1、1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从化学键断裂角度分析。(微观角度)。物质中的原子之间是通过化学键结合的。断开反应物中的化学键要吸收能量；形成生成物中的化学键要放出能量。实例分析：断裂 1 mol HH 键(HH2H)吸收 436 kJ 能量，形成 1 mol HH 键(2HHH)放出 436 kJ 能量；断裂 4 mol CH 键(CH4C4H)吸收 1 660 kJ 能量，形成 1 mol CH 键(CHCH)放出 415 kJ 能量。化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。(2)从物质所含能量角度分析(宏观角度)。一个确定的化学反应完成后
2、的结果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。反应物总能量大于生成物总能量，反应放热。反应物总能量小于生成物总能量，反应吸热。(2)放热反应和吸热反应的实验探究实验操作 实验现象化学反应进行一段时间后溶液的温度会升高有刺激性气味的气体产生，反应混合物逐渐成糊状，玻璃片与烧杯底黏在一起，触摸杯壁下部，有凉的感觉中和反应后溶液的温度比反应前盐酸和NaOH 溶液的温度高实验结论Al 与稀盐酸反应的过程中放出热量Ba(OH)28H2O 与NH4Cl 反应的过程中吸收热量盐酸与 NaOH 溶液反应的过程中放出热量(3)放热反应和吸热反应的概念放热反应：放出热量的化学反应。
3、吸热反应：吸收热量的化学反应。(4)化学反应中能量变化的利用化学能转化为热能为人类生存和发展提供所需要的能量，进行生产、生活和科研。热能转化为化学能又帮助人类进行化工生产和研制新物质。3人类利用能源的三个阶段(1)柴草时期该时期从火的发现至 18 世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。(2)化石能源时期从 18 世纪中期到现代，以煤、石油、天然气为主要能源。(3)多能源结构时期以可再生能源和清洁能源(绿色能源)为主要能源，主要包括太阳能、氢能、核能、生物质能等。(时间 20 分钟，满分 30 分)1下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()A太阳能热水器 B锂离子电池C硅太阳能电池 D燃气灶答案
4、：D解析：A.太阳能热水器是把太阳能转化为热能，故 A 错误；B.锂离子电池是把化学能转化为电能，故 B 错误；C.硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故 C 错误；D.燃烧是放热反应，是将化学能转化为热能，故 D 正确；故选 D。2(双选)下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A放热反应在常温下一定很容易发生B化学反应一定既伴随着物质变化又伴随着能量变化C石灰石分解反应的能量变化可以用下图表示D反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量的反应为吸热反应答案：BC解析：A、放热的反应在常温下不一定很容易发生，如：铝热反应 2AlFe2O3=Al2O32Fe 是放热反应，但需在高温条件下以保证
5、足够的热量引发氧化铁和铝粉反应，选项 A 错误；B、反应物和产物的总能量是不一样的，其能量差值就是反应热。所以化学变化一定伴随物质变化和能量变化，选项 B 正确；C、上图表示反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，石灰石分解是吸热反应，选项 C 正确；D、反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量的反应为放热反应，选项 D 错误。答案选 BC。3下列关于化学反应的说法中不正确的是()A化学反应过程中一定有热量释放出来B化学反应的特征是有新物质生成C化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程D在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等答案：A解析：A.化学
6、反应过程中一定有能量变化，可能释放能量，也可能吸收能量，故 A 不正确；B.化学反应的特征是有新物质生成，故 B 正确；C.化学反应过程是原子重组的过程，也就是一个旧键断裂、新键形成的过程，故 C 正确；D.化学反应过程中一定有能量变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等，故 D 正确。故选 A。4下列过程中吸收热量的是()A甲烷的燃烧B浓硫酸的稀释CNH4Cl 与 Ba(OH)28H2O 反应D铝热反应答案：C解析：A、物质的燃烧属于放热反应，因此天然气的燃烧属于放热反应，故 A 错误；B、浓硫酸溶于水放出热量，属于放热过程，故 B 错误；C.NH4Cl 与 Ba(OH)28H2O
7、 反应中吸收热量，属于吸热反应，故 C 正确；D.铝热反应中放出大量的热，属于放热反应，故D 错误；故选 C。5下列反应中，既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是()ABa(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应B灼热的碳与高温水蒸气的反应C铝与稀盐酸DH2 与 O2 的燃烧反应答案：B解析：A.Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应为吸热反应，但该反应中各元素的化合价没有发生变化，故 A 不选；B.灼热的碳与高温水蒸气的反应为吸热反应，反应中 C、H 元素化合价变化，属于氧化还原反应，故 B 选；C.铝与盐酸的反应属于放热反应，故 C 不选；D.H2 与 O2 的燃烧反应属于放热反应，
8、故 D 不选；故选 B。6科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体，(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol NN键吸收193 kJ热量，形成1 mol NN叁键放出941 kJ热量，则()AN4分子中含有4个NN键B1 mol N4气体转化为N2时需要吸收724 kJ能量CN4是N2的同位素D1 mol N4气体转化为N2时放出724 kJ 能量答案：D解析：A.N4 分子中含有 6 个 NN 键，故 A 错误；B.1 mol N4气体转化为 N2 时能量变化为(19369412)kJ724 kJ，放出724 kJ 能量，故 B 错误；C.N4 是 N2 是氮元素的同
