高中化学人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化优秀综合训练题

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6.1.1 化学反应与热能
同步练习（解析卷）
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一、学习目标 明确内容要求，落实学习任务
二、思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
三、知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
四、效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
五、问题探究 探究重点难点，突破学习任务
六、分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
【学习目标】
1．了解化学反应中伴随着能量的变化，知道常见的吸热反应和放热反应。
2．能从化学键和反应物和生成物的能量变化的角度分析吸热反应和放热反应。
3．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础及化学在解决能源危机中的重要作用。
重点:化学键与化学反应能量变化的关系、吸热反应和放热反应。
难点:理解化学反应中能量变化的主要原因。
6.1.1 化学反应与热能
同步练习（解析卷）

【实验6-1】放热反应（必修第二册，P32）
实验装置
实验原理 Mg＋2HCl===MgCl ＋H ↑
△H＜0
2
2
实验用品 2ml/L 的盐酸、镁条；温度计、试管、砂纸。
实验步骤 在一支试管中加入 2 mL 2ml/L 的盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨
光亮的镁条。观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。
实验现象 试管中有大量气泡产生，试管壁发烫，溶液的温度升高。
实验结论 镁和盐酸的反应是放热反应。
2
【知识导学】
一、化学反应中的能量变化
1.实验探究

【实验6-2】吸热反应（必修第二册，P33）
实验装置
实验原理 Ba(OH) •8H O+2NH Cl=BaCl +2NH ↑+10H O △H＞0
2
2
4
2
3
2
实验用品 Ba(OH) •8H O 晶体、NH Cl 晶体；烧杯、玻璃片（或小木板）、玻璃棒。
2
2
4
将20g Ba(OH) •8H O 晶体研细后与10gNH Cl 晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水
2
2
4
实验步骤
的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧壁下部，试着
用手拿起烧杯，观察现象。
实验现象 有少许刺激性气味的气体产生；烧杯变凉，木片和烧杯底部粘接在一起。
实验结论 ①Ba(OH) •8H O 晶体和 NH Cl 晶体的反应是吸热反应。②反应产生了氨气。
2
2
4
【探究结论】化学反应除了有新物质生成以外，还总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有
的放出热量，有的吸收热量。
2.放热反应和吸热反应
1）概念：
①放热反应：释放热量的化学反应。
②吸热反应：吸收热量的化学反应。
注：有热量放出未必是放热反应，吸收能量也未必是吸热反应，因为放热反应和吸热反应必须是化学变化。
2）吸热反应、放热反应的判定
①如图，
E ＞E ，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应；
1
2
E ＜E ，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。
1
2
如
3

反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。
即遵循能量守恒定律，反应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能
量－热量（吸热反应）。
注：①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就
越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。
②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应
不一定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是反应要达到着火点。
3）记住常见的放热反应和吸热反应
（1）常见的放热反应：
①所有的燃烧反应；
②大多数的化合反应（注：CO2+C
③酸碱中和反应；
2CO 为吸热反应）；
④金属与酸或水的反应；
⑤缓慢的氧化反应；
⑥其他，如：CaCO +2HCl=CaCl +CO ↑+H O；CaO+H O=Ca(OH) ；2Na O +2H O=4NaOH+O ↑；2Na O
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
+2CO =2Na CO +O ；2Al+ Fe O
2Fe+Al O （铝热反应）
2 3
2
2
3
2
2
3
（2）常见的吸热反应：
①大多数的分解反应；
②铵盐与碱的反应，如 Ba(OH) ·8H O 或 Ca(OH) 与 NH Cl 反应：Ba(OH) ·8H O+2NH Cl==2NH ↑+
2
2
2
4
2
2
4
3
BaCl +10H O；
2
2
③以 C、H 、CO 为还原剂的氧化还原反应，如 CO +C
2CO；C+H2O(g)
CO+H ；3Fe+4H O(g)
2 2
2
2
Fe O +4H
2
3
4
④需要持续加热的反应
【特别解读】①常见的热效应如浓硫酸溶于水、NaOH 溶于水、Ca(OH)2溶于水，虽伴随着能量的放出，但
并不是放热反应；铵盐溶于水虽需要吸收能量，也不是吸热反应。
②对于可逆反应，若正反应为放热反应，则逆反应必为吸热反应。
【概念解读】1、凡是物质的化学变化就一定只存在化学能与热能的转化？
不一定，因为化学变化一定伴随着能量变化，能量变化除表现为热能变化外，还可表现为电能等的变化。
2、将热能转变为化学能的变化一定为吸热反应？
4

不一定，从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要
吸收能量，就是将热能转化为化学能，形成化学键要释放出能量，就是化学能转化热能或其它形式的能量，
因此，不管是吸热反应还是放热反应都有热能转化为化学能。
3、需要加热才能进行的反应一定为吸热反应？
不一定，不是需要加热的反应都是吸热反应，因为燃烧大多数要"点燃"，即需要加热，但燃烧都是放热反应。
二、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应的实质和特征
（1）实质：化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中
化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。
（2）特征：①物质变化：有新物质生成，遵循质量守恒定律；②能量变化：释放或吸收能量，遵循能量守
恒定律。
（3）体系与环境中能量变化同时进行。
2、化学反应中能量变化的原因
（1）断开化学键吸收能量
例：1mlH2中含有1mlH—H 键，常温常压下断开1mlH—H 键，需要吸收436kJ 的热量。
（2）形成化学键放出能量
由2mlH 原子生成1mlH2，有1mlH—H 键生成，生成过程中向外界释放436kJ 的热量。
注：形成1mlH—H 键释放的能量与断开1mlH—H 键吸收的能量相等。
【解读】任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程，因此，任何化学反应都伴随着能量
的变化。在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合
方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键
形成了，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用，在形成新化学键时，由于原子间的相互
作用而放出能量。因此说化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
3、决定化学反应中能量变化的因素及反应能量变化的判定
（1）决定因素
①化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
如下图所示：
5

