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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化公开课课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化公开课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了微判断，尝试解答，微训练等内容，欢迎下载使用。
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
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．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低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。
通过对化学能与热能的学习，培养学生宏观辨识与微观探析的能力、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的能力。
课前篇 · 自主学习固基础
一、化学能与热能的相互转化
1．吸热反应和放热反应(1) 定义吸热反应：________热量的化学反应；放热反应：________热量的化学反应。
(2) [实验6－1]
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
② Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
二、化学键与化学反应中能量变化的关系
如图是氢气与氯气反应的过程示意图，结合本图，完成下列知识点：1．化学反应中能量变化的原因
E1>E2，反应________能量；E1
(2) 吸热反应可以看成是____________能、____________能或________能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(________能)被“储存”起来的过程。
(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 ml H—Cl键所放出的能量与断开1 ml H—Cl键吸收的能量相等( )(4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定( )
(5) 化学反应过程不一定都有能量变化( )(6) NaOH溶于水要释放能量( )(7) 煤、石油和天然气都是化石能源( )(8) 柴草燃烧时，化学能全部转化为热能( )
化学反应中发生能量变化的主要原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量，化学键的断裂和形成所吸收和放出的能量不相等是化学反应中能量变化的主要原因。
1．下列反应中，属于放热反应的是______________，属于吸热反应的是________(填序号)。 ① 煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧蜂窝煤取暖 ③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物腐败 ⑦碳与水蒸气反应制得水煤气
2．某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。如果把化学反应中能量的变化看成是物质内部的能量与热能之间进行转变，则：(1)若E1>E2，则该反应为________热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为________能而被释放出来的过程。
(2) 若E1
解析：(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。
课堂篇 · 重点难点要突破
研习1 化学键与化学反应中能量变化的关系
1.从反应物、生成物总能量角度判断化学反应中的能量变化
2．从化学键角度判断化学反应中的能量变化
用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化：
(1)若ΔQ>0，说明反应物分子断键时吸收的总能量>生成物分子成键时放出的总能量，即反应吸收能量。(2)若ΔQ<0，说明反应物分子断键时吸收的总能量<生成物分子成键时放出的总能量，即反应放出能量。
[实验] 探究放热反应与吸热反应
1．实验1中温度计的示数为什么会升高？你知道还有哪些反应是放热反应？
提示：Mg与盐酸反应放出大量的热，会造成温度计的示数升高。除活泼金属与酸的反应外，酸碱中和反应、可燃物的燃烧、钠与水的反应等均是放热反应。
2．实验2中烧杯和木片为什么会黏在一起？你知道还有哪些反应是吸热反应？
提示：氢氧化钡晶体和NH4Cl晶体反应吸收大量的热，使烧杯周围的温度降低，木片与烧杯间的水凝结成冰，从而使烧杯和木片黏在一起。除氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应外，碳与CO2高温下的反应、工业生产水煤气的反应(C与水蒸气反应生成CO和H2)、煅烧石灰石等大多数的分解反应等均是吸热反应。
3．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？常温下能进行的反应一定是放热反应吗？试举例说明。
提示：需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，如煤炭的燃烧是放热反应，但需要加热才能进行；常温下能进行的反应不一定是放热反应，如氢氧化钡晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但在常温下即可发生。
1．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )A．该反应是吸热反应B．断裂1 ml A—A键和1 ml B—B键放出x kJ的能量C．断裂2 ml A—B键需要吸收y kJ的能量D．2 ml AB的总能量高于1 ml A2和1 ml B2的总能量
解析：从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D错误；断键时需要吸收能量，B错误，C正确。
2．下列说法中错误的是( )A．化学反应中能量变化通常表现为热量的变化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．需要加热才能发生的反应一定是吸收能量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出能量还是吸收能量
解析：化学反应都伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，A正确；化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，B正确；反应放出能量或吸收能量与反应条件没有关系，C错误；反应物与生成物的总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，D正确。
3．(双选)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如下图所示。
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2 ml H—O键吸收930 kJ的能量C．相同条件下，1 ml氢原子的能量为E1，1 ml氢气分子的能量为E2，则2E1
研习2 化学能与热能的相互转化
1．常见的放热反应和吸热反应
2．放热反应和吸热反应的判断方法
