2.2 化学反应与能量转化 第1课时（同步讲义）化学鲁科版必修第二册

第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 教学目标 1.知道物质具有能量,了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念。 2.能够从化学键的断裂与形成角度认识化学反应中能量变化的实质。 重点和难点 重点：放热反应和吸热反应的判断。 难点：认识化学反应中能量变化的实质 ◆知识点一 化学反应中的能量变化 1．化学反应中的能量变化 实验内容 实验现象 化学方程式及结论 NaOH溶液与盐 酸反应 混合液的温度______ 化学方程式：________________________； 结论：反应______能量 锌与盐酸反应 有大量______产生，溶液温度______ 化学方程式：___________________________； 结论：反应______能量 碳酸氢钠与柠檬酸 反应 混合液的温度______ 结论：反应______能量 特别提醒/易错提醒/教材延伸 每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。 2．化学反应的分类 (1)放热反应：最终表现为______热量的化学反应。 (2)吸热反应：最终表现为______热量的化学反应。 3．常见的放热反应 (1)所有的燃烧反应，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，如H＋＋OH－===H2O。 (3)大多数的化合反应，如H2＋Cl22HCl。 (4)铝热反应，如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。 (5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 4．常见的吸热反应 (1)消石灰[Ca(OH)2]与氯化铵固体的反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)大多数的分解反应，如NH4ClHCl↑＋NH3↑。 (3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 (4)部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO22CO。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1、吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，不属于吸热反应。 2、有关吸热反应和放热反应理解的三个“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与NH4Cl的反应在常温下能发生。 (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。 即学即练 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．化学反应不一定伴随能量变化 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．物质发生化学反应时总是伴随能量的变化。下列化学反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量的是 ①石灰石高温分解    ②铁粉加入到稀盐酸中 ③水蒸气通过灼热的焦炭    ④铝粉和氧化铁混合粉末引燃 ⑤二氧化碳与碳混合加热    ⑥与固体混合 A．①②③④ B．①② C．①③⑤⑥ D．①③④ 3．下列关于化学反应与能量的说法正确的是 A．镁与盐酸反应从环境中吸收能量 B．能量变化必然伴随着化学变化 C．与的反应，反应物总能量比生成物总能量低 D．需要加热的反应一定是放热反应 ◆知识点二 化学反应能量变化的本质 1．从化学键的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)实例分析 断键时吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ； 成键时释放的总能量：930 kJ； 所以1 mol H2燃烧生成水蒸气时释放能量245 kJ。 (2)图示 注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。 (3)结论 ①若E1>E2，反应________________________。 ②若E1<E2，反应________________________。 2．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)图示 (2)结论 ①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应______能量。 ②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应______能量。 即学即练 1.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(　　) A.H2O分解为H2与O2时放出热量 B.生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙＞甲＞丙 D.氢气和氧气的总能量小于水的能量 2.化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图，下列说法正确的是(　　) A.氯化氢分子的电子式： B.该反应既是氧化还原反应又是放热反应 C.形成1 mol H—Cl键要吸收431 kJ的能量 D.反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量 3.水煤气变换反应是放热反应，在双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化下的反应过程示意 图如下下列说法正确的是 A．过 程I 中有非极性共价键断裂 B．过程Ⅱ和过程Ⅲ均为放热过程 C．该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2 D．该反应中反应物的总能量小于生成物总能量 ◆知识点三 化学能与其他形式的能量相互转化的应用 1．人类获取热能的主要途径： (1)物质的燃烧；(2)使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。 2．化石燃料获取能量面临的问题 (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．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。 4．