第六章 第一节 第1课时 化学反应与热能-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选）

本讲义聚焦化学反应与热能核心知识点，通过实验探究（如镁与盐酸反应放热、氢氧化钡与氯化铵反应吸热）建立放热与吸热反应概念，从微观（化学键断裂与形成）和宏观（反应物与生成物总能量关系）解析能量变化原因，最终关联能源利用与可持续发展，形成完整知识链。 资料以实验为基础培养科学探究能力，通过微观宏观结合训练科学思维（如键能计算、能量关系图分析），能源部分渗透科学态度与社会责任。课中实验与例题助教师高效授课，课后习题与达标训练帮学生查漏补缺，强化知识应用。

第一节　化学反应与能量变化 第1课时　化学反应与热能 素养目标 1．认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，理解化学反应中能量改变与化学键的断裂和形成有关，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。 [对应学生用书P46] 知识点一　放热反应和吸热反应 化石燃料燃烧会释放大量的热，除了燃烧，其他的化学反应也伴随着放热或吸热现象。 1．实验探究 实验操作 实验现象 结论 反应方程式 ①看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管，__手感到热__ ③用温度计测得反应后温度__升高__ 该反应 __放出__ 热量 __Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑__ 闻到刺激性气味，烧杯壁__发凉__，玻璃片和烧杯__粘在一起__，混合物呈糊状 该反应 __吸收__ 热量 __Ba(OH)2·8H2O＋ 2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O__ 2．概念 (1)放热反应：__释放__热量的化学反应称为放热反应；如镁条、铝片与盐酸反应，木炭、氢气、甲烷的燃烧等。 (2)吸热反应：__吸收__热量的化学反应称为吸热反应；如氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠的反应、灼热的炭与CO2的反应等。 1．氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，该过程是放热反应吗？ 提示　不是；因为NaOH固体溶于水不是化学反应，过程中尽管放出热量，但不属于化学反应。 2．加热条件下进行的反应是否一定是吸热反应？常温下进行的反应是否一定是放热反应？ 提示　都不一定；化学反应是吸热还是放热，与反应条件无关，常温下进行的反应有的是吸热反应(如氢氧化钡与NH4Cl的反应)；有的是放热反应(如NaOH与盐酸的反应)。 加热条件下进行的反应有的是吸热反应(如灼热碳与CO2的反应)；有的是放热反应(如碳与氧气加热条件下的反应)。 1．关于吸热反应和放热反应的易错点 (1)三个“不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 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 ⑥铝热反应 ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 ③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 1．(2025·广东汕头期中)下列变化过程，属于放热反应的是(　　) ①金属钠与水　②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌　③H2在Cl2中燃烧　④稀释浓硫酸　⑤酸碱中和　⑥碳酸钙受热分解 A．①②⑤ B．①③⑤ C．③④⑤ D．②④⑥ 解析　①③⑤为放热反应，②⑥为吸热反应，④为放热的物理变化；故选B。 答案　B 2．(2025·宁夏中卫期中)关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是(　　) A．放热反应都不需要加热就能够发生，而吸热反应必须要加热甚至高温才能发生 B．化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等 C．化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律 D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 解析　需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，如铝热反应是放热反应，但需要加热；吸热反应也不一定需要加热甚至高温才能发生，故选A。 答案　A 知识点二　化学反应中能量变化的原因 1．化学反应中能量变化的原因——微观角度 (1)化学反应的实质 原子之间重新组合，是反应物中旧化学键__断裂__和生成物中新化学键__形成__的过程。 (2)化学反应中能量变化的原因 ①变化原因 ②实例 a．断裂1 mol H—H键(H—H→2H)__吸收__436 kJ能量，形成1 mol H—H键(2H→H—H)__放出__436 kJ能量； b．断裂4 mol C—H键(CH4→C＋4H)__吸收__1 660 kJ能量，形成1 mol C—H键(C＋H→C—H)__放出__415 kJ能量。 ③结论 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的__断裂与形成__。 2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 (1)物质的稳定性与能量的关系 (2)物质的能量(E)与反应放出、吸收能量的关系 ①E(反应物)＞E(生成物)⇒化学反应__放出__能量。 ②E(反应物)＜E(生成物)⇒化学反应__吸收__能量。 ③结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 (3)图示 　 1．已知：C(金刚石)===C(石墨)放出1.9 kJ的热量，等质量的金刚石和石墨相比较，哪种物质本身具有的能量低？哪种物质更稳定？ 提示　石墨具有的能量低，石墨更稳定。 2．