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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第1课时教案及反思
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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第1课时教案及反思，共20页。
第1课时 化学反应与热能
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新知探究(一) 放热反应与吸热反应[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．化学反应实验探究
2．放热反应、吸热反应的概念
(1)把释放热量的化学反应称为放热反应。
(2)把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
3．常见的吸热反应和放热反应
(1)常见的放热反应有：燃烧反应(如木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧)、金属与水或酸的反应(如镁条、铝片与盐酸的反应)、大多数化合反应(如氢气与氯气反应)。
(2)常见的吸热反应有：大多数分解反应(如CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑)、氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠、C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO、C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2等。
[落实新知能]
正确理解吸热反应和放热反应
1．“三个不一定”
(1)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。
(2)放热反应常温下不一定容易发生，如物质燃烧。
(3)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．区分吸放热反应和吸放热过程
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、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
[演练新学考]
1．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．甲烷在空气中燃烧的反应
C．灼热的木炭与CO2的反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析：选C Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑既是氧化还原反应，又是放热反应，A错误；甲烷在空气中燃烧既是氧化还原反应，又是放热反应，B错误；C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO既是氧化还原反应，也是吸热反应，C正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，D错误。
2．下列变化过程，属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应
③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水
⑤H2在Cl2 中燃烧 ⑥食物腐败
A．②⑤⑥ B．②③④
C．①③⑤ D．②③④⑤⑥
解析：选A ①是同种物质状态变化，③和④分别为稀释和溶解的过程，均不属于化学反应；中和反应、大部分化合反应和缓慢氧化、活泼金属与酸(或水)的反应、燃烧反应均为放热反应，即②⑤⑥均为放热反应，A正确。
3．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浓硫酸溶于水放出热量属于放热反应 ④有的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④ B．只有①②
C．①②③④ D．②③④
解析：选A 加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；浓硫酸溶于水放出热量属于放热过程，不是放热反应；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS。
新知探究(二) 化学反应中能量变化的原因[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．微观角度分析
(1)化学反应实质
化学反应的过程可以看作是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
(2)化学反应中能量变化的原因
若吸收能量大于放出能量时，反应为吸热反应，反之为放热反应。
(3)示例分析
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：
①根据上图填写下表：
②该反应______(填“放出”或“吸收”)______kJ热量。
提示：①679 862 ②放出 183
2．宏观角度分析
[落实新知能]
放热反应和吸热反应的三种判断方法
1．根据经验规律判断
用常见吸热反应和放热反应的反应类型来判断。
2．根据反应物和生成物的总能量大小判断
反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应。
3．根据化学键断裂和形成时能量变化关系判断
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。
[演练新学考]
1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
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的总能量一定高于生成物M和N的总能量
解析：选C 该反应为吸热反应，说明反应物的总能量低于生成物的总能量，但不能说明X与M的能量关系、Y与N的能量关系，A错误；反应类型与反应条件无关，B错误；反应中断裂化学键吸收的能量比形成化学键时放出的能量高，由能量守恒可知部分能量储存在物质中，为吸热反应，C正确；该反应中X和Y的总能量一定低于生成物M和N的总能量，D错误。
2．硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：①SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。
精炼硅：②Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(高温))SiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)①是_____________反应，②是_____________反应，③是______________反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
解析：(2)因为反应②是放热反应，所以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。
答案：(1)吸热 放热 吸热 (2)小于
新知探究(三) 人类对热能和能源的利用[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．人类利用能源的三个阶段
树枝杂草时期、化石能源时期和多能源结构时期。
2．从柴草时期到化石能源时期人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧。