实现化学能与其他形式能量的转化 (1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝－空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。 (2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰、太阳能光解水制氢等。 即学即练 1．（24-25高一下·浙江杭州·期中）火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是 A．化学能转化为热能 B．热能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 2．（24-25高二上·江苏宿迁·开学考试）人类生产生活离不开电能的使用。下列电能是由化学能转化而来的是 A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．太阳能发电 3．（23-24高一下·河北·期中）能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 A．A B．B C．C D．D 一、吸热反应与放热反应的判断 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 (1)金属与水或酸的反应 (2)金属氧化物与水或酸的反应 (3)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (4)酸与碱的中和反应 (5)大部分化合反应 (1)大部分分解反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 (3)柠檬酸与NaHCO3的反应 (4)高温下焦炭与水的反应 实践应用 1.甲醇重整反应的原理为，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键时吸收能量 D．H-C键断裂时吸收能量 2.如图所示，有关化学反应和能量变化的说法错误的是 A．图a可表示铝片与盐酸反应的能量变化图 B．由图b可知该反应为吸热反应 C．图b可以表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化图 D．若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石比石墨稳定 3.关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是 A．设计如图装置乙可以判断锌与稀硫酸反应是否为放热反应 B．设计如图装置甲可以判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是否为吸热反应 C．浓氯化铵溶液浸泡舞台幕布，可以起到防火作用，因为氯化铵分解吸收热量 D．反应是放热反应还是吸热反应取决于反应物与生成物总键能大小 二、化学反应中能量的计算 （1）根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE＝|反应物总能量－生成物总能量| （2）根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 实践应用 1.（25-26高一上·北京·期末）载人航天器中，可利用与的反应将航天员呼出的转化为水，反应的热化学方程式为  。下列对于该反应的说法不正确的是 A．反应中焓的变化示意图如上图所示 B．反应中反应物分子化学键断裂吸收的总能量大于生成物分子化学键形成时释放的总能量 C．22 g 与足量充分反应生成和(l)时，放出126.45 kJ的热量 D．反应过程中，既有物质的转化过程，也有化学能与热能的转化过程 2.科学家利用反应，可实现氯的循环利用，已知：该反应中被完全氧化时，放出60kJ热量．其中，断裂中氧氧键需要吸收498kJ热量．则下列说法正确的是    A．反应放出热量的多少与反应物的质量多少无关，和反应物、生成物本身能量有关 B．，若有被完全氧化，则放出热量小于120kJ C．形成中氯氯键吸收热量 D．若，则断开所需能量比断开所需能量少33kJ 3.已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．和反应生成吸收的热量为(a-b)kJ B．①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成 C．该反应是放热反应 D．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 考点一 常见的吸热反应和放热反应 【例1】下列变化过程，属于放热反应的是(　　) ①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应　②酸碱中和　③固体NaOH溶于水　④硫在空气或氧气中燃烧 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．②④ D．①③④ 解题要点 1.必考归类： √ 放热反应：燃烧、中和、金属与酸反应、大多数化合反应 × 吸热反应：铵盐与碱晶体反应、大多数分解反应、C/CO 还原氧化物 2. 陷阱警示：浓硫酸稀释、NaOH 固体溶水 ——放热物理过程，不是放热反应，做题直接排除 【变式1-1】在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下： (1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是______________________________________________________。 (2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是_______________________________________________________。 【变式1-2】下列反应属于吸热反应的是 A． B． C． D． 考点二 通过能量变化判断吸热反应和放热反应 【例2】下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是(　　) A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ C．CH4＋2O2CO2＋2H2O D．Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O 解题要点 1图像口诀：反应物低、生成物高 = 吸热；反之放热。 2必背吸热 / 放热归类： ✅ 吸热：铵盐 + 强碱固体反应、大多数分解、C 还原氧化物 ✅ 放热：中和、燃烧、金属 + 酸、大多数化合 3 看到铵盐常温反应，直接锁定吸热。 【变式2-1】下列各图中，能表示反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 【变式2-2】下列哪个反应的热量变化如图所示    A．C和水蒸气高温反应生成水煤气 B．煅烧石灰石 C．