已知反应A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)该反应是吸热还是放热反应？该条件下，1 mol 气体A和1 mol 气体B反应放出或吸收的热量与E1、E2什么关系？ 提示　吸热反应。吸收的热量为E1－E2。 (2)化学反应的本质为化学键的断裂和形成，从此角度分析E1、E2的含义是什么？ 提示　E1为反应物中化学键断裂吸收的能量，E2为生成物中化学键形成放出的能量。 3．已知2 mol氢气完全燃烧生成气态水时放出热量484 kJ。其他相关数据如下表。 化学键 O===O(g) H—H(g) H—O(g) 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 496 x 463 则x＝________。 提示　436　由题意知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，2 mol H2完全燃烧生成气态水放出484 kJ热量。则2x kJ·mol-1＋496 kJ·mol-1－4×463 kJ·mol-1＝－484 kJ·mol-1，解得x＝436。 化学反应中的能量变化 1．化学反应中能量变化的原因易错点归纳 (1)化学反应在物质变化的过程中一定伴随着能量变化，且遵循能量守恒定律。 (2)根据图示只能比较反应物的总能量和生成物的总能量高低，不能比较某种反应物与某种生成物的能量高低。 (3)一般情况下，物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，物质具有的能量越高，物质的稳定性越弱。 2．计算公式 用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。 ΔQ＝Q(吸)—Q(放) 1．(2025·河南周口期中)CO2与CH4催化重整可制备合成气，反应原理为CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应中断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量 B．反应中CH4既是氧化剂又是还原剂 C．反应中每消耗16 g CH4，转移6 mol电子 D．反应中存在非极性键的断裂和形成 解析　由题图可知，该反应为吸热反应，则反应中断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，A正确；由反应式可知，CH4中C的化合价由－4价升高至＋2价，被氧化，H的化合价由＋1价降低至0价，被还原，即每消耗1个CH4，转移6个电子，所以反应中每消耗16 g CH4(即1 mol)，转移6 mol电子，B、C正确；反应中没有非极性键的断裂，有非极性键的形成，D错误。 答案　D 2．(2025·云南玉溪期中)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．H2燃烧放出能量是因为氢气的能量大于H2O(g)的能量 B．H2O(g)变为液态水是放热反应 C．断开1 mol H—O键吸收930 kJ的能量 D．H2和O2生成1 mol H2O(g)释放的能量等于245 kJ 解析　H2燃烧放出能量，则氢气和氧气的总能量大于H2O(g)的能量，A错误；水蒸气变为液态水是物理变化，不是放热反应，B错误；形成1 mol H2O(g)中的2 mol H—O键释放930 kJ的能量，则断开1 mol H—O键吸收465 kJ的能量，C错误；由图中数据可知，H2和O2生成1 mol H2O(g)的反应释放的能量为930 kJ－436 kJ－249 kJ＝245 kJ，D正确。 答案　D 3．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示，结合表中信息判断下列说法错误的是(　　) 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E(kJ/mol) 436 157 568 432 298 A．1 mol HI(g)具有总能量为298 kJ B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．1 mol HCl(g)分子分解成气态H原子和Cl原子，吸收432 kJ能量 D．反应：HF(g)===H2(g)＋F2(g)，每消耗1 mol HF(g)，吸收271.5 kJ能量 解析　1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量即断裂1 mol化学键吸收的能量，与物质具有的能量不是同一概念，A错误；H—F键分解为气态原子需要吸收的能量最多，也最稳定，B正确；1 mol HCl分子分解为氢原子和氯原子的过程中，断裂1 mol H—Cl键，吸收432 kJ能量，C正确；化学反应发生时，反应物化学键断裂吸收能量，生成物化学键形成释放能量，反应HF(g)===H2(g)＋F2(g)，每消耗1 mol HF(g)，能量变化为568 kJ－－＝271.5 kJ，即吸收271.5 kJ 能量，D正确。 答案　A 知识点三　人类对能源的利用 1．现阶段人类获取热能的主要途径是__物质的燃烧__；利用最多的常规能源是__化石燃料__(煤、石油和天然气)。 2．化石燃料利用过程中面临的问题 (1)化石燃料短期内不可再生，储量有限。 (2)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。 日常生产、生活中常常采用多种能源，请判断下列能源哪些为清洁能源？ ①煤　②石油　③天然气　④太阳能　⑤水能　⑥氢能　⑦核能　⑧风能　⑨地热能 提示　④⑤⑥⑦⑧⑨。清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源。 1．(双选)人类将在未来几十年逐渐由“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”。下列说法错误的是(　　) A．研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明” B．发展太阳能经济不会减缓温室效应 C．植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能 D．