2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.1 化學(xué)能與熱能學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第一節(jié) 化學(xué)能與熱能 一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 1．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因——微觀角度 (1)化學(xué)反應(yīng)過程 (2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因 2．化學(xué)反應(yīng)中能量的決定因素——宏觀角度 圖示 能量相對(duì)大小 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 (1)化學(xué)反應(yīng)的兩大基本特征：物質(zhì)種類發(fā)生變化和能量發(fā)生變化。 (2)化學(xué)鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。 例1　H2＋Cl2===2HCl的反應(yīng)過程如下圖所示： (1)根據(jù)上圖填寫下表： 化學(xué)鍵 斷裂或形成1mol化學(xué)鍵時(shí)能量變化 反應(yīng)中能量變化 Cl—Cl 吸收243kJ 共吸收______kJ H—H 吸收436kJ H—Cl 放出431kJ 共放出______kJ (2)該反應(yīng)______(填“放出”或“吸收”)______kJ熱量。 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　由化學(xué)鍵的變化認(rèn)識(shí)反應(yīng)中的能量變化 答案　(1)679　862　(2)放出　183 例2　已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量121kJ，且氧氣中1molO===O鍵完全斷裂時(shí)需要吸收能量496kJ，水蒸氣中1molH—O鍵形成時(shí)放出能量463kJ，則氫氣中1molH—H鍵斷裂時(shí)吸收的能量為(　　) A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　利用化學(xué)鍵求算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 答案　C 解析　由1gH2完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量121kJ可知：2gH2(即含1molH—H鍵)完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出的能量為121kJ2＝242kJ。由化學(xué)方程式H2(g)＋O2(g)H2O(g)可設(shè)1molH—H鍵斷裂吸收的能量為Q，則：Q＋496kJ－2463kJ＝－242kJ，Q＝436kJ。 二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 1．兩條基本的自然定律 (1)質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，總質(zhì)量不變。(即反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)、元素種類、原子質(zhì)量不變)。 (2)能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，但是體系包含的總能量不變。 2．放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) (1)實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 ①看到有氣泡產(chǎn)生、 ②用手觸摸反應(yīng)后的試管，手感到熱 ③用溫度計(jì)測(cè)得反應(yīng)后溫度升高 該反應(yīng)放出熱量 聞到刺激性氣味，燒杯壁發(fā)涼，玻璃片和燒杯黏在一起，混合物呈糊狀 該反應(yīng)吸收熱量 混合后溶液溫度比原來的兩種溶液的溫度高 該反應(yīng)放出熱量 (2)概念 ①放出熱量的化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 ②吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 (3)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) ①常見的放熱反應(yīng)有：燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與水或酸的反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)。 ②常見的吸熱反應(yīng)有：大多數(shù)分解反應(yīng)、氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)、C＋CO22CO、C＋H2O(g)CO＋H2等。  放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較 類型 比較　　 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 定義 放出熱量的反應(yīng) 吸收熱量的反應(yīng) 形成原因 反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量 反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量 與化學(xué)鍵的關(guān)系 生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量 生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量 圖示 例3　硅是太陽(yáng)能電池的重要材料。工業(yè)冶煉純硅的原理是： 粗硅冶煉：①SiO2＋2CSi＋2CO↑。 精煉硅：②Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 化學(xué)反應(yīng)與能量變化如圖所示，回答下列問題： (1)①是_____________反應(yīng)，②是_____________反應(yīng)，③是______________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 (2)反應(yīng)②破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　常見的吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) 答案　(1)吸熱　放熱　吸熱　(2)小于 解析　(2)因?yàn)榉磻?yīng)②是放熱反應(yīng)，所以破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。 例4　下列說法正確的是(　　) ①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)?、诜艧岱磻?yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生　③反應(yīng)是放出能量還是吸收能量必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小?、苡械姆艧岱磻?yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行 A．只有③④ B．只有①② C．①②③④ D．②③④ 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　多角度認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) 答案　A 解析　加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生，如N2與H2合成NH3；反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對(duì)大小；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)放出的熱量達(dá)到反應(yīng)所需要的熱量，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行，如Fe＋SFeS。 特別提示 (1)“三個(gè)不一定” ①需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)； ②放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)； ③吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，如Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl晶體的反應(yīng)。 (2)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)。 三、化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 1．