高一化学新人教版同步精讲必修2第10讲化学反应与热能无答案

第10讲化学反应与热能模块一化学反应中的热量改变一、化学反应的本质和特征1．本质：（1）化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______。（2）断开化学键要_______能量，形成化学键要______能量，汲取的能量与释放的能量__________。2．特征：（1）生成新物质（符合质量守恒定律）；（2）释放能量或汲取能量（符合能量守恒定律）。试验探究试验操作在一只试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条试验现象镁条渐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升，用手触摸试管壁，有温热感反应原理Mg+2HCl=MgCl2+H2↑试验结论该反应放出热量试验操作将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后快速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯试验现象有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉反应原理Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O试验结论该反应汲取热量二、吸热反应和放热反应1．吸热反应：汲取热量的化学反应。2．放热反应：放出热量的化学反应。三、常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应大多数化合反应全部燃烧反应酸碱中和反应金属与酸或水的置换反应铝热反应大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应留意11.吸热反应和放热反应的对象都是化学改变，物理改变除外。2.一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否须要加热）没有必定联系。题型一：化学反应的本质与能量改变【例1】下列说法正确的是（）A．物质发生化学改变都伴随着能量改变B．任何反应中的能量改变都表现为热量改变C．物质改变时若伴有能量改变，则肯定是化学改变D．没有物质的化学改变，也就没有能量的改变题型二：吸热反应与放热反应的推断【变2-1】下列改变中属于吸热反应的是（）①冰溶化成水②胆矾受热分解③浓硫酸加水稀释④高锰酸钾分解制取氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥石灰石高温分解⑦CO2+Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO+H2A．②④⑥⑦⑨ B．①②④⑥⑦⑧⑨C．②③④⑤⑥⑧ D．②④⑥⑦⑧⑨题型三：吸热反应与放热反应的试验探究【变3】为了探究化学反应的热效应，某爱好小组进行了如下试验：（1）将纯固体物质分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），马上塞紧带U形管的塞子，发觉U形管内红墨水的液面高度如图所示。①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，是________（填两种物质的化学式）。②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量改变相同的是________（填序号）。A．CO还原CuO的反应B．CaCO3的分解反应C．Al和Fe2O3的反应（2）如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中起先放几小块镁片，再滴入稀盐酸。试回答下列问题：①试验中视察到的现象是：镁片渐渐溶解、有大量气泡产生、________________________________。②产生上述现象的缘由是____________________________________。模块二化学反应中的能量改变分析一、从化学键的角度分析化学反应的能量改变1．键能：断开（形成）1mol某化学键所汲取（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，断开（形成）1molH-H键汲取（放出）的能量为436.0kJ，那么H-H键的键能是436.0kJ/mol。2．化学键的断裂和形成是化学反应中能量改变的主要缘由：（1）若汲取能量E1＞释放能量E2，该反应为吸热反应；（2）若汲取能量E1＜释放能量E2，该反应为放热反应。3．实例化学键H﹣HCl﹣ClH﹣Cl键能kJ/mol436243431从键能角度分析H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl反应体系中能量改变状况。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl分子的过程中，了kJ的能量。刚好小练计算2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O反应体系中的能量改变状况。已知：化学键H—HO＝OH—O键能kJ/mol436498465二、从总能量的角度分析化学反应的能量改变1．一个确定的化学反应完成后的结果是汲取能量还是放出能量，确定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。（1）若反应物总能量E反＞生成物总能量E生，该反应为放热反应；（2）若反应物总能量E反＜生成物总能量E生，该反应为吸热反应。E反___E生，______反应E反___E生，______反应2．吸热反应与放热反应的真实能量改变图：E吸＜E放，放热反应E吸＞E放，吸热反应资料卡片——能量与稳定性一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。题型四：能量改变图【例4】已知反应A+B=C+D的能量改变如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（）A．是吸热反应B．该反应不符合能量守恒定律C．生成物的总能量高于反应物的总能量D．反应中断开化学键汲取的总能量高于形成化学键放出的总能量题型五：键能的计算【例5】已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量改变状况。化学键H—HH—NN≡NO＝OC—HC＝OH—OP—PP—O键能（kJ/mol）436391x498414750465198360（1）CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2+2H2O，1molCH4完全反应时，_________（填汲取/放出）________kJ能量。（2）已知N2+3H22NH3，消耗1molN2时放出92kJ的热量，则上表中x的数值为________。（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol白磷完全燃烧，________（填汲取/放出）________kJ能量。题型六：能量越低越稳定【变6-2】已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ的热量。据此推断，下列说法正确的是（）A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨比金刚石稳定B．由石墨制备金刚石是吸热反应；金刚石比石墨稳定C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨比金刚石稳定D．由石墨制备金刚石是放热反应；金刚石比石墨稳定模块三人类对能源的利用一、人类对能源的利用1．获得热能的途径——物质的燃烧（1）早期：以树枝杂草为主要能源。（2）现代：以煤、石油和自然气为主要能源。2．面临问题（1）短期内不行再生，储量有限；（2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。3．解决方法（1）节能减排（2）开发利用新能源明辨是非（（1）任何反应中的能量改变都表现为热量改变（）（2）伴有能量改变的物质改变都是化学改变（）（3）太阳能热水器是将光能转化为热能（）（4）在动物体内的葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程（）（5）化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能（）（6）柴草燃烧时，化学能全部转化为热能（）（7）电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能（）（8）利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的探讨方向（）题型七：能源的利用【例7】下列叙述不正确的是（）A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径B．火力发电是将燃料中的化学能干脆转化为电能的过程C．