1、第一节化学能与热能记一记1.化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(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能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为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。探一探1.NaCl溶于
2、水，化学键有没有变化？如果仅从化学键角度分析，NaCl溶于水是吸热还是放热？提示NaCl溶于水，NaCl=NaCl，只有化学键断裂，没有化学键形成，因此NaCl溶于水吸收热量。2什么是放热反应和吸热反应？铝与盐酸的反应是放热反应还是吸热反应？提示放出热量的反应是放热反应，吸收热量的反应是吸热反应。铝与盐酸的反应是放热反应。3有的化学反应需要加热，该反应是否是吸热反应？有的化学反应在常温下能够进行，该反应是否是放热反应？提示都不一定，原因是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小，与反应是否加热无关。4人类利用能源的三个阶段分别是什么？新能源，主要包括哪些方面？提示三个阶段分
3、别是柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。新能源主要包括可再生能源和清洁能源，如：太阳能、氢能、核能、生物质能、地壳地表能等。探究感悟判一判判断正误(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量。()(2)化学反应必然伴随能量变化。()(3)相同条件下由原子形成1 mol HCl键所放出的能量与断开1 mol HCl键吸收的能量相等。()(4)反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热。()(5)吸热反应在一定条件下也能发生。()(6)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。()(7)化学反应过程不一定都有能量变化。()(8)NaOH溶于水要释放
4、能量。()(9)煤、石油和天然气都是化石能源。()(10)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能。()练一练1.2019辽宁学考真题下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是()答案：C22019江苏学考真题下列过程中能量的转化与图示吻合的是()A铵盐溶于水BC与CO2(g)反应C水结成冰 D断开氢气中的HH键答案：C32019山东学考真题下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是()A形成化学键的过程是放热过程B可逆反应进行的过程中没有能量变化C在常温下可以发生的反应一定是放热反应D化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关答案：A42019辽宁学考真题下列反应中属于吸热
5、反应的是()A铝与盐酸反应B酸碱中和反应C硫在空气或氧气中燃烧DBa(OH)28H2O与NH4Cl反应答案：D知识点一 化学反应与能量变化的关系1.2019河南林州一中期中下列说法错误的是()A任何化学反应都伴随着能量变化B化学反应中能量变化的大小与反应物的质量无关C化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的D能量变化是化学反应的基本特征之一解析：化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，所以能量变化是化学反应的基本特征之一，化学反应必然伴随着能量变化，化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关，故B错误。答案：B22019辽宁大连期末下列说法正确的是(
6、)A化学反应过程中一定伴随着能量变化B人体运动消耗的能量与化学反应无关C化学反应释放的能量一定是热能D有化学键断裂的变化一定是化学变化解析：化学反应的本质为旧键的断裂和新键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，则化学反应过程中一定伴随着能量变化，A项正确；人体运动消耗的能量与化学反应有关，如人体内葡萄糖发生氧化反应提供能量等，B项错误；化学反应释放的能量不一定是热能，也可以是光能、电能等，C项错误；有化学键断裂的变化不一定是化学变化，例如氯化氢溶于水时共价键断裂，但此过程不是化学变化，D项错误。答案：A知识点二 化学键与化学反应中能量变化的关系3.以下叙述错误的是()A反应物的总能量
7、低于生成物的总能量时，反应释放能量B物质燃烧可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、光能等形式释放出来C氢原子与氯原子结合生成氯化氢后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低D当断开旧键吸收的能量大于形成新键放出的能量时，该反应为吸收能量的反应解析：当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应发生时需要吸收能量，故A项错误；物质燃烧是放热反应，可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等形式释放出来，故B项正确；形成化学键释放能量，则氢原子与氯原子结合成氯化氢后体系能量降低，其结构的稳定性增强，故C项正确；对于吸收能量的化学反应，断开反应物中的化学键吸收的能量高于形成生成物中的化学
8、键释放的能量，故D项正确。答案：A42019福建厦门期末质量检测氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A燃烧时化学能全部转化为热能B断开1 mol氢氧键吸收930 kJ能量C相同条件下，1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1E2，故C项错误；该反应生成1 mol水蒸气时的能量变化为930 kJ 436 kJ 249 kJ245 kJ，故D项正确。答案：D知识点三 放热反应和吸热反应5.关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是()A需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应B化学反应中的能量形式除热量外，还可以是光能、电能等C化学反应过程中的能量变
9、化遵守能量守恒定律D反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应解析：需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，如铝热反应，A项错误；物质在发生化学变化时，既有物质变化，也有能量变化，化学反应中的能量除热量外，还可以是光能、电能等形式，B项正确；化学反应过程中，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，一种能量可以转化为另一种能量，遵守能量守恒定律，C项正确；反应物的总能量高于生成物的总能量时，多余的能量会释放出来，故发生的是放热反应，D项正确。答案：A62019江苏海安中学期中下列过程中的能量变化情况符合图示关系的是()A酸与碱的中和反应BHClHClC氧化钙与水反应制熟石灰DBa(OH)28
10、H2O晶体与NH4Cl晶体的反应解析：酸与碱的中和反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故A项错误；形成化学键放出能量，故B项错误；氧化钙和水的反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故C项错误；Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属于吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，故D项正确。答案：D综合考查 化学能与热能相互转化的应用7.2019湖南五市十校期中联考下列关于能量转换的认识中不正确的是()A电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，利用生物质能就是间接利用太阳