①根据反应物和生成物的总能量大小判断——反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。②根据化学键断裂和形成时能量变化大小判断——破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。
③根据经验规律判断——用常见吸热和放热的反应类型来判断。④根据生成物和反应物的相对稳定性判断——由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。
已知H2与Cl2发生反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)；1ml H2与1 ml Cl2在25 ℃、101 kPa条件下完全反应生成2ml HCl时，能量变化如下图所示：
1．断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量，断开1 ml H—H和1 ml Cl—Cl消耗的总能量是多少？形成2 ml H—Cl释放的总能量是多少？由此判断该反应是放热反应还是吸热反应？
提示：断开1 ml H—H和1 ml Cl—Cl消耗的总能量为436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，形成2 ml H—Cl释放的总能量为431 kJ×2＝862 kJ。由于成键放出的总能量大于断键吸收的总能量，因此，该反应是放热反应。
2．从化学键的角度分析，为什么化学反应发生的同时一定存在能量的变化？
提示：化学反应的实质是物质化学键的断裂和形成，化学反应中断裂化学键消耗的总能量与形成化学键释放的总能量并不相等，因此化学反应中一定伴随能量的变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。
3．已知：C(金刚石、s)===C(石墨，s)是放热反应，即1 ml金刚石转化成1 ml石墨放出1.9 kJ的能量，则相同质量的金刚石与石墨相比较，哪种物质具有的能量低？哪种物质更稳定？
提示：由金刚石转化成石墨放出能量，则相同质量的金刚石与石墨相比较，石墨具有的能量更低，依据能量越低越稳定判断，石墨比金刚石稳定。
1．下列说法正确的是( )①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A．只有③④ B．只有①②C．①②③④ D．只有②③④
2．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。由此可知( )A．NH4HCO3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D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
解析：醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3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；吸热反应中吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中，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粉末与盐酸的反应是吸热反应，是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。
3．有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。如下图所示，在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( )A．化学能 B．热能C．生物质能 D．电能
解析：图中关键信息是利用太阳能使H2O、CO2、N2等重新组合，组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环，可知太阳能最终转化为燃料燃烧所释放出的热能。
(1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应在常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等是吸热过程，但不是吸热反应。(3)物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。
演习篇 · 学业测试速达标
1．下列变化过程需要吸收能量的是( )A．氢气球遇火发生爆炸B．向污染的河水中投放生石灰C. D.
解析：氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量，断裂化学键时需要吸收能量。
2．已知反应X＋Y======M＋N为吸热反应，下列说法正确的是 ( )A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因为该反应是吸热反应，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小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析：由该反应为吸热反应可知，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，但每种物质的能量大小无法确定，A项错误，D项正确；吸热反应不一定需要加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，常温下就可以发生，B项错误；吸热反应中，破坏化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，C项错误。
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )A．氢氧化钠溶液与稀盐酸混合B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌C．乙醇燃烧D．锌与稀硫酸的反应
解析：生成物的总能量高于反应物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。
4．如图为某化学反应的能量反应进程图，由此可判断该反应( ) A．为放热反应 B．为吸热反应C．属于燃烧反应 D．属于中和反应
解析：由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
5．(双选)下列说法正确的是( )A．若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应B．需要加热才能发生的反应是吸热反应C．反应放出热量的多少与反应物的质量无关D．对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和
解析：A项，若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应，正确；B项，需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，错误；C项，反应放出热量的多少与反应物的质量成正比关系，错误；D项，对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和，正确。
6．下列有关能量转化的认识不正确的是( )A．通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能B．人类使用照明设备，将电能转化为光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D．燃料燃烧，只是将化学能转化为热能