3．人类利用化石燃料过程中亟待解决的两个问题
(1)短期内不可再生，且储量有限，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显。
(2)煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
4．为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择。
5．新能源
(1)优点：资源丰富、可以再生、对环境无污染等。
(2)种类：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
[落实新知能]
能源的多角度分类
[演练新学考]
1．有关能源的下列说法不正确的是( )
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。
2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
解析：选C A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。
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：选B 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热能。
新知探究(四) 化学反应中能量变化的计算[选考层级]
[难度增一点]
[典例1] 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且氧气中1 ml OO键完全断裂时需要吸收能量496 kJ，水蒸气中1 ml H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 ml H—H键断裂时吸收能量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
[解析] 由1 g H2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ可知：2 g H2(即含1 ml H—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出能量为121 kJ×2＝242 kJ。由化学方程式H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))H2O(g)，可设1 ml H—H键断裂吸收的能量为Q，则：Q＋eq \f(1,2)×496 kJ－2×463 kJ＝－242 kJ，得Q＝436 kJ。
[答案] C
[典例2] 肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ)：键为942、O==O键为500、N—N键为154，则断裂1 ml N—H键所需的能量(kJ)是( ),
,A.194 B．391
C.516 D．658
[解析] 利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要吸收的能量为2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N,4个N—H,1个O==O键，所以1×154＋4×(N—H键键能)＋1×500＝2 218，解得断裂1 ml N—H键所需能量为391 kJ。
答案] B
[知能深一点]
可以根据反应物断键吸收的总能量和生成物成键放出的总能量计算反应过程中放出的能量。这种情况一般都是直接或结合图像的形式给出具体断键(成键)，吸收(放出)的能量数据，结合数据进行计算即可。,[选考难一点],,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键能放出x kJ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：选C 由图示知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时吸收能量，B项错误。
2.已知断开1 ml H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 ml H—N键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H2高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3，反应完1 ml N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 ml N≡N键需吸收的能量是( )
A.431 kJ B．945.6 Kj
C.649 kJ D．869 kJ
解析：选B 设断开1 ml N≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4 kJ＝6×391 kJ－3×436 kJ－x，x＝945.6 kJ。
3.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2 (g)和O2(g)反应生成NO (g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是( )
A.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量
C.通常情况下，N2 (g)和O2(g)混合能直接生成NO
D.NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析：选B 反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946 kJ·ml－1＋498 kJ·ml－1－2×632 kJ·ml－1＝180 kJ·ml－1，所以该反应是吸热反应，所以A不正确，B正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下，C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，D不正确。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．下列属于氧化还原反应，且为吸热反应的是( )
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2
B．C＋H2Oeq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2
C．Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
D．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
解析：选B A和D为非氧化还原反应；C是放热的氧化还原反应；B是吸热的氧化还原反应。
2．下列图示可以表示吸热反应的是( )
解析：选A A项，图示生成物的总能量高于反应物的总能量，为吸热反应，正确；B项，图示反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，错误；C项，锌与盐酸的反应为放热反应，错误；D项，浓硫酸稀释放热，但属于物理变化，错误。
3．已知2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂))2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
A．1 ml O2的能量一定高于2 ml SO2的能量
B．2 ml SO2和1 ml O2的总能量一定高于2 ml SO3的总能量