11、能C煤燃烧时，化学能主要转化为热能D葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能解析：电解水时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，电能转化为化学能，A项正确；生物质能主要指由树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，绿色植物通过光合作用把太阳能转化为生物质能储存起来，因此利用生物质能就是间接利用太阳能，B项正确；煤燃烧时，化学能转化为热能和光能，但主要转化为热能，C项正确；葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，化学能转化为热能，D项错误。答案：D82019山西临汾一中期末某学生用如图所示装置进行化学反应X2Y=2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管
12、中液面甲处下降、乙处上升。下列关于该反应的叙述中正确的是()该反应为放热反应该反应为吸热反应生成物的总能量比反应物的总能量高反应物的总能量比生成物的总能量高该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的部分能量转化为热能形式释放出来A B C D解析：当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面甲处下降，乙处上升，说明该反应为放热反应，放出的热量使集气瓶中气压升高而出现该现象，故正确、错误；在放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故错误、正确；该反应过程可以看成是贮存于X、Y内部的能量转化为热能形式释放出来，正确。故选A。答案：A9(1)下列过程中不一定释放能量的是_(填编号)。A化合反应 B
13、分解反应C形成化学键 D燃料燃烧E酸碱中和 F炸药爆炸(2)等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是_(填编号)。A硫蒸气 B硫固体(3)已知：通常条件下，酸碱稀溶液中和生成1 mol水放出的热量为中和热。稀溶液中1 mol H2SO4和NaOH恰好反应时放出Q kJ热量，则其中和热为_kJ/mol。(4)已知H2和O2反应放热，且断开1 mol HH、1 mol O=O、1 mol OH键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3 kJ。由此可以推知下列关系正确的是_(填编号)AQ1Q3 BQ2Q3C2Q1Q22Q3 D2Q1Q2Q3 FQ1Q2Q3解析：(1)化学键的形成过程中一定会放出能量
14、，燃料的燃烧、酸碱中和反应都是放热反应，炸药爆炸过程中会放出热量，而化合反应、分解反应不一定是放热反应；(2)硫固体变为硫蒸气需要吸收热量，所以硫蒸气燃烧放出的热量较多；(3)1 mol硫酸与氢氧化钠完全反应生成2 mol水中和热是指强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时放出的热量，所以中和热为 kJ/mol；(4)氢气与氧气的反应是放热反应，根据反应热与键能的关系，则2Q1Q2 4Q30，即2Q1Q2E2，反应体系的总能量_(填“升高”或“降低”)，为_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)若E1E2，反应体系的总能量_(填“升高”或“降低”)，为_(填“吸热”或“放热”)反应。解析：
15、当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反应后体系的能量降低；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应后体系的能量升高。答案：(1)降低放热(2)升高吸热12某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是_热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是_热反应。(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式_(3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该_其生成物的总能量。解析：(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的
16、离子方程式为2Al6H=2Al33H2。(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应低于生成物的总能量。答案：(1)放吸(2)2Al6H=2Al33H2(3)低于能力达标13.如图是某同学设计的放热反应的观察装置。其实验操作步骤如下：按图所示将实验装置连接好；在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，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)实验中发生反应的化学方程式：_。(4)说明CaO、
17、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：_。(5)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？_(填“能”或“否”)。解析：(1)由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应，所以实验装置要密封，为了确定装置是否密封，实验前要检查装置气密性。(2)由于氧化钙和水的反应是放热反应，反应时试管内温度升高，气体压强增大，导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反应的化学方程式为CaOH2O=Ca(OH)2。(4)氧化钙和水的反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故CaO和H2O的总能量大于Ca(OH)2的总能量。(5)由于氯化钠和水不
18、反应，混合时能量变化不明显，试管内气体压强变化不明显，故看不到相同的现象。答案：(1)检查装置的气密性(2)U形管液面左低右高(3)CaOH2O=Ca(OH)2(4)CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2的总能量(5)否14从能量变化的角度研究反应：2H2O2=2H2O。(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是_。(2)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量，叫做该化学键的键能，单位为kJmol1。一些键能数据如下表：化学键HHO=OHO键能(kJmol1)436496463请填写下表：化学键填“吸收”或“放出”能量能量变化(kJ)拆开化学键2 mol H2中的化学键_能量1 mol O2中的化学键形成化学键4 mol HO键_能量总能量变化_能量解析：(1)氢气燃烧是放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，A图像符合。(2)断键吸收能量，成键放出能量，反应吸收或放出的热量等于断键吸收的总能量和成键所放出总能量的差值。答案：(1)A(2)化学键填“吸收”或“放出”能量能量变化(kJ)拆开化学键2 mol H2中的化学键吸收1 3681 mol O2中的化学键形成化学键4 mol HO键放出1 852总能量变化放出484