6.2.2 化学反应中能量变化的原因 燃料燃烧释放的能量和氢能的利用 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（苏教版2019）

第2课时　化学反应中能量变化的原因　 燃料燃烧释放的能量和氢能 的利用 专题6　第二单元 1 核心素养 发展目标 1.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应，能进行一些简单的能量变化计算。 2.理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。 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、化学反应中能量变化的原因 二、燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 课时对点练 内容索引 化学反应中能量变化的原因 一 1.化学反应中能量变化与化学键的关系(微观探析) (1)化学反应过程 (2)化学反应中能量变化的原因 吸收 放出 吸热 放热 2.化学反应中能量变化的决定因素(宏观辨识) 宏观解释   能量变化 示意图     放出 吸收 吸收 放出 由能量变化示意图知 (1)反应吸收能量而使体系内能量_____。ΔH为正值，即ΔH____0。 (2)反应放出能量而使体系内能量_____。ΔH为负值，即ΔH____0。 (3)可利用能量守恒定律，从宏观角度(即反应物总能量与生成物总能量大小)理解化学反应中能量变化的原因。 升高 > 降低 < 乙醇汽油是乙醇和普通汽油按一定比例混合配成的新型替代能源。 深度思考 提示　1 mol乙醇含有1 mol C—C键、5 mol C—H键、1 mol C—O键、1 mol H—O键。 (1)已知乙醇的结构式为 　　　　　　　，1 mol乙醇含有共价键的物 质的量各是多少？ (2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化学键？ 深度思考 提示　1 mol CO2含有2 mol C==O键、1 mol H2O含有2 mol H—O键。 (3)已知断开或形成1 mol化学键的数据如下： 深度思考 化学键 C—C C—H O==O H—O C—O C==O 键能/ (kJ·mol－1) 348 413 498 463 351 745 则1 mol乙醇与O2完全燃烧生成CO2和H2O(g)放出的能量是多少？写出计算过程。 提示　C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)，则断键吸收的能量为1 mol×348 kJ·mol－1＋5 mol×413 kJ·mol－1＋1 mol×351 kJ·mol－1＋1 mol×463 kJ·mol－1＋3 mol×498 kJ·mol－1＝4 721 kJ，形成化学键 放出的能量为2 mol×2×745 kJ·mol－1＋3 mol×2×463 kJ·mol－1＝ 5 758 kJ，整个过程放出的能量为5 758 kJ－4 721 kJ＝1 037 kJ。 深度思考 正误判断 (1)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化 (2)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 (3)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 (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 × √ × × × 1.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 √ 应用体验 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。 2.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 应用体验 √ 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。 3.已知一些化学键的键能数据如下表所示： 应用体验 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____________________ ______________________________。 H2(g)＋Cl2(g)=== 2HCl(g)　ΔH＝－184.5 kJ·mol－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)H2和Cl2反应的能量变化图可用_____(填“A”或“B”)表示。 应用体验 A 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)H2在Cl2中燃烧的过程主要是_____能转化为____能的过程。 应用体验 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。 化学 热 归纳总结 (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。 返回 燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 二 1.燃料燃烧释放的热量 (1)热值 一定条件下_________的可燃物_____燃烧所放出的热。单位：______。 (2)化石能源 ____、_____、_______等化石燃料仍是当今的主要能源。 ① 有毒有害物质排放：大量_____、CO、____、NOx等 导致酸雨：_____、Nox 燃料使用效率不高：约 能量可有效转化 化石燃料 的缺点 单位质量 完全 kJ·g－1 煤 石油 天然气 烟尘 SO2 SO2 ② 一是节约现有能源 二是提高燃料的使用效率，减少对环境的污染，利 　用化学方法将化石燃料转化为清洁燃料，如煤的 　_____或_____ 三是开发优质新能源，如_____、水能、_______、 　风能等 解决问 题方法 气化 液化 氢能 太阳能 2.氢燃料的应用前景 (1)优点 氢气的____在普通燃料中是最高的，燃烧产物无污染。可利用______转化为电能，再将水催化电解获得氢气，并利用________贮存和释放。 (2)应用 运载火箭常用_____为燃料，_______混合动力有轨电车成功投入商业运行。 热值 太阳能 储氢合金 液氢 氢燃料 3.太阳能及其利用 (1)大自然利用太阳能——光合作用 (2)人类利用太阳能的两种常见方式 ①光—热转换，如地膜、大棚、温室、太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉等。 ②光—电转换 光—热—电和光—电(太阳能电池)两种转换方式。 2020年9月，我国在第75届联合国大会上宣布：我国力争在2030年前实现“碳达峰”，努力争取2060年前实现“碳中和”。化学在致力“碳达峰，碳中和”方面发挥着巨大作用。 (1)下列措施不利于实现上述目标的是____(填字母，下同)。 A.开发清洁能源 B.工厂节能减排 C.研究碳循环利用 D.多开私家车出行 深度思考 D (2)所谓“碳中和”，通俗地说，日常活动可能制造的CO2排放量，通过植树、节能减排等方法来中和抵消，即CO2净排放量降为零。下列措施能促进“碳中和”的是____。 A.将秸秆焚烧 B.大力使用可燃冰 C.将煤转化为CH3OH D.