1、第一节化学能与热能1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.知道反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小是反应过程中能量变化的决定因素。3.了解化学能与热能的相互转化。4.了解能量转化在生产、生活中的应用。化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应中能量变化的原因微观角度(1)化学反应过程,反应物)(2)化学反应中能量变化的原因2化学反应中能量变化的决定因素宏观角度图示能量相对大小反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)只要有化
2、学键的断裂，一定发生化学反应。()(2)断裂化学键释放能量，生成化学键吸收能量。()(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量。()(4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程。()答案：(1)(2)(3)(4)2已知2SO2O22SO3为放热反应，下列对该反应的说法正确的是()AO2的能量一定高于SO2的能量BSO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量CSO2的能量一定高于SO3的能量D因为该反应为放热反应，所以不必加热就可发生解析：选B。判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物总能量与生成物总能量的相对大小。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B项正
3、确，A项和C项错误；放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。3氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2 中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是()AQ1Q2Q3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q22Q3解析：选D。H2在Cl2中燃烧为放热反应，故断裂化学键消耗的能量总和(Q1Q2)小于形成化学键释放的能量总和(2Q3)，即Q1Q2E(生成物)E(
4、反应物)E(生成物)微观解释Q(吸)Q(放)图示E：物质总能量；Q(吸)：反应物断键吸收的总能量；Q(放)：生成物成键放出的总能量。已知反应XY=MN为吸热反应，对这个反应，下列说法中正确的是()AX的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行C破坏反应物中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DX和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析吸热反应中反应物的总能量生成物的总能量，不能单指某一种反应物与某一种生成物的能量大小，A错误，D正确；吸热反应不一定必须加热才能发生，B错误；从微观角度解释，吸热反应中破坏反应物中化学键所吸收的能量大于
5、形成生成物中化学键所放出的能量，C错误。答案D(1)上述例题C项描述的是吸热反应还是放热反应？(2)假设该反应是可逆反应，则MN=XY是吸热反应还是放热反应？该反应一定不需要加热吗？答案：(1)破坏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，则该反应是放热反应。(2)因为反应XY=MN为吸热反应，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，所以MN=XY是放热反应，反应可能需要加热才能发生。考查吸热反应、放热反应的判断1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A铝片与稀盐酸的反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的碳与CO2的反应D甲烷在氧气中的燃烧解析
6、：选C。2Al6HCl=2AlCl33H2既属于氧化还原反应，又属于放热反应，A项错误；Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应，B项错误；灼热的碳与CO2的反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应，C项正确；甲烷在氧气中燃烧既属于氧化还原反应，又属于放热反应，D项错误。2(2019长春高一测试)如图所示，对A生成C的反应，下列所得结论正确的是()A该反应为吸热反应B该反应进行时，一定有能量放出CA物质比C物质稳定D该反应肯定很容易进行，不需要加热就可以发生解析：选B。根据题图可知，反应物A的能量大于生成物C的能量，该反应为放热反应，反
7、应进行时，一定有能量放出，A错误，B正确；A物质的能量高于C物质的能量，则A物质不如C物质稳定，C错误；放热反应并不一定很容易进行，也可能需加热等反应条件，D错误。考查能源的分类和利用3氢气是未来的理想能源，理由是()热值高燃烧时不污染环境用于制取H2的水资源丰富密度小，便于运输ABCD解析：选A。氢气密度小，但氢气是可燃性气体，不便于贮存和运输。4下列有关能源的说法不正确的是()A煤、石油、天然气均为化石能源B化石能源是非可再生能源C氢能是可再生能源D氢能、核能均是无污染的高效能源解析：选D。化石能源是非可再生能源；氢能是可再生能源(可通过分解水得到氢气)，且是无污染的高效能源；核能利用的是
