6.2 化学反应中的热（第1课时 放热反应和吸热反应）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第二册）

专题6 化学反应与能量变化 第二单元 化学反应中的热 第1课时 放热反应和吸热反应 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道化学反应可以实现化学能与热能的转化。 2．能运用热化学方程式表示放热反应和吸热反应。 3．了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。 重难点：化学反应能量变化的原因；热化学方程式的书写。 一、放热反应和吸热反应 【课题引入】 在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然发生能量的变化。反应中化学能可以转化为热能、光能、电能等，热能、光能、电能等也可以转化为化学能，如制水煤气、植物的光合作用、水的电解等。 物质的燃烧：化学能→热能、光能； CaCO3的高温分解：热能→化学能； 植物的光合作用：光能→化学能； 电解水：电能→化学能。 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把放出热的化学反应称为放热反应，把吸收热的化学反应称为吸热反应。 (2)实验探究 【实验1】 实验现象：产生大量气泡，混合液的温度升高。 实验结论：反应过程中释放热量。 【实验2】 实验现象：有刺激性气味气体产生，烧杯温度降低，玻璃片粘在烧杯底部。 化学方程式：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 实验结论：反应过程中吸收热量。 2．常见的放热反应和吸热反应 (1)常见的放热反应 ①所有的燃烧反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 ②酸碱中和反应：H＋＋OH－===H2O。 ③大多数的化合反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 ④铝热反应：如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。 ⑤活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===Mg2++H2↑。 ⑥物质的缓慢氧化。 (2)常见的吸热反应 ①铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 ②大多数的分解反应：如NH4ClNH3↑＋HCl↑。 ③CO2+C2CO、C+H2OCO+H2（制取水煤气）； ④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuOCu＋CO2。 ⑤需要持续加热的反应。 【特别提醒】吸、放热反应的三个“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晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (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、热化学方程式 1．概念：定量表示一个特定的化学反应中吸收或放出热的化学方程式。 2．意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 3．热化学方程式的书写 (1)热化学方程式中要标明所有物质的状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 (2)反应放出或吸收的热用ΔH表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热 (正号常省略)。 (3)ΔH的单位是kJ·mol-1。 (4)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。 【学以致用】 1. 在一定条件下，1 mol氮气与1 mol氧气反应生成2 mol 一氧化氮气体，吸收180 kJ的热。则该反应的热化学方程式为___________________________________________________。 答案 N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH＝+180 kJ·mol－1 2．H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以表示为 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.2 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 完全燃烧相同物质的量的上述物质，放出热的大小顺序为____________。 答案　CH4>H2>CO 【特别提醒】 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 三、化学反应中的能量变化的原因 1．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 (1)从物质内部能量分析化学反应过程： 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 (2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量；图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。 2．化学反应中能量变化与化学键的关系 (1)化学反应过程 (2)化学反应中能量变化的原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要吸收能量，形成化学键时需要放出能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程吸收能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程放出能量。 3．利用键能估算化学反应的反应热 (1)共价键的键能： 共价键的键能是指断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，共价键的键能越大，共价键越牢固。 (2)共价键键能的意义： 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝436.4kJ·mol－1。 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝反应物断开化学键吸收的总能量—生成物形成化学键放出的总能量 【特别提醒】 (1)键能：在标准状况下，将1 mol气体分子AB(g)解离为气体原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ·mol－1。 (2)物质所含能量越低，物质越稳定，键能越大，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多，反之亦然。 (3)ΔH＝E反应物的键能之和－E生成物的键能之和。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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，NaOH固体溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应(　×　) (3)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(　×　) (4)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(　×　) (5)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(　√　) (6)书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可(　×　) (7)表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式(　√　) (8)氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ(　×　) (9)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化(　√　) (10)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收热量(　×　) (11)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(　×　) (12)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程(　×　) (13)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(　×　) 2．