解析：A项，植物的光合作用是在太阳光作用下合成了新物质，太阳能转化为化学能，正确；B项，人类使用照明设备照明是电能转化为光能，正确；C项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正确；D项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中可产生光能、热能等，错误。
(1) 图中A、C分别表示__________________________________、______________________，反应_________(填“吸收”或“放出”)能量。
1 ml N2(g)和3 ml H2(g)的总能量
2 ml NH3(g)的总能量
(2) 反应过程中断裂的化学键为_____________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为______；形成的化学键为________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为________。(3) E2＝________或________(用A、C或E1、E3表示)。
1 ml N≡N和3 ml H—H
解析：(1) A、C分别表示1 ml N2(g)和3 ml H2(g)(反应物)的总能量、2 ml NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。(2) 反应过程中断裂的化学键为1 ml N≡N和3 ml H—H，吸收的能量为E1，形成的化学键为6 ml N—H，放出的能量为E3。
8．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： ① 按图所示将实验装置连接好；
②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；③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、H2O的总能量与Ca(OH)2的总能量之间的关系：________________________________________________________________________________________。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2所具有的总能量
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CaO＋H2O===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所具有的总能量大于Ca(OH)2所具有的总能量。
课时作业(八) 化学反应与热能
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )A．锌粒与稀硫酸的反应B．灼热的木炭与CO2反应C．甲烷在氧气中的燃烧反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析：锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不符合题意；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应，D项不符合题意。
2．下列有关化学反应能量变化的叙述中，正确的是( )①如果反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应一定是吸热反应 ②只要是在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应 ③只要是在常温常压下进行的反应就一定是放热反应 ④燃烧反应一定是放热反应 ⑤化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应 A．①④ B．①②③ C．③⑤ D．④⑤
解析：②燃烧反应和铝热反应虽需点燃，但属于放热反应。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应。⑤C和CO2生成CO的反应属于吸热反应，而分解反应通常是吸热反应。
3．在25 ℃、101 kPa下，1 ml的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 ml的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)=====P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g) ====P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是( )A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
解析：白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
4．(双选)某反应由两步反应A→B→C构成，其反应能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是( )A．两步反应均为吸热反应 B．三种物质中C最稳定C．A与C的能量差为ΔE D．A→B的反应一定需要加热
解析：根据图示可知，能量大小为B>A>C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，其中A、C的能量差为ΔE，C的能量最低，C最稳定，故A项错误，B、C项正确；吸热反应不一定需要加热，故D项错误。
5．(双选)Na2CO3溶液与盐酸反应过程中的能量变化如图所示，下列叙述错误的是( )
A．CO2(g)＋H2O(l) ===== H2CO3(aq)是吸热反应B．CO32－ (aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应C．HCO3－ (aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应D．HCO3－ (aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是吸热反应
解析：由图可知，反应物CO2(g)和H2O(l)的总能量大于生成物H2CO3(aq)的能量，则反应CO2(g)＋H2O(l)====H2CO3(aq)是放热反应，故A项错误；由图可知，反应物CO32－(aq)和H＋(aq)的总能量大于生成物CO2(g)和H2O(l)的总能量，则反应CO32－(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应，故B项正确；
由图可知，反应物HCO3－(aq)和H＋(aq)的总能量小于生成物CO2(g)和H2O(l)的总能量，则反应HCO3－(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是吸热反应，故C项错误，D项正确。
6．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中能量变化的示意图是( )
解析：氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物先断键吸收能量，总能量增大，然后形成化学键时放出能量。
7．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( ) A．H2O的分解反应是放热反应B．氢能源已被普遍使用C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值D．2 ml H2O具有的总能量低于2 ml H2和1 ml O2具有的总能量
解析：水的分解是吸热反应，则2 ml H2O具有的总能量小于2 ml H2和1 ml O2具有的总能量，D正确，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C错误。
