第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
题组一 化学反应与能量变化的关系
1．(2022·厦门一中高一期中)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量变化
2．(2023·江苏徐州高一统考期中)甲醇重整反应的原理为CH3OH＋H2OCO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应是一个吸收热量的过程
B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．由氢原子形成H—H时放出能量
D．H—C断裂时放出能量
题组二 吸热反应和放热反应
3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．铝片与稀H2SO4反应
B．Ca(OH)2与NH4Cl的反应
C．CO在O2中的燃烧反应
D．灼热的木炭与H2O(g)反应
4．下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是( )
A．氢氧化钠与稀硫酸反应
B．氢气还原氧化铜
C．铁与稀硫酸反应
D．柠檬酸与碳酸氢钠的反应
题组三 化学反应中能量变化的原因
5．(2022·福建三明一中高一期中)下列关于反应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，则反应物总能量＜生成物总能量
D．相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
6．(2023·安徽池州高一统考期中)化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
B．该反应是吸热反应
C．断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量
D．1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量
题组四 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
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
9．化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：
下列关于合成氨反应的叙述不正确的是( )
A．该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂
C．过程②需吸收能量，过程③则放出能量
D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成
10．(2023·广东汕头金山中学高一期中)磷有多种不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧的产物都是P2O5。在25 ℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量。下列说法错误的是( )
A．红磷转化为白磷属于吸热反应
B．红磷的稳定性比白磷强
C．等温、等物质的量的白磷和红磷，能量较高的是白磷
D．等物质的量的红磷和白磷完全燃烧，放热较多的是红磷
11.(2022·黑龙江大庆中学高一期末)某反应由两步反应：A===B===C构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是( )
A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．A与C的能量差为E4
D．A===B反应条件一定要加热
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．1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
D．1 mol HCN(g)转化为1 mol HNC(g)需要吸收59.3 kJ的热量
13．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是_______________________________________________________。
14．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)。
(1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是____________________________________________。
(2)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是________(填字母)。
(4)高温时，2NO2(g)??2NO(g)＋O2(g)，因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算，当2 mol NO2分解时，反应会______(填“吸收”或“放出”)______ kJ能量。
NO2(g)N(g)＋2O(g)
NO(g)N(g)＋O(g)
O2(g)2O(g)
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
1．D 2.C 3.D 4.C 5.B 6.C 7.D 8.A
9．D [由图可知，每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子，然后氢原子和氮原子生成2个氨分子，A项正确；催化剂能改变化学反应的速率，合成氨的反应在催化剂作用下，反应速率加快，意味着反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成变得更容易，B项正确；化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成则放出能量，从图中可看出②为化学键断裂过程，③为新化学键形成过程，C项正确；化学键的断裂需要吸收能量，所以该反应在常温下难以进行，D项错误。]
10．D [白磷转化为红磷放出热量，故红磷转化为白磷吸收热量，为吸热反应，A正确；红磷吸收热量转化为白磷，白磷的能量高，不稳定，B正确；白磷转化为红磷需要放出热量，红磷燃烧放出热量，故等物质的量的白磷燃烧放出的热量比红磷放出的热量多，D错误。]
11．B [第二步反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，A不正确；三种化合物中，C的能量最低，最稳定，B正确；从图中可以看出，A与C的能量差为ΔE，C不正确；A===B为吸热反应，反应条件不一定要加热，D不正确。]
12．D [物质含有的能量越低，物质的稳定性越强，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．(1)降低 放热 反应物的部分化学能通过化学反应转化为热能释放到环境中 (2)升高 吸热 反应物从环境中吸收能量
解析 (1)若E1＞E2，反应体系的总能量降低，故反应物的部分化学能通过化学反应转化为热能释放到环境中，则生成物的总能量小于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是放热反应。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量升高，故反应物从环境中吸收能量，则生成物的总能量大于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是吸热反应。
14．(1)碱石灰 (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)A (4)吸收 113
解析 (3)催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上，说明该反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以能够正确表示该反应过程能量变化的是A。(4)
2 mol NO2断裂化学键时吸收的总能量是931 kJ×2＝1 862 kJ，2 mol NO和1 mol O2的化学键形成放出的总能量是628 kJ×2＋493 kJ＝1 749 kJ，则反应会吸收113 kJ能量。
