《化学反应与热能》教案

《化学反应与热能》教案[核心素养发展目标]1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化，认识吸热和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。一、化学反应过程中存在热量变化1．实验探究实验操作实验现象有气泡产生；用温度计测量，温度升高闻到刺激性气味；烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状实验结论该反应产生气体，放出热量该反应产生NH3和H2O，吸收热量化学方程式Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O结论：化学反应除了有新物质生成以外，还总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的放出热量，有的吸收热量。2．放热反应和吸热反应(1)概念①放热反应：释放热量的化学反应。②吸热反应：吸收热量的化学反应。(2)常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应①所有燃烧反应②酸碱中和反应③大多数化合反应④活泼金属跟水或酸的反应⑤物质的缓慢氧化①大多数分解反应②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应④NaHCO3与盐酸的反应(1)硝酸铵固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应()(2)氢气燃烧，浓硫酸溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应()(3)化学反应既有物质变化，又有能量变化()(4)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能()(5)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行()(6)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√1．除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套装置：(1)该小组选择装置Ⅰ探究Na2O2和H2O反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，现象为________________________________________________________________________，化学方程式：_________________________________________________________________。(2)该小组采用装置Ⅱ，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导管中形成一段水柱，则该变化________(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为_____________________________________________________________________________。(3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置Ⅲ，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置________(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为________________________________________________________________________________________。答案(1)U形管右侧液面下降，左侧液面上升2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(2)不是硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化2．根据日常生活和回忆已学化学反应，对下列变化按吸热或放热的标准分类：①钠投入水中②煅烧石灰石制生石灰③食物腐烂④炸药爆炸⑤氢气在氯气中燃烧⑥生石灰与水作用制熟石灰⑦碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)⑧硫酸与氢氧化钠的中和反应⑨氦气球受热爆炸(1)属于放热反应的有：_______________________________________________(填序号，下同)。(2)属于吸热反应的有：______________。答案(1)①③④⑤⑥⑧(2)②⑦有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定”(1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。二、化学反应中能量变化的原因1．化学反应中能量变化的实质(微观探析)(1)以H2＋Cl2=2HCl反应为例探究化学反应中能量变化①该反应过程中共吸收679kJ能量，共放出862kJ能量。②该反应放出(填“放出”或“吸收”)183kJ热量，为放热反应。(2)化学反应中能量变化的本质原因2．化学反应中能量变化的决定因素(宏观辨识)化学反应中能量变化决定于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。放热反应吸热反应化学能转化为热能热能转化为化学能被生成物“储存”(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热()(2)相同条件下形成1molH—Cl键放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等()(3)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化()(4)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程()(5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×根据图示回答下列问题：(1)该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。(2)1molNO(g)分子中的化学键断裂时要吸收________kJ能量。(3)断裂1molN≡N吸收的能量x值为________。答案(1)低于(2)632(3)946＝1264kJ，每生成2molNO(g)所吸收能量为180kJ，因此有180kJ＝(x＋498)kJ－1264kJ，故x为946。2．磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在25℃、101kPa下，31g白磷完全转化为红磷，放出11kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：(1)红磷转化为白磷属于________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是________(填“白磷”或“红磷”，下同)。(3)31g白磷与31g红磷的能量较高的是________，二者更稳定的是________。答案(1)吸热(2)白磷(3)白磷红磷三、化学能与热能相互转化的应用1．现阶段人类获取热能的主要途径是：物质的燃烧；使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。2．化石燃料获取能量面临的问题(1)储量有限，短期内不可再生。(2)影响环境：煤、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。3．节能减排的措施(1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。(2)能量利用阶段提高能源的利用率。(3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。小明的爸爸是一名出租车司机，为倡导“绿水青山就是金山银山”这一理念，小明回到家和爸爸进行了一番争论。小明认为：现在空气污染比较严重，应将汽车燃料改用新能源，或者污染较小的燃料。小明的爸爸认为：现在城市污染不是很严重，新能源汽车价格高，续航能力差，不经济，汽油作燃料性价比高，适合长时间运行。为了说服爸爸，小明又给爸爸展示了三张图片。燃料液化石油气天然气(CNG)95号乙醇汽油价格(元/升)4.82.36.9热值(kJ/kg)4.5×1044.0×1044.6×104图2常用车用燃料热值及价格

图3不同能源在各年代所占比例最后小明的爸爸赞同了小明的观点，决定将汽油改为天然气。(1)小明鼓励爸爸，将汽油改为CNG的目的是________________________________________。提示节约石油资源，减少对空气的污染，天然气作汽油燃料性价比相对较高(2)结合图3，对于能源的选择，请你再提一条符合小明的目的的建议：____________________。提示为减少化石能源对环境的影响，可以大力开发利用新能源，如太阳能、风能、海洋能、氢能等(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措，下列做法有助于能源“开源节流”的是________(填字母)。a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生答案acd1．(2019·山东泰安高一期末)已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()A．2H→H2过程中形成的化学键是共价键B．相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低C．2H→H2过程中形成1mol新化学键放出437.6kJ的能量D．1molH2离解成2molH要放出437.6kJ热量答案D解析A对，H2分子中含有共价键，故2H→H2过程中形成共价键；B对，由图可知，H原子变成H2放出能量，则等质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低；C对，由图可知，2H→H2过程中，形成1molH—H键要放出437.6kJ能量；D错，1molH2离解成2molH原子，要断裂H—H键，故要吸收437.6kJ能量。2．(2019·四川遂宁高一期末)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是()A．该反应为吸热反应B．该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化C．该反应先发生物质变化后发生能量变化D．断开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答案B解析A错，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应；B对，Zn和HCl溶液反应生成ZnCl2和H2，并放出热量，符合图示能量变化；C错，化学反应过程中，物质变化和能量变化同时发生；D错，该反应是放热反应，断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量。3．(2019·淮南月考)液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入到一种化合物“储油”中，形成“氢油”，便于储存和运输。下列有关说法错误的是()A．“氢油”不稳定B．氢能源属于可再生能源C．该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破D．液态储氢项目有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级答案A解析“氢油”便于储存和运输，说明它比较稳定，故A错误；氢气燃烧生成水，水分解又生成氢气，故属于可再生能源，故B正确；常温常压下可以将氢气融入到一种化合物“储油”中，故该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破，故C正确；液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题，能实现氢能的广泛应用，故有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级，故D正确。4．(2019·诸暨市校级期中)下列有关新能源的说法不正确的是()A．绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能B．风能、太阳能是清洁能源C．氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料D．共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保答案C5．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：(1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________(填字母，下同)。A．石油 B．煤C．天然气 D．生物质能(2)下列对能源的看法合理的是________。A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少B．生物质能是一种可再生能源，有广泛的前景C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源D．