锌和盐酸反应制氢气 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气 考点三 化学反应中能量变化的实质 【例3】100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．石墨比金刚石更稳定 B．金刚石比石墨更稳定 C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应 D．破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量 解题要点 1根据图像判断吸热反应或放热反应 2能量低→更稳定；能量高→不稳定 3 反应物能量＜生成物能量：吸热 4吸热：断键吸热多；放热：成键放热多 【变式3-1】某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 A．两步反应均为放热反应 B．A与C的能量差为 C．A→B的反应一定需要加热 D．三种物质中C最稳定 【变式3-2】科研人员采用新型复合光催化剂，利用太阳光高效分解水的过程如图所示。已知过氧化氢的分解是放热反应。下列叙述中正确的是 A．过程Ⅰ放出热量 B．过程Ⅱ产生的化合物只有氧化性 C．过程Ⅲ中断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量 D．该过程中能量的主要转化形式：光能转化为热能 考点四 键能、能量的有关计算 【例4】已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O==O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为(　　) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 解题要点 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 【变式4-1】一定条件下，化学反应的能量变化示意图如下，下列说法正确的是    A．和的总能量为1365kJ B．该反应最终向外界吸收487kJ的能量 C．由、原子形成，共放出1852kJ能量 D．若生成，则释放的能量大于487kJ 【变式4-2】下图为反应：的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开和中的化学键成为H、O原子共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量 C．由图可知，具有的总能量大于具有的总能量 D．和反应生成共放出484kJ能量 考点五 化学能与热能相互转化 【例5】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 【变式5-1】下列有关能量变化的说法错误的是 A．光合作用能使太阳能转化为化学能 B．火力发电是化学能最终转化为电能的过程 C．即热饭盒(Mg-Fe-H2O)将电能转化为热能 D．石墨能量比金刚石低，故用石墨制造金刚石的过程为吸热反应 【变式5-2】某自热饭盒的热能来源于水与生石灰的反应。下列说法正确的是 A．该反应为氧化还原反应 B．该过程中化学能转化为热能 C．热能也可由溶于水来提供 D．该反应生成物总能量高于反应物总能量 基础达标 1．（25-26高二上·天津河北·期中）2025年九三阅兵时，我国的东风5C液体洲际战略核导弹震撼亮相，液体燃料燃烧产生的主要能量形式是 A．热能 B．电能 C．光能 D．风能 2．（25-26高二上·湖南常德·开学考试）下列反应中生成物总能量低于反应物总能量的是 A．铝粉与氧化铁粉在高温条件下的反应 B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应 C．碳酸钙受热分解 D．碳和二氧化碳在高温条件下的反应 3．（24-25高一下·甘肃兰州·期中）下列化学反应前后，体系的能量变化与下图不符的是 A． B． C． D． 4．（24-25高一下·天津滨海新区·期中）根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是 A．该反应可用来制做“冰袋” B．该反应为吸热反应 C．Na与水反应符合该图像 D．该反应可能需要加热才能发生反应 5．（24-25高一下·黑龙江·期中）已知反应放出热量，则下列能量变化示意图正确的是 A． B． C． D． 6．（24-25高一下·黑龙江·期中）化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与下图相符的组合是 ①铝热反应；②高温条件下，碳与水蒸气的反应；③稀盐酸与碳酸氢钠反应； ④生石灰与水制熟石灰；⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应；⑥镁条溶于稀盐酸 A．①②③ B．①④⑥ C．②③⑤ D．④⑤⑥ 7．（24-25高一下·浙江杭州·期中）已知反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程Ⅰ、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．该反应为放热反应 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．由图可知比稳定 8．（24-25高一下·湖南长沙·期中）和在一定条件下发生反应，能量变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol B．断开所需要吸收的能量是 C．结合生成时放出能量 D．该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量 9．（24-25高一下·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的能量 B．吸热反应都需要加热，放热反应都不需要加热 C．断开1molH-O键吸收930kJ的能量 D．H2和O2生成1molH2O(g)释放的能量等于245kJ 10．（24-25高一下·上海·期中）常温下，根据键能数据估算反应___________。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能/(kJ/mol) 414 489 565 155 综合应用 11．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中）某化学反应包括两步反应，整个反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．与的键能差为 B．的总键能大于的总键能 C．两步反应均为吸热反应 D．反应一定要加热才能发生 12．（24-25高一下·四川眉山·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．相同条件下，1mol氢原子的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2 B．