第4讲化学反应与热能

第4讲化学反应与热能考点1放热反应与吸热反应1.实验探究：实验61：镁与盐酸的反应实验操作在试管中加入2ml2mol/L的盐酸，并用温度计测量温度，再将用砂纸打磨过的光亮镁条投入试管中，观察现象并测量温度变化。实验现象看有大量气泡生成摸试管烫手温度计温度升高实验结论反应原理Mg+2HCl=MgCl2+H2↑能量变化反应放出热量实验62：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应实验操作将20g的Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10g的NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有水的木板上，用玻璃棒迅速搅拌，闻到刺鼻气味后用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着拿起烧杯观察现象。实验现象看烧杯与木板粘到一起摸烧杯外壁变得冰凉温度计有刺激性气体生成实验结论反应原理Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+NH3↑+10H2O能量变化反应吸收热量2.定义：（1）放热反应：化学上把释放热量的化学反应叫做放热反应。（2）吸热反应：化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。①不论吸热还是放热反应必须是化学反应，物质的三态变化属于吸放热过程不属于吸放热反应。②化学反应必然存在能量变化，不存在既不吸热又不放热的化学反应。3.常见的放热反应和吸热反应：常见的放热反应所有的燃烧反应。所有的酸碱中和反应。大对数化合反应。铝热反应（2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe）。金属与酸、水的反应。常见的吸热反应：大多数分解反应。部分以碳为还原剂的还原反应（还原氧化铜、氧化铁等）。某些晶体之间的反应（Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+NH3↑+10H2O）盐酸与碳酸氢钠的反应。【典例1】下列说法正确的是A．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化B．吸热反应一定需要加热才能发生C．放热反应在常温下就能迅速发生D．化学反应中一定伴随着能量变化【答案】D【详解】A．化学变化一定伴随着能量的变化，物理变化也可以伴随着能量的变化，故有能量变化的过程不一定是化学变化，故A错误；B．吸放热反应与反应条件无必然的联系，吸热反应一定需要加热才能发生，故B错误；C．化学反应是放热反应还是吸热反应，不能用是否需要加热才能发生来判断，故C错误；D．化学变化一定伴随着能量的变化，但不一定是热量的变化，故D正确；故选D。【典例2】下列说法正确的是A．凡是需要加热的化学反应都不是放热反应B．灼热的炭与二氧化碳的反应属于放热反应C．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化D．断键吸收的能量大于成键放出的能量为吸热反应【答案】D【详解】A．铝热反应需要高温，属于放热反应，A错误；B．灼热的炭与二氧化碳的反应属于吸热反应，B错误；C．有能量放出或吸收的变化不一定是化学变化，如灯泡的发光放热属于物理变化，C错误；D．断键吸收的能量大于成键放出的能量，则整体表现为吸收热量，即该反应为吸热反应，D正确；故选D。【典例3】下列说法中错误的是A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应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．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化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【答案】A【详解】A．有的放热反应也需要加热甚至高温才能发生，如铝热反应，故A错误；B．化学反应过程中有化学键的断裂和形成，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；C．