第6章第1節(jié)化學反應與能量變化

第1課時化學反應與熱能

知識梳理

一、化學反應過程中存在熱量變化

1.實驗探究

實驗操作實驗現(xiàn)象結論

溫

,溫度計一度①看到有________產生

該反應產生氣體，—

②用手觸摸反應后的試管，一

熱量

2mL"鎂

-2mol,L_,h獷條③用溫度計測得反應后溫度_

1廠松酸”

20gBa(OH),8HO

22①混合物呈_________狀

d-10gNH,C1

%

②聞到刺激性氣味

1該反應產生NH3和

/滴有水滴③用手觸摸杯壁下

"向木片H2O,________熱量

部，_________，用手拿起燒

聞到氣球后迅速用玻璃片杯，木片與燒杯_________

蓋上燒;不

【結論】化學反應中總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。

2.吸熱反應和放熱反應

(1)概念：把釋放熱量的化學反應稱為反應；把吸收熱量的化學反應稱為反應。

(2)常見的放熱反應和吸熱反應

放熱反應吸熱反應

①所有_________反應

①大多數(shù)_________反應

②酸堿中和反應

②C+CO2(以c、H2為還原劑的氧化還原反應)

③大多數(shù)_________反應

@Ba(OH)2-8H2O+_______(固態(tài)鏤鹽與堿的反應)

④活潑金屬跟水或酸的反應

④_________與鹽酸的反應

⑤物質的緩慢_________

二、化學反應中能量變化的原因

1.化學反應中能量變化的原因

(1)化學反應過程

（2）化學反應中能量變化的原因

化學鍵的?與是化學反應中能量變化的主要原因。

吸收能量（2）

舊化學鍵斷裂、人4g

反應物新化學鍵形成,生成物

釋放能量（石2）

EiE2,反應吸收能量（吸熱反應）；EiE2,反應放出能量（放熱反應）。

2.化學反應中能量的決定因素

化學反應中能量變化決定于的總能量和總能量的相對大小。

（1）放熱反應：化學能轉化為

反應物的總能量高

向環(huán)境

釋放能量

生成物的總能量低

（2）吸熱反應：熱能轉化為被生成物“儲存”

生成物的總能量高

從環(huán)境

化學反應LJ吸收能量

反應物的總能量低

三、化學能與熱能相互轉化的應用

1.現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑是：物質的燃燒，使用最多的常規(guī)能源是：燃料（煤、石油和天

然氣）。

2.化石燃料獲取能量面臨的問題

（1）儲量有限，短期內不可再生。

（2）影響環(huán)境：煤、石油產品燃燒排放的粉塵、SCh、NO-CO等是大氣污染物的主要來源。

3.節(jié)能減排的措施

⑴燃料燃燒階段提高燃料的。

（2）能量利用階段的利用率。

(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關注的新能源有太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。

典例分析

題型一：化學反應中能量變化的原因及能量的相互轉化

【典例1】下列有關物質及其變化的說法中，正確的是()

A.化學變化不產生新元素，產生新元素的變化不是化學變化

B.向煮沸的NaOH溶液中滴加FeCb飽和溶液制備Fe(OH)3膠體

C.有沉淀析出的變化一定是化學變化

D.液氮、乙醇、NH3均屬于非電解質

【變式練】

1.下列過程能將化學能轉化為電能的是()

A.圖是HC1和NaOH的反應能量變化圖

B.石墨轉化為金剛石是吸熱反應，則石墨比金剛石不穩(wěn)定

C.化學反應中能量變化的根本原因是化學鍵的斷裂與生成

D.原電池是一種將化學能轉化為電能的裝置

題型二：化學鍵與化學反應中的能量關系

【典例2】反應NH3+HC1=NH4C1的能量變化如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該反應是吸熱反應

B.該反應中生成物更穩(wěn)定

C.放熱反應一定不需要加熱

D.反應物化學鍵斷裂放出能量的能量大于生成物成鍵吸收的能量

【變式練】

1.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)化學方程式

N2+3H2.-2NH3,反應完1molN2放出的能量為92.4kJ,下列說法正確的（）

A.反應物的總能量小于生成物總能量

B.斷開1molNmN鍵需吸收的能量是945.6kJ

C.氨氣比氫氣穩(wěn)定

D.14克氮氣和4克氫氣在該條件下充分反應后放出46.2kJ熱量

2.已知：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t，測得反應過程中溶液溫度升高。下列關于該反應的說法中，不正做的是