下列说法正确的是(　　) A．凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应 B．C(石墨，s)===C(金刚石，s)，反应中既没有电子的得失也没有能量的变化 C．干冰升华时，二氧化碳分子中的共价键不发生断裂 D．伴有能量变化的物质变化，都是化学变化 答案　C 解析　经加热而发生的化学反应不一定是吸热反应，反应是否吸热与反应条件无关，A项错误；C(石墨，s)===C(金刚石，s)，反应中没有电子的得失，但是有能量的变化，既不放热也不吸热的化学反应是不存在的，B项错误；干冰升华时，只发生了物理变化，改变的是分子间的距离，二氧化碳分子中的共价键不发生断裂，C项正确；伴有能量变化的物质变化，不一定都是化学变化，如水蒸气变为液态水要放出热量，D项错误。 3．下列反应中能量变化趋势如图一致的是(　　) A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 B．中和反应 C．木炭在氧气中发生不完全燃烧 D．生石灰和水的反应 答案　A 解析　由题图可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，说明此反应为吸热反应。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应，A项正确；中和反应、2C＋O22CO、CaO＋H2O===Ca(OH)2均为放热反应，B、C、D项错误。 4．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 B．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ 答案　C 解析　燃烧是放热反应，ΔH应为负值，A项错误；没有标明物质的状态，B项错误；反应热的单位错误，D项错误。 5．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．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ能量 C．2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 答案　C 解析　由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，故A错误；化学键的断裂需吸收能量，而不是释放能量，故B错误；化学键断裂时吸收能量，由题图可知，断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量，故C正确；由题图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故D错误。 6．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，U形管中的现象为____________________________________，化学方程式：_______________________________。 (2)该小组选择装置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，发现导管中上升一段水柱，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 (3)不能　镁和盐酸反应生成氢气，无论是吸热反应还是放热反应，烧杯中导管口都有气泡冒出 ►问题一 放热反应和吸热反应 【典例1】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放热反应的逆向反应为吸热反应　④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应可能会继续进行 A．③④ B．①② C．①②③④ D．②③④ 答案　A 解析　需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如木炭燃烧反应；放热反应在常温下不一定容易发生，如木炭燃烧反应；某反应为放热反应，则该反应的逆向反应为吸热反应；由于放热反应在反应过程中放出热量，所以停止加热后反应可能会继续进行。 【变式1-1】诗词是中华民族灿烂文化的瑰宝。下列诗句中包含的反应属于氧化还原反应且属于放热反应的是(　　) A．遥知不是雪，为有暗香来 B．千里冰封，万里雪飘 C．野火烧不尽，春风吹又生 D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 答案　C 解析　A项，在远处就能闻到梅花的香味，是因为梅花中含有香味的分子在不断的运动，说明了分子在不断地运动，不涉及化学变化，不选；B项描述的是自然景象，且水变为冰和雪均为物理变化，不选；C项涉及到燃烧，属于氧化还原反应，且放出热量，选；D项描述的是利用金密度大的特点来淘金，未涉及化学变化，不选。 【变式1-2】下列反应中，既属于氧化还原反应同时又属于吸热反应的是(　　) A．CaCO3的分解反应 B．灼热的炭与CO2反应 C．铝与稀盐酸反应 D．稀H2SO4与稀KOH的反应 答案　B 解析　CaCO3的分解反应属于非氧化还原反应，故A不选；灼热的炭与CO2反应生成CO，反应为氧化还原反应，同时为吸热反应，故B选；铝与稀盐酸的反应属于氧化还原反应，但属于放热反应，故C不选；稀H2SO4与稀KOH的反应属于非氧化还原反应，同时属于放热反应，故D不选。 ►问题二 热化学方程式 【典例2】胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝890.3 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ D．2H2＋O2===2H2O　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 答案　B 解析　CH4燃烧为放热反应，ΔH<0，A错误；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量，则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ· mol－1，B正确；热化学方程式中ΔH的单位应该为kJ·mol－1，C错误；没有标明各物质的聚集状态，D错误。 【解题必备】热化学方程式的书写方法 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。 (2)要注明反应物和生成物的状态。 (3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。 (4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变。 【变式2-1】热化学方程式中的物质要注明状态，原因是(　　) A．能描述出反应发生的现象 B．为了区别一般的化学方程式 C．说明反应条件 D．物质呈现的状态与反应热有关 答案　D 解析　在化学反应中，反应的能量变化与物质的聚集状态有关，如：液体水和气态水具有不同的能量，所以书写热化学方程式要注明物质的聚集状态，故选D。 【变式2-2】写出298 K时，下列反应的热化学方程式： (1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量：______________________________________。 (2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量： __________________________________________________________________。 