9、素异形体，故 C错误；D.1 mol N4 气体转化为 N2 时放出 724 kJ 能量，故 D 正确。故选 D。7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 中的化学键释放出的能量为 Q3 kJ。下列关系式中正确的是()AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3答案：B解析：氢气在氯气中反应的方程式为 H2Cl22HCl，断裂 1 mol HH 键吸收的能量是 Q1 kJ，断裂 1 mol ClCl 键吸收的能量是 Q2
10、 kJ，共吸收的能量是(Q1Q2)kJ，形成 2 mol HCl 键时放出的能量是 2Q3，氢气在氯气中燃烧是放热反应，因此有：Q1Q2”或“解析：(1)白磷转化为红磷过程中有新物质产生，属于化学变化。(2)31 g 白磷(P4)变为 31 g 红磷(P)时释放能量，这说明 31 g 白磷具有的能量31 g 红磷具有的能量。(3)31 g 白磷具有的能量31 g 红磷具有的能量，因此 31 g 白磷完全燃烧释放出的能量31 g 红磷完全燃烧释放的能量。10下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ24319315143
11、2366298436根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是_(填字母，下同)。AH2 BCl2CBr2 DI2(2)下列氢化物中最稳定的是_。AHCl BHBrCHI DHF(3)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，_(填“放出”或“吸收”)的热量最多的是_。AD放出Cl2解析：(1)破坏 1 mol 化学键所消耗的能量越多，含有该键的分子就越稳定，分子自身的能量就越低，由表中数据可知能量最低的是 H2。(2)由所给三种气态氢化物的数据可知，元素的非金属性越强，生成 1 mol 气态氢化物时放出的能量就越多，该氢化物就越
12、稳定，因此虽未给出 HF 的数据，但也可推断出 HF 最稳定。(3)可从反应的剧烈程度或从键能大小的角度去分析，均可得出放出热量最多的是 Cl2。课后作业速达标时间：45 分钟 满分 100 分班级_ 姓名_ 分数_一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 5 分，共 60 分)1对于放热反应 2H2O2=点燃 2H2O，下列说法正确的是()A产物 H2O 所具有的总能量高于反应物 H2 和 O2 所具有的总能量B反应物 H2 和 O2 所具有的总能量高于产物 H2O 所具有的总能量C反应物 H2 和 O2 所具有的总能量等于产物 H2O 所具有的总能量D反应物 H2 和 O2 具有的能量相等
13、答案：B解析：反应 2H2(g)O2(g)2H2O(l)是放热反应，则说明反应物氢气和氧气的总能量高于生成物水的总能量。产物 H2O 所具有的总能量应低于反应物 H2 和 O2 所具有的总能量，选项 A 错误，选项B 正确，选项 C 错误；D 选项不能根据题目信息得出。答案选 B。2下列说法正确的是()A需要加热的反应一定是吸热反应B不需要加热的反应一定是放热反应C停止加热，反应就停止，该反应一定是吸热反应D放热反应都会发光并产生火焰答案：C解析：A、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要在高温下发生，但是放热反应，故 A 错误；B、不需要加热的反应不一定是放热反应，如 H2S
14、O3 分解吸热，故 B 错误；C、停止加热，反应就停止，该反应一定是吸热反应，故 C 正确；D、只有剧烈的放热反应才可能会发光并产生火焰，故 D 错误；故选 C。3下列过程一定释放能量的是()A化合反应 B分解反应C分子拆成原子 D原子组成分子答案：D4下列说法中错误的是()A化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因D反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热答案：B解析：A.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，故 A正确；B.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如一般燃烧反应需
15、要加热，故 B 错误；C.化学键的断裂吸收能量，化学键的形成释放能量，所以化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故 C 正确；D.反应热生成物总能量反应物总能量，反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热，故 D 正确。故选 B。5下列化学反应的能量变化与下图不符合的是()A2NH4ClCa(OH)2=2NH3CaCl22H2OB2AlFe2O3=高温 2FeAl2O3CMg2HClMgCl2H2DCO2=点燃 CO2答案：A解析：根据示意图可知反应物总能量高于生成物总能量，因此是放热反应，选项 B、C、D 中的反应均是放热反应，A 中反应是吸热反应，与图不符合，
16、答案选 A。6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。由此可见()A反应的化学方程式：NH4HCO3CH3COOHCH3COONH4CO2H2OB该反应中，热能转化为产物内部的能量C反应物的总能最高于生成物的总能量DNH4HCO3 和盐酸的反应是放热反应答案：B解析：A、反应的化学方程式为 NH4HCO3HClNH4ClCO2H2O，故 A 错误；B、醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即 NH4HCO3 与 HCl 的反应为吸热反应，吸收的热量转化为产物内部的能量，故 B 正确；C、因反应为吸热反应，则反应