反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量（图1）；
反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量（图2）。
②旧键断裂所吸收的能量与新键的形成所释放的能量的相对大小决定了一个化学反应中能量变化
当 E ＞E ，反应吸收热量； 当 E ＜E ，反应放出热量。
1
2
1
2
（2）反应能量变化的判定——吸热反应、放热反应的判定，如图，
①E ＞E ，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应；
1
2
②E ＜E ，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。
1
2
如
反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。即遵循能量守恒定律，反
应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能量－热量（吸热反应）。
【解读】①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就
越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。
②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应不一
定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是要达到着火点。
4、理解反应历程与反应热的关系
6

图示
意义
a 表示正反应的活化能；b 表示逆反应的活化能。c 表示该反应的反应热。
图1：ΔH＝(a－b) kJ·ml－1＝－c kJ·ml－1，表示放热反应
图2：ΔH＝(a－b) kJ·ml－1＝+c kJ·ml－1，表示吸热反应
ΔH
三、人类对能源的利用
1、人类对化学反应中热能的利用——燃烧
（1）发现：始于炎的发现；
（2）早期利用——柴草时期：以树枝和杂草为主要能源；
（3）近代利用——化石能源时期：以煤、石油、天然气为主要能源；
（4）现代利用——多能源结构时期。
2、能源的分类
凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采
出来的可供使用的自然资源和经过加工或转移的能量的来源，尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴，
只能是能源资源。能源的分类方法有多种：
（1）一次能源与二次能源
从自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获
得的能源称为二次能源，如各种石油制品、蒸气、煤气、电力、氢能等。
（2）常规能源与新能源
在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛使用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等；
随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发现的利用先进技术所获
得的能源都是新能源，如核能、风能、太阳能、海洋能等。
（3）可再生能源与非再生能源
①可连续再生、永久利用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等；
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②经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。
3、新能源
（1）概念：是指以新技术为基础，系统开发利用的能源，包括太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能
等。
（2）太阳能的利用
植物的光合作用是大自然“利用”太阳能极为成功的范例。在人工利用太阳能方面，例如模拟生物体储存太阳
能、利用太阳能电池把太阳能直接转化为电能、利用太阳能直接分解水，使太阳能转化为氢能等方面的研究，
都取得了一些可喜的成绩。
（3）氢能的利用
氢能是人类最理想的能源，氢能主要用作高能燃料，广泛应用于飞机、汽车、燃料电池等其他需要热能或
其他形式的能量的设备中。
（4）生物质能
新能源中一种无限的可再生性的能源是生物质能。它是自然界中各种绿色植物通过光合作用，将太阳能转
换为化学能而固定下来的，储存在植物体内的一种自然资源能。
4、解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
【思考与讨论 p35】参考答案：感到空气污染相对较轻的人，会不反对甚至支持煤、汽油和柴油的使用；感
到空气污染严重的人，会反对煤、汽油和柴油的使用。科学地说，无论某时某地空气污染是否严重，人们
都要从自身做起，尽量减少煤、汽油和柴油的使用量，同时尽量使用新能源。交通出行的快捷是方便，供暖、
制冷调控室温是舒服，青山绿水才是真正的方便、舒服。
【效果检测】
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1）需加热才能进行的反应是吸热反应，不需加热就能进行的反应是放热反应。(
（2）吸热反应一定需要加热才能发生。(
（3）氢气燃烧，浓硫酸溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应。(
（4）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。(
)
)
)
)
（5）物质发生吸热反应后，体系的总能量减少。(
（6）发生能量变化的过程中一定伴随着化学变化。(
（7）需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。(
)
)
)
（8）吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行。(
(9)火是物质通过化学变化将化学能主要转化为热能和光能的一种形式。(
)
)
8

(10)从能量角度看，断开化学键要放热，形成化学键要吸热。一个化学反应是释放能量，还是吸收能量，取
决于二者的相对大小。(
)
【答案】（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×（7）×（8）×(9)√(10)×
2．化学反应中伴随着能量变化，根据相关知识回答下列问题：
（1）下列变化属于吸热反应的是
(填序号)。
b．浓硫酸稀释
d．铜溶于浓硝酸
a．生石灰溶于水
c．硝酸铵溶于水
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌
（2）已知 H 和 O 反应放热，且断开1mlH－H 键、1mlO=O 键、1mlO－H 键需吸收的能量分别为 Q kJ、
2
2
1
Q kJ、Q kJ，由此可以推知下列关系正确的是
(填序号)。
2
3
①Q +Q >Q ②2Q +Q 2Q ④Q +Q