答案　(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－148.4 kJ·mol－1 [或S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1] (2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1 解析　(1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，故其热化学方程式可写为S(s)＋O2(g) ===SO2(g)　ΔH＝－148.4 kJ·mol－1或S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1。 (2)1 mol C2H2完全燃烧生成液态水和CO2放热：×26 g＝1 294.8 kJ，热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1。 ►问题三 化学反应中能量变化的原因 【典例3】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．该反应吸收的能量为(E1－E2) B．该反应只有在加热条件下才能进行 C．A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D．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　A 解析　根据图示，该反应吸收的能量为(E1－E2)，故A正确；该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应为吸热反应，某些吸热反应不需要加热就能发生，如氢氧化钡晶体和氯化铵晶体发生的吸热反应，故B错误；根据图像可知，A和B的总能量低于C和D的总能量，故C错误；根据图像可知，该反应是吸热反应，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D错误。 【解题必备】正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 【变式3-1】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1 mol新化学键放出437.6 kJ的能量 D．1 mol H2离解成2 mol H要放出437.6 kJ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，氢原子变成H2放出能量，则相同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1 mol H—H键要放出437.6 kJ能量；D错，1 mol H2离解成2 mol 氢原子，要断裂H—H键，故要吸收437.6 kJ能量。 【变式3-2】已知一些化学键的键能数据如下表所示： 共价键 键能/(kJ·mol－1) 共价键 键能/(kJ·mol－1) H—H 436.4 C—C 347.7 Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8 H—O 462.8 N≡N 941.7 (1)化学反应H2＋Cl2===2HCl的热化学方程式为____________________________________。 (2)H2和Cl2反应的能量变化图可用________(填“A”或“B”)表示。 (3)H2在Cl2中燃烧的过程主要是________能转化为________能的过程。 答案　(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.5 kJ·mol－1　(2)A　(3)化学　热 解析　(1) 断开反应物中的化学键所吸收的能量 1 mol H2的H—H键　　　　436.4 kJ 1 mol Cl2中的Cl—Cl键　　242.7 kJ 总和　　　　　　　　　　679.1 kJ 形成生成物中的化学键所放出的能量 2 mol HCl的H—Cl键　　431.8 kJ×2 总和　　　　　　　　　　863.6 kJ 反应最终放出的能量 863.6 kJ－679.1 kJ＝　　　184.5 kJ (2)Cl2与H2反应的ΔH＝－184.5 kJ·mol－1，是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确。(3)氢气在氯气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。 1．关于化学反应热现象的说法不正确的是(　　) ①放热反应发生时不必加热　②化学反应过程中一定有能量变化　③吸热反应需要加热后才能发生　④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 答案　C 解析　有很多放热反应也需要加热，如铝热反应，有的吸热反应不需要加热也能发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应，①③错误；不同的物质具有不同的能量，发生化学变化，过程中一定伴随着能量变化，②正确；能量变化的多少与参加反应的物质的多少成正比，④正确。 2．化学反应既有物质的变化，同时又伴随有能量的变化，下列说法正确的是(　　) A．化学反应过程中都会伴随放热现象 B．酸碱中和反应属于放热反应 C．浓硫酸溶于水放出大量热，是放热反应 D．Mg在氧气中燃烧，化学能全部转化为热能 答案　B 解析　酸碱中和反应、燃烧等都属于放热反应，B正确；浓硫酸溶于水放出大量热，但没有新物质生成，是物理变化，不是放热反应，C错误；Mg在氧气中燃烧，有放热和发光现象，化学能转化为热能和光能，D错误。 3．对热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，最准确的理解是(　　) A．1 mol 碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，同时吸收131.3 kJ的热 B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时放出131.3 kJ的热 C．固体碳和水蒸气反应吸收131.3 kJ的热 D．1个碳原子和1个水分子反应，吸热131.1 kJ 答案　A 解析　题给热化学方程式表示的意义是1 mol C(s)和1 mol H2O(g)完全反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，吸收131.3 kJ的热，A项正确，B项错误；未指明参加反应的物质的物质的量及生成物的状态，C项错误；热化学方程式中化学式前面的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，D项错误。 4．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝890 kJ·mol－1 B．CH4＋2O2===CO2＋2H2O　ΔH＝－890 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1 D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890 kJ·mol－1 答案　C 解析　由题可知，CH4完全燃烧是放热反应，A项错误；热化学方程式没有标明各物质的状态，B项错误；0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，所以1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ热量，热化学方程式书写正确，C项正确；结合C项可知，CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1，D项错误。 5．下列说法正确的是(　　) A．红热的C与H2O(g)反应制取水煤气是放热反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应 C．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照或点燃的条件下的ΔH相同 D．由图可知：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＞0 答案　C 解析　红热的C与H2O(g)需不断地提供高温环境才能发生反应，从而制取水煤气，此反应是吸热反应，A项错误；反应物的总能量低于生成物的总能量时，此反应为吸热反应，有些吸热反应在常温下即可发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，有些则需不断提供反应所需的能量才能发生，B项错误；反应的热效应与反应发生的条件、反应的途径无关，所以在同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照或点燃的条件下的ΔH相同，C项正确；图中信息显示，反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的反应物能量高于生成物能量，所以反应为放热反应，ΔH＜0，D项错误。 