（）

A.屬于放熱反應B.屬于氧化還原反應

C.反應物的總能量低于生成物的總能量D.能量變化與化學鍵的斷裂和形成有關

題型三：吸熱反應與放熱反應

【典例3】如下圖所示，有關化學反應和能量變化的說法正確的是（)

A.圖a可以表示碳酸鈣分解反應的能量變化

B.圖b中反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能

C.圖a不需要加熱就能發(fā)生，圖b一定需要加熱才能發(fā)生

D.圖b可以表示氯化鏤固體與氫氧化領晶體反應的能量變化

【變式練】

1.在25℃>101kPa下，1mol白磷（P。完全燃燒放出的熱量和4mol紅磷（P）完全燃燒放出的熱量關系如下

圖所示。由此判斷，下列說法正確的是（

A.由紅磷轉化為五氧化二磷是吸熱反應

B.由紅磷轉化為白磷是放熱反應

C.由紅磷轉化為白磷是吸熱反應

D.等質量的紅磷比白磷完全燃燒放出的熱量多

2.以下關于能量變化的說法正確的是（）

A.凡是能量變化一定發(fā)生在化學變化中

B.鹽酸與碳酸氫鈉的反應為放熱反應

C.吸熱反應都需要加熱

D.植物的光合作用是將光能轉變?yōu)榛瘜W能

跟蹤訓練

一、單選題

1.關于化學反應熱效應的敘述中，正確的是()

A.放熱反應在常溫下就一定很容易發(fā)生

B.放熱反應中反應物的總能量大于生成物的總能量

C.碳的燃燒反應是吸熱反應

D.凡是需加熱方能進行的反應一定是吸熱反應

2.下列關于化學反應與能量的說法中，不正確的是()

A.鎂與鹽酸反應置換出氫氣為放熱反應

B.化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因

C.Ba(OH)2.8H2O與NH4cl的反應屬于吸熱反應

D.反應物的總能量高于生成物的總能量，反應時從環(huán)境吸收能量

3.關于吸熱反應和放熱反應，下列說法錯誤的是()

A.化學反應過程中的能量變化服從能量守恒定律

B.化學反應中的能量變化，除了熱能外，還可以是光能、電能等

C.是放熱反應還是吸熱反應取決于反應的條件

D.反應物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應

4.1868年狄青和洪特發(fā)現(xiàn)了用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法：

4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)□化學反應與能量變化如圖所示。下列說法正確的是(

4HCl(g)+C)2(g)的總能量高

2ch(g)+2H2O(g)的總能量低

A.該反應為吸熱反應

B.若H2O為液態(tài)，則生成物總能量將變大

C.4HCl(g)和02(g)總能量高于2c12(g)+2H2O(g)的總能量，反應時向環(huán)境釋放能量

D.斷開舊化學健吸收的總能量大于形成新化學鍵所釋放的總能量

5.已知化學反應A2(g)+BMg)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是(

反應進程

A.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量

B.該反應可看作是環(huán)境中的熱能轉化為物質內部的化學能的過程

C.lmolA2(g)和lmolB2(g)的總鍵能小于2moiAB(g)的總鍵能

D.該反應一定需要加熱到很高的溫度才可以發(fā)生

6.下列關于能量的敘述錯誤是()

反應過程

A.如圖可以表示NH4C1固體和Ba(OH)2?8H2O反應的能量變化圖

B.化學反應過程中同時存在物質和能量的變化

C.高溫分解石灰石是吸熱反應

D.原電池是一種將化學能轉化為電能的裝置

7.研究表明，在一定條件下，氣態(tài)HCN(a)與CNH(b)兩種分子的互變反應過程能量變化如圖所示。下列說

法正確的是()

Q

件OO

系

k

麻

A.CNH比HCN更穩(wěn)定

B.HCN(g)-CNH(g)為吸熱反應且反應條件一定要加熱

C.ImolHCN(g)中的所有化學鍵全部斷開需要吸收127.2kJ的熱量

D.ImolHCN(g)轉化為ImolCNH(g)需要吸收59.3kJ的熱量

8.根據(jù)下面的信息(物質后面括號中的s、g、1分別代表物質狀態(tài)為固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài))，下列敘述正確的是

