6.1.1 化学反应与热能 讲义 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 化学反应与热能 ( 钠及其化合物 ) 一、吸热反应和放热反应 1．实验探究：化学反应中的能量变化 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；木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 化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收。 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所有的燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属与水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ⑥铝热反应(见第八章) ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应 ③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 【特别提醒】 ①常见的热效应如浓硫酸溶于水、NaOH溶于水、Ca(OH)2溶于水，虽伴随着能量的放出，但并不是放热反应；铵盐溶于水虽需要吸收能量，也不是吸热反应。 ②对于可逆反应，若正反应为放热反应，则逆反应必为吸热反应。 ③吸热反应不一定需要加热才能发生，吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。 3.化学反应中能量变化的原因 (1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析) ①图示原因 ②举例说明：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示： 反应中能量变化 由图可知 1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ 共吸收679 kJ 1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ 1 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是431 kJ 共放出2×431＝862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183 kJ (2)从总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识) 物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 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” 【特别提醒】 吸热反应和放热反应的判断方法 ①根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断： 若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应 ②根据化学键断裂或形成时的能量变化判断： 若断裂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，属于放热反应，反之是吸热反应 ③根据反应物和生成物的相对稳定性判断： 由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应 ④根据反应条件判断： 凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应 【课堂小练1】 1．下列关于化学反应中的能量变化说法正确的是（ ） A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．化学反应在发生物质变化的同时不一定伴随有能量变化 C．金刚石转化为石墨是放热反应，说明金刚石比石墨稳定 D．燃烧反应、酸碱中和反应是常见的放热反应 2．下列说法正确的是（ ） A．能量变化必然伴随发生化学反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 3．下列图像均表示化学反应中的能量变化，其中描述正确的是（ ） A．图甲可以表示反应CO2+C=2CO的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断2A（g）=B（g）放出akJ的能量 D．图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量 二、化学反应中热能的利用 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．化石燃料利用过程面临的问题 (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．能源可持续发展的措施 (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。 【课堂小练2】 4．绿色低碳话题热度不减。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是（ ） A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 D．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 5．能量以各种不同的形式呈现在人们面前。下列说法不正确的是（ ） A．利用液氢作为火箭发射的燃料，液氢燃烧的过程实现了电能转化为化学能 B．北京冬奥会多个场馆引入光伏发电系统，该系统能将太阳能直接转化为电能 C．曹植诗句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，“燃豆萁”的过程中化学能转化为热能 D．水能、风能、潮汐能均属于可再生能源 6．液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“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 【课时对点练习】 题组一　反应过程中的能量变化 1．下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是（ ） A．化学反应过程中不一定包含着化学键的断裂和形成 B．化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因 C．物质有发光和放热现象产生时，不一定发生了化学变化 D．节日燃放的烟花包含某些金属元素的焰色试验，焰色试验属于化学变化 2．(2023·北京市第三中学高一期中)下列关于化学反应与能量的说法不正确的是(　　) A．化学反应必然伴随能量变化 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应 C．放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的 3．(2023·江苏徐州高一统考期中)甲醇重整反应的原理为CH3OH＋H2OCO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应是一个吸收热量的过程 B．反应物的总能量小于生成物的总能量 C．由氢原子形成H—H时放出能量 D．H—C断裂时放出能量 4．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 5．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。 