6．下列关于反应与能量的说法正确的是(　　) A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)ΔH＝－216 kJ·mol－1，E反应物＜E生成物 B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝178.2 kJ·mol－1，E反应物＜E生成物 C．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝92.3 kJ·mol－1，1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后放出92.3 kJ的热量 D．将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 答案　B 解析　Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝－216 kJ·mol－1，表示反应物的总能量比生成物的总能量高，故E反应物＞E生成物，A项错误；CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝178.2 kJ·mol－1，表示反应物的总能量比生成物的总能量低，E反应物＜E生成物，B项正确；HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝92.3 kJ·mol－1，表示1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后吸收92.3 kJ的能量，C项错误；将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中，充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，反应的N2的物质的量小于0.5 mol，而反应热是反应物的总能量与生成物的总能量的差，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜－38.6 kJ·mol－1，D项错误。 7．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F键、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的ΔH为(　　) A．－450 kJ·mol－1 B．＋430 kJ·mol－1 C．－1 220 kJ·mol－1 D．－1 780 kJ·mol－1 答案　C 解析　根据SF6分子结构中只存在S—F键可知，1 mol SF6分子中含有6 mol S—F键，则ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝280 kJ·mol－1＋3×160 kJ·mol－1－6×330 kJ·mol－1＝－1 220 kJ·mol－1。 8．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是(　　) A．图甲表示的是吸热反应的能量变化 B．图甲不需要加热就能发生，图乙一定需要加热才能发生 C．图甲可以表示C与CO2反应生成CO的能量变化 D．图乙中反应物比生成物稳定 答案　D 解析　图甲中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，A项错误；反应是放热还是吸热与反应条件没有必然关系，B项错误；C与CO2反应生成CO的反应是吸热反应，图甲表示的是放热反应，C项错误；物质具有的能量越低越稳定，图乙中反应物的总能量较低，更稳定，D项正确。 9．已知H2(g)＋Br2(l) === 2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他有关数据如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化学键 断裂时需吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为(　　) A．404 B．260 C．230 D．200 答案 D 解析 本题考查键能与反应热之间的关系，旨在通过本题考查学生对反应本质的理解及化学基本计算能力。H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1①，Br2(l)=Br2(g)　ΔH＝＋30 kJ·mol－1②，由①式－②式，得：H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)　ΔH＝－102 kJ·mol－1，故有：a＋436－369×2＝－102，得a＝200。 10．(1)实验测得，5 g甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：___________________________________________________。 (2)如图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)的过程及其能量变化： 则N≡N键的键能为________kJ·mol－1。根据上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：_________________________________________________。 (3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。 ①该热化学方程式的意义是_____________________________________________________________； ②常温下，已知16 g单质硫燃烧放热149 kJ，写出硫燃烧的热化学方程式： _________________________________________________________________。 答案　(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1　(2)942　N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝176 kJ·mol－1　(3)①450 ℃时，2 mol SO2气体与1 mol O2气体在催化剂作用下完全反应，生成2 mol SO3气体时，放出190 kJ能量　②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－298 kJ·mol－1 解析　(1)5 g甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，则64 g甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ×＝1 452.8 kJ的热量，故甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1。(2)由题图可知，N≡N键的键能为942 kJ·mol－1，1 mol N2和1 mol O2发生反应时，化学键断裂吸收的能量为(942＋498)kJ＝1 440 kJ，生成2 mol NO时，放出能量为(2×632) kJ＝1 264 kJ，故N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝176 kJ·mol－1。(3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行；2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。该热化学方程式的意义为450 ℃时，2 mol SO2气体与1 mol O2气体在催化剂作用下完全反应，生成2 mol SO3气体时，放出190 kJ能量；常温下，16 g单质硫燃烧放出热量149 kJ，硫燃烧的热化学方程式为S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－298 kJ·mol－1。 1．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表示正确的是(　　) A．