化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用 化學(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成熱能，提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動(dòng)力，如化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭等；而熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能是人們進(jìn)行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)不可或缺的條件和途徑，如高溫冶煉金屬、分解化合物等。 2．生物體中的能量轉(zhuǎn)化及利用 能源物質(zhì)在人體中氧化分解生成CO2和H2O，產(chǎn)生的能量一部分以熱量的形式散失；另一部分作為可轉(zhuǎn)移能量在人體內(nèi)利用(如合成代謝)。 3．人類對(duì)能源的利用 (1)人類利用能源的三個(gè)階段 柴草時(shí)期、化石能源時(shí)期和多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期。 (2)可再生能源和清潔能源是兩類重要的新能源，主要有太陽(yáng)能、氫能、核能、生物質(zhì)能等。 例5　“能源分類相關(guān)圖”如下圖所示，四組能源選項(xiàng)中全部符合圖中陰影部分的能源是(　　) A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物能、天然氣 C．太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣 D．地?zé)崮?、海洋能、核? 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 題點(diǎn)　能源類別 答案　C 解析　A項(xiàng)，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B項(xiàng)，天然氣不是新能源，也不是可再生能源；D項(xiàng)，地?zé)崮苁莵碜缘厍騼?nèi)部的能源，核能不是可再生能源，也不是來自太陽(yáng)的能源。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) (1)化學(xué)反應(yīng)過程中不一定都有能量變化(　　) (2)鎂帶燃燒時(shí)，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能(　　) (3)有能量放出的變化都是放熱反應(yīng)，吸收能量的變化都是吸熱反應(yīng)(　　) (4)對(duì)于放熱反應(yīng)2H2＋O22H2O來說，斷裂1個(gè)H—H鍵和1個(gè)O==O鍵所吸收的能量小于形成1個(gè)H—O鍵所放出的能量(　　) (5)由O＋O―→O2(放出能量493kJ)和N＋N―→N2(放出能量946kJ)可得在常溫下氮?dú)獗妊鯕夥€(wěn)定(　　) 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)中能量變化的相關(guān)綜合 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)√ 2．化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴隨能量的轉(zhuǎn)化，其最根本的原因是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成 B．化學(xué)反應(yīng)中舊的化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，新的化學(xué)鍵的形成需要放出能量 C．化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生 D．能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)的基本特征 答案　B 解析　斷裂舊鍵時(shí)，需要吸收一定的能量來克服原子(或離子)間的作用力，形成新鍵時(shí)，又要釋放一定的能量，并且吸收和釋放的能量不相等，所以化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量的變化。 3．(2017河北承德一中月考)下列關(guān)于圖示說法正確的是(　　) A．該圖表明催化劑可以改變反應(yīng)的熱效應(yīng) B．該圖表示某反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)無關(guān) C．該圖表示某吸熱反應(yīng)分別在有無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化 D．該圖表明化學(xué)反應(yīng)不僅遵循質(zhì)量守恒定律，也遵循能量守恒定律 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　由圖像分析化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 答案　D 解析　A項(xiàng)，起始能量與最終能量不變，因此催化劑不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，圖中并沒有表現(xiàn)出物質(zhì)的狀態(tài)，因此不能得出該結(jié)論，且反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)有關(guān)，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，多余的能量以熱量的形式釋放，因此遵循能量守恒定律，故正確。 4．將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。這現(xiàn)象說明了(　　) A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng) C．鐵粉和硫粉在常溫下可以發(fā)生反應(yīng) D．硫化亞鐵的總能量高于鐵粉和硫粉的總能量 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　吸熱或放熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或探究 答案　B 解析　反應(yīng)發(fā)生后停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤，B正確；反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生，常溫下不能進(jìn)行，C錯(cuò)誤；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，D錯(cuò)誤。 5．為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是(　　) A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．氫能源已被普遍使用 C．氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無開發(fā)利用價(jià)值 D．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2具有的總能量 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 答案　D 解析　水的分解是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氫能源由于受貯存和運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?，還未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用價(jià)值，B、C錯(cuò)誤；2molH2在1molO2中完全燃燒生成2molH2O，并放出大量的熱，D正確。 6．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量： 物質(zhì) Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436 根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題： (1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是_______________________________(填字母)。 A．H2B．Cl2C．Br2D．I2 (2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________(填字母)。 A．HClB．HBrC．HI (3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是______________。 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)中能量變化與物質(zhì)的穩(wěn)定性 答案　(1)A　(2)A　(3)放熱　(4)Cl2 解析　(1)、(2)破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越高，則物質(zhì)越穩(wěn)定，所具有的能量越低。(3)、(4)以氯元素為例計(jì)算斷開1molCl—Cl鍵和1molH—H鍵需吸收能量：243kJ＋436kJ＝679kJ，而形成2molH—Cl鍵放出的能量為2432kJ＝864kJ，所以在Cl2＋H2===2HCl反應(yīng)中放出864kJ－679kJ＝185kJ的熱量，同理可計(jì)算在Br2＋H2===2HBr、I2＋H2===2HI反應(yīng)中分別放出103kJ、9kJ的熱量。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 1．