专题6 第2单元 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-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

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 第2课时 专题6　第二单元 <<< 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。 2 内容索引 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 3 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 一、化学反应中能量变化的原因 (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 放出 吸收 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。 (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？ 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。 (2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化学键？ 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： 思考 化学键 C—C C—H   H—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。 思考 1.判断正误 (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 应用体验 √ × × × × 2.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 √ 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； 应用体验 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。 3.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 √ 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。 4.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 应用体验 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 应用体验 (2)H2和Cl2反应的能量变化图可用　　(填“A”或“B”)表示。  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，可用图A表示。 应用体验 (3)H2在Cl2中燃烧的过程主要是　　　能转化为　　能的过程。  化学 热 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。 返回 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。 > < 二 燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 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。 二、燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 单位质量 完全 kJ·g-1 煤 石油 天然气 ①化石燃料的缺点 ②解决问题方法 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 光 化学能 能量。 (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。 硼烷密度小、沸点低、难储存、毒性强，但它是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)。它能否作为燃料，选择燃料需要考虑哪些因素？ 思考1 提示　不能。选择燃料不仅要考虑热值大小，还要考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等因素。 能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题，回答下列问题： (1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是______(填字母)。  A.煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用 B.煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠 C.煤燃烧时生成大量的SO2和烟尘，对环境污染严重 D.通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能 提高煤燃烧的利用率 思考2 ACD 思考2 煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并且煤燃烧时生成的SO2和烟尘会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的热利用率。 (2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列化学反应步骤： ①CaBr2+H2O CaO+2HBr ②2HBr+Hg HgBr2+H2↑ ③HgBr2+CaO HgO+CaBr2 ④2HgO 2Hg+O2↑ 上述过程的总反应可表示为　 　　 　。  思考2 2H2O 2H2↑+O2↑ 思考2 将(①+②+③)×2+④得到：2H2O 2H2↑+O2↑。 (3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  思考2 不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等) 1.判断正误 (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 应用体验 √ × × √ √ 2.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 √ 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。 3.一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 √ 4.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 应用体验 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 (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)。  ④>② >① >③ (2)上述物质的热值的大小顺序是　　　　　 　。  应用体验 ③>②>①>④ 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A A C A B B D 题号 9 10 11 答案 A D C 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)①放出　吸收　②431　③相等 (2)①放出　45.5　②< 12. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)A　(2)A　(3)放热反应　(4)Cl2 13. 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 答案 对点训练 2.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) 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 答案 对点训练 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+O2 CO2必然是放热反应，B、C两项正确； 12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确； 由于C CO放热、CO CO2放热，所以C CO2比C CO放出的热量要多，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 3.如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法合理的是 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图(a)表示放热反应，选项A的 反应是放热反应，A项正确； 图(b)表示吸热反应，选项B的 反应是放热反应，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。 答案 对点训练 题组二　化学反应中能量变化的实质 4.据报道，科学家用X射线激光技术观察到CO与O原子在催化剂表面形成化学键的过程，反应过程的示意图如图。下列说法正确的是 A.CO和O原子生成CO2是吸热反应 B.在该过程中，CO断键形成C原子和O原子 C.1 mol CO(g)与1 mol O原子具有的总能量大 于1 mol CO2(g)具有的总能量 D.状态Ⅰ→状态 Ⅲ 表示CO与O2 反应的过程 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应是放热反应，A项错误； 从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 的图示可以看出，反应中CO并未断键形成C原子和O原子， B项错误； 状态Ⅰ→状态Ⅲ 表示CO与O原子反 应生成CO2的过程，并不是CO与O2 的反应过程，D项错误。 答案 对点训练 5.