C(s，石墨)===C(s，金刚石)，该反应的ΔH为负值 B．石墨的稳定性弱于金刚石 C．石墨和金刚石的转化是物理变化 D．1 mol 石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.9 kJ 答案　D 解析　根据图示，金刚石的能量大于石墨的能量，C(s，石墨)===C(s，金刚石)反应吸热，该反应的ΔH为正值，故A错误；根据图示，金刚石的能量大于石墨的能量，能量越低越稳定，所以石墨的稳定性强于金刚石，故B错误；石墨和金刚石是两种不同的物质，石墨和金刚石的转化是化学变化，故C错误；根据图示，C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1－(－395.4 kJ·mol－1)＝1.9 kJ·mol－1，所以1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.9 kJ，故D正确。 2．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.2 kJ·mol－1，下列说法不正确的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.6 kJ·mol－1 B．2 mol CO(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol CO2(s)放出热量大于565.2 kJ C．相同条件下，2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol CO2(g)的总能量 D．拆开2 mol CO和1 mol O2的化学键所需总能量高于形成2 mol CO2化学键所放出总能量 答案　D 解析　反应热的大小与物质的量成正比例，所以1 mol一氧化碳燃烧放出的热量为：282.6 kJ，则反应的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.6 kJ·mol－1，A项正确；气体变成固体要放出热量，所以2 mol CO(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol CO2(s)放出热量大于565.2 kJ，B项正确；正反应是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，所以2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol CO2(g)的总能量，C项正确；根据化学反应的实质，因为反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，则断开反应物所有键所吸收的总能量小于形成生成物所有键放出的总能量，D项错误。 3．下列各组热化学方程式中，ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；C(s)＋O2(g)===CO(g) ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；S(g)＋O2(g)===SO2(g) ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ④2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)；2KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋2H2O(l) A．①③ B．②④ C．②③④ D．①②③ 答案 C 解析 在①中，后者是不完全燃烧放出热量少，故ΔH比前者大；②中因为单质硫由固态变为气态时需吸收热量，故后者热量多，故ΔH前者大；③中后者放出的热量是前者放出热量的2倍，故前者ΔH大；④中浓硫酸在溶于水的过程中放出热量，故后者放热多，则ΔH前者大。] 4．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为a kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为b kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为c kJ，下列关系中正确的是(　　) A．b＞c B．a＋b＞2c C．a＋b＜c D．a＋b＜2c 答案 D 解析 燃烧放热，故形成化学键释放的能量2c kJ大于破坏化学键吸收的能量(a＋b) kJ。 5．依据化学能与热能的相关知识回答下列问题： Ⅰ.共价键的键能是指形成1 mol某种共价键的过程中所放出的能量或断裂1 mol某种共价键的过程中所吸收的能量。共价键的键能越大，该共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如H—H键的键能是436 kJ·mol－1，是指使1 mol H2分子变成2 mol H原子需要吸收436 kJ能量。 (1)已知键能：H—H键为436 kJ·mol－1；H—F键为565 kJ·mol－1；H—Cl键为431 kJ·mol；H—Br键为366 kJ·mol－1，则下列分子受热时最稳定的是________(填字母)。 A．HF B．HCl C．HBr D．H2 Ⅱ.已知化学反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的能量变化如图甲所示，回答下列问题： (2)1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)生成2 mol N原子、4 mol H 原子和2 mol O原子的过程中________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。 (3)该反应的热化学方程式为________________________________________________。 Ⅲ.已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图乙： (4)若E1＞E2，则该反应为________(填“放热反应”或“吸热反应”)。 (5)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________(填字母)。 A．反应前后原子的种类和数目一定不变 B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应 C．若该反应为放热反应，则不需要加热该反应就一定能进行 D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等 答案　(1)A　(2)吸收　2 218 (3)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 (4)放热反应　(5)A 解析　(1)共价键的键能越大，该共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定，根据题干所给数据可知H—F键的键能最大，所以HF最稳定，故选A。(2)据图甲可知Q3＝2 752 kJ·mol－1－534 kJ·mol－1＝2 218 kJ·mol－1，断键吸收能量，则1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol N原子、4 mol H原子和2 mol O原子的过程中吸收2 218 kJ能量。(3)据图甲可知反应物总能量比生成物总能量大，所以1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)的反应中放出534 kJ能量，反应的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1。(4)E1＞E2，即反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应。(5)化学反应中遵循质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目一定不变，A正确；任何化学反应都有能量变化，所以有热量变化的反应不一定是氧化还原反应，B错误；反应的吸、放热与反应条件无关，放热反应可能也需要加热引发，如铝热反应，C错误；反应物的总质量与生成物的总质量相等，但总能量不相等，D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题6 化学反应与能量变化 第二单元 化学反应中的热 第1课时 放热反应和吸热反应 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道化学反应可以实现化学能与热能的转化。 