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，还有的化学反应中有化学能转化为光能等，故C正确；D．反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应放热，反之吸热，故D正确；故选A。考点2反应中化学键与能量的关系1.化学键的断开与形成总是伴随着能量的变化化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成。物质中的原子之间是通过化学键相结合的，所以化学反应的本质是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。断开反应物中的化学键要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。如反应H(g)+Cl2(g)=2HCl(g):（1）同种条件下，形成1mol化学键所释放的能量与断开1mol同种化学键所吸收的能量是相同的。（2）键能：通常在298K、101KPa下气态分子中1mol化学键解离成气态原子所需要吸收的能量。键能越大物质越稳定。2.化学反应中的能量变化（1）化学反应中的两个过程：①物质吸收能量用来克服粒子间作用力，断开化学键。②粒子重新组合，形成新的化学键，放出能量。因此化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。（2）化学反应中的两个变化：①物质变化：有新物质的生成。②能量变化：反应物与生成物键能不同，故断键吸收的能量与成键放出的能量不同，导致吸能与放能会有能量差，故反应前后会与能量变化。3.化学反应中能量变化得两个类型：吸收能量与放出能量。微观角度能量变化类型表现形式断裂反应物化化学键的总能量<形成生成物化学键释放的总能量释放能量放热断裂反应物化化学键的总能量>形成生成物化学键释放的总能量吸收能量吸热结论：E反应物的总键能E生成物的总键能=△E。若△E>0，反应为吸热反应；若△E<0，反应为放热反应。宏观角度能量变化类型表现形式反应物的总能量<生成物的总能量吸收能量吸热反应物的总能量>生成物的总能量释放能量放热结论：E生成物的总能量E反应物的总能量=△E。若△E>0，反应为吸热反应；若△E<0，反应为放热反应。①物质的总能量越低，物质越稳定。②需要加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应也不一定需要加热。【典例1】根据如图提供的信息，下列所得结论正确的是A．该反应为吸热反应B．该反应为放热反应C．如果发生图示的逆反应，反应条件一定加热D．反应物的总能量小于生成物的总能量【答案】B【详解】A．反应物的总能量高于生成物，该反应为放热反应，A错误；B．反应物的总能量高于生成物，该反应为放热反应，B正确；C．图示反应的逆反应为吸热反应，反应条件不一定要加热，常温下也可以进行，C错误；D．反应物总能量在上，生成物总能量在下，反应物的总能量高于生成物，D错误；故选B。【典例2】下图为H2与Cl2在一定条件下反应生成HCl的微观示意图。注：示意图中的能量表示断裂或形成1mol共价键吸收或放出的热量,下列说法不正确的是A．反应的化学方程式是H2+Cl2=2HClB．由图可知有假想中间物质H、Cl原子形成1molHCl非极性键放出431kJ的能量C．由图中能量数据可知，HH键比ClCl键更难断裂D．标准状况下，11.2LH2与过量Cl2反应放出的热量是183kJ【答案】D【详解】A．氢气和氯气反应的方程式为：H2+Cl2=2HCl，A正确；B．由图可知，H、Cl原子形成1molHCl非极性键放出431kJ的能量，B正确；C．由图中能量数据可知，HH键436kJ·mol1,比ClCl键243kJ·mol1更大，更难断裂，C正确；D．反应焓变=断键能量成键能量；H2+Cl2=2HCl反应的焓变△H=436kJ·mol1+243kJ·mol12×431kJ·mol1=183kJ·mol1，则1molH2参加反应放热为183kJ，标准状况下，11.2LH2的物质的量为0.5mol，与过量Cl2反应放出的热量是91.5kJ，D错误；故答案为：D。【典例3】分析下图，不能得出的结论是(    )A.H2与O2反应是放热反应