下列说法不正确的是（ ） A．NO属于共价化合物 B．过程②吸收能量，过程③放出能量 C．反应过程中有极性键断裂，有非极性键形成 D．标准状况下，NO分解生成22.4LN2时转移电子数约为2×6.02×1023 题组二　放热反应与吸热反应的判断 6．下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是（ ） A．图①温度计的水银柱上升 B．图②中反应物总能量大于生成物总能量 C．图③中反应开始后，针筒活塞向右移动 D．图④中反应开始后，甲处液面低于乙处液面 7．“即热快餐”外层分别装了两种互不接触的化学物质，使用时将两种物质混合即可对食物进行加热，这两种物质可能是 A．食盐和铁粉 B．和 C．生石灰和水 D．浓硫酸和水 8．以下过程中所涉及的反应与镁条和盐酸反应的能量变化情况相同的是 A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应 B．氢气和氯气在光照下发生反应 C．碳酸氢钠固体与盐酸的反应 D．灼热的炭与二氧化碳反应 9．下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是(　　) A．氢氧化钠与稀硫酸反应 B．氢气还原氧化铜 C．铁与稀硫酸反应 D．柠檬酸与碳酸氢钠的反应 题组三　能量变化图分析 10．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 11．物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于放热反应 B．该反应中的能量一定低于的能量 C．断裂和时放出能量 D．该反应生成时，吸收能量 12．(2023·安徽池州高一期中)化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量 B．该反应是吸热反应 C．断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量 D．1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量 13．研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 题组四　人类对能源的利用 14．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述错误的是(　　) A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量 B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来 C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用 D．吸热反应没有利用价值 15．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 16．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸(加热装置略)。 (1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是____________________________________________。 (2)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________。 (3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是________(填字母)。 (4)高温时，2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算，当2 mol NO2分解时，反应会______(填“吸收”或“放出”)______ kJ能量。 NO2(g)N(g)＋2O(g) NO(g)N(g)＋O(g) O2(g)2O(g) 17．某实验小组设计了下图所示的5组实验，探究化学能与热能的转化。 (1)实验①在实验前U型管中液面左右相平，在甲试管中加入适量氧化钙和水后，可观察到U型管中的现象是 。 (2)实验②-⑤中属于吸热反应的是 (填序号)这些反应的能量变化可用下图中的 (填A或B)表示 (3)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因： ①和②分别为 、 (填“吸收”或“释放”)。上述反应生成1mnol水时，释放 kJ能量。 【参考答案】 【课堂小练1】 1．下列关于化学反应中的能量变化说法正确的是（ ） A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．化学反应在发生物质变化的同时不一定伴随有能量变化 C．金刚石转化为石墨是放热反应，说明金刚石比石墨稳定 D．燃烧反应、酸碱中和反应是常见的放热反应 【答案】D 【解析】A．吸热反应和放热反应与反应条件无关，只与反应物总能量和生成物总能量有关，故A错误；B．化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，所以化学反应在发生物质变化的同时一定伴随有能量变化，故B错误；C．金刚石转化为石墨是放热反应，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，故C错误；D．放热反应主要有燃烧反应、酸碱中和反应、金属与水或酸的反应等，故D正确。综上所述，答案为D。 2．下列说法正确的是（ ） A．能量变化必然伴随发生化学反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 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】C 【解析】A．化学反应一定伴随能量变化，能量变化不一定伴随发生化学反应，故A错误； B．反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反应时会向环境释放能量，故B错误；C．化学反应的实质是旧键断、新键生，旧键断吸热、新键生放热，所以能量变化主要是由化学键变化引起的，故C正确；D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，故D错误；选C。 3．下列图像均表示化学反应中的能量变化，其中描述正确的是（ ） A．图甲可以表示反应CO2+C=2CO的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断2A（g）=B（g）放出akJ的能量 D．图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量 【答案】D 【解析】A．反应CO2+C＝2CO为吸热反应，图像描述的是放热反应，故A错误；B．由图可知，金刚石的能量高于石墨，物质的能量越高越不稳定，则金刚石的稳定性弱于石墨，故B错误；C．由图可知，气态A转化为液态B的反应热为－akJ/mol，气态B的能量高于液态B，结合图像可知2A（g）=B（g）的反应热大于akJ/mol，故C错误；D．由图可知，该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，则断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量，故D正确；故选D。 【课堂小练2】 4．绿色低碳话题热度不减。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是（ ） A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 D．