C．1 ml SO2的能量一定高于1 ml SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析：选B 1 ml O2的能量不一定高于2 ml SO2的能量，A错误；已知反应为放热反应，即2 ml SO2和1 ml O2的总能量高于2 ml SO3的总能量，B正确；1 ml SO2的能量也不一定高于1 ml SO3的能量，C错误；该反应虽是放热反应，但必须在高温下才能发生，D错误。
4．下列说法不正确的是( )
A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更高
解析：选A 氧气不充分时，化石燃料会不完全燃烧，A错误；化石燃料中含碳、硫等元素，在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体，B正确；煤进行深加工后再燃烧可使燃烧效率更高，C正确；固体煤变为气体燃料后，增加了氧气与燃料的接触面积，燃烧效率更高，D正确。
5．已知断开1 ml H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图，下列说法或热化学方程式不正确的是( )
A．断开1 ml HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量
B．生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量
C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－864 kJ·ml－1
D．HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)
ΔH＝＋92.5 kJ·ml－1
解析：选C 由图知，断开1 ml H—Cl键要吸收eq \f(1,2)×864 kJ＝432 kJ能量，A项正确；设生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出能量为E(Cl—Cl)，则436 kJ＋E(Cl—Cl)＝679 kJ，可得E(Cl—Cl)＝243 kJ，B项正确；由图知，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝(679－864)kJ·ml－1＝－185 kJ·ml－1，则HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)ΔH＝＋92.5 kJ·ml－1，C错误，D正确。
6.如图所示，对于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
C．A物质比C物质稳定
D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行
解析：选B 据图可知，反应物A的能量大于生成物C的能量，该反应为放热反应，反应进行时，一定有能量释放，A错误，B正确；A物质的能量高于C，则A不如C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。
7．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
解析：选A 稀硫酸和锌反应生成氢气，导致反应开始后，针筒活塞向右移动，不能说明反应放热，A错误；由图像可知反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，B正确；反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明装置内温度升高，反应为放热反应，C正确；稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，观察到温度计的水银柱不断上升，即该反应为放热反应，D正确。
8．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“储存”在物质内部的能量转化为________能而被释放出来的过程。
(2)若E1＜E2，则该反应为________热反应，那么在发生化学反应时，反应物需要_________才能转化成生成物。该反应过程可看成是______________________________的过程。
解析：(1)若反应物总能量高于生成物总能量，则该反应为放热反应，可理解为“储存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来。(2)若反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，反应时需吸收能量，可理解为热能转化为物质内部能量而被“储存”起来。
答案：(1)放 热 (2)吸 吸收能量 热能转化为物质内部能量而被“储存”起来
9．已知2 ml氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ热量，反应的方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)。
请回答下列问题：
(1)该反应的生成物能量总和________(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(2)若2 ml氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“＞”“＜”或“＝”)572 kJ。
(3)与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，请说出其中一点________________________________________________________________________。
解析：(1)该反应为放热反应，生成物能量总和小于反应物能量总和。(2)液态水变成水蒸气需要吸收热量，即2 ml氢气完全燃烧生成水蒸气放出热量小于572 kJ。(3)与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，如燃烧产物为水无污染，燃烧热值高等。
答案：(1)小于 (2)＜ (3)热值高(或清洁，无污染等其他合理答案)
10.
如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入粉末状的二氧化锰，再用胶头滴管滴入5 mL 10%的过氧化氢溶液于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：______________________________________________。
(4)由实验推知，O2和H2O的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)H2O2的总能量。
解析：双氧水在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水，化学方程式为2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，该反应是放热反应，所以O2和H2O的总能量小于H2O2的总能量；由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以烧杯中的溶液变浑浊。
答案：(1)试管内有气泡冒出，烧杯内溶液变浑浊
(2)H2O2分解放出O2，该反应放热，使烧杯中饱和石灰水的温度升高而析出氢氧化钙晶体
(3)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑ (4)小于
B级—选考等级考试增分练
1．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)，在100 kPa时，1 ml石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能。据此，试判断在100 kPa下，下列说法正确的是( )
A．石墨比金刚石稳定
B．金刚石比石墨稳定
C．1 ml石墨比1 ml金刚石总能量高
D．金刚石转化为石墨是物理变化