2．能运用热化学方程式表示放热反应和吸热反应。 3．了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。 重难点：化学反应能量变化的原因；热化学方程式的书写。 一、放热反应和吸热反应 【课题引入】 在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然发生能量的变化。反应中化学能可以转化为热能、光能、电能等，热能、光能、电能等也可以转化为化学能，如制水煤气、植物的光合作用、水的电解等。 物质的燃烧：化学能→热能、光能； CaCO3的高温分解：热能→化学能； 植物的光合作用：光能→化学能； 电解水：电能→化学能。 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把________热的化学反应称为放热反应，把________热的化学反应称为吸热反应。 (2)实验探究 【实验1】 实验现象：产生___________，混合液的温度________。 实验结论：反应过程中________热量。 【实验2】 实验现象：有________气味气体产生，烧杯温度________，玻璃片粘在烧杯底部。 化学方程式：________________________________________________________ 实验结论：反应过程中________热量。 2．常见的放热反应和吸热反应 (1)常见的放热反应 ①所有的________反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 ②_____________反应：H＋＋OH－===H2O。 ③大多数的________反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 ④铝热反应：如________________________________。 ⑤活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===________________。 ⑥物质的缓慢氧化。 (2)常见的吸热反应 ①铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2________________________________。 ②大多数的分解反应：如________________________________。 ③CO2+C________________、________________________________（制取水煤气）； ④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuO________________。 ⑤需要________加热的反应。 【特别提醒】吸、放热反应的三个“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晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (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、热化学方程式 1．概念：定量表示一个特定的化学反应中________或________热的化学方程式。 2．意义：不仅表明了化学反应中的________化，也表明了化学反应中的________变化。 3．热化学方程式的书写 (1)热化学方程式中要标明所有物质的状态，用______、______、_____分别代表气态、液态、固态。 (2)反应放出或吸收的热用________表示，负值表示在该条件下反应________，正值表示在该条件下反应________ (正号常省略)。 (3)ΔH的单位是________。 (4)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示_____________。 【学以致用】 1. 在一定条件下，1 mol氮气与1 mol氧气反应生成2 mol 一氧化氮气体，吸收180 kJ的热。则该反应的热化学方程式为___________________________________________________。 2．H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以表示为 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.2 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 完全燃烧相同物质的量的上述物质，放出热的大小顺序为____________。 【特别提醒】 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 三、化学反应中的能量变化的原因 1．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 (1)从物质内部能量分析化学反应过程： 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(________能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(________能)被“储存”起来的过程。 (2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 图Ⅰ中反应物的总能量________生成物的总能量，反应________能量；图Ⅱ中反应物的总能量________生成物的总能量，反应________能量。 2．化学反应中能量变化与化学键的关系 (1)化学反应过程 (2)化学反应中能量变化的原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要________能量，形成化学键时需要________能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程________能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程________能量。 3．利用键能估算化学反应的反应热 (1)共价键的键能： 共价键的键能是指________________________________________________________，共价键的键能越大，共价键越________。 (2)共价键键能的意义： 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝________kJ·mol－1。 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝________________________________________________________________ 【特别提醒】 (1)键能：在标准状况下，将1 mol气体分子AB(g)解离为气体原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ·mol－1。 (2)物质所含能量越低，物质越稳定，键能越大，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多，反之亦然。 (3)ΔH＝E反应物的键能之和－E生成物的键能之和。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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，NaOH固体溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应(　 　) (3)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(　 　) (4)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(　 　) (5)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(　 　) (6)书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可(　 　) (7)表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式(　 　) (8)氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ(　 　) (9)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化(　 　) (10)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收热量(　 　) (11)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(　 　) (12)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程(　 　) (13)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(　 　) 2．