石油和天然气都属于碳素燃料 解析　研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A错误；发展太阳能经济，能减少CO2的排放，减缓温室效应，B错误。 答案　AB 2．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)ABCD [对应学生用书P50] 1．(2025·上海月考)新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，下列属于新能源的是(　　) A．天然气、煤油、汽油 B．太阳能、煤炭、核能 C．太阳能、风能、氢能 D．水煤气、液化气、沼气 解析　天然气、煤油、汽油、煤炭属于传统能源，太阳能、核能、风能、氢能是新能源，水煤气是水和煤反应生成的CO和氢气混合气体属于二次能源，液化气是石油分馏的产品，是化石能源，沼气成分为甲烷是可再生能源，故选C。 答案　C 2．(2025·黑龙江牡丹江期中)一氧化碳是一种可燃性气体，燃烧时发生反应：2CO＋O22CO2。下列关于该反应的说法不正确的是(　　) A．化学反应的本质是旧键断裂新键形成 B．化学反应中形成化学键会放出能量 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因 解析　CO燃烧是放热反应，反应物的总能量应高于生成物的总能量，故选C。 答案　C 3．(2025·广东深圳期中)下列过程的热效应与另外三个不同的是(　　) 解析　Na2O2与水的反应、Cu丝在Cl2中燃烧是放热反应；NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应；浓硫酸稀释是放热过程；故选C。 答案　C 4．已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：436 kJ，I—I：151 kJ，H—I：299 kJ，下列对H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是(　　) A．放出能量的反应 B．吸收能量的反应 C．氧化还原反应 D．可逆反应 解析　依题意，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因为598 kJ>587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。 答案　B 5．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。 (1)下列变化属于放热反应的是________(填字母，下同)。 a．生石灰溶于水 b．氢氧化钠固体溶于水 c．氢气与氯气化合 d．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 e．过氧化钠溶于水 (2)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是________。 a．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 b．白磷和红磷互为同素异形体，相同条件下白磷比红磷稳定 c．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 解析　(1)b.氢氧化钠固体溶于水是放热过程，不是放热反应；d.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌是吸热反应；答案为：ace。 (2)a.等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石燃烧释放的热量大于石墨燃烧释放的热量，故a错误；b.根据能量越低越稳定，则相同条件下红磷比白磷稳定，故b错误；c.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总键能大于2 mol NO(g)的总键能，因此1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，故c正确。 答案　(1)ace　(2)c [对应知能达标训练P24] [基础训练] 1．下列有关新能源的说法错误的是(　　) 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 解析　氢能未进入实用阶段是因为它的储存和运输受限，不是氢气燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料，C错误。 答案　C 2．(2025·湖北黄石期中)《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是(　　) A．乙醇燃烧 B．铝与盐酸反应 C．生石灰与水反应 D．胆矾受热失水 解析　尽发炎火说明为放热的反应。燃烧、铝与盐酸反应、生石灰与水反应均为放热反应；胆矾加热失去结晶水的反应为吸热反应，故选D。 答案　D 3．(2025·天津期中)下列有关化学反应与能量的说法错误的是(　　) A．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”，句中涉及的化学变化是放热反应 B．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定 C．化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因 D．化学反应中能量变化的大小与反应物的多少无关 解析　句中“渔火”涉及燃烧，属于化学变化是放热反应，A正确；石墨转化为金刚石是吸热反应，说明金刚石的能量比石墨的高，物质含有的能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，B正确；断裂化学键要吸收能量、形成化学键要释放能量是化学反应中能量变化的主要原因，C正确；化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，且与参加反应物质的质量成正比，D错误。 答案　D 4．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(　　) 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 解析　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，故选C。 