解析：选A 石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定性强，A正确，B错误；根据在100 kPa时，1 ml石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能，说明1 ml石墨的能量比1 ml金刚石低，C错误；同素异形体间的转化是化学变化，D错误。
2．据人民网报道，有一集团拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢气，其反应式可表示为2H2Oeq \(=====,\s\up7(TiO2),\s\d5(激光))2H2↑＋O2↑。有下列几种说法：①水的分解反应是放热反应；②氢气是一级能源；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善人类的生存环境。以上叙述中正确的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①②③④
解析：选C ①水的分解反应是吸热反应；②氢气是二级能源；③温室效应主要是CO2气体导致的，使用氢气作燃料可以减少CO2的排放；④利用多余二氧化碳与氢气，生成甲醇，可以做能源，实现变废为宝。
3．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，如表所示是几种化学键的键能：
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(g)＋3F2(g)===2NF3(g)为吸热反应
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应
解析：选B 断裂化学键的过程，吸收能量，A错误；形成化学键的过程，放出能量，B正确；反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)中断开旧键吸收能量为946.0 kJ＋154.8 kJ·ml－1×3 ml＝1 410.4 kJ，形成新键时放出能量为283.0 kJ·ml－1×6 ml＝1 698 kJ，即该反应为放热反应，C错误；化学反应过程中必有化学键的断裂与形成，D错误。
4．白磷与氧气可发生反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P：a kJ·ml－1、P—O：b kJ·ml－1、Peq \(=====,\s\up7(O：c kJ·ml－1、O))O：d kJ·ml－1，根据图示的分子结构和有关数据估算1 ml白磷反应放出的热量，其中正确的是( )
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ
B．(4c＋12b－6a－5d) kJ
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ
解析：选B 该反应为放热反应，反应中放出热量＝形成生成物中化学键的总能量－断开反应物中化学键的总能量。该反应中断裂6 ml P—P键和5 ml Oeq \(=====,\s\up7(O键，生成物中含4 ml P))O键和12 ml P—O键；故该反应中放出能量＝(4c＋12b)kJ－(6a＋5d)kJ＝(4c＋12b－6a－5d) kJ。
5．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·ml－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1 ml H—H键、1 ml I—I键、1 ml H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1 ml 氢气和1 ml 碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中，是将________转化为________________。
(3)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是______________。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的炭 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
答案：(1)放热 (2)放出 11 化学能 热能
(3)①②③⑤⑦ ④⑥
6．某校兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究：
(1)①甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，设计并完成了如图所示实验。
X溶液是________，滴入的量一般为________。
②乙同学认为甲同学的实验不能充分证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，乙同学的理由是__________________________________________________________。
(2)丙同学利用“保温瓶式量热计”(图略)，测出10 mL 10%氢氧化钠溶液和不同体积的10%盐酸混合过程中，溶液的温度变化见下表(假设两溶液密度相同)。
就此实验回答下列问题：
①盐酸和氢氧化钠的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②请在下图中绘制出溶液的温度变化与加入盐酸体积之间的变化关系图。
解析：(1)①由题图知加入的指示剂在氢氧化钠溶液中呈红色，在酸性溶液中呈无色，故该试剂为酚酞；②甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应。
(2)①结合表格中的数据可知，该反应为放热反应。②温度变化与加入盐酸体积之间的关系图见答案。
答案：(1)①酚酞 1～2滴 ②甲同学的实验不能说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应
(2)①放热
②
1.认识放热反应与吸热反应。
2.认识化学反应中存在能量变化的原因。
3.了解人类对热能的利用，体会提高燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性。
实验操作
实验现象
结论
①看到有气泡产生
②用手触摸反应后的试管，手感到热
③用温度计测得反应后温度升高
该反应放出热量
闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，木片和烧杯黏在一起，混合物呈糊状
该反应吸收热量
化学键
断裂或形成1 ml
化学键时能量变化
反应中能量变化
Cl—Cl
吸收243 kJ
H—H
吸收436 kJ
共吸收______kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出______kJ
图示
能量相对大小
反应物的总能量高于生成物的总能量
反应物的总能量低于生成物的总能量
分类依据
种类
举例
来源
来自太阳辐射的能量
太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
来自地球内部的能量
地热能、核能、水能
来自天体的引力能量
潮汐能
转换过程
一次能源
太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
二次能源
石油制品、煤气、电能
利用历史
化石燃料
煤、石油、天然气
新能源
太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能
性质
可再生能源
太阳能、风能、水能、生物质能
不可再生能源
煤、石油、天然气、核能
选项
A
B
C
D
反应装置
或图像
实验现象或图像信息
反应开始后，针筒活塞向右移动
反应物总能量高于生成物总能量
反应开始后，甲处液面低于乙处液面
温度计的水银柱不断上升
化学键
NN
F—F
N—F
键能/(kJ·ml－1)
946.0
154.8
283.0