将CO2生产为可降解的聚碳酸酯 深度思考 D (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_____。 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 深度思考 acd 正误判断 (1)氢气的热值较高，是目前主要的能源 (2)煤经气化转化为煤气是物理变化 (3)我国目前使用的燃料效率不高，而且引起的污染大 (4)利用太阳光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段 (5)将太阳能转化为热能是目前人类利用太阳能最广泛的形式 × √ × √ √ 1.一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是 A.光电转换的基本装置是太阳能电池 B.图中能量转化效率均可达到100% C.利用氢燃料电池发电利于实现能源 结构转型 D.太阳能、风能、氢能都属于新能源 √ 应用体验 2.(2022·重庆高一期末)我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。下列有关碳排放的说法错误的是 A.通过煤的气化和液化，可以从根本上杜绝碳排放 B.积极开发太阳能、风能、水能等清洁能源，减少对化石燃料的依赖 C.改变经济结构，逐步淘汰高能耗、高污染产业 D.践行低碳生活、绿色出行 √ 应用体验 通过煤的气化和液化，只是将煤转化为气体或液体燃料，燃烧仍然会产生二氧化碳，不能杜绝二氧化碳的排放，A错误。 3.已知下列几种燃料的热值： 应用体验 物质 煤炭 天然气 氢气 乙醇 热值/(kJ·g－1) 约33 约56 143 30 其热化学方程式分别为 ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1 ③H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1 ④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 380 kJ·mol－1 应用体验 物质 煤炭 天然气 氢气 乙醇 热值/(kJ·g－1) 约33 约56 143 30 (1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是_____________(用序号表示，下同)。 (2)上述物质的热值的大小顺序是_____________。 ④>②>①>③ ③>②>①>④ 归纳总结 返回 课时对点练 题组一　能量变化的决定因素 1.下列说法正确的是 A.在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B.生成物化学键形成时所释放的能量大于反应物化学键断裂所吸收的能 量时，反应为吸热反应 C.生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0 D.ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 2.(2023·河南省实验中学期中)已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A.该反应的反应物或生成物都能用来表示 该反应的反应速率 B.1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于 1 mol NO和1 mol CO2的键能总和 C.该反应为氧化还原反应 D.1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的 总能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 该反应的反应物或生成物均为气体，都 能用来表示该反应的反应速率，故A正确； 1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和，反应是放热 反应，故B正确； 1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，反应放热，故D错误。 16 17 A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C.12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确； 16 17 4.如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是 A.500 mL 2.0 mol·L－1 HCl溶液 和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH 溶液的反应符合图(a)，且放 出的热量为ΔE1 B.500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液 和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b)，且吸收的热量为ΔE2 C.发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生 D.CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 图(a)表示放热反应，选项A是放热反应，A项正确； 图(b)表示吸热反应，选项B是放热反应，B项错误； 一些放热反应需加热才能发生，C项错误； 浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，D项错误。 16 17 题组二　化学反应中能量变化的实质 5.(2023·无锡高一期中)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.1 mol A2和1 mol B2完全反应吸收 (y－x) kJ热量 B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B 键放出x kJ的能量 C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量 D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由图示可知，反应物的总能量高于 生成物的总能量，该反应是放热反 应，A错误； 化学键的断裂需要吸收能量，由图 可知，断裂2 mol A—B键需要吸收 y kJ的能量，B错误，C正确； 由图示可知，2 mol AB的总能量低于1 mol A2和1 mol B2的总能量，D错误。 16 17 6.(2023·广东江门陈经纶中学期中)中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是 A.上述过程中，反应物 的总能量小于生成物 的总能量 B.上述过程中，太阳能转化为化学能 C.过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量 D.该反应过程属于氧化还原反应 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确； 由图可知，太阳能使水分解，则实现了太阳能向化学能的转化，故B正确； 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，故C错误； 化学总反应为2H2O===2H2↑＋O2↑，总反应为水分解生成氢气和氧气，则该反应过程属于氧化还原反应，故D正确。 