B.断开化学键要放出能量

C.化学反应既有物质变化又有能量变化

D.2molH2(g)【答案】B【解析】

A.图象分析可知反应物能量高于生成物，反应为放热反应，故A正确；

B.断裂化学键需要吸收能量，故B错误；

C.化学反应实质是旧键断裂新键形成，反应过程中一定伴随物质变化和能量变化，故C正确；

D.图象分析可知反应物能量高于生成物，2molH2和1molO【典例4】已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列说法正确的是(    )A.该反应是放热反应

B.只有在加热条件下才能进行

C.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量【答案】D【解析】A、图象分析反应物能量低于生成物，结合能量守恒分析反应是吸热反应，故A错误；

B、某些吸热反应不需要加热也可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应，故B错误；

C、图象分析可知反应过程中反应物能量低于生成物能量，故C错误；

D、反应是吸热反应，依据反应实质分析，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量，故D正确；

故选：D。考点3能量的转化与能源的利用1.化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用化学物质中的化学能通过化学反应转化为热能，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力，如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等；而热能转化为化学能是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径，如高温冶炼金属、高温分解化合物等。2.生物体中的能量转化及利用植物通过光合作用使光能转化为化学能储存在所形成的淀粉等糖类中。能源物质在人体中氧化分解生成CO2和H2O，产生的能量一部分以热量的形式散失，另一部分作为可转移能量在人体内被利用(如进行合成代谢)。3.人类能源利用的发展：柴草时期——化石能源——多能源结构时期（风、太阳能、水能、核能、风能等）4.化石燃料使用的弊端：（1）化石燃料储量有限，不可再生，与当今能源的大量需求产生供需矛盾。（2）化石燃料燃烧排放物中含有大量的粉尘、氮的氧化物、二氧化硫、一氧化碳是大气的主要污染物。排放的二氧化碳会造成温室效应。5.解决方案：（1）节能减排：在燃烧阶段改进设备，提高燃料的利用率；利用阶段多使用节能设备；对于工厂热电厂的余热，与市政供热联网运行，较少热量的浪费。（2）开源：开发新能源技术，大力发展可再生的太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能等。【典例1】环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法不正确的是()A．二氧化硫的产生主要原因是煤的大量燃烧B．海底埋藏着大量的可燃冰，它不可能成为未来的新能源C．氢气极易燃烧，燃烧的产物是水，被认为是最清洁的燃料D．化石燃料面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能等【答案】B【解析】煤燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮，正确；可燃冰燃烧生成二氧化碳和水，海底埋藏着大量的可燃冰，它可能成为未来的新能源，错误；由于氢气燃烧放出的热量多，燃烧产物是水不污染环境，制取氢气的原料丰富，可以用水来制取，所以被认为是最清洁的燃料，正确；D、化石燃料属于不可再生能源，面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能，正确。故选B。【典例2】党的十九大提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国。下列做法正确的是（）A．超市购物提倡使用塑料袋B．工业废水直接灌溉农田，节约水资源C．大量使用农药、化肥，增加粮食产量D．大力开发新能源替代化石燃料【答案】D【解析】超市购物提倡使用塑料袋，可能造成“白色污染”，错误；工业废水直接灌溉农田，会污染农作物，造成农作物减产、绝收，甚至危害人体健康，错误；大量使用农药、化肥，会造成药害、肥害、农药残留等，不一定能增加粮食产量，反而可能危害人体健康，错误；大力开发新能源替代化石燃料，可减少碳的排放，正确。故选D。【典例3】现代的生产和生活要消耗大量能量。下列活动中，通过化学反应提供能量的是()A．发射航天飞机 B．水车积水灌溉 C．太阳能供热 D．风力发电【答案】A【解析】A、发射航天飞机，燃料燃烧的化学能转化为航天飞机的动能；故选项正确。B、水车积水灌溉，水的势能转化为水的动能；故选项错误。C、太阳能供热，太阳能转化为热能；故选项错误。D、风力发电，风能转化为电能；故选项错误。故选：A。1.对于敞口容器中的反应：Zn(s)+H2SA.Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量

B.反应过程中能量关系可用上图表示

C.若将该反应设计成原电池，则Zn为负极

D.若将该反应设计成原电池，当有【答案】D【解析】

A项，Zn和H2SO4的反应是放热反应，所以Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量，A正确；

B项，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，B正确；

C项，在反应Zn(s)+H2S2.下列关于化学反应与能量的说法正确的是(    )A.中和反应是放热反应

B.H2燃烧时的能量变化如图所示

C.化学键断裂放出能量

【答案】A【解析】A项，酸碱发生中和反应放出热量，所以中和反应是放热反应，正确；

B项，根据图示可知生成物的总能量比反应物的总能量高，所以图示表示吸热反应，而H2的燃烧为放热反应，错误；

C项，化学键断裂时要吸收能量，错误；

D项，任何反应都有热效应，因此，反应物总能量与生成物总能量一定不相等，错误。

3.在25℃、101kPa下，1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如下图所示：由此判断，下列说法正确的是(    )A.由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应