8．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( ) A．H2O(g)分解为H2与O2时放出热量B．生成1 ml H2O(g)时吸收热量245 kJC．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D．氢气和氧气的总能量小于水蒸气的能量
9．已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．图中a→b的过程为放热过程B．1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的键能总和大于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的键能总和C．该反应为氧化还原反应D．1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的总能量低于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的总能量
解析：a状态的能量低于b状态，则图中a→b的过程为吸热过程，A错误；反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的键能总和小于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的键能总和，B错误；反应中C和N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的总能量高于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的总能量，D错误。
10．(双选)已知：断裂或形成1 ml化学键吸收或放出的能量叫做键能，单位kJ·ml－1。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12 000～20 000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：
下列说法正确的是( )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(g)＋3F2(g)===2NF3(g)是放热反应D．NF3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：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 kJ＋154.8 kJ×3)<放出能量(283.0 kJ×6)，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，可能发生物理变化。
11．为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应________(填“放出”或“吸收”)热量。(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。(3)物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。(5)写出一个符合题中条件的化学方程式：_____________________________________________________________________。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑等合理答案均可)
12．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：(1)在一个小烧杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。①实验中玻璃棒的作用是_______________________________。②写出有关反应的化学方程式：_______________________________________________________。
搅拌使混合物充分接触并反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
③实验中观察到的现象有____________________________________________________________和反应混合物呈糊状。(2)下列过程中不一定释放能量的是________(填编号)。 ① 形成化学键 ② 燃料燃烧 ③ 化合反应 ④ 葡萄糖在体内的氧化反应 ⑤ 酸碱中和 ⑥ 炸药爆炸
玻璃片与烧杯之间结冰黏在一起，有少许刺激性气味的气体逸出
(3)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)。 ① 固体硫 ② 硫蒸气(4)已知H2和O2反应放热，且断开1 ml H—H键、1 ml O===O键、1 ml O—H键需吸收的能量分别为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，由此可以推知下列关系正确的是________(填编号)。 ① Q1＋Q2>Q3 ② Q1＋Q2>2Q3 ③ 2Q1＋Q2<4Q3 ④ 2Q1＋Q2<2Q3
解析：(1)①用玻璃棒迅速搅拌，可以知道玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触并反应。②氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡，化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。③氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，温度降低能让水结冰，导致烧杯和玻璃片黏在一起，同时生成的氨气具有刺激性气味。(2)一般的化合反应放热，但有的化合反应吸热，如二氧化碳和碳反应生成一氧化碳。
(3)固态变为气态需要吸收能量，所以硫蒸气的能量大于固体硫，等质量的固体硫、硫蒸气分别完全燃烧，放出热量较多的是硫蒸气。(4)已知2 ml H2和1 ml O2反应生成2 ml H2O，反应断开2 ml H—H键吸收能量2Q1 kJ、断开1 ml O===O键吸收能量Q2 kJ，形成4 ml O—H键放出能量4Q3 kJ，总反应放热，则2Q1＋Q2<4Q3。
13．某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2(如图所示)。
(1)若E1>E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。(2)若E1
其中最适宜作储能介质的是________(填字母)。A．CaCl2·6H2O B．Na2SO4·10H2OC．Na2HPO4·12H2O D．Na2S2O3·5H2O
解析：(1)若反应物的总能量E1大于生成物的总能量E2，则为放热反应。(2)若反应物的总能量E1小于生成物的总能量E2，则为吸热反应。(3)选择的物质应该具有的特点：白天在太阳照射下，某种盐熔化，熔化时单位质量的物质吸收热量应该较多，同时价格不能太高，Na2SO4·10H2O的性价比最高。
14．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 ml化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P—P：198 kJ·ml－1、P—O：360 kJ·ml－1、O==O：498 kJ·ml－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 ml P4O6________的热量为________。