17、后生成物的总能量高于反应物的总能量，故 C 错误；D、醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即 NH4HCO3与 HCl 的反应为吸热反应，故 D 错误；故选 B。7如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若 E1E2，则下列反应符合该示意图的是()ANaOH 溶液与稀盐酸的反应B锌与稀盐酸的反应C氢氧化钡与氯化铵固体的反应D一氧化碳在空气中的燃烧反应答案：C解析：断键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，说明是吸热反应。A.NaOH 溶液与稀盐酸的反应是放热反应，A 错误；B.锌与稀盐酸的反应是放热反应，B 错误；C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应是吸热反应，C 正确；D.一氧化碳
18、在空气中的燃烧反应是放热反应，D 错误，答案选 C。8已知反应 XYMN 为吸热反应，对这个反应的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破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量D反应物 X 和 Y 的总能量一定大于生成物 M 和 N 的总能量答案：C解析：A、此反应是吸热反应，是反应物的总能量小于生成物的总能量，不是个别物质能量的大小比较，故 A 错误；B、吸热反应不一定需要加热进行，如 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应，不需要加热，故 B 错误；C、断裂化学键是吸
19、收能量，形成化学键释放能量，上述反应是放热反应，因此断键吸收能量大于形成化学键释放的能量，故 C 正确；D、根据 A 选项的分析，故 D 错误。9合成氨反应过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A反应体系中加入催化剂，不会改变反应的热效应B反应物的总能量高于生成物的总能量C该反应的热化学方程式为 3H2N22NH3Q(Q0)D该反应是放热反应答案：C解析：A.反应体系中加入催化剂，只会改变反应速率，不会改变反应的热效应，故 A 正确；B.反应物的总能量高于生成物的总能量，故 B 正确；C.热化学方程式需要标明物质状态，故 C 错误；D.反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应
20、，故 D正确。故选 C。10断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 HH 键 436 KJ/mol；FF 键 153 KJ/mol；HF 键 565 KJ/mol，下列说法正确的是()AH2 与 F2 反应需要吸收能量B2 L HF 气体分解成 1 L H2 和 1 L F2 吸收 541 KJ 的能量C在相同条件下，1 mol H2 和 1 mol F2 的能量总和大于 2 mol HF 气体的能量D1 mol H2 和 1 mol F2 反应生成 2 mol 液态 HF 放出的能量小于 541 KJ答案：C解析：反应热的单位为 kJ/mol，各化学键键能：HH 436 kJ/mol；FF 15
21、3 kJ/mol；HF 565 kJ/mol，所以对于反应 H2(g)F2(g)2HF(g)的反应热为 H436 kJ/mol153 kJ/mol2565 kJ/mol 541 kJ/mol，该反应放热，故 A 错误；由 A 可知 2 mol HF分解，吸收的热量为 541 kJ，气体所处的状态不确定，不清楚 2 L氟化氢的物质的量是多少，无法确定吸收热量，B 错误；由 A 可知H2 与 F2 反应生成 HF 为放热反应，所以在相同条件下，1 mol H2 与1 mol F2 的能量总和大于 2 mol HF 气体的能量，C 项正确；由 A可知 1 mol H2 与 1 mol F2 反应生成
22、 2 mol HF(g)，放出的热量为 541 kJ，液态 HF 的能量比气体 HF 的能量低，所以 1 mol H2 与 1 mol F2反应生成 2 mol 液态 HF 放出热量大于 541 kJ，故 D 错误。11右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A硝酸铵 B生石灰C氯化镁 D食盐答案：B解析：生石灰与水反应放出大量的热。12反应 ABC(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案：D解析：总反应中，AB 的能量要高于 C 的能量，排除 A、B选项；由反应知，X 的能
23、量要高于 AB 的能量、X 的能量要高于 C 的能量，C 项错误；D 项，AB 总能量低于 X 总能量，反应吸热；X 总能量高于 C 总能量，反应放热，总反应中 AB 总能量高于 C 总能量。总反应放热，与题意相符，D 选项正确。二、非选择题(共 5 题，共 40 分)13如下图所示，把试管放入盛有 25 度时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入 5 mL 盐酸，试回答下列问题。(1)实验中观察到的现象是_。镁片逐渐溶解，镁片上有大量气泡产生，烧杯中析出晶体(2)产生上述现象的原因是_。(3)由此推知，MgCl2 溶液和 H2 的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和
24、盐酸的总能量。镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2 在水中溶解度随水温度升高而减小，故析出 Ca(OH)2 晶体小于解析：(1)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，其是放热反应，则观察到的实验现象是镁片逐渐溶解，镁片上有大量气泡产生；又因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，因此烧杯中析出晶体；(2)根据以上分析可知产生上述实验现象的原因是镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2 在水中溶解度随水温度升高而减小，故析出 Ca(OH)2 晶体；(3)该反应是放热反应，则 MgCl2 溶液和 H2 的总能量小于镁片和盐酸的总能量。14在一定条件下 A 与 B 反应可生成