下列说法正确的是(　　) A．凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应 B．C(石墨，s)===C(金刚石，s)，反应中既没有电子的得失也没有能量的变化 C．干冰升华时，二氧化碳分子中的共价键不发生断裂 D．伴有能量变化的物质变化，都是化学变化 3．下列反应中能量变化趋势如图一致的是(　　) A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 B．中和反应 C．木炭在氧气中发生不完全燃烧 D．生石灰和水的反应 4．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 B．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ 5．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．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ能量 C．2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 6．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，U形管中的现象为____________________________________，化学方程式：_______________________________。 (2)该小组选择装置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，发现导管中上升一段水柱，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_________________________ __________________________。 ►问题一 放热反应和吸热反应 【典例1】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放热反应的逆向反应为吸热反应　④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应可能会继续进行 A．③④ B．①② C．①②③④ D．②③④ 【变式1-1】诗词是中华民族灿烂文化的瑰宝。下列诗句中包含的反应属于氧化还原反应且属于放热反应的是(　　) A．遥知不是雪，为有暗香来 B．千里冰封，万里雪飘 C．野火烧不尽，春风吹又生 D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 【变式1-2】下列反应中，既属于氧化还原反应同时又属于吸热反应的是(　　) A．CaCO3的分解反应 B．灼热的炭与CO2反应 C．铝与稀盐酸反应 D．稀H2SO4与稀KOH的反应 ►问题二 热化学方程式 【典例2】胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝890.3 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ D．2H2＋O2===2H2O　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 【解题必备】热化学方程式的书写方法 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。 (2)要注明反应物和生成物的状态。 (3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。 (4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变。 【变式2-1】热化学方程式中的物质要注明状态，原因是(　　) A．能描述出反应发生的现象 B．为了区别一般的化学方程式 C．说明反应条件 D．物质呈现的状态与反应热有关 【变式2-2】写出298 K时，下列反应的热化学方程式： (1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量：______________________________________。 (2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量： __________________________________________________________________。 ►问题三 化学反应中能量变化的原因 【典例3】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．该反应吸收的能量为(E1－E2) B．该反应只有在加热条件下才能进行 C．A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D．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 【解题必备】正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 【变式3-1】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1 mol新化学键放出437.6 kJ的能量 D．1 mol H2离解成2 mol H要放出437.6 kJ热量 【变式3-2】已知一些化学键的键能数据如下表所示： 共价键 键能/(kJ·mol－1) 共价键 键能/(kJ·mol－1) H—H 436.4 C—C 347.7 Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8 H—O 462.8 N≡N 941.7 (1)化学反应H2＋Cl2===2HCl的热化学方程式为____________________________________。 (2)H2和Cl2反应的能量变化图可用________(填“A”或“B”)表示。 (3)H2在Cl2中燃烧的过程主要是________能转化为________能的过程。 1．关于化学反应热现象的说法不正确的是(　　) ①放热反应发生时不必加热　②化学反应过程中一定有能量变化　③吸热反应需要加热后才能发生　④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 2．化学反应既有物质的变化，同时又伴随有能量的变化，下列说法正确的是(　　) A．化学反应过程中都会伴随放热现象 B．酸碱中和反应属于放热反应 C．浓硫酸溶于水放出大量热，是放热反应 D．Mg在氧气中燃烧，化学能全部转化为热能 3．对热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，最准确的理解是(　　) A．1 mol 碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，同时吸收131.3 kJ的热 B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时放出131.3 kJ的热 C．固体碳和水蒸气反应吸收131.3 kJ的热 D．1个碳原子和1个水分子反应，吸热131.1 kJ 4．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝890 kJ·mol－1 B．CH4＋2O2===CO2＋2H2O　ΔH＝－890 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1 D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890 kJ·mol－1 5．