一③过程，是吸热过程

B.③t④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH?

C.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

D.合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量

解析：C由反应历程知，①T②为催化剂吸附N2、H2的过程，②T③为N三N、H—H断裂的过程，③T④为化

学键的形成过程。②—③断裂化学键是吸热过程，A正确；③一④的过程是N原子和H原子形成N%的过程，

N%分子中含有极性键N—H,B正确；合成氨的反应为放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键

释放的能量，C错误；合成氨的反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，D正确。

能力提升练

8.某反应由两步反应A—B—C构成，其能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是（）

反应过程

A.两步反应均为吸热反应B.三种物质中C最稳定

C.A与C的能量差为E4D.A—B的反应一定需要加热

解析：B根据图示可知，能量大小为B>A>C,故A-B为吸热反应，B-C为放热反应，A错误；由题图可知

C的能量最低，物质能量越低越稳定，故C最稳定，B正确：由题图知，A、C的能量差为△〃，C错误；吸热反

应不一定需要加热，D错误。

9.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.1mclHCN(g)转化为1molHNC(g)需要吸收59.3kJ的热量

解析：D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；ImolHCN(g)转化为中间状态的物质时

需吸收186.5kJ的热量，但此时化学健未全部断开，C错误。

10.回答下列问题。

(1)反应A+B-<(放热)分两步进行：①A+B-X(吸热)；②X-<(放热)。下列示意图中，能正确

表示总反应过程中能量变化的是一D(填字母)。

CD

(2)过氧化氢一定条件下可发生分解：2H2O2⑴=2H2。(1)+O2(g),断裂1molH2O2(1)中的O—O和

1mol02(g)中的0^0所需的能量依次为142kJ、497.3kJ,断裂H2O2(1)和H2O(I)中1molH-O所需能

量依次为367kJ、467kJ,则2moiHQ2(1)反应生成2molH?O(1)和1mol02(g)放出1填“吸收”或

“放出”)的能量为613.3kJ。

解析：(2)断键吸收的总能量为(142kJ+367kJX2)X2=1752kJ,成键放出的总能量为497.3kJ+467kJX4

=2365.3kJ,所以2mOIH2O2<1）反应生成2moi比。（1）和ImolO2（g）放出2365.3kJ-l752kj=6l3.3kJ

能量。

@03拓展练

ii.实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸(加热装置略)。

催化剂