加入盐酸的
体积(V)/mL
2
4
6
8
10
12
14
16
18
溶液温度变
化(Δt)/℃
5.2
9.6
12.0
16.0
18.2
16.7
15.7
14.7
13.7
第1课时 化学反应与热能
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新知探究(一) 放热反应与吸热反应[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．化学反应实验探究
2．放热反应、吸热反应的概念
(1)把释放热量的化学反应称为放热反应。
(2)把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
3．常见的吸热反应和放热反应
(1)常见的放热反应有：燃烧反应(如木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧)、金属与水或酸的反应(如镁条、铝片与盐酸的反应)、大多数化合反应(如氢气与氯气反应)。
(2)常见的吸热反应有：大多数分解反应(如CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑)、氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠、C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO、C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2等。
[落实新知能]
正确理解吸热反应和放热反应
1．“三个不一定”
(1)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。
(2)放热反应常温下不一定容易发生，如物质燃烧。
(3)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．区分吸放热反应和吸放热过程
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、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
[演练新学考]
1．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．甲烷在空气中燃烧的反应
C．灼热的木炭与CO2的反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析：选C Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑既是氧化还原反应，又是放热反应，A错误；甲烷在空气中燃烧既是氧化还原反应，又是放热反应，B错误；C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO既是氧化还原反应，也是吸热反应，C正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，D错误。
2．下列变化过程，属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应
③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水
⑤H2在Cl2 中燃烧 ⑥食物腐败
A．②⑤⑥ B．②③④
C．①③⑤ D．②③④⑤⑥
解析：选A ①是同种物质状态变化，③和④分别为稀释和溶解的过程，均不属于化学反应；中和反应、大部分化合反应和缓慢氧化、活泼金属与酸(或水)的反应、燃烧反应均为放热反应，即②⑤⑥均为放热反应，A正确。
3．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浓硫酸溶于水放出热量属于放热反应 ④有的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④ B．只有①②
C．①②③④ D．②③④
解析：选A 加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；浓硫酸溶于水放出热量属于放热过程，不是放热反应；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS。
新知探究(二) 化学反应中能量变化的原因[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．微观角度分析
(1)化学反应实质
化学反应的过程可以看作是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
(2)化学反应中能量变化的原因
若吸收能量大于放出能量时，反应为吸热反应，反之为放热反应。
(3)示例分析
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：
①根据上图填写下表：
②该反应______(填“放出”或“吸收”)______kJ热量。
提示：①679 862 ②放出 183
2．宏观角度分析
[落实新知能]
放热反应和吸热反应的三种判断方法
1．根据经验规律判断
用常见吸热反应和放热反应的反应类型来判断。
2．根据反应物和生成物的总能量大小判断
反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应。
3．根据化学键断裂和形成时能量变化关系判断
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。
[演练新学考]
1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
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的总能量一定高于生成物M和N的总能量
解析：选C 该反应为吸热反应，说明反应物的总能量低于生成物的总能量，但不能说明X与M的能量关系、Y与N的能量关系，A错误；反应类型与反应条件无关，B错误；反应中断裂化学键吸收的能量比形成化学键时放出的能量高，由能量守恒可知部分能量储存在物质中，为吸热反应，C正确；该反应中X和Y的总能量一定低于生成物M和N的总能量，D错误。
2．硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：①SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。
精炼硅：②Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(高温))SiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)①是_____________反应，②是_____________反应，③是______________反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
解析：(2)因为反应②是放热反应，所以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。
答案：(1)吸热 放热 吸热 (2)小于
新知探究(三) 人类对热能和能源的利用[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．人类利用能源的三个阶段
树枝杂草时期、化石能源时期和多能源结构时期。
2．从柴草时期到化石能源时期人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧。
3．人类利用化石燃料过程中亟待解决的两个问题
(1)短期内不可再生，且储量有限，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显。
(2)煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