利用生物质能就是间接利用太阳能D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能【变7】氢气是将来的志向能源，理由是（）①燃烧放热多 ②燃烧时不污染环境③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小，便于运输A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④【题1】意大利罗马高校的FulvioCacace等人获得了极具理论探讨意义的N4分子，N4分子结构与白磷(P4)相同，如图所示，已知断裂1molN—N键汲取167kJ能量，而生成1molN≡N放出942kJ能量，依据以上信息和数据推断下列说法不正确的是A．N4中每个N均满意8e—稳定结构B．N4和N2互为同素异形体C．N4只含有非极性共价键D．1molN4完全转化为N2时会释放60kJ能量【题2】关于能源和能量转化，下列说法正确的是A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)C．化学反应过程中，除了物质改变外，可能伴有能量改变D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能【题3】下列反应既是氧化还原反应又是放热反应的是A．NaOH和HCl反应 B．Zn和HCl反应C．Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl反应 D．C与CO2反应【题4】下列逻辑关系图示中正确的是A．B．C．D．【题5】将V1mL1.0mol•L-1NaOH溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合匀称后测量并记录溶液温度，试验结果如下图所示(试验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是A．做该试验时环境温度为22℃B．该试验表明热能可以转化为化学能C．HCl溶液的浓度约是1.5mol•L-1D．该试验表明有水生成的反应都是放热反应【题6】依据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量改变状况推断，下列说法正确的是A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应B．2molO原子结合生成O2（g）时须要汲取498kJ能量C．1molNO(g)分子中的化学键断裂时须要汲取632kJ能量D．2molN(g)和2molO(g)的总能量为1444kJ【题7】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是A．该反应是化合反应B．催化剂参与了化学反应过程C．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键的断裂和形成D．①→②过程中，形成了C—C键，断裂的化学键的总键能<形成的化学键的总键能【题8】已知：H﹣H的键能为436kJ/mol，N﹣H的键能为391kJ/mol，生成1molNH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_______kJ/mol。【题9】为了探究化学能与热能的转化，某试验小组设计了如下图所示的三套试验装置：（1）上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。（2）某同学选用装置Ⅰ进行试验(试验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可视察到的现象是_________________________________。说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行试验(反应在丙试管中进行)。①若M为钠，则试验过程中烧杯中可视察到的现象是_________________。②若视察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“肯定是放热反应”、“肯定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。（4）至少有两种试验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择装置________(填装置序号)进行试验；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包袱并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若视察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。【题10】化学反应过程中伴随着能量改变，请回答下列问题：(1)下列反应中，属于放热反应的是___________(填序号，下同)，属于吸热反应的是___________。①物质燃烧②二氧化碳通过炙热的碳③生石灰溶于水的过程④炸药爆炸⑤碳酸钙高温分解(2)某试验小组同学进行如图所示试验，以检验化学反应中的能量改变。试验发觉，反应后①中的温度上升，②中的温度降低。由此推断铝条与盐酸的反应是___________反应(填“放出”或“汲取”，下同)，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是___________反应。反应___________(填①或②)的能量改变可用图(b)表示。(3)肯定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1___________(填大于、小于或等于)Q2。(4)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。使一般分子变成活化分子所需供应的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。请仔细视察下图，然后回答问题。图中所示反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。(5)已知拆开1molH－H键、1molI－I键、1molH－I键分别须要汲取的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则反应掉1mol氢气和1mol碘，生成HI会___________(填“放出”或“汲取”)___________kJ的热量。(6)已知：4HCl＋O2=2Cl2＋2H2O，该反应中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量，则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为___________kJ。w【练1】下列说法错误的是（）A．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量改变的主要缘由C．须要加热才能发生的化学反应肯定是吸热反应D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应【练2】如图所示，有关化学反应和能量改变的说法正确的是（）A．图a表示的是吸热反应的能量改变B．图b中生成物比反应物稳定C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量改变D．图a不须要加热就肯定能发生，图b肯定须要加热才能发生【练3】“能源分类相关图”如下图所示，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、自然气C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能【练4】科学家已获得了极具理论探讨意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相像。已知断裂1molN—N键汲取193kJ热量，断裂1molN≡N键汲取941kJ热量，则下列说法不正确的是（）A．N4与N2互为同素异形体B．1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量C．N4变成N2是化学改变D．2molN2的能量比1molN4的能量高【练5】A．电解水制取H2和O2 B．甲烷燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．铁与稀盐酸反应【练6】最新报道：科学家首次用X射线激光技术视察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下：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OC．CO和O形成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【练7】化学反应A2+B2=2AB的能量改变如图所示，则下列说法正确的是（）A．该反应是吸热反应B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量C．断裂2molA—B键须要汲取ykJ的能量D．2molA