我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会答案(1)D(2)ABCDA组基础对点练题组一化学反应与能量变化的关系1．(2019·吉林松原一中高一期中)下列对于化学反应过程的理解，错误的是()A．化学反应过程中同时存在物质和能量的变化B．凡是能量变化一定发生在化学变化中C．化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒D．能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础答案B解析化学反应过程中都会伴随着物质变化和能量变化，A正确；化学变化过程中往往伴随着能量的变化，而有能量变化时不一定发生化学变化，如灯泡通电发光放热，B错误；化学反应的实质是原子的重新组合，符合质量守恒定律；反应过程中往往伴随着能量的变化，符合能量守恒定律，C正确；化学反应过程中同时存在物质和能量的变化，且能量的释放和吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，D正确。考点化学反应与能量变化的关系题点能量转化2．(2019·山东学业水平测试)下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是()A．形成化学键的过程是放热过程B．可逆反应进行的过程中没有能量变化C．在常温下可以发生的反应一定是放热反应D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关答案A考点化学反应与能量变化的关系题点能量转化题组二吸热反应和放热反应3．(2019·陕西省商洛市高一期末)下列属于吸热反应的是()A．气态水液化为液态水B．高温分解石灰石C．氢氧化钠和盐酸反应D．氢气在氯气中燃烧答案B解析气态水液化为液态水是一个放热过程，属于物理变化，故A错误；高温分解石灰石是一个吸热反应，故B正确；氢氧化钠和盐酸反应为中和反应，属于放热反应，故C错误；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的反应为放热反应，故D错误。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断4．(2019·湖南省长郡中学高一期末)下列过程的能量变化符合下图所示的是()A．酸碱中和反应B．CH4在O2中燃烧C．NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合搅拌D．CaO溶于水生成Ca(OH)2答案C解析酸碱中和反应为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故A错误；燃烧反应为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故B错误；NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体反应为吸热反应，生成物总能量应该高于反应物总能量，符合图示，故C正确；CaO溶于水生成Ca(OH)2为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故D错误。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断5．(2020·广东江门一中高一检测)为了探究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图装置，向盛有A的试管中滴加B试剂时，看到U形管中，甲处液面上升，乙处液面下降，则A试剂和B试剂为()A．金属钠和水 B．碳酸氢钠和盐酸C．生石灰和水 D．氢氧化钠和硝酸答案B解析金属钠和水反应，生石灰和水反应，氢氧化钠和硝酸中和反应，都为放热反应，现象应为甲处液面下降，乙处液面上升，与题意不符，故A、C、D错误；NaHCO3和盐酸反应为吸热反应，温度降低，试剂瓶中气体压强降低，U形管中甲处液面上升，乙处液面下降，故B正确。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断题组三化学反应中能量变化的实质6．(2019·怀化市高一期末)100kPa时，1mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．石墨比金刚石更稳定B．金刚石比石墨更稳定C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应D．破坏1mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1mol金刚石化学键所放出的能量答案A解析由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，选项A正确，选项B错误；由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，反应为吸热反应，选项C错误；由图可知，反应为吸热反应，故破坏1mol石墨化学键所吸收的能量大于形成1mol金刚石化学键所放出的能量，选项D错误。考点化学反应中能量变化的实质题点化学键的断裂与形成对化学反应能量变化的影响7．化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是()A．该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成B．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂C．过程②需吸收能量，过程③则放出能量D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成答案D解析由图可知，每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子，然后氢原子和氮原子生成2个氨分子，A项正确；催化剂能改变化学反应的速率，合成氨的反应在催化剂作用下，反应速率加快，意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易，B项正确；化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成则放出能量，从图中可看出②为化学键断裂过程，③为新的化学键形成过程，C项正确；化学键的断裂需要吸收能量，所以该反应在常温下难以进行，D项错误。考点化学反应中能量变化的实质题点化学键的断裂与形成对化学反应能量变化的影响题组四化学能与热能相互转化的应用8．(2019·台州5校高一下期中联考)人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是()A．研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应C．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D．