下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(　　) A．會(huì)引起化學(xué)鍵的變化 B．會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì) C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D．必然伴隨著能量的變化 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)的基本特征 答案　C 解析　化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成，并伴隨著能量的變化，而化學(xué)變化中的反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)在反應(yīng)前后可能相同，也可能不相同，故C項(xiàng)符合題意。 2．氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中，破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．Q1＋Q2<2Q3 B．Q1＋Q2>Q3 C．Q1＋Q22Q3 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 題點(diǎn)　從化學(xué)鍵的變化認(rèn)識(shí)反應(yīng)中的能量變化 答案　A 解析　由于Cl2和H2反應(yīng)生成HCl要放出熱量，所以Q1＋Q2<2Q3。 3．已知斷開1molH—H鍵吸收的能量為436kJ，形成1molH—N鍵放出的能量為391kJ，根據(jù)化學(xué)方程式N2＋3H22NH3，反應(yīng)完1molN2放出的能量為92.4kJ，則斷開1molN≡N鍵需吸收的能量是(　　) A．431kJB．945.6kJC．649kJD．869kJ 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　由化學(xué)鍵的變化計(jì)算反應(yīng)中的能量變化 答案　B 解析　設(shè)斷開1molN≡N鍵需吸收的能量為x，根據(jù)反應(yīng)放出的能量＝形成新鍵放出的能量－斷開舊鍵吸收的能量，代入數(shù)據(jù)：92.4kJ＝6391kJ－3436kJ－x，x＝945.6kJ。 4．已知反應(yīng)A＋B===C＋D的能量變化如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D．該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進(jìn)行 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　由圖像分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 答案　B 5．已知化學(xué)反應(yīng)2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放熱反應(yīng)。據(jù)此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)(　　) A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量 B．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量 C．12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量 D．將一定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成CO時(shí)放出的熱量多 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化關(guān)系 題點(diǎn)　由物質(zhì)的能量認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 答案　A 解析　放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量。C和CO的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以C＋O2CO2必然是放熱反應(yīng)，因此，B、C兩項(xiàng)的說法正確；12gC并不代表反應(yīng)物的全部，O2也是反應(yīng)物，所以A項(xiàng)不正確；由于CCO放熱、COCO2放熱，所以CCO2比CCO放出的熱量要多，即D項(xiàng)說法正確。 6．(2017汕頭高一檢測(cè))化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同引起的。如圖表示N2 (g)和O2(g)反應(yīng)生成NO (g)過程中的能量變化，下列說法中正確的是(　　) A．1molN2(g)和1molO2(g)反應(yīng)放出的能量為180kJ B．1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量 C．通常情況下，N2 (g)和O2(g)混合能直接生成NO D．NO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)變化中的能量變化關(guān)系 題點(diǎn)　多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中的能量變化 答案　B 解析　反應(yīng)熱就是斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量和形成新化學(xué)鍵所放出的能量的差值，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱是946kJmol－1＋498kJmol－1－2632kJmol－1＝180kJmol－1，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以選項(xiàng)A不正確，選項(xiàng)B正確；氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)需要在高溫或放電條件下，選項(xiàng)C不正確；NO不是酸性氧化物，和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，選項(xiàng)D不正確。 7．(2017石家莊高一檢測(cè))金剛石與石墨是碳元素的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，彼此互稱同素異形體。在100kPa時(shí)，1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收1.895kJ的熱能。據(jù)此判斷在100kPa壓強(qiáng)下，下列說法正確的是(　　) A．金剛石比石墨更穩(wěn)定 B．石墨比金剛石更穩(wěn)定 C．1mol金剛石比1mol石墨的總能量低 D．1mol金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭枰?.895kJ能量 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)中能量變化與物質(zhì)的穩(wěn)定性 答案　B 解析　1 mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收1.895 kJ的熱能，說明金剛石的能量高于石墨，石墨更穩(wěn)定，A項(xiàng)不正確，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)不正確；1 mol金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭珪r(shí)要放出1.895 kJ的能量，D項(xiàng)不正確。 題組二　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 8．下列反應(yīng)一定屬于放熱反應(yīng)的是(　　) ①H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)?、贛g與CH3COOH溶液的反應(yīng)?、廴紵磻?yīng)?、苤泻头磻?yīng)?、輳?fù)分解反應(yīng) A．僅①②③ B．僅①②④ C．僅①②③④ D．僅③④⑤ 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 答案　C 解析　金屬與酸反應(yīng)、中和反應(yīng)、所有燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)則不一定是放熱反應(yīng)。 9．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著大量的能量 B．綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來 C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用 D．吸熱反應(yīng)沒有利用價(jià)值 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 答案　D 解析　任何反應(yīng)都有有利和不利的一面，如C＋CO2高溫,2CO是吸熱反應(yīng)，在鋼鐵冶煉中可以利用該反應(yīng)獲得更多的還原劑CO，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10．如圖表示化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化，據(jù)圖判斷下列說法中合理的是(　　) A．