16 17 7.SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示： 已知：S—F键、F—F键的键能分别为327 kJ·mol－1、159 kJ·mol－1。则SF4(g)＋F2(g)===SF6(g)的ΔH等于 A.－495 kJ·mol－1 B.495 kJ·mol－1 C.3 111 kJ·mol－1 D.－3 111 kJ·mol－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 反应物SF4中含有4个S—F键，F2中含有1个F—F键，SF6中含有6个S—F键；反应SF4(g)＋F2(g) ===SF6(g)中，断裂1个F—F键，又新形成2个S—F键，所以ΔH＝159 kJ·mol－1－2×327 kJ· mol－1＝－495 kJ·mol－1，故选A。 16 17 8.氢气可以在氧气中燃烧。在该反应中：断裂1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol O==O键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是 A.2Q1＋Q2<Q3 B.Q1＋Q2>2Q3 C.2Q1＋Q2<4Q3 D.2Q1＋Q2<2Q3 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 H2在O2中燃烧放热，则断裂化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量小，由于反应的化学方程式为2H2＋O2　　　2H2O，则断键吸收的能量为(2Q1＋Q2)kJ，形成化学键放出的能量为4Q3 kJ，则能量关系为2Q1＋Q2<4Q3。 16 17 题组三　能源与热值 9.2022年北京冬奥会场馆国家速滑馆“冰丝带”的制冰采用了世界上最先进的二氧化碳跨临界直接制冰技术，通过压力变化使二氧化碳汽化实现制冷，下列说法不正确的是 A.CO2由液态变为气态，会吸收热量 B.二氧化碳跨临界直接制冰技术利用了其化学性质 C.应用二氧化碳跨临界直接制冰技术符合“绿色奥运”理念 D.二氧化碳的固体干冰，可以用于人工降雨 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 二氧化碳从液态变为气态，会吸收热量，A正确； 二氧化碳从气态直接制成干冰，没有新物质生成，是物理变化、没有利用化学性质，B错误； 二氧化碳跨临界直接制冰技术，不会造成环境污染，符合“绿色奥运”理念，C正确； 干冰升华会吸收大量热量，可用于人工降雨，D正确。 16 17 10.25 ℃、101 kPa下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33 kJ· g－1、143 kJ·g－1、56 kJ·g－1、23 kJ·g－1，则下列热化学方程式正确的是 A.C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1 B.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1 C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1 D.CH3OH(l)＋　O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝736 kJ·mol－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 A项，煤炭的热值是33 kJ·g－1，则12 g煤炭放出的热量为396 kJ，所以热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1，错误； B项，天然气的热值是56 kJ·g－1，则16 g CH4放出的热量为896 kJ，所以热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ· mol－1，正确； C项，氢气的热值是143 kJ·g－1，则4 g H2放出的热量为572 kJ，所以热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1，错误； 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 D项，甲醇(CH3OH)的热值是23 kJ·g－1，则32 g CH3OH放出的热量为736 kJ，所以热化学方程式为CH3OH(l)＋　O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－736 kJ·mol－1，错误。 16 17 11.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是 A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中，热能转化为产物内部的能量 C.该反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量 D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误； 吸热反应中吸收的能量储存在生成物中，B正确； 由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，C、D错误。 16 17 12.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A.反应生成1 mol N2时转移4 mol e－ B.反应物能量之和大于生成物能量之和 C.N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝ 　－139 kJ·mol－1 D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 反应生成1 mol N2时转移2 mol e－。 16 17 13.在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为CO(g)＋　O2(g)　===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1；CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有4 mol CO和CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧，释放的热量为2 953 kJ，则CO和CH4的体积比为 A.1∶3 B.3∶1 C.1∶2 D.2∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 设一氧化碳物质的量为x mol，则甲烷物质的量为(4－x)mol， CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1 1 mol　　　　　　　　　　283 kJ x mol　　　　　　　　　　283x kJ CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJ·mol－1 1 mol　　　　　　　　　　　　　　　890 kJ (4－x)mol　　　　　　　　　　　　　(4－x)×890 kJ 则283x kJ＋(4－x)×890 kJ＝2 953 kJ，解得x＝1，同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，则CO和CH4的体积之比为1∶3。 