石油和天然气都属于碳素燃料答案A解析菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A错误；发展太阳能经济有助于减缓温室效应，B正确；太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，C正确；石油和天然气都属于碳素燃料，D正确。考点化学能与热能相互转化的应用题点能源利用问题9．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下：(1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是______________________________________________________。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是_______________________________________________________。答案(1)降低放热反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境(2)升高吸热反应物从环境中吸收能量解析(1)若E1＞E2，反应体系的总能量降低，故反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境，则生成物的总能量小于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是放热反应。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量升高，故反应物从环境中吸收能量，则生成物的总能量大于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是吸热反应。考点化学反应中能量变化题点吸、放热反应的判断B组综合强化练1．“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、核能答案C解析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。考点化学能与热能相互转化的应用题点能源利用问题2．(2019·福建省南平市高一下学期期末)下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是()A．HCl＋NaOH=NaCl＋H2OB．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑C．CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2OD．Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O答案D解析酸碱中和反应是放热反应，故A错误；金属与酸的反应为放热反应，故B错误；物质的燃烧反应是放热反应，故C错误；Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O为铵盐与碱的反应，属于吸热反应，故D正确。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断3．(2019·广东实验中学高一模块测试)下列反应一定属于放热反应的是()A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B．反应物能量比生成物能量低的反应C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应D．不需要加热就能发生的反应答案C解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应，故A错误；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应，故B错误；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应，故C正确；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应，故D错误。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断4．下列叙述正确的是()A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应C．硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应D．同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的ΔH不同答案B解析E生成物>E反应物为吸热反应，E生成物<E反应物为放热反应，故A错误；燃烧放热，故B正确；硝酸铵溶于水是物理变化，故C错误；ΔH与反应条件无关，故D错误。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断5．(2019·湖南衡阳一中高一月考)反应A＋B→C(放热)分两步进行：①A＋B→X(吸热)，②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案A解析由反应A＋B→C(放热)分两步进行：①A＋B→X(吸热)、②X→C(放热)可以看出，A＋B→C是放热反应，A和B的能量之和大于C的能量，A＋B→X是吸热反应，X→C是放热反应，故X的能量大于A和B的能量之和，且X的能量大于C的能量，选项A中图像符合。考点化学反应中能量变化的实质题点化学键的断裂与形成对化学反应能量变化的影响6．(2019·甘肃张掖高一期末)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，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．920kJ B．557kJC．436kJ D．188kJ答案C解析已知1g即0.5mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，则1mol氢气完全＋eq\f(1,2)×496kJ·mol－1－2×463kJ·mol－1＝－242kJ·mol－1，解得x＝436kJ·mol－1，即1molH—H键断裂时吸收热量为436kJ，故答案为C。考点化学反应中能量变化的实质题点对化学反应能量变化的计算(1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。(3)该反应的物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。(4)该反应的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。