解析：生成1 ml P4O6，断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 ml P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
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．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低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。
通过对化学能与热能的学习，培养学生宏观辨识与微观探析的能力、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的能力。
课前篇 · 自主学习固基础
一、化学能与热能的相互转化
1．吸热反应和放热反应(1) 定义吸热反应：________热量的化学反应；放热反应：________热量的化学反应。
(2) [实验6－1]
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
② Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
二、化学键与化学反应中能量变化的关系
如图是氢气与氯气反应的过程示意图，结合本图，完成下列知识点：1．化学反应中能量变化的原因
E1>E2，反应________能量；E1
(2) 吸热反应可以看成是____________能、____________能或________能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(________能)被“储存”起来的过程。
(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 ml H—Cl键所放出的能量与断开1 ml H—Cl键吸收的能量相等( )(4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定( )
(5) 化学反应过程不一定都有能量变化( )(6) NaOH溶于水要释放能量( )(7) 煤、石油和天然气都是化石能源( )(8) 柴草燃烧时，化学能全部转化为热能( )
化学反应中发生能量变化的主要原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量，化学键的断裂和形成所吸收和放出的能量不相等是化学反应中能量变化的主要原因。
1．下列反应中，属于放热反应的是______________，属于吸热反应的是________(填序号)。 ① 煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧蜂窝煤取暖 ③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物腐败 ⑦碳与水蒸气反应制得水煤气
2．某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。如果把化学反应中能量的变化看成是物质内部的能量与热能之间进行转变，则：(1)若E1>E2，则该反应为________热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为________能而被释放出来的过程。
(2) 若E1
解析：(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。
课堂篇 · 重点难点要突破
研习1 化学键与化学反应中能量变化的关系
1.从反应物、生成物总能量角度判断化学反应中的能量变化
2．从化学键角度判断化学反应中的能量变化
用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化：
(1)若ΔQ>0，说明反应物分子断键时吸收的总能量>生成物分子成键时放出的总能量，即反应吸收能量。(2)若ΔQ<0，说明反应物分子断键时吸收的总能量<生成物分子成键时放出的总能量，即反应放出能量。
[实验] 探究放热反应与吸热反应
1．实验1中温度计的示数为什么会升高？你知道还有哪些反应是放热反应？
提示：Mg与盐酸反应放出大量的热，会造成温度计的示数升高。除活泼金属与酸的反应外，酸碱中和反应、可燃物的燃烧、钠与水的反应等均是放热反应。
2．实验2中烧杯和木片为什么会黏在一起？你知道还有哪些反应是吸热反应？
提示：氢氧化钡晶体和NH4Cl晶体反应吸收大量的热，使烧杯周围的温度降低，木片与烧杯间的水凝结成冰，从而使烧杯和木片黏在一起。除氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应外，碳与CO2高温下的反应、工业生产水煤气的反应(C与水蒸气反应生成CO和H2)、煅烧石灰石等大多数的分解反应等均是吸热反应。
3．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？常温下能进行的反应一定是放热反应吗？试举例说明。
提示：需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，如煤炭的燃烧是放热反应，但需要加热才能进行；常温下能进行的反应不一定是放热反应，如氢氧化钡晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但在常温下即可发生。
1．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )A．该反应是吸热反应B．断裂1 ml A—A键和1 ml B—B键放出x kJ的能量C．断裂2 ml A—B键需要吸收y kJ的能量D．2 ml AB的总能量高于1 ml A2和1 ml B2的总能量
解析：从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D错误；断键时需要吸收能量，B错误，C正确。
2．下列说法中错误的是( )A．化学反应中能量变化通常表现为热量的变化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．需要加热才能发生的反应一定是吸收能量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出能量还是吸收能量
解析：化学反应都伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，A正确；化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，B正确；反应放出能量或吸收能量与反应条件没有关系，C错误；反应物与生成物的总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，D正确。
3．(双选)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如下图所示。
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2 ml H—O键吸收930 kJ的能量C．相同条件下，1 ml氢原子的能量为E1，1 ml氢气分子的能量为E2，则2E1
研习2 化学能与热能的相互转化
1．常见的放热反应和吸热反应
2．放热反应和吸热反应的判断方法
①根据反应物和生成物的总能量大小判断——反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。②根据化学键断裂和形成时能量变化大小判断——破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。