16 17 14.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(石墨，s)===C(金刚石，s)，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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 根据图示，金刚石的能量大于石墨的能 量，C(石墨，s)===C(金刚石，s)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，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。 16 17 15.键能的大小可衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的能量变化。下表为某些化学键的键能。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 化学键 N—N O==O N≡N N—H 键能/(kJ·mol－1) 154 496 942 a 已知火箭燃料肼(　　　　　　)的有关 化学反应的能量变化如图所示，则下列 说法错误的是 16 17 A.N2比O2稳定 B.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) 　ΔH＝－534 kJ·mol－1 C.表中的a＝194 D.图中的ΔH3＝2 218 kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 17 16.(2023·山西忻州高一期中)化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。对于反应：H2＋I2　　　2HI，已知断开1 mol H—H键、1 mol I—I键分别需要吸收的能量是436 kJ和151 kJ，形成1 mol H—I键需要放出的能量是299 kJ。 (1)1 mol H2与1 mol I2充分反应，反应物断键吸收的总能量是______ kJ，生成物成键放出的总能量为_____ kJ，反应共______(填“放出”或“吸收”)能量____ kJ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 587 598 放出 11 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 mol H2和1 mol I2充分反应生成2 mol HI，旧键断裂吸收的能量为436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，新键形成释放的能量为299 kJ×2＝598 kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量，反应为放热反应，放出的能量为598 kJ－587 kJ＝11 kJ。 16 17 (2)下列两个图像中，能够正确反映该反应能量变化的图像是_____(填“A”或“B”)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 B 该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，所以B正确。 16 17 17.(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ①由H＋H―→H2，当形成1 mol H—H键时，要_____(填“吸收”或“放出”，下同)436 kJ的能量；由Cl2―→Cl＋Cl，当断裂1 mol Cl—Cl键时，要______243 kJ的能量。 放出 吸收 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 形成共价键时放出能量，断裂共价键时吸收能量，从图中可以看出，当形成1 mol H—H键时放出436 kJ的能量；当断裂1 mol Cl—Cl键时吸收243 kJ的能量。 16 17 ②对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出183 kJ的能量，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是_____kJ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 431 设H—Cl键键能为x，则436 kJ＋243 kJ－2x＝－183 kJ，解得x＝431 kJ，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是431 kJ。 16 17 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”)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 相等 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 对于同一反应，当反应物的用量相同时，条件不影响反应前后的能量变化，则两个反应放出的能量相等。 16 17 (2)①根据图示的能量转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)______(填“吸收”或“放出”)______kJ能量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 放出 45.5 由图中可知，1 mol CO(g)与2 mol H2(g)完全反应生成1 mol CH3OH(l)，放出510 kJ－419 kJ＝91 kJ能量，则生成16 g CH3OH(l)(物质的量为 0.5 mol)，放出91 kJ·mol－1×0.5 mol＝45.5 kJ能量。 16 17 ②1 mol CO(g)的总键能_____(填“>”“＝”或“<”)1 mol CH3OH(l)的总键能。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 < 由图可知，反应物的总键能－生成物的总键能＝－91 kJ，即1 mol CO(g)的总键能＋2×436 kJ－1 mol CH3OH(l)的总键能＝－91 kJ，则 1 mol CO(g)的总键能－1 mol CH3OH(l)的总键能＝－91 kJ－2×436 kJ <0，所以1 mol CO(g)的总键能<1 mol CH3OH(l)的总键能。 返回 16 17 光化学能能量。 3.已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) 都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同) 放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，B、C两项正确； 由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，D项正确。 $$