下列说法正确的是(　　) A．红热的C与H2O(g)反应制取水煤气是放热反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应 C．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照或点燃的条件下的ΔH相同 D．由图可知：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＞0 6．下列关于反应与能量的说法正确的是(　　) A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)ΔH＝－216 kJ·mol－1，E反应物＜E生成物 B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝178.2 kJ·mol－1，E反应物＜E生成物 C．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝92.3 kJ·mol－1，1 mol HCl(g)在密闭容器中完全分解后放出92.3 kJ的热量 D．将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 7．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F键、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的ΔH为(　　) A．－450 kJ·mol－1 B．＋430 kJ·mol－1 C．－1 220 kJ·mol－1 D．－1 780 kJ·mol－1 8．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是(　　) A．图甲表示的是吸热反应的能量变化 B．图甲不需要加热就能发生，图乙一定需要加热才能发生 C．图甲可以表示C与CO2反应生成CO的能量变化 D．图乙中反应物比生成物稳定 9．已知H2(g)＋Br2(l) === 2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他有关数据如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化学键 断裂时需吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为(　　) A．404 B．260 C．230 D．200 10．(1)实验测得，5 g甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：___________________________________________________。 (2)如图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)的过程及其能量变化： 则N≡N键的键能为________kJ·mol－1。根据上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：_________________________________________________。 (3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。 ①该热化学方程式的意义是_____________________________________________________________； ②常温下，已知16 g单质硫燃烧放热149 kJ，写出硫燃烧的热化学方程式： _________________________________________________________________。 1．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表示正确的是(　　) A．C(s，石墨)===C(s，金刚石)，该反应的ΔH为负值 B．石墨的稳定性弱于金刚石 C．石墨和金刚石的转化是物理变化 D．1 mol 石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.9 kJ 2．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.2 kJ·mol－1，下列说法不正确的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.6 kJ·mol－1 B．2 mol CO(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol CO2(s)放出热量大于565.2 kJ C．相同条件下，2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol CO2(g)的总能量 D．拆开2 mol CO和1 mol O2的化学键所需总能量高于形成2 mol CO2化学键所放出总能量 3．下列各组热化学方程式中，ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；C(s)＋O2(g)===CO(g) ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；S(g)＋O2(g)===SO2(g) ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ④2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)；2KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋2H2O(l) A．①③ B．②④ C．②③④ D．①②③ 4．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为a kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为b kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为c kJ，下列关系中正确的是(　　) A．b＞c B．a＋b＞2c C．a＋b＜c D．a＋b＜2c 5．依据化学能与热能的相关知识回答下列问题： Ⅰ.共价键的键能是指形成1 mol某种共价键的过程中所放出的能量或断裂1 mol某种共价键的过程中所吸收的能量。共价键的键能越大，该共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如H—H键的键能是436 kJ·mol－1，是指使1 mol H2分子变成2 mol H原子需要吸收436 kJ能量。 (1)已知键能：H—H键为436 kJ·mol－1；H—F键为565 kJ·mol－1；H—Cl键为431 kJ·mol；H—Br键为366 kJ·mol－1，则下列分子受热时最稳定的是________(填字母)。 A．HF B．HCl C．HBr D．H2 Ⅱ.已知化学反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的能量变化如图甲所示，回答下列问题： (2)1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)生成2 mol N原子、4 mol H 原子和2 mol O原子的过程中________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。 (3)该反应的热化学方程式为________________________________________________。 Ⅲ.已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图乙： (4)若E1＞E2，则该反应为________(填“放热反应”或“吸热反应”)。 (5)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________(填字母)。 A．反应前后原子的种类和数目一定不变 B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应 C．若该反应为放热反应，则不需要加热该反应就一定能进行 D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$