③根据经验规律判断——用常见吸热和放热的反应类型来判断。④根据生成物和反应物的相对稳定性判断——由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。
已知H2与Cl2发生反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)；1ml H2与1 ml Cl2在25 ℃、101 kPa条件下完全反应生成2ml HCl时，能量变化如下图所示：
1．断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量，断开1 ml H—H和1 ml Cl—Cl消耗的总能量是多少？形成2 ml H—Cl释放的总能量是多少？由此判断该反应是放热反应还是吸热反应？
提示：断开1 ml H—H和1 ml Cl—Cl消耗的总能量为436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，形成2 ml H—Cl释放的总能量为431 kJ×2＝862 kJ。由于成键放出的总能量大于断键吸收的总能量，因此，该反应是放热反应。
2．从化学键的角度分析，为什么化学反应发生的同时一定存在能量的变化？
提示：化学反应的实质是物质化学键的断裂和形成，化学反应中断裂化学键消耗的总能量与形成化学键释放的总能量并不相等，因此化学反应中一定伴随能量的变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。
3．已知：C(金刚石、s)===C(石墨，s)是放热反应，即1 ml金刚石转化成1 ml石墨放出1.9 kJ的能量，则相同质量的金刚石与石墨相比较，哪种物质具有的能量低？哪种物质更稳定？
提示：由金刚石转化成石墨放出能量，则相同质量的金刚石与石墨相比较，石墨具有的能量更低，依据能量越低越稳定判断，石墨比金刚石稳定。
1．下列说法正确的是( )①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A．只有③④ B．只有①②C．①②③④ D．只有②③④
2．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。由此可知( )A．NH4HCO3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D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
解析：醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3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；吸热反应中吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中，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粉末与盐酸的反应是吸热反应，是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。
3．有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。如下图所示，在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( )A．化学能 B．热能C．生物质能 D．电能
解析：图中关键信息是利用太阳能使H2O、CO2、N2等重新组合，组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环，可知太阳能最终转化为燃料燃烧所释放出的热能。
(1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应在常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等是吸热过程，但不是吸热反应。(3)物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。
演习篇 · 学业测试速达标
1．下列变化过程需要吸收能量的是( )A．氢气球遇火发生爆炸B．向污染的河水中投放生石灰C. D.
解析：氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量，断裂化学键时需要吸收能量。
2．已知反应X＋Y======M＋N为吸热反应，下列说法正确的是 ( )A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因为该反应是吸热反应，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小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析：由该反应为吸热反应可知，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，但每种物质的能量大小无法确定，A项错误，D项正确；吸热反应不一定需要加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，常温下就可以发生，B项错误；吸热反应中，破坏化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，C项错误。
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )A．氢氧化钠溶液与稀盐酸混合B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌C．乙醇燃烧D．锌与稀硫酸的反应
解析：生成物的总能量高于反应物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。
4．如图为某化学反应的能量反应进程图，由此可判断该反应( ) A．为放热反应 B．为吸热反应C．属于燃烧反应 D．属于中和反应
解析：由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
5．(双选)下列说法正确的是( )A．若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应B．需要加热才能发生的反应是吸热反应C．反应放出热量的多少与反应物的质量无关D．对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和
解析：A项，若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应，正确；B项，需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，错误；C项，反应放出热量的多少与反应物的质量成正比关系，错误；D项，对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和，正确。
6．下列有关能量转化的认识不正确的是( )A．通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能B．人类使用照明设备，将电能转化为光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D．燃料燃烧，只是将化学能转化为热能
解析：A项，植物的光合作用是在太阳光作用下合成了新物质，太阳能转化为化学能，正确；B项，人类使用照明设备照明是电能转化为光能，正确；C项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正确；D项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中可产生光能、热能等，错误。