B.由红磷转化为白磷是放热反应

C.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时白磷比红磷稳定

D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷稳定【答案】D【解析】

反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，否则为吸热反应，物质能量越高越不稳定，据此分析作答。

A.如图所示，红磷的能量大于五氧化二磷，则由红磷转化为五氧化二磷是放热反应，故A错误；

B.如图所示，白磷能量大于红磷，则由红磷转化为白磷是吸热反应，故B错误；

C.如图所示，白磷能量大于红磷，则等质量的红磷比白磷能量低，所以红磷比白磷稳定，故C错误；

D.如图所示，白磷能量大于红磷，则由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量的红磷比白磷能量低，所以红磷比白磷稳定，故D正确。

4.已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示(E1、E2均为正值)，下列说法正确的是(    )A.该反应吸收的能最为(E1−E2)

B.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

C.A和B的总能量一定高于【答案】A【解析】A.△H=断键吸收的能量−成键放出的能量=E1−E2，故A正确；

B.图象分析反应物能量低于生成物，结合能量守恒分析反应是吸热反应，所以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，故B错误；

C.图象分析可知反应过程中反应物能量低于生成物能量，故C错误；5.反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C.反应过程能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4A.三种物质中B最不稳定，A最稳定

B.B→A反应的活化能为E1，反应B→C反应的△H=E4−E3

C.B→A反应与铝热反应一样都属于生成物的总能量高于反应物的总能量的放热反应

【答案】D【解析】A.能量越低越稳定，C最稳定，故A错误；

B.焓变等于正逆反应的活化能之差，则B→A反应的活化能为E2，反应B→C反应的△H=E3−E4，故B错误；

C.铝热反应为放热反应，B→A反应为放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，故C错误；

D.B与C的能量高，A比C的能量高，则B→C是放热反应，反应A→C是放热反应，故D正确；

故选：D。

6.科学家用X射线激光技术观察到下列说法正确的是(

)A.CO和O生成CO2是吸热反应

B.在该过程中，CO断键形成C和O

C.CO和O形成了具有极性共价键的CO2

D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示【答案】C【解析】A.由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；