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 【答案】D 【解析】水的分解是吸热反应，A错误;氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C错误;2 mol H2可以在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol H2O，并放出大量的热，D正确。 5．能量以各种不同的形式呈现在人们面前。下列说法不正确的是（ ） A．利用液氢作为火箭发射的燃料，液氢燃烧的过程实现了电能转化为化学能 B．北京冬奥会多个场馆引入光伏发电系统，该系统能将太阳能直接转化为电能 C．曹植诗句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，“燃豆萁”的过程中化学能转化为热能 D．水能、风能、潮汐能均属于可再生能源 【答案】A 【解析】A．液氢燃烧的过程是化学能转化为热能的过程，故A错误；B．光伏发电系统为光电转换装置，是将太阳能直接转化为电能的装置，故B正确；C．“燃豆其”的过程是化学能转化为热能的过程，故C正确；D．水能、风能、潮汐能均属于自然界中的可再生能源，故D正确；故A错误。 6．液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“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，故氢能源属于可再生能源，故B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。 【课时对点练习】 题组一　反应过程中的能量变化 1．下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是（ ） A．化学反应过程中不一定包含着化学键的断裂和形成 B．化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因 C．物质有发光和放热现象产生时，不一定发生了化学变化 D．节日燃放的烟花包含某些金属元素的焰色试验，焰色试验属于化学变化 【答案】C 【解析】A．化学反应过程是旧键的断裂和新键的形成过程，则一定包含着化学键的断裂和形成，A错误；B．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，B错误；C．物质有发光和放热现象产生时，不一定发生化学变化，如灯泡发光，C正确；；   D．金属元素发生焰色试验时，将热能转化为光能，但没有新物质的生成，所以焰色试验属于物理变化，D错误； 故选C。 2．(2023·北京市第三中学高一期中)下列关于化学反应与能量的说法不正确的是(　　) A．化学反应必然伴随能量变化 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应 C．放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的 答案　B 解析　化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，旧化学键断裂时需要吸收能量，新化学键形成时会放出能量，则化学反应必然伴随能量变化，且该变化主要是由化学键的变化引起的，故A、D正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故B错误；反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，故C正确。 3．(2023·江苏徐州高一统考期中)甲醇重整反应的原理为CH3OH＋H2OCO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应是一个吸收热量的过程 B．反应物的总能量小于生成物的总能量 C．由氢原子形成H—H时放出能量 D．H—C断裂时放出能量 答案　C 解析　由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，题中反应过程是一个放出热量的过程，故A、B错误；形成H—H放出能量，故C正确；断开H—C吸收能量，故D错误。 4．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 【解析】A．发生化学反应时，成键放热，断键吸热，故A正确；B．任何化学反应都存在能量的变化，故B错误；C．常温下可以发生的反应可能是吸热反应，如铵盐与碱的反应，故C错误；D．化学反应中的能量变化大小与参与反应的物质的物质的量有关，与质量相关，故D错误；故选A。 5．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。 下列说法不正确的是（ ） A．NO属于共价化合物 B．过程②吸收能量，过程③放出能量 C．反应过程中有极性键断裂，有非极性键形成 D．标准状况下，NO分解生成22.4LN2时转移电子数约为2×6.02×1023 【答案】D 【解析】NO吸附在催化剂表面，在催化剂表面断键形成N原子和O原子，N原子和O原子在催化剂表面反应生成N2和O2，解吸得到N2和O2。A．NO属于共价化合物，A正确；B．过程②断键，吸收能量，过程③形成化学键，放出能量，B正确；C．反应过程中N和O之间为极性键断裂，生成N2和O2时形成了非极性键，C正确；D．标准状况下，NO分解生成22.4LN2时，N元素由-3价变为0价，共有2molNO反应，转移电子数约为6×6.02×1023，D错误；故选D。 题组二　放热反应与吸热反应的判断 6．下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是（ ） A．图①温度计的水银柱上升 B．图②中反应物总能量大于生成物总能量 C．图③中反应开始后，针筒活塞向右移动 D．图④中反应开始后，甲处液面低于乙处液面 【答案】C 【解析】A．温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量，说明相应的化学反应是放热反应，选项A不符合；B．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，说明相应的化学反应是放热反应，选项B不符合；C．Zn 与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移动，不能充分说明相应的化学反应是放热反应，选项C符合；D．反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明装置内压强增大，温度升高，反应为放热反应，选项D不符合；答案选C。 7．“即热快餐”外层分别装了两种互不接触的化学物质，使用时将两种物质混合即可对食物进行加热，这两种物质可能是 A．食盐和铁粉 B．和 C．生石灰和水 D．浓硫酸和水 【答案】C 【解析】依题意，该两包化学物质反应便可对食物进行加热，该反应是放热反应。 A．食盐与铁粉是暖宝宝的主要成分，反应比较缓慢，放热量比较小，故A不符合题意；B．和反应为吸热反应，故B不符合题意；C．生石灰与水反应放出大量的热，产物是氢氧化钙，对环境友好，也较为安全，故C符合题意；D．浓硫酸具有强腐蚀性，属于危险品，不适用于对食品加热，故D不符合题意；故选：C。 8．以下过程中所涉及的反应与镁条和盐酸反应的能量变化情况相同的是 A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应 B．氢气和氯气在光照下发生反应 C．碳酸氢钠固体与盐酸的反应 D．灼热的炭与二氧化碳反应 【答案】B 【分析】镁条和盐酸反应是放热反应。 【解析】A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应，故不选A；B．氢气和氯气在光照下发生反应是放热反应，故选B；C．碳酸氢钠固体与盐酸的反应是吸热反应，故选C；D．灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应，故不选D；选B。 9．下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是(　　) A．氢氧化钠与稀硫酸反应 B．氢气还原氧化铜 C．铁与稀硫酸反应 D．柠檬酸与碳酸氢钠的反应 答案　C 解析　氢氧化钠与稀硫酸反应放热，但该反应不是氧化还原反应，A不选；氢气还原氧化铜是氧化还原反应，但属于吸热反应，B不选；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是放热反应，且是氧化还原反应，C选；柠檬酸与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水，属于非氧化还原反应，且是吸热反应，D不选。 题组三　能量变化图分析 10．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 【答案】B 【解析】A．第一步反应物的总能量小于生成物的总能量，第二步反应为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；B．三种化合物中C的能量最低，故最稳定，B项正确；C．A到B为吸热反应，但不一定需要加热条件，C项错误；D．A到C为放热反应，D项错误。故选B。 11．物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于放热反应 B．该反应中的能量一定低于的能量 C．断裂和时放出能量 D．该反应生成时，吸收能量 【答案】D 【解析】A．由图可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应属于吸热反应，A错误；B．由图可知，该反应中的能量一定低于的能量，B错误；C．断裂化学键需要吸收能量，C错误；D．依据图像分析判断和反应生成，每生成吸收热量，D正确；故选D。 12．(2023·安徽池州高一期中)化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量 B．该反应是吸热反应 C．断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量 D．1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量 答案　C 解析　由图可知该反应是放热反应，所以该反应断开化学键消耗的总能量应小于形成化学键释放的总能量，故A、B错误；化学键的断裂吸收能量，根据图像，断裂2 mol A—B需要吸收y kJ能量，故C正确；根据图像，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故D错误。 13．研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 【答案】C 【解析】A．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ，故A错误；B．由图可知，HCN具有的能量较低，能量越低物质越稳定，则HCN比HNC更稳定，故B错误；C．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 molCNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ-127.2 kJ=59.3 kJ，故C正确；D．由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热才能发生，所以HCN(g)转化为CNH(g)不一定要加热，故D错误；故选：C。 题组四　人类对能源的利用 14．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述错误的是(　　) A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量 B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来 C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用 D．吸热反应没有利用价值 答案　D 解析　光合作用、水煤气的制取都是吸热反应，都具有很高的利用价值。 15．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 16．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸(加热装置略)。 (1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是____________________________________________。 (2)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________。 (3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是________(填字母)。 (4)高温时，2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算，当2 mol NO2分解时，反应会______(填“吸收”或“放出”)______ kJ能量。 NO2(g)N(g)＋2O(g) NO(g)N(g)＋O(g) O2(g)2O(g) 答案　(1)碱石灰　(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　(3)A　(4)吸收　113 解析　(3)催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上，说明该反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以能够正确表示该反应过程能量变化的是A。 (4)2 mol NO2断裂化学键时吸收的总能量是931 kJ×2＝1 862 kJ，2 mol NO和1 mol O2的化学键形成放出的总能量是628 kJ×2＋493 kJ＝1 749 kJ，则反应会吸收113 kJ能量。 17．某实验小组设计了下图所示的5组实验，探究化学能与热能的转化。 (1)实验①在实验前U型管中液面左右相平，在甲试管中加入适量氧化钙和水后，可观察到U型管中的现象是 。 (2)实验②-⑤中属于吸热反应的是 (填序号)这些反应的能量变化可用下图中的 (填A或B)表示 (3)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因： ①和②分别为 、 (填“吸收”或“释放”)。上述反应生成1mnol水时，释放 kJ能量。 【答案】（1）液面左低右高 （2）②和④ B （3）吸收 释放 245 【解析】（1）在甲试管中加入适量氧化钙和水后，试管里发生的是放热反应，锥形瓶内空气压强增大，可观察到U型管中的现象是液面左低右高； （2）②中氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应；③中稀硫酸与锌的反应是放热反应；④中柠檬酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应；⑤中燃烧反应是放热反应；吸热反应为②和④；可以用B图表示； （3）①表示共价键断裂，要吸收热量，②表示共价键形成，要释放热量；断裂1molH2和0.5molO2中的化学键吸收的总能量为(436+249)kJ=685kJ，形成1molH2O中的化学键释放的能量为930kJ，因此生成1molH2O时放出热量为930kJ-685kJ=245kJ。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$