答案　C 5．反应：2H2O2(l)⥫⥬2H2O(l)＋O2(g)能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．由于是分解反应，所以该反应吸热 B．途径b改变了反应的能量变化 C.1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量 D．途径a放出的热量多 解析　由图可知，2H2O2(l)⥫⥬2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，A错误；途径b、a的能量变化相同，B、D错误；2H2O2(l)⥫⥬2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，则1 mol H2O2(l)的能量高于1 mol H2O(l)的能量，C正确。 答案　C 6．某反应由两步反应A⥫⥬B⥫⥬C构成，其能量曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．两步反应均为吸热反应 B．三种物质中B最稳定 C．A与C的能量差为E4 D．A⥫⥬B的反应不一定需要加热 解析　A的能量小于B的能量，说明A→B的反应为吸热反应，B的能量大于C的能量，说明B→C的反应为放热反应，A错误；能量越低物质越稳定，C的能量最低，C最稳定，B错误；由题图可知，A与C的能量差为E5，C错误；A⥫⥬B的反应为吸热反应，不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应为吸热反应，不需要加热，D正确。 答案　D 7．(2024·江西赣州高一期中)某小组利用如图装置探究将甲加入乙中之后的能量变化。 下列叙述正确的是(　　) A．若甲为水，乙为过氧化钠，则一段时间后，U形管左侧液面高于右侧 B．若甲为盐酸，乙为小苏打，则一段时间后，U形管左侧液面高于右侧 C．若甲为稀硫酸，乙为铜铁合金，一段时间后，U形管左侧液面低于右侧，则甲和乙的反应为吸热反应 D．若甲为浓硫酸，乙为水，一段时间后，U形管左侧液面低于右侧，则甲和乙的反应为放热反应 解析　过氧化钠与水的反应是放热反应，锥形瓶中气压增大，U形管中液面左低右高，A错误；U形管液面左低右高，说明铜铁合金与稀硫酸反应是放热反应，C错误；浓硫酸的稀释是放热过程，不是放热反应，D错误。 答案　B 8．(1)汽车尾气是城市污染的一种，在汽车尾气装置中加入适当的催化剂可以实现汽车尾气的无害治理。如图是NO和CO反应生成CO2和N2过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，NO和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和N2的总能量。 (2)金刚石和石墨互为同素异形体。已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。 ①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②石墨和金刚石相比，________能量高，______更稳定。 ③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧，________放出的热量多。 解析　(1)根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热；(2)1 mol石墨可转化为金刚石，该反应吸收1.9 kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。 答案　(1)放热　大于 (2)①是　②金刚石　石墨　③金刚石 [能力提升] 9．(双选)(2025·安徽黄山期中)已知几种化学键的键能如下：H—H的键能为436.0 kJ·mol-1；F—F的键能为155.0 kJ·mol-1；H—F的键能为568.0 kJ·mol-1；N≡N的键能为942.0 kJ·mol-1；N—F的键能为283.0 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　) A．反应2HFH2＋F2是吸热反应 B．反应H2＋F2===2HF，每形成2 mol H—F键，释放1136 kJ的能量 C．N—F键比H—F键更稳定 D．反应N2＋3F22NF3中，反应物的总能量低于生成物的总能量 解析　反应2HFH2＋F2中，断开2 mol H—F键吸收的能量：2×568 kJ＝1136 kJ，形成1 mol H—H键和1 mol F—F键释放的能量：436 kJ＋155 kJ＝591 kJ，为吸热反应，A正确；反应H2＋F2===2HF中每形成2 mol H—F键，释放2×568 kJ＝1136 kJ的能量，B正确；键能越大，键越稳定，H—F键能(568 kJ·mol-1)大于N—F键能(283 kJ·mol-1)，故H—F更稳定，C错误；反应N2＋3F22NF3中，断开1 mol N≡N键吸收的能量：942.0 kJ，断开3 mol F—F键吸收的能量：3×155.0 kJ＝465 kJ，形成6 mol N—F键释放的能量：6×283.0 kJ＝1698 kJ，则放出的热量大于吸收的热量，为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误。 答案　AB 10．(2024·河南郑州高一段考)N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下，已知N2＋3H2⥫⥬2NH3属于放热反应。下列说法正确的是(　　) A．②→③过程中形成了非极性共价键 B．③→④是吸热过程 C．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量 D．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物成键释放的能量 解析　②→③过程是化学键断裂的过程，A错误； ③→④过程，N原子和H原子形成了化学键，为放热过程，B错误；合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D错误。 答案　C 11．