()

1molH2的共價鍵斷裂_

Hl(g)2H(g)

吸收436kJ能量形成1molH2O的共價黛

HzO(g)

0.5molO2的共價鍵斷裂釋放930kJ能量

102(g)0(g)

吸收249kJ能量

甲乙丙

A.化學反應中能量變化的大小與反應物的質量多少無關

B.2molH2(g)與ImolO2(g)反應生成2molH2O(g)吸收能量為490kJ

C.2molH2O(g)的能量比2mol旦(g)與ImolO2(g)的能量之和低

D.101。1凡信)與0.501。102伍)反應生成101。1凡0(1)釋放能量為245kJ

9.如圖是金屬鎂和鹵素單質X2反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是()

^tMg(s)+X2(g)

1K-364Mgl,(s)

二-400V-524MgBr.(s)

2門衛(wèi)MgC^s)

詞-800[\

盟(J24MgF2(s)

-1200-

反應過程

A.由MgCb制取Mg是放熱過程

B.熱穩(wěn)定性：Mgl2>MgBr2>MgC12>MgF2

C.金屬鎂和鹵素單質X2的反應都是放熱反應

D.由圖可知，此溫度下Mgb(s)所含化學鍵的鍵能最大

10.將Ba(OH)2-8H2O晶體和NH4cl晶體放入燒杯中快速攪拌，用手觸摸杯壁下部，感受到溫度降低。下列

說法正確的是()

A.該過程吸收了熱量

B.該過程只發(fā)生物理變化

C.反物的總能量高于生成物的總能量

D.反應能量的變化與化學鍵的斷裂和形成無關

11.“能量反應過程”圖是表示反應過程中物質能量變化的示意圖，如圖為某反應的“能量反應過程”圖，下列

有關說法正確的是()

A.該反應中，反應物的總能量小于生成物的總能量

B.斷開的化學鍵需要吸收bkJ的能量

C.AJg)+B2(g)=2AB(g)是放熱反應

D.lmolA2(g)^nlmolB2(g)的能量之和為akJ

12.化學能與熱能、電能等能相互轉化，關于化學能與其他能量相互轉化的說法正確的是()

A.圖1所示的裝置能將化學能變?yōu)殡娔?/p>

B.圖2所示的反應為吸熱反應，可表示鋁熱反應的能量變化

C.對于放熱反應H”CU—2HC1,化學能只轉化為熱能

D.由圖3可得，ImoINz和ImolCh生成NO(g)過程中吸收180kJ能量

二、綜合題

13.按要求填空

(1)在①Ar、②N2、③SiCh、④K2S、⑤NH4cl五中物質中，只存在共價鍵的是；只存在離子鍵

的是;既有離子鍵，又有共價鍵的是；不存在化學鍵的是

⑵將Ba(OH)2-8H2。晶體研細后與NH4cl晶體一起放入燒杯中，用玻璃棒快速攪拌，聞到有刺激性氣味的

氣體產生，燒杯壁溫度下降，此反應為(“吸熱”或“放熱”)反應，反應的方程式為

(3)工業(yè)合成氨緩解了有限耕地與不斷增長的人口對糧食大量需求之間的矛盾。已知拆開Imol化學鍵所需要

的能量叫鍵能。相關鍵能數(shù)據(jù)如表：

共價鍵H—HN三NN—H

鍵能(kJ?moP)436.0945.0391.0

結合表中所給信息，計算生成2molNH3時(填“吸收”或“放出”)的熱量是kJ(保留小數(shù)

點后一位)。

14.利用太陽能分解H2O獲得氫氣，再通過CO2加氫制甲醇(CH3OH)等燃料，從而實現(xiàn)可再生能源和CO2

的資源化利用。

O202

太陽能燃料電池

A11?U

IIV

*乩一

—H20—**H2—

IIIII

C02—~~>CH30H——?CC)2(再循環(huán)利用)

太陽能

(1)過程I、n是典型的人工光合作用過程：4H2O+2CO22CH3OH+3O2,該反應是______反應(填“吸

熱”或“放熱”)。過程IV的能量轉化形式為。

(2)過程II中CO?催化加氫制取甲醇，