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 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 答案 对点训练 题组三　能源与热值 6.2022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 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 答案 对点训练 7.25 ℃、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 答案 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 8.(2023·广东汕头金山中学高一期中)磷有多种不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧的产物都是P2O5。在25 ℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量。下列说法错误的是 A.红磷转化为白磷属于吸热反应 B.红磷的稳定性比白磷强 C.其他条件相同时，等质量的白磷和红磷，能量较高的是白磷 D.等质量的红磷和白磷完全燃烧，放热较多的是红磷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 答案 综合强化 9.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 反应生成1 mol N2时转移2 mol e-。 答案 综合强化 10.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 答案 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，ΔH为正值，故A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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； 答案 综合强化 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 11.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。右表为某些化学键的键能。 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 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 化学键 N—N   N≡N N—H 键能/(kJ·mol-1) 154 496 942 a 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N≡N键的键能为942 kJ·mol-1，O==O键的键能为496 kJ·mol-1，键能越大，分子能量越低，越稳定，则N2比O2稳定，A正确； 从图可知，1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2 (g)和2 mol H2O(g)放出534 kJ热量，反应的热化学方程式为 N2H4(g) + O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1，B正确； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由图可知ΔH3=2 752 kJ·mol-1-534 kJ·mol-1 =2 218 kJ·mol-1，则由题给数据可得关系式154+4a+496=2 218，解得a=392，C错误、D正确。 答案 综合强化 12.(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题： 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。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 放出 吸收 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 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 13 431 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。 答案 综合强化 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 相等 对于同一反应，当反应物的用量相同时，反应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。 答案 综合强化 (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 放出 45.5 由图可知，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。 答案 综合强化 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 < 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。 答案 综合强化 13.下表中的数据是断开1 mol物质中的化学键所吸收的能量： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436 根据上述数据，回答下列问题： (1)下列物质本身具有的能量最低的是　　(填字母，下同)。  A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2 答案 综合强化 (2)下列氢化物中最稳定的是　　。  A.HCl B.HBr C.HI (3)X2(g)+H2(g)===2HX(g)(X代表Cl、Br、I)的反应是　　　 (填“吸热反应”或“放热反应”)。  (4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436 A 放热反应 Cl2 返回 答案 综合强化 本课结束 专题6　第二单元 <<< $$ 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 ［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 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 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 由能量变化示意图知 (1)反应吸收能量而使体系内能量升高。ΔH为正值，即ΔH>0。 (2)反应放出能量而使体系内能量降低。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。 思考　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。 (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？ 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。 (2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化学键？ 提示　1 mol CO2含有2 mol CO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： 化学键 C—C C—H H—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。 1.判断正误 (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(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 2.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。 3.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。 4.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，可用图A表示。(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)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。 二、燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 1.燃料燃烧释放的热量 (1)热值 一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。单位：kJ·g-1。 (2)化石能源 煤、石油、天然气等化石燃料仍是当今的主要能源。 ①化石燃料 的缺点 ②解决 问题 方法 2.氢燃料的应用前景 (1)优点 氢气的热值在普通燃料中是最高的，燃烧产物无污染。可利用太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气，并利用储氢合金贮存和释放。 (2)应用 运载火箭常用液氢为燃料，氢燃料混合动力有轨电车成功投入商业运行。 3.太阳能及其利用 (1)大自然利用太阳能——光合作用 光化学能能量。 (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。 思考1　硼烷密度小、沸点低、难储存、毒性强，但它是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)。它能否作为燃料，选择燃料需要考虑哪些因素？ 提示　不能。选择燃料不仅要考虑热值大小，还要考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等因素。 思考2　能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题，回答下列问题： (1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是　　　　(填字母)。  A.煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用 B.煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠 C.煤燃烧时生成大量的SO2和烟尘，对环境污染严重 D.通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的利用率 (2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列化学反应步骤： ①CaBr2+H2O CaO+2HBr ②2HBr+HgHgBr2+H2↑ ③HgBr2+CaOHgO+CaBr2 ④2HgO2Hg+O2↑ 上述过程的总反应可表示为　　　　。  (3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)ACD (2)2H2O2H2↑+O2↑ (3)不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等) 解析　(1)煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并且煤燃烧时生成的SO2和烟尘会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的热利用率。 (2)将(①+②+③)×2+④得到：2H2O2H2↑+O2↑。 1.判断正误 (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(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2.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 答案　A 解析　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。 3.一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 答案　B 4.已知下列几种燃料的热值： 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 (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　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)④ >② >① >③ (2)③ >② >① >④ 　　　　 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~11题，每小题7分，共77分) 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 答案　C 2.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)(　　) 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 答案　A 解析　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；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，D项正确。 3.如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法合理的是(　　) 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) 答案　A 解析　图(a)表示放热反应，选项A的反应是放热反应，A项正确；图(b)表示吸热反应，选项B的反应是放热反应，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。 题组二　化学反应中能量变化的实质 4.据报道，科学家用X射线激光技术观察到CO与O原子在催化剂表面形成化学键的过程，反应过程的示意图如图。下列说法正确的是(　　) A.CO和O原子生成CO2是吸热反应 B.在该过程中，CO断键形成C原子和O原子 C.1 mol CO(g)与1 mol O原子具有的总能量大于1 mol CO2(g)具有的总能量 D.状态Ⅰ→状态 Ⅲ 表示CO与O2反应的过程 答案　C 解析　由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应是放热反应，A项错误；从状态 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ 的图示可以看出，反应中CO并未断键形成C原子和O原子， B项错误；状态 Ⅰ→状态 Ⅲ 表示CO与O原子反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程，D项错误。 5.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 答案　A 解析　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。 题组三　能源与热值 6.2022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 答案　B 解析　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。 7.25 ℃、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 答案　B 解析　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；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。 8.(2023·广东汕头金山中学高一期中)磷有多种不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧的产物都是P2O5。在25 ℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量。下列说法错误的是(　　) A.红磷转化为白磷属于吸热反应 B.红磷的稳定性比白磷强 C.其他条件相同时，等质量的白磷和红磷，能量较高的是白磷 D.等质量的红磷和白磷完全燃烧，放热较多的是红磷 答案　D 9.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 答案　A 解析　反应生成1 mol N2时转移2 mol e-。 10.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 答案　D 解析　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，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。 11.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。 化学键 N—N 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(　　) 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 答案　C 解析　 N≡N键的键能为942 kJ·mol-1，O==O键的键能为496 kJ·mol-1，键能越大，分子能量越低，越稳定，则N2比O2稳定，A正确；从图可知，1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2 (g)和2 mol H2O(g)放出534 kJ热量，反应的热化学方程式为N2H4(g) + O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1，B正确；由图可知ΔH3=2 752 kJ·mol-1-534 kJ·mol-1=2 218 kJ·mol-1，则由题给数据可得关系式154+4a+496=2 218，解得a=392，C错误、D正确。 12.(14分)(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题： ①由H+HH2，当形成1 mol H—H键时，要　　　　(填“吸收”或“放出”，下同)436 kJ的能量；由Cl2Cl+Cl，当断裂1 mol Cl—Cl键时，要　　　　243 kJ的能量。  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。  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”)。  (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。  ②1 mol CO(g)的总键能　　　　(填“>”“=”或“<”)1 mol CH3OH(l)的总键能。  答案　(1)①放出　吸收　②431　③相等 (2)①放出　45.5　②< 解析　(1)①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。②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。③对于同一反应，当反应物的用量相同时，反应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。(2)①由图可知，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。②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。 13.(9分)下表中的数据是断开1 mol物质中的化学键所吸收的能量： 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436 根据上述数据，回答下列问题： (1)下列物质本身具有的能量最低的是　　　　(填字母，下同)。  A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2 (2)下列氢化物中最稳定的是　　　　。  A.HCl B.HBr C.HI (3)X2(g)+H2(g)===2HX(g)(X代表Cl、Br、I)的反应是　　　　(填“吸热反应”或“放热反应”)。  (4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是　　　　。  答案　(1)A　(2)A　(3)放热反应　(4)Cl2 学科网（北京）股份有限公司 $$