(2024·福建泉州高一段考)科学家已获得了气态N4分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ能量，断裂1 mol N≡N键吸收946 kJ能量，下列说法正确的是(　　) A．N4属于一种新型的化合物 B．N4(g)===4N(g)的过程中吸收772 kJ能量 C．1 mol N4转化为N2时要吸收734 kJ能量 D．N4和N2互为同素异形体，N4转化为N2属于化学变化 解析　N4是氮元素形成的非金属单质，A错误；N4(g)===4N(g)需要吸收能量为6×193 kJ＝1 158 kJ，B错误；1 mol N4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为6×193 kJ＝1 158 kJ，形成化学键放出的热量为946 kJ×2＝1 892 kJ，则1 mol N4气体转化为2 mol氮气分子的反应中放出的热量为1 892 kJ－1 158 kJ＝734 kJ，C错误。 答案　D 12．(2025·河南驻马店期中)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧时体系的温度变化进行探究，实验装置及数据曲线如图，其中t3 s时推入H2O2溶液。下列说法不正确的是(　　) A．t1 s对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度 B．t1～t2 s可观察到大量白烟，气球可能膨胀 C．t3～t4 s对应温度升高说明过氧化氢分解放热 D．气球的作用是调节气压，同时使实验更环保 解析　t1 s时温度升高，此时白磷开始燃烧，则t1 s对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度，A正确；t1～t2 s可观察到大量白烟，白磷燃烧放热，气球可能膨胀，B正确；t3 s时，H2O2在MnO2的催化下分解生成氧气和水，白磷与O2接触，继续燃烧，放出大量热，故温度再次升高，C错误；该实验中，白磷燃烧，放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是调节气压，防止压强过大，橡皮塞被冲出，D正确。 答案　C 13．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示的三套实验装置： (1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是__________(填装置序号)。 (2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在试管中加入适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_____________________________ ________________________________________________________________________，说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲试管中进行)。 ①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_______________________ ________________________________________________________________________。 ②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是__________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。(3)②NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化，但发生的是物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。 答案　(1)Ⅲ (2)U形管内左端液面降低，右端液面升高　放热 (3)①导气管口处产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱　②可能是放热反应　某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应 14．回答下列问题： (1)①已知断裂或形成1 mol化学键所吸收或放出的能量叫做该化学键的键能，单位为kJ·mol-1。白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示如图： 根据下表中数据计算：0.1 mol P4(白磷)在氧气中充分反应____________(填“吸收”或“放出”)____________ kJ能量，在此过程中能量的转化形式为____________。 化学键 P—P P—O O===O P===O 键能/kJ·mol-1 198 360 498 585 ②白磷在氧气中燃烧的能量变化可用图中的________(填字母)表示。 ③已知在一定条件下，白磷转化为红磷释放能量，故白磷比红磷的稳定性________(填“强”或“弱”)。 (2)根据下图所示的转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)放出________ kJ能量。 解析　(1)①1 mol白磷在氧气中燃烧断键吸收的总能量为198×6＋498×5＝3 678 kJ，成键放出的总能量为585×4＋360×12＝6 660 kJ，0.1 mol P4(白磷)在氧气中充分反应放出(6 660－3 678)×0.1 kJ＝298.2 kJ能量，在此过程中能量的转化形式为化学能转化为热能； ②白磷在氧气中燃烧是放热反应，能量变化可用图a表示。 ③能量越低越稳定，白磷转化为红磷释放能量，红磷能量低，白磷比红磷的稳定性弱。 (2)16 g CH3OH(l)的物质的量为＝0.5 mol，根据图示的转化关系，生成1 mol液体甲醇放出91 kJ的能量，生成0.5 mol CH3OH放出91×0.5＝45.5 kJ能量。 答案　(1)①放出　298.2　化学能转化成热能　②a　③弱　(2)45.5 学科网（北京）股份有限公司 $