答案(1)放热(2)高(3)热能(4)低解析(1)因为发生反应A＋B=C＋D，U形管中甲处液面下降、乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应。(2)因为反应为放热反应，所以A和B的总能量比C和D的总能量高。(3)化学变化伴随着物质和能量变化，物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来。(4)化学反应中旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，该反应为放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断8．(2019·黄州一中高一期末)已知反应H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，则(1)a、b、c分别代表什么意义？a________________________________________________________________________；b________________________________________________________________________；c________________________________________________________________________。(2)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，放出的热量为________kJ(用字母表示)。答案(1)旧的化学键断裂所吸收的能量新的化学键形成放出的能量总反应所放出的能量(2)放热c(或b－a)解析(1)由图像分析可知，a表示旧的化学键断裂所吸收的能量，b表示新的化学键形成所放出的能量，c表示总反应所放出的能量。(2)反应物的总能量高于生成物，所以该反应是放热反应，放出的热量为c(或b－a)kJ。考点常见吸、放热反应题点吸、放热反应的判断合格考达标练1.下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是()A.形成化学键的过程是放热过程B.可逆反应进行的过程中没有热量变化C.在常温下可以发生的反应一定是放热反应D.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关答案A解析化学反应过程都伴随化学键的断裂与形成,故任何化学反应中都有热量的变化,B错误;常温下发生的反应不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应,C错误;化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关,物质变化越多,能量变化越多,D错误。2.下列变化中属于吸热反应的是()①液态水汽化②将胆矾加热变成白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A.只有①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④答案D解析放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤,吸热反应为②④,液态水汽化是吸热过程,浓硫酸稀释是放热过程,二者均为物理变化。3.下列说法正确的是()A.任何化学反应都伴随着能量的变化B.H2O(g)H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程答案A解析任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不是化学变化,A正确,B错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C错误;由图像知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出了能量,D错误。4.中国新一代运载火箭“长征七号”,已于2016年6月25日首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供,有关燃料燃烧过程中的变化,下列说法不正确的是()A.所有的燃烧过程均是放热的B.需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的C.所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂D.燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量答案B解析燃烧都是放热反应,与是否需要点燃无关。对于放热反应,产物的总能量一定小于反应物的总能量;燃烧是化学变化,一定会发生旧化学键的断裂和新化学键的形成。5.下列说法正确的是()A.铁与硫在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应B.含等物质的量溶质的HNO3、H2SO4稀溶液分别与少量NaOH溶液反应释放的热量相等C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应答案B解析A项,Fe与S虽然需在加热条件下才能反应,但该反应是放热反应。B项,虽然HNO3、H2SO4的物质的量相等时,H2SO4溶液中H+的物质的量大于HNO3溶液,但由于NaOH是少量的,所以两种酸溶液中H+均未完全反应,所以两个反应放出的热量相等。C项,分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C(碳)的反应就是吸热反应。D项,与N2反应的物质不同,反应的能量变化也不同,所以不能根据合成氨的反应来类推其他与N2相关的反应。6.(湖南师大附中高一期中)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()选项反应装置或图像实验现象或图像信息A反应开始后,针筒活塞向右移动B反应物总能量大于生成物总能量C反应开始后,甲处液面低于乙处液面D温度计的水银柱上升答案A解析锌粒与稀硫酸反应生成H2,锥形瓶中气体增多,压强增大,针筒活塞向右移动,不能判断反应是否放出热量,A符合题意;反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,则该反应是放热反应,B不符合题意;集气瓶中密封空气,反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明空气的压强增大,推测小试管中物质发生的反应是放热反应,C不符合题意;稀盐酸与NaOH溶液反应,温度计的水银柱上升,说明该反应是放热反应,D不符合题意。7.化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示,请回答下列问题:(1)图中A、C分别表示、,反应(填“吸收”或“放出”)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)。