4．为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择。
5．新能源
(1)优点：资源丰富、可以再生、对环境无污染等。
(2)种类：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
[落实新知能]
能源的多角度分类
[演练新学考]
1．有关能源的下列说法不正确的是( )
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。
2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
解析：选C A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。
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：选B 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热能。
新知探究(四) 化学反应中能量变化的计算[选考层级]
[难度增一点]
[典例1] 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且氧气中1 ml OO键完全断裂时需要吸收能量496 kJ，水蒸气中1 ml H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 ml H—H键断裂时吸收能量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
[解析] 由1 g H2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ可知：2 g H2(即含1 ml H—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出能量为121 kJ×2＝242 kJ。由化学方程式H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))H2O(g)，可设1 ml H—H键断裂吸收的能量为Q，则：Q＋eq \f(1,2)×496 kJ－2×463 kJ＝－242 kJ，得Q＝436 kJ。
[答案] C
[典例2] 肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ)：键为942、O==O键为500、N—N键为154，则断裂1 ml N—H键所需的能量(kJ)是( ),
,A.194 B．391
C.516 D．658
[解析] 利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要吸收的能量为2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N,4个N—H,1个O==O键，所以1×154＋4×(N—H键键能)＋1×500＝2 218，解得断裂1 ml N—H键所需能量为391 kJ。
答案] B
[知能深一点]
可以根据反应物断键吸收的总能量和生成物成键放出的总能量计算反应过程中放出的能量。这种情况一般都是直接或结合图像的形式给出具体断键(成键)，吸收(放出)的能量数据，结合数据进行计算即可。,[选考难一点],,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键能放出x kJ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：选C 由图示知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时吸收能量，B项错误。
2.已知断开1 ml H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 ml H—N键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H2高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3，反应完1 ml N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 ml N≡N键需吸收的能量是( )
A.431 kJ B．945.6 Kj
C.649 kJ D．869 kJ
解析：选B 设断开1 ml N≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4 kJ＝6×391 kJ－3×436 kJ－x，x＝945.6 kJ。
3.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2 (g)和O2(g)反应生成NO (g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是( )
A.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量
C.通常情况下，N2 (g)和O2(g)混合能直接生成NO
D.NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析：选B 反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946 kJ·ml－1＋498 kJ·ml－1－2×632 kJ·ml－1＝180 kJ·ml－1，所以该反应是吸热反应，所以A不正确，B正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下，C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，D不正确。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．下列属于氧化还原反应，且为吸热反应的是( )
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2
B．C＋H2Oeq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2
C．Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
D．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
解析：选B A和D为非氧化还原反应；C是放热的氧化还原反应；B是吸热的氧化还原反应。
2．下列图示可以表示吸热反应的是( )
解析：选A A项，图示生成物的总能量高于反应物的总能量，为吸热反应，正确；B项，图示反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，错误；C项，锌与盐酸的反应为放热反应，错误；D项，浓硫酸稀释放热，但属于物理变化，错误。
3．已知2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂))2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
A．1 ml O2的能量一定高于2 ml SO2的能量
B．2 ml SO2和1 ml O2的总能量一定高于2 ml SO3的总能量
C．1 ml SO2的能量一定高于1 ml SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析：选B 1 ml O2的能量不一定高于2 ml SO2的能量，A错误；已知反应为放热反应，即2 ml SO2和1 ml O2的总能量高于2 ml SO3的总能量，B正确；1 ml SO2的能量也不一定高于1 ml SO3的能量，C错误；该反应虽是放热反应，但必须在高温下才能发生，D错误。
4．下列说法不正确的是( )