25、C 和 D，其能量变化如图：(1)下列有关反应 AB=CD 的说法中正确的是()A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应C该反应若为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵守能量守恒AD(2)若 E1”“吸收解析：(1)化学反应不但要遵守质量守恒，还要遵守能量守恒，A、D 项正确；并非只有氧化还原反应才有能量的变化，B 项错误；许多放热反应都需要加热才能发生，如可燃物的燃烧都需要点燃。(2)若 E1E2，则生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应过程吸收能量。15H2 与 O2、F2 均能发生反应，下图为 H2
26、与 F2 发生反应生成HF 过程中的能量变化示意图。请回答下列问题：H2(g)与 F2(g)反应生成 HF(g)过程中的能量变化(1)完成转化、_(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化_能量。吸收放出(2)H2 和 F2 反应的能量变化图可用_(填“A”或“B”)表示。(3)H2 在 O2 中燃烧的过程主要是_能转化为_能的过程。A化学热解析：本题考查化学反应能量的变化，(1)断键吸收能量，形成化学键释放能量，、是断键，因此是吸收能量，是形成化学键，是放出能量；(2)H2 和 F2 反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故选项 A 正确；(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应，是化
27、学能转化成热能的过程。16断开 1 mol HH 键、1 mol NH 键、1 mol NN 键分别需要吸收能量为 436 kJ、391 kJ、946 kJ，求：(1)1 mol N2 与足量 H2 反应生成 NH3 需_(填“吸收”或“放出”)能量_kJ。(2)1 mol H2 与足量 N2 反应生成 NH3 需_(填“吸收”或“放出”)能量_kJ(认为反应进行到底)。放出 92放出30.67解析：(1)N23H2一定条件2NH3,1 mol N2 生成 2 mol NH3，即形成 6 mol NH 键时放出 6391 kJ2 346 kJ 的能量，断开 1 mol NN 键和 3 mol
28、HH 键吸收总能量为 946 kJ3436 kJ 2 254 kJ，整个过程中能量变化为放出能量，具体为 2 346 kJ2 254 kJ92 kJ。(2)由(1)知 3 mol H2 反应生成 NH3 放出能量 92 kJ，则 1 mol H2反应生成 NH3 放出能量为 92 kJ1330.67 kJ。17为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：(1)上述 3 个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_。(2)某同学选用装置进行实验(实验前 U 形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U 形管中可观察到的现象是_，说明该反应
29、属于_(填“吸热”或“放热”)反应。左端液柱降低，右端液柱升高放热(3)为探究固体 M 溶于水的热效应，选择装置进行实验(反应在甲中进行)。若 M 为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_；若观察到烧杯里产生气泡，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”)；若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则 M 可能是_。产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱可能是放热反应硝酸铵(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO22H2O 4KOH3O2)是放热反应还是吸热反应。方法(1)：选择上述装置_(填“”“”或“”)进行实验；
30、方法(2)：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是_反应。(或)放热解析：(1)装置可通过 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还是吸热；装置可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，故答案为：；(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，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型管左端液柱降低，右端液柱升高，故答案为：左端液柱降低，右端液柱升高；放热；(3)若 M 为钠，钠与水反应生成
31、氢氧化钠和氢气，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱，故答案为：产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱；若观察到烧杯里产生气泡，说明 M 溶于水可能放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，某些物质(如氢氧化钠)溶于水放热，但不是化学反应，故答案为：可能是放热反应；若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明装置中气体的压强减小，则 M 可能是硝酸铵，硝酸铵溶于水，吸收热量，温度降低，气体压强减小，故答案为：硝酸铵；(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO22H2O=4KOH3O2)是放热反应还是吸热反应：方法：选择上述装置(或)进行实验，装置右边 U 型管中左端液柱降低，右端液柱升高(或烧杯中导管中有气泡放出)，证明该反应为放热反应；故答案为：(或)；方法：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应，故答案为：放热。