(1) 图中A、C分别表示__________________________________、______________________，反应_________(填“吸收”或“放出”)能量。
1 ml N2(g)和3 ml H2(g)的总能量
2 ml NH3(g)的总能量
(2) 反应过程中断裂的化学键为_____________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为______；形成的化学键为________________，________(填“吸收”或“放出”)的能量为________。(3) E2＝________或________(用A、C或E1、E3表示)。
1 ml N≡N和3 ml H—H
解析：(1) A、C分别表示1 ml N2(g)和3 ml H2(g)(反应物)的总能量、2 ml NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。(2) 反应过程中断裂的化学键为1 ml N≡N和3 ml H—H，吸收的能量为E1，形成的化学键为6 ml N—H，放出的能量为E3。
8．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： ① 按图所示将实验装置连接好；
②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；③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、H2O的总能量与Ca(OH)2的总能量之间的关系：________________________________________________________________________________________。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2所具有的总能量
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CaO＋H2O===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所具有的总能量大于Ca(OH)2所具有的总能量。
课时作业(八) 化学反应与热能
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )A．锌粒与稀硫酸的反应B．灼热的木炭与CO2反应C．甲烷在氧气中的燃烧反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析：锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不符合题意；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应，D项不符合题意。
2．下列有关化学反应能量变化的叙述中，正确的是( )①如果反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应一定是吸热反应 ②只要是在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应 ③只要是在常温常压下进行的反应就一定是放热反应 ④燃烧反应一定是放热反应 ⑤化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应 A．①④ B．①②③ C．③⑤ D．④⑤
解析：②燃烧反应和铝热反应虽需点燃，但属于放热反应。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应。⑤C和CO2生成CO的反应属于吸热反应，而分解反应通常是吸热反应。
3．在25 ℃、101 kPa下，1 ml的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 ml的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)=====P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g) ====P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是( )A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
解析：白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
4．(双选)某反应由两步反应A→B→C构成，其反应能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是( )A．两步反应均为吸热反应 B．三种物质中C最稳定C．A与C的能量差为ΔE D．A→B的反应一定需要加热
解析：根据图示可知，能量大小为B>A>C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，其中A、C的能量差为ΔE，C的能量最低，C最稳定，故A项错误，B、C项正确；吸热反应不一定需要加热，故D项错误。
5．(双选)Na2CO3溶液与盐酸反应过程中的能量变化如图所示，下列叙述错误的是( )
A．CO2(g)＋H2O(l) ===== H2CO3(aq)是吸热反应B．CO32－ (aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应C．HCO3－ (aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应D．HCO3－ (aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是吸热反应
解析：由图可知，反应物CO2(g)和H2O(l)的总能量大于生成物H2CO3(aq)的能量，则反应CO2(g)＋H2O(l)====H2CO3(aq)是放热反应，故A项错误；由图可知，反应物CO32－(aq)和H＋(aq)的总能量大于生成物CO2(g)和H2O(l)的总能量，则反应CO32－(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是放热反应，故B项正确；
由图可知，反应物HCO3－(aq)和H＋(aq)的总能量小于生成物CO2(g)和H2O(l)的总能量，则反应HCO3－(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)是吸热反应，故C项错误，D项正确。
6．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中能量变化的示意图是( )
解析：氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物先断键吸收能量，总能量增大，然后形成化学键时放出能量。
7．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( ) A．H2O的分解反应是放热反应B．氢能源已被普遍使用C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值D．2 ml H2O具有的总能量低于2 ml H2和1 ml O2具有的总能量
解析：水的分解是吸热反应，则2 ml H2O具有的总能量小于2 ml H2和1 ml O2具有的总能量，D正确，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C错误。
8．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( ) A．H2O(g)分解为H2与O2时放出热量B．生成1 ml H2O(g)时吸收热量245 kJC．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D．氢气和氧气的总能量小于水蒸气的能量