A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更高
解析：选A 氧气不充分时，化石燃料会不完全燃烧，A错误；化石燃料中含碳、硫等元素，在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体，B正确；煤进行深加工后再燃烧可使燃烧效率更高，C正确；固体煤变为气体燃料后，增加了氧气与燃料的接触面积，燃烧效率更高，D正确。
5．已知断开1 ml H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图，下列说法或热化学方程式不正确的是( )
A．断开1 ml HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量
B．生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量
C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－864 kJ·ml－1
D．HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)
ΔH＝＋92.5 kJ·ml－1
解析：选C 由图知，断开1 ml H—Cl键要吸收eq \f(1,2)×864 kJ＝432 kJ能量，A项正确；设生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出能量为E(Cl—Cl)，则436 kJ＋E(Cl—Cl)＝679 kJ，可得E(Cl—Cl)＝243 kJ，B项正确；由图知，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝(679－864)kJ·ml－1＝－185 kJ·ml－1，则HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)ΔH＝＋92.5 kJ·ml－1，C错误，D正确。
6.如图所示，对于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
C．A物质比C物质稳定
D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行
解析：选B 据图可知，反应物A的能量大于生成物C的能量，该反应为放热反应，反应进行时，一定有能量释放，A错误，B正确；A物质的能量高于C，则A不如C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。
7．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
解析：选A 稀硫酸和锌反应生成氢气，导致反应开始后，针筒活塞向右移动，不能说明反应放热，A错误；由图像可知反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，B正确；反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明装置内温度升高，反应为放热反应，C正确；稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，观察到温度计的水银柱不断上升，即该反应为放热反应，D正确。
8．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“储存”在物质内部的能量转化为________能而被释放出来的过程。
(2)若E1＜E2，则该反应为________热反应，那么在发生化学反应时，反应物需要_________才能转化成生成物。该反应过程可看成是______________________________的过程。
解析：(1)若反应物总能量高于生成物总能量，则该反应为放热反应，可理解为“储存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来。(2)若反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，反应时需吸收能量，可理解为热能转化为物质内部能量而被“储存”起来。
答案：(1)放 热 (2)吸 吸收能量 热能转化为物质内部能量而被“储存”起来
9．已知2 ml氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ热量，反应的方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)。
请回答下列问题：
(1)该反应的生成物能量总和________(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(2)若2 ml氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“＞”“＜”或“＝”)572 kJ。
(3)与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，请说出其中一点________________________________________________________________________。
解析：(1)该反应为放热反应，生成物能量总和小于反应物能量总和。(2)液态水变成水蒸气需要吸收热量，即2 ml氢气完全燃烧生成水蒸气放出热量小于572 kJ。(3)与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，如燃烧产物为水无污染，燃烧热值高等。
答案：(1)小于 (2)＜ (3)热值高(或清洁，无污染等其他合理答案)
10.
如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入粉末状的二氧化锰，再用胶头滴管滴入5 mL 10%的过氧化氢溶液于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：______________________________________________。
(4)由实验推知，O2和H2O的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)H2O2的总能量。
解析：双氧水在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水，化学方程式为2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，该反应是放热反应，所以O2和H2O的总能量小于H2O2的总能量；由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以烧杯中的溶液变浑浊。
答案：(1)试管内有气泡冒出，烧杯内溶液变浑浊
(2)H2O2分解放出O2，该反应放热，使烧杯中饱和石灰水的温度升高而析出氢氧化钙晶体
(3)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑ (4)小于
B级—选考等级考试增分练
1．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)，在100 kPa时，1 ml石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能。据此，试判断在100 kPa下，下列说法正确的是( )
A．石墨比金刚石稳定
B．金刚石比石墨稳定
C．1 ml石墨比1 ml金刚石总能量高
D．金刚石转化为石墨是物理变化
解析：选A 石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定性强，A正确，B错误；根据在100 kPa时，1 ml石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能，说明1 ml石墨的能量比1 ml金刚石低，C错误；同素异形体间的转化是化学变化，D错误。