答案(1)1molN2(g)和3molH2(g)的总能量2molNH3(g)的总能量放出(2)1molN≡N键和3molH—H键吸收E16molN—H键放出E3(3)A-CE3-E1解析(1)A、C分别表示1molN2(g)和3molH2(g)(反应物)的总能量、2molNH3(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1molN≡N键和3molH—H键,吸收能量为E1;形成的化学键为6molN—H键,放出能量为E3。等级考提升练8.(湖北部分重点校联考)下列反应过程中能量变化符合如图所示的是()A.C+CO22COB.Mg+H2SO4MgSO4+H2↑C.CH4+2O2CO2+2H2OD.KOH+HNO3KNO3+H2O答案A解析图中反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量,则该反应是吸热反应,C和CO2生成CO的反应是吸热反应,A符合题意;活泼金属与酸反应(Mg与H2SO4的反应)、燃烧反应(CH4与O2的反应)及酸碱中和反应(KOH和HNO3的反应)都是放热反应,B、C、D均不符合题意。9.(辽宁实验中学高一期中)已知断开1molH—H吸收的能量为436kJ,形成1molH—N放出的能量为391kJ,根据化学方程式N2+3H22NH3,1molN2完全反应放出的能量为92.4kJ,则断开1molN≡N需要吸收的能量是()A.431kJ B.945.6kJC.649kJ D.869kJ答案B解析假设断裂1molN≡N吸收的能量为x,则断裂1molN2和3molH2中的共价键吸收的总能量为436kJ×3+x,形成2molNH3中共价键释放的总能量为391kJ×6=2346kJ,又知消耗1molN2时反应放出92.4kJ的能量,据此可得:2346kJ-(436kJ×3+x)=92.4kJ,解得x=945.6kJ。10.一种环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。下列说法中不正确的是()A.火炬燃烧时化学能只转化为热能B.所有的化学反应都会伴随着能量变化,有能量变化的物质变化不一定是化学反应C.1molC3H8和5molO2所具有的总能量大于3molCO2和4molH2O所具有的总能量D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料答案A解析本题考查了化学反应中的能量变化。火炬燃烧时化学能转化为热能和光能等,A错;物质发生化学反应一定伴随着能量变化,伴随着能量变化的物质变化却不一定是化学变化,如物质的“三态”变化、核变化也都伴随能量变化,B正确;可燃物的燃烧属于放热反应,放热反应反应物总能量大于生成物总能量,C正确;丙烷燃烧产物为CO2和H2O,无污染,D正确。11.石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收akJ的能量。下列说法中正确的是()①石墨不如金刚石稳定②金刚石不如石墨稳定③等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多④等质量的石墨和金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多A.①② B.②③ C.①④ D.③④答案B解析石墨完全转化为金刚石时吸热,说明石墨的能量比金刚石低,石墨比金刚石更稳定;等质量的石墨和金刚石完全燃烧时,消耗氧气的量相同,生成同样多的二氧化碳,由于金刚石的能量高,所以金刚石燃烧后放出的能量要多。12.(山东潍坊高一期中)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下: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.装置Ⅱ→状态Ⅲ是放热过程D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程答案C解析由图可知,状态Ⅰ(CO+O)具有的总能量高于状态Ⅲ(CO2)具的总能量,则CO和O生成CO2是放热反应,A错误;CO与O结合生成CO2,不涉及CO中共价键的断裂,B错误;状态Ⅱ→状态Ⅲ过程中形成共价键,应为放热过程,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ是CO与O反应生成CO2的过程,D错误。13.(辽宁沈阳联合体联考)科学家最新发现,通过简单的化学反应,可以将树木纤维素转变成超级储能装置,如图是该反应的微观示意图,下列说法错误的是()A.该反应过程伴有能量变化B.该反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变C.反应物X的能量低于生成物W的能量D.断裂反应物(X+Y)中化学键吸收能量,形成生成物(Z+W)中化学键释放能量答案C解析图中涉及反应为C和NH3在高温、催化剂作用下反应生成N2和CH4,该反应过程有能量变化,A正确;根据质量守恒定律可知,该反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变,B正确;无法比较X和W的能量高低,C错误;化学反应中,断键吸收能量,成键释放能量,D正确。14.如图所示,把盛有3mL饱和氯化钠溶液的试管小心地放入盛有碳酸饮料(温度为20℃)的烧杯中,然后用胶头滴管向试管中滴加1mL浓硫酸。请回答下列问题:(1)实验过程中观察到的现象是,产生这种现象的原因是

。

(2)试管内断裂的化学键的类型是,形成的化学键的类型是。

(3)写出烧杯中有关反应的化学方程式:。

答案(1)烧杯中产生大量气泡,小试管中有晶体析出浓硫酸具有吸水性,浓硫酸加入饱和NaCl溶液中,会吸收溶液中的水,饱和NaCl溶液中的溶剂水减少,溶液中有晶体析出;浓硫酸溶于水会放出大量的热,使烧杯中碳酸饮料的温度升高,碳酸分解产生二氧化碳而产生大量的气泡(2)共价键离子键(3)H2CO3H2O+CO2↑解析(2)浓硫酸溶解于水,断裂H2SO4中的共价键;氯化钠溶液中析出晶体,形成NaCl中的离子键。(3)烧杯中碳酸分解产生二氧化碳。15.(河北邯郸六校联考)(1)金刚石和石墨在燃烧时,若氧气不足生成一氧化碳,若氧气充足生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。由上图可知,等质量的金刚石和石墨完全燃烧,(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多,在通常状况下,(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,1mol石墨完全转化为金刚石的反应(填“吸收”或“释放”)kJ热量,断开1mol石墨中的化学键所吸收的能量(填“大于”或“小于”)断开1mol金刚石中的化学键所吸收的能量。

(2)将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混