9．已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．图中a→b的过程为放热过程B．1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的键能总和大于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的键能总和C．该反应为氧化还原反应D．1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的总能量低于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的总能量
解析：a状态的能量低于b状态，则图中a→b的过程为吸热过程，A错误；反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的键能总和小于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的键能总和，B错误；反应中C和N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)的总能量高于1 ml NO(g)和1 ml CO2(g)的总能量，D错误。
10．(双选)已知：断裂或形成1 ml化学键吸收或放出的能量叫做键能，单位kJ·ml－1。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12 000～20 000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：
下列说法正确的是( )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(g)＋3F2(g)===2NF3(g)是放热反应D．NF3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：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 kJ＋154.8 kJ×3)<放出能量(283.0 kJ×6)，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，可能发生物理变化。
11．为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应________(填“放出”或“吸收”)热量。(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。(3)物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。(5)写出一个符合题中条件的化学方程式：_____________________________________________________________________。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑等合理答案均可)
12．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：(1)在一个小烧杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。①实验中玻璃棒的作用是_______________________________。②写出有关反应的化学方程式：_______________________________________________________。
搅拌使混合物充分接触并反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
③实验中观察到的现象有____________________________________________________________和反应混合物呈糊状。(2)下列过程中不一定释放能量的是________(填编号)。 ① 形成化学键 ② 燃料燃烧 ③ 化合反应 ④ 葡萄糖在体内的氧化反应 ⑤ 酸碱中和 ⑥ 炸药爆炸
玻璃片与烧杯之间结冰黏在一起，有少许刺激性气味的气体逸出
(3)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)。 ① 固体硫 ② 硫蒸气(4)已知H2和O2反应放热，且断开1 ml H—H键、1 ml O===O键、1 ml O—H键需吸收的能量分别为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，由此可以推知下列关系正确的是________(填编号)。 ① Q1＋Q2>Q3 ② Q1＋Q2>2Q3 ③ 2Q1＋Q2<4Q3 ④ 2Q1＋Q2<2Q3
解析：(1)①用玻璃棒迅速搅拌，可以知道玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触并反应。②氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡，化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。③氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，温度降低能让水结冰，导致烧杯和玻璃片黏在一起，同时生成的氨气具有刺激性气味。(2)一般的化合反应放热，但有的化合反应吸热，如二氧化碳和碳反应生成一氧化碳。
(3)固态变为气态需要吸收能量，所以硫蒸气的能量大于固体硫，等质量的固体硫、硫蒸气分别完全燃烧，放出热量较多的是硫蒸气。(4)已知2 ml H2和1 ml O2反应生成2 ml H2O，反应断开2 ml H—H键吸收能量2Q1 kJ、断开1 ml O===O键吸收能量Q2 kJ，形成4 ml O—H键放出能量4Q3 kJ，总反应放热，则2Q1＋Q2<4Q3。
13．某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2(如图所示)。
(1)若E1>E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。(2)若E1
其中最适宜作储能介质的是________(填字母)。A．CaCl2·6H2O B．Na2SO4·10H2OC．Na2HPO4·12H2O D．Na2S2O3·5H2O
解析：(1)若反应物的总能量E1大于生成物的总能量E2，则为放热反应。(2)若反应物的总能量E1小于生成物的总能量E2，则为吸热反应。(3)选择的物质应该具有的特点：白天在太阳照射下，某种盐熔化，熔化时单位质量的物质吸收热量应该较多，同时价格不能太高，Na2SO4·10H2O的性价比最高。
14．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 ml化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P—P：198 kJ·ml－1、P—O：360 kJ·ml－1、O==O：498 kJ·ml－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 ml P4O6________的热量为________。
解析：生成1 ml P4O6，断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 ml P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。
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