B.由图可知不存在CO的断键过程，故B错误；

C.CO与O在催化剂表面形成CO2，CO2含有极性共价键，故C正确；

D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示故选C。7．NOCl常用于有机合成，其合成原理为2NO(g)＋Cl2(g)⇌2NOCl(g)，反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是A．2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)所具有能量低76kJB．该反应为吸热反应C．该反应中每生成2molNOCl(g)放出热量76kJD．形成1molNOCl(g)中的化学键吸收热量90kJ【答案】C【详解】A．根据图示，2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)和1molCl2(g)所具有的总能量低(180104)kJ=76kJ，则2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)和1molCl2(g)所具有的总能量低76kJ，A错误；B．反应物的能量总和大于生成物的能量总和，为放热反应，B错误；C．2molNO(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molNOCl(g)放出热量(180104)kJ=76kJ，C正确；D．断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，D错误；答案选C。8．根据图提供的信息，不能得到的结论是A．该反应中化学能转化成了热能，为吸热反应B．该反应一定有能量转化成了生成物的化学能C．该反应生成物的总能量高于反应物的总能量D．和两个反应吸收或放出的热量数值相等【答案】A【详解】A．反应物总能量小于生成物总能量，反应中热能或其它能量转化为化学能，反应为吸热反应，A符合题意；B．反应物总能量低于生成物总能量，该反应一定有能量转化成了生成物的化学能，B不符合题意；C．由图可知，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量，C不符合题意；D．和两个反应所涉及的物质及物质的量相同，则吸收或放出的热量数值相等，D不符合题意；故选A。9．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：PP：akJ·mol1、PO：bkJ·mol1、P=O：ckJ·mol1、O=O：dkJ·mol1，根据图示的分子结构和有关数据估算1mol白磷反应放出的热量，其中正确的是A．(6a＋5d4c12b)kJ B．(4c＋12b6a5d)kJC．(4c＋12b4a5d)kJ D．(4a＋5d4c12b)kJ【答案】B【详解】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。由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO=O，1mol的P4O10中含有4mol的P=O，12mol的PO，故该反应中放出能量=(4c＋12b)kJ(6a＋5d)kJ=(4c＋12b6a5d)kJ。故选B。10．一氧化碳是一种可燃性气体，燃烧时发生反应：。下列关于该反应的说法不正确的是A．属于放热反应B．属于氧化还原反应C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因【答案】C【详解】A．燃烧放热，属于放热反应，故A正确；B．反应，CO中C元素化合价升高，氧气中氧元素价态降低，属于氧化还原反应，故B正确；C．属于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C错误；D．断键吸热、成键放热，化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因，故D正确；选C。11．参照反应Br+HBr+H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是A．该反应放出的能量为H1H2B．形成HBr分子时释放能量C．反应物总能量高于生成物总能量D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率【答案】B【详解】A．当反应物总能量低于生成物总能量，则反应是吸热反应，故A错误；B．形成化学键HBr时释放能量，故B正确；C．当反应物总能量高于生成物总能量，则反应是放热反应，根据图示可以看出：△H=+(H1H2)kJ/mol＞0，是吸热反应，故C错误；D．升高温度能使化学反应速率加快，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故D错误．故选B。12．已知1molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量242kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH－O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH－H键断裂时吸收热量为A．188kJ B．436kJ C．557kJ D．920kJ【答案】B【详解】1molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量242kJ，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=484kJ/mol，焓变=反应物总键能生成物总键能，设1molH－H键断裂时吸收热量为xkJ，2x+496kJ463kJ×4=484kJ，x=436kJ，故选B。13．已知为放热反应，有关该反应的说法正确的是A．在常温下一定能快速进行B．该反应中的能量变化与化学键变化无关C．与足量反应可生成D．和的总能量一定高于的能量【答案】D【详解】A．放热反应不一定在常温下能快速进行，故A错误；B．该反应中的能量变化与化学键断裂和形成有关，故B错误；C．该反应是可逆反应，因此与足量反应不可能生成，故C错误；D．该反应是放热反应，因此和的总能量一定高于的能量，故D正确。综上所述，答案为D。14．“能量反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图，如图为某反应的“能量反应过程”图，下列有关说法正确的是A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量B．断开的化学键需要吸收的能量C．是放热反应D．和的能量之和为【答案】A【分析】如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，a为正反应活化能，也是反应物断键所吸收的能量，b为逆反应活化能，也为生成物成键所放出的能量。【详解】A．如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，故A正确；B．b为逆反应活化能，也为生成物成键所放出的能量，即形成所释放bkJ能量，断开的化学键需要吸收的能量，故B错误；C．如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，即是吸热反应，故C错误；D．如图，和的能量之和未知，故D错误；故选A。15．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示，“”表示化学键)，下列说法正确的是A．过程Ⅰ是吸热反应 B．过程Ⅲ一定是吸热过程C．a的总能量大于d的总能量 D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行【答案】C【详解】A．过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，A错误；B．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，B错误；C．氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，C正确；D．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，D错误；故答案为：C。16．下图是1mol与1molCO反应生成1mol和1molNO过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是A．反应放出的能量为B．反应放出的能量为C．反应吸收的能量为D．反应吸收的能量为【答案】A【详解】A．根据图像可知，该反应为放热反应，放出的能量为，A正确；B．根据图像可知，该反应为放热反应，放出的能量为，B错误；C．根据图像可知，该反应为放热反应，C错误；D．根据图像可知，该反应为放热反应，D错误；故答案为：A。17．汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是A．属于离子化合物B．的分解反应属于放热反应C．表示2mol固体的能量D．作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点【答案】C【详解】A．由Na+和N构成，属于离子化合物，故A正确；B．的分解反应，反应物总能量大于生成物总能量，属于放热反应，故B正确；C．表示该反应的活化能，故C错误；D．汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的固体迅速分解，产生氮气和金属钠，具有产气快、产气量大，故D正确；选C。18．人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。请回答下列问题：(1)下图表示氢气燃烧生成水蒸气的物质及能量变化。已知1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量245kJ。则图中x为_______。(2)为实现低碳环保的目标，北京冬奥会各赛区推广使用氢氧燃料电池汽车。某种氢氧燃料电池的内部结构示意图如下。①a处通入_______，右侧的电极反应式为_______。②若电路中通过3mol电子，则负极消耗物质的质量为_______g。【答案】(1)930(2)