8、核反应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质，有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染。重难易错提炼1.化学反应吸热还是放热决定于反应物的总能量(E1)和生成物的总能量(E2)的相对大小。若E1E2，则为放热反应；若E1E2，则为吸热反应。2化学反应中，断裂反应物中化学键吸收的能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出的能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变化为QQ(吸)Q(放)。若Q0，为放热反应；若Q0，为吸热反应。3.(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。(2)常见的吸热反应：Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应，以
9、C、H2、CO为还原剂的反应，大多数分解反应。4物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。课后达标检测一、单项选择题1一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两包化学物质最适宜的选择是()A浓硫酸与水B生石灰与水C熟石灰与水 D氯化钠与水解析：选B。浓硫酸溶于水虽然放热，但浓硫酸是液体，又具有强烈的腐蚀性，不适宜给食品加热；相同质量的生石灰和熟石灰分别溶于水，前者放出的热量比后者多；氯化钠溶于水能量变化不明显。2将铁粉和硫粉混合
10、后加热，待反应一发生立即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全，生成新物质硫化亚铁。该现象说明了()A该反应是吸热反应B该反应是放热反应C铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量解析：选B。反应发生后立即停止加热，反应仍可持续进行，说明该反应为放热反应，A错误，B正确；该反应需要加热才能发生，常温下不能进行，C错误；该反应是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，即铁粉和硫粉的总能量高于硫化亚铁的总能量，D错误。3下列有关能量的说法不正确的是()A化石能源物质内部贮存着大量的能量B植物的光合作用使太阳能转化为化学能C由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨的能量
11、比金刚石的能量低D燃料燃烧时只是将化学能转化为热能解析：选D。化石能源物质内部贮存着大量的能量，燃烧时放热，A正确；植物的光合作用是太阳能转化为化学能的过程，B正确；吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，C正确；燃料燃烧时，化学能主要转化为热能，还有部分转化为光能等其他形式的能量，D错误。4环保型燃料丙烷燃烧时发生反应的化学方程式为C3H85O23CO24H2O。下列说法中不正确的是()A燃烧时化学能只转化为热能B所有的燃烧反应都会释放热量C1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的总能量D丙烷完全燃烧的产物对环境无污染，故丙烷
12、为环保型燃料解析：选A。丙烷燃烧时还有化学能与光能的转化，A项错；燃烧都是放热反应，B项对；因为丙烷燃烧为放热反应，所以根据反应的化学方程式可知，C项对；丙烷完全燃烧时产物为CO2与H2O，故对环境无污染，D项对。5如图表示吸收能量的反应的图像是()解析：选C。当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸收能量的反应。6下列图示变化为吸热反应的是()解析：选A。A项中生成物的总能量大于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水要放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是放热反应。7某学生用如图所示装置进行对化学反应XY=Z的能量变化情况的研究。
13、当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲处降、乙处升。关于该反应的下列叙述：该反应为放热反应；生成物的总能量比反应物的总能量更高；该反应过程可以看成是“储存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来。其中正确的是()A B仅C仅 D仅解析：选D。由“U形管中液面甲处降、乙处升”可知，X、Y反应放热(热胀冷缩)，即X、Y的总能量大于Z的总能量，反应过程相当于将“贮存”在X、Y中的能量转化为热量释放出来。二、不定项选择题8由图分析，下列叙述正确的是()AA(g)=B(g)C(g)和B(g)C(g)=A(g)两个反应吸收或放出的能量不相等BA(g)=B(g)C(g)是放热反应CA(g)具有的能量低于
14、B(g)和C(g)具有的总能量DB(g)C(g)=A(g)是放热反应解析：选CD。根据能量守恒定律可知，选项A错误；A(g)具有的能量低于B(g)和C(g)具有的总能量，故A(g)=B(g)C(g)为吸热反应，B(g)C(g)=A(g)为放热反应，选项B错误，选项C、D正确。9将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是()ANH4HCO3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DNH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量解析：选B。醋酸逐渐凝固，说明NH4HC