2．据人民网报道，有一集团拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢气，其反应式可表示为2H2Oeq \(=====,\s\up7(TiO2),\s\d5(激光))2H2↑＋O2↑。有下列几种说法：①水的分解反应是放热反应；②氢气是一级能源；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善人类的生存环境。以上叙述中正确的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①②③④
解析：选C ①水的分解反应是吸热反应；②氢气是二级能源；③温室效应主要是CO2气体导致的，使用氢气作燃料可以减少CO2的排放；④利用多余二氧化碳与氢气，生成甲醇，可以做能源，实现变废为宝。
3．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，如表所示是几种化学键的键能：
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(g)＋3F2(g)===2NF3(g)为吸热反应
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应
解析：选B 断裂化学键的过程，吸收能量，A错误；形成化学键的过程，放出能量，B正确；反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)中断开旧键吸收能量为946.0 kJ＋154.8 kJ·ml－1×3 ml＝1 410.4 kJ，形成新键时放出能量为283.0 kJ·ml－1×6 ml＝1 698 kJ，即该反应为放热反应，C错误；化学反应过程中必有化学键的断裂与形成，D错误。
4．白磷与氧气可发生反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P：a kJ·ml－1、P—O：b kJ·ml－1、Peq \(=====,\s\up7(O：c kJ·ml－1、O))O：d kJ·ml－1，根据图示的分子结构和有关数据估算1 ml白磷反应放出的热量，其中正确的是( )
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ
B．(4c＋12b－6a－5d) kJ
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ
解析：选B 该反应为放热反应，反应中放出热量＝形成生成物中化学键的总能量－断开反应物中化学键的总能量。该反应中断裂6 ml P—P键和5 ml Oeq \(=====,\s\up7(O键，生成物中含4 ml P))O键和12 ml P—O键；故该反应中放出能量＝(4c＋12b)kJ－(6a＋5d)kJ＝(4c＋12b－6a－5d) kJ。
5．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·ml－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1 ml H—H键、1 ml I—I键、1 ml H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1 ml 氢气和1 ml 碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中，是将________转化为________________。
(3)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是______________。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的炭 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
答案：(1)放热 (2)放出 11 化学能 热能
(3)①②③⑤⑦ ④⑥
6．某校兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究：
(1)①甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，设计并完成了如图所示实验。
X溶液是________，滴入的量一般为________。
②乙同学认为甲同学的实验不能充分证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，乙同学的理由是__________________________________________________________。
(2)丙同学利用“保温瓶式量热计”(图略)，测出10 mL 10%氢氧化钠溶液和不同体积的10%盐酸混合过程中，溶液的温度变化见下表(假设两溶液密度相同)。
就此实验回答下列问题：
①盐酸和氢氧化钠的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②请在下图中绘制出溶液的温度变化与加入盐酸体积之间的变化关系图。
解析：(1)①由题图知加入的指示剂在氢氧化钠溶液中呈红色，在酸性溶液中呈无色，故该试剂为酚酞；②甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应。
(2)①结合表格中的数据可知，该反应为放热反应。②温度变化与加入盐酸体积之间的关系图见答案。
答案：(1)①酚酞 1～2滴 ②甲同学的实验不能说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应
(2)①放热
②
1.认识放热反应与吸热反应。
2.认识化学反应中存在能量变化的原因。
3.了解人类对热能的利用，体会提高燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性。
实验操作
实验现象
结论
①看到有气泡产生
②用手触摸反应后的试管，手感到热
③用温度计测得反应后温度升高
该反应放出热量
闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，木片和烧杯黏在一起，混合物呈糊状
该反应吸收热量
化学键
断裂或形成1 ml
化学键时能量变化
反应中能量变化
Cl—Cl
吸收243 kJ
H—H
吸收436 kJ
共吸收______kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出______kJ
图示
能量相对大小
反应物的总能量高于生成物的总能量
反应物的总能量低于生成物的总能量
分类依据
种类
举例
来源
来自太阳辐射的能量
太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
来自地球内部的能量
地热能、核能、水能
来自天体的引力能量
潮汐能
转换过程
一次能源
太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
二次能源
石油制品、煤气、电能
利用历史
化石燃料
煤、石油、天然气
新能源
太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能
性质
可再生能源
太阳能、风能、水能、生物质能
不可再生能源
煤、石油、天然气、核能
选项
A
B
C
D
反应装置
或图像
实验现象或图像信息
反应开始后，针筒活塞向右移动
反应物总能量高于生成物总能量
反应开始后，甲处液面低于乙处液面
温度计的水银柱不断上升
化学键
NN
F—F
N—F
键能/(kJ·ml－1)
946.0
154.8
283.0
加入盐酸的
体积(V)/mL
2
4
6
8
10
12
14
16
18
溶液温度变
化(Δt)/℃
5.2
9.6
12.0
16.0
18.2
16.7
15.7
14.7
13.7
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