3【详解】（1）断键吸热、成键放热，1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量245kJ，则断裂1mol氢气和0.5mol氧气中的化学键吸收的能量比生成1mol水中的化学键放出的能量小245kJ，则x=436+249+245=930kJ。（2）①由图示可知，电子由a经导线向b移动，a是负极，发生氧化反应，a处通入H2，右侧为正极，正极氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O。②负极发生反应H22e=H+，若电路中通过3mol电子，则负极消耗1.5mol氢气，质量为3g。19．汽车尾气主要含有二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一。请回答下列问题。(1)汽车尾气中的一氧化碳来自_____，一氧化氮来自_____。汽车尾气对环境的危害主要有_____(至少填两种)。(2)氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如图所示，则由该反应生成2molNO时，应_____(填“释放”或“吸收”)____kJ能量。【答案】(1)

汽油等的不完全燃烧

氮气与氧气在汽车汽缸内高温环境下的反应

硝酸型酸雨、光化学烟雾、温室效应等(2)

吸收

183【详解】（1）汽车的燃料油通常为汽油(目前使用乙醇汽油较多)，不完全燃烧时，会生成一氧化碳，所以尾气中的一氧化碳来自汽油等的不完全燃烧；在高温或放电条件下，空气中的氮气、氧气会发生反应生成一氧化氮，所以汽车尾气中的一氧化氮来自氮气与氧气在汽车汽缸内高温环境下的反应。汽车尾气对环境的危害主要有硝酸型酸雨、光化学烟雾、温室效应等。答案为：汽油等的不完全燃烧；氮气与氧气在汽车汽缸内高温环境下的反应；硝酸型酸雨、光化学烟雾、温室效应等；（2）依据图中信息，N2(g)+O2(g)2NO(g)

△H=(945+4982×630)kJ∙mol1=+183kJ∙mol1，则氮气和氧气反应生成2molNO时，应吸收183kJ能量。答案为：吸收；183。20.(1)在25℃、101kPa的条件下，请回答下列有关问题：①由H＋H→H2，当形成1molH—H键时，要________(填“吸收”或“放出”，下同)436kJ的能量；由Cl2→Cl＋Cl，当断裂1molCl—Cl键时，要________243kJ的能量。②对于反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，测得生成2molHCl(g)时，反应过程中放出183kJ的热量，则断开1molH—Cl键所需的能量是________kJ。③有两个反应：a．H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，b．H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应中，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量________(填“相等”或“不相等”)。(2)①根据图示的能量转化关系判断，生成16gCH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。②1molCO(g)的总键能_______（填“＞”、“=”或“＜”）1molCH3OH(l)的总键能【答案】

放出

吸收

431

相等

放出

45.5

＜【分析】断裂共价键时需要吸收热量，形成共价键时能够放出热量，化学反应的热效应等于反应物的总键能减去生成物的总键能，也等于生成物的总能量减去反应物的总能量，由此关系，也可求出反应物或生成物中某物质的能量或键能；对于一个化学反应，当反应物和生成物确定，化学反应的热效应也就确定，但与反应的条件无关。【详解】(