500mL2.0molL－1HCl溶液和500mL2.0molL－1NaOH溶液的反應(yīng)符合圖(a)，且放出熱量為ΔE1 B．500mL2.0molL－1H2SO4溶液和500mL2.0molL－1Ba(OH)2溶液的反應(yīng)符合圖(b)，且吸收熱量為ΔE2 C．發(fā)生圖(a)能量變化的任何反應(yīng)，一定不需要加熱即可發(fā)生 D．CaO、濃硫酸分別溶于水時(shí)的能量變化均符合圖(a) 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　多角度認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) 答案　A 解析　圖(a)表示放熱反應(yīng)，選項(xiàng)A是放熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；圖(b)表示吸熱反應(yīng)，選項(xiàng)B是放熱反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；一些放熱反應(yīng)需加熱才能發(fā)生，C項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硫酸溶于水雖然會(huì)放出熱量，但不屬于化學(xué)反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11．將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。下列說法正確的是(　　) A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量 C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　吸熱或放熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與探究 答案　B 解析　醋酸逐漸凝固，說明NH4HCO3與鹽酸反應(yīng)使醋酸的溫度降低，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物吸收能量，吸收的能量轉(zhuǎn)化為生成物內(nèi)部的能量?jī)?chǔ)存在生成物中，B正確；由于NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，C錯(cuò)誤；NH4HCO3粉末與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，各反應(yīng)物的總能量低于各生成物的總能量，而NH4HCO3僅是兩種反應(yīng)物之一、NH4Cl僅是三種生成物之一，故無法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的結(jié)論，D錯(cuò)誤。 12．下列說法中正確的是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，其表現(xiàn)形式除熱能外還可能是光能和電能等 B．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不一定遵循能量守恒定律 C．在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量可能相同 D．在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)中能量變化的相關(guān)綜合 答案　A 解析　化學(xué)反應(yīng)中的能量變化一定遵循能量守恒定律；物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，所以反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同；在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量(E1)與生成物的總能量(E2)之間的關(guān)系：E1＞E2，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，E1＜E2，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 [綜合強(qiáng)化] 13．化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能：P—P：198kJmol－1、P—O：360kJmol－1、O==O：498kJmol－1，則P4(白磷)＋3O2===P4O6的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，生成1molP4O6________的熱量為___________ _____________________________________________________________。 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與化學(xué)變化中能量變化的關(guān)系 題點(diǎn)　由化學(xué)鍵的變化計(jì)算能量變化 答案　放熱　放出　1638kJ 解析　斷開舊鍵吸收的能量為1986 kJ＋3498 kJ＝2 682 kJ，形成新鍵放出的能量為12360 kJ＝4 320 kJ，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成1 mol P4O6放出的熱量為4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。 14．下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的放熱反應(yīng)的觀察裝置，其實(shí)驗(yàn)操作如下： ①按圖示將實(shí)驗(yàn)裝置連接好； ②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水(或品紅溶液)，打開T形管的全部彈簧夾，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再關(guān)閉彈簧夾c； ③在盛有1g氧化鈣的小試管里滴入2mL左右的水，觀察現(xiàn)象。 試回答： (1)實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是_____________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)該實(shí)驗(yàn)的原理是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)說明CaO、H2O的能量與Ca(OH)2的能量之間的關(guān)系：____________________ ________________________________________________________________________。 (6)若實(shí)驗(yàn)中CaO換成NaCl，實(shí)驗(yàn)還能否觀察到相同的現(xiàn)象？__________(填“能”或“否”)。 考點(diǎn)　化學(xué)鍵與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　吸熱或放熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與探究 答案　(1)檢查裝置氣密性 (2)U形管內(nèi)的液體左邊下降，右邊上升 (3)CaO和H2O反應(yīng)放出熱量，使大試管中的空氣受熱膨脹，引起紅墨水(或品紅溶液)在U形管中的位置左低右高 (4)CaO＋H2O===Ca(OH)2 (5)1molCaO與1molH2O的能量和大于1molCa(OH)2的能量 (6)否 15．(2017榆林高一檢測(cè))工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示。 (1)曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。該反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。計(jì)算當(dāng)反應(yīng)生成1.5molCH3OH(g)時(shí)，能量變化是______kJ。 (2)選擇適宜的催化劑________(填“能”或“不能”)改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱。 (3)推測(cè)反應(yīng)CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)是______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 考點(diǎn)　化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)中能量變化的綜合 答案　(1)放熱　136.5　(2)不能　(3)吸熱 解析　(1)由題圖知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，能量差值為510 kJmol－1－419 kJmol－1＝91 kJmol－1，則反應(yīng)生成1.5 mol CH3OH(g)時(shí)，能量變化是1.5 mol91 kJmol－1＝136.5 kJ。(2)從圖中可知，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的差值不變，即催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)熱。(3)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。