15、O3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中反应物吸收能量，吸收的能量转化为生成物内部的能量储存在生成物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，D错误。10某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是()A两步反应分别为吸热反应、放热反应B三种化合物中C最稳定CA与C的能量差为E4DAB的反
16、应一定需要加热解析：选AB。根据反应能量曲线图可知，能量大小为BAC，故两步反应分别为吸热反应、放热反应，其中A、C的能量差为E4E1E3E2，C的能量最低，C最稳定，C错误，A、B正确；吸热反应不一定需要加热，D错误。11(2019苏州高一检测)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其储存能量的能力是CO2的12 00020 000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：化学键NNFFNF键能/(kJmol1)941.7154.8283.0下列说法中正确的是()A过程N2(g)2N(g)放出能量B过程N(g)3F(g)NF3(g)放出能量C反应N2
17、(g)3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应解析：选B。A项不正确，N2(g)2N(g)表示断裂化学键的过程，应吸收能量。B项正确，N(g)3F(g)NF3(g)表示形成化学键的过程，应放出能量。C项不正确，根据键能的数值，分别计算旧化学键断裂时吸收的总能量与新化学键形成时释放的总能量，比较二者的大小确定反应的热量变化，吸收能量(941.7 kJ154.8 kJ3)放出能量(283.0 kJ6)，故为放热反应。D项不正确，化学反应一定有化学键的断裂与生成，若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则一定不发生化学变化，可能发生物理
18、变化。三、非选择题12在25 、101 kPa的条件下，断裂1 mol HH键吸收436 kJ能量，断裂1 mol ClCl键吸收243 kJ能量，形成1 mol HCl键放出431 kJ能量。该条件下H2Cl22HCl反应中的能量变化可用下图表示：现有1 mol H2和1 mol Cl2在25 、101 kPa下完全反应。请根据上述信息回答下列有关问题：(1)反应物断键吸收的总能量为_。(2)生成物成键放出的总能量为_。(3)H2Cl22HCl是_(填“吸热”或“放热”)反应。(4)反应物的总能量_(填“”或“”)生成物的总能量。解析：(1)反应物断键吸收的总能量应该是断裂1 mol HH键
19、与1 mol ClCl键所吸收的能量之和，即436 kJ243 kJ679 kJ。(2)生成物成键放出的总能量应该是形成2 mol HCl键所放出的能量，即2431 kJ862 kJ。(3)(4)由于反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键放出的总能量，所以H2Cl22HCl是放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量。答案：(1)679 kJ(2)862 kJ(3)放热(4)13下表中的数据是一定条件下破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量。物质Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量/kJ243193151436568432366298根据上述数据回答下列问题：(1)下列物
20、质本身具有的能量最低的是_。AH2 BCl2CBr2 DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是_。AHF BHClCHBr DHI(3)X2H22HX(X代表Cl、Br、I)是_(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。解析：(1)(2)破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。(3)(4)以氯元素为例计算，断开1 mol ClCl键和1 mol HH键需吸收的能量为243 kJ436 kJ679 kJ，而形成2 mol HCl键放出的能量为2432 kJ86
21、4 kJ，所以在Cl2H22HCl反应中放出864 kJ679 kJ185 kJ的热量，同理可计算出在Br2H22HBr、I2H22HI反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量。答案：(1)A(2)A(3)放热(4)Cl214下图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作如下：按图示将实验装置连接好；在U形管内加入少量红墨水，打开T形管的全部弹簧夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭弹簧夹c；向盛有1 g氧化钙的小试管中滴入2 mL左右的水，观察现象。试回答：(1)实验前必须进行的一步实验操作是_。(2)实验中观察到的现象是_。(3)该实验的原理是_。(4)写出实验中发生反应的化学方程式：_。(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：_。(6)若实验中将CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同的现象？_(填“能”或“否”)。答案：(1)检查装置气密性(2)U形管内的红墨水左边下降，右边上升(3)CaO和H2O反应放出热量，使大试管中的空气受热膨胀，引起红墨水在U形管中的位置左低右高(4)CaOH2O=Ca(OH)2(5)1 mol CaO与1 mol H2O的总能量大于1 mol Ca(OH)2的能量(6)否