燃烧时化学能全部转化为热能 C．断开2molH-O释放930kJ的能量 D．该反应生成2mol水蒸气时释放能量245kJ 13．（24-25高一下·四川广安·期中）化学反应一定伴随能量的变化，以下是与反应的能量变化示意图，下列说法正确的是 A．该反应生成2mol HCl气体放出的热量为：862kJ B．该反应既是氧化还原反应又是吸热反应 C．旧化学键的断裂与新化学键的形成是化学反应过程的本质 D．该反应中，反应物总能量小于生成物总能量 14．（24-25高一下·四川达州·期中）下列关于能量的认识中，错误的是 A．太阳能、氢能和风能都是新能源 B．盐酸与NaHCO3反应时会向环境释放热量 C．电解水的实验中，电能主要转化为化学能 D．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 15．（24-25高一下·广东佛山·期中）长征八号火箭以液氢和液氧为燃料。下列说法不正确的是 A．火箭发射过程涉及化学能转化为热能 B．以液氢液氧为燃料，绿色环保无污染 C．和的总能量比的总能量低 D．该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低 16．（24-25高一下·北京·期末）下列有关反应热的说法正确的是 A．是碳单质的燃烧热 B．已知S(正交，s)(单斜，s)  ，则正交硫比单斜硫稳定 C．的燃烧热是，则反应 D．时，，则含的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为 17．（24-25高一下·山东聊城·月考）下列图示与对应的叙述不相符的是 A．(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，若在密闭容器中加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，A与C的能量差为：E4-E1-E3＋E2 18．（24-25高一下·内蒙古包头·期中）氧化铝陶瓷的主要成分是，经高温煅烧可转化为，该转化属于化学变化，其能量变化过程如图所示，下列说法错误的是 A．过程吸热 B．比稳定 C．到的转化是放热过程 D．过程有新化学键的生成 19．（24-25高一下·吉林·期中）依据化学能与热能的相关知识回答下列问题： (1)下列变化中属于吸热反应的是______(填序号)。 ①冰融化  ②碳与水蒸气制取水煤气(CO和)  ③苛性钠固体溶于水  ④氯酸钾分解制氧气  ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰  ⑥干冰升华  ⑦晶体和氯化铵晶体反应 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。如键的键能是，是指使1 mol 分子变成2 mol H原子需要吸收436 kJ能量。 (2)已知键的键能为，下列叙述正确的是______(填标号，下同)。 A．每形成键吸收463 kJ能量 B．每形成键放出463 kJ能量 C．每断裂键吸收463 kJ能量 D．每断裂键放出463 kJ能量 已知化学反应：的能量变化如图所示，回答下列问题： (3)和生成的反应中______(填“吸收”或“放出”)______kJ能量。 (4)已知断开和中的化学键需要吸收的能量为1924 kJ，则断开中的化学键所需要吸收______kJ的能量。 已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图： (5)若，则该反应为______(填“放热反应”或“吸热反应”)。 (6)下列有关反应的说法正确的是______(填标号)。 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 拓展培优 20．（25-26高一下·山东·期中）已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图中A→B的过程为吸热过程 B．和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和的键能总和 C．该反应为氧化还原反应 D．和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和的总能量 21．（22-23高三上·江苏南通·开学考试）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量变化，*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是 A．1mol丙烷中的总键能大于1mol丙烯及1mol氢气的总键能之和 B．在该条件下，所得丙烯中不含其它有机物 C．该过程中发生了碳碳键的断裂与形成 D．相同条件下在该催化剂表面，比脱氢更困难 22．（25-26高一下·山东·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．燃烧时化学能全部转化为热能 B．断开2 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C．相同条件下，1 mol氢原子的能量为，1 mol氢分子的能量为，则， D．该反应生成1 mol水蒸气时能量变化为245 kJ 23．（25-26高二上·山东·期中）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，如图所示。 下列说法正确的是 A．离子化合物的溶解都是吸热过程 B．氯化钠固体不导电，是因为氯化钠固体中不存在和 C．1 mol NaCl固体的能量小于和的总能量 D．氯化钠固体的溶解过程既有离子键的断裂又有共价键的断裂 24．（24-25高一下·安徽安庆·期中）Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。 (1)下列变化中属于放热反应的是_______(填字母) ①液态水汽化        ②生石灰跟水反应生成熟石灰        ③苛性钠固体溶于水 ④酸煘中和反应        ⑤高温下碳和二氧化碳反应        ⑥干冰升华 A．①② B．②④ C．② D．①⑥ (2)断开键、键、键分别需要吸收的能量为，则生成理论上能_______(填“吸收”或“放出”)能量_______kJ。 Ⅱ.根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题： 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： (3)该电池的电解质溶液是_______，负极的电极反应是_______； (4)若导线上转移电子0.5mol，则生成银_______g。 Ⅲ.硅单质可作为硅半导体材料。 (5)三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图： 写出步骤①涉及的化学方程式_______，该生产过程中可以循环使用的物质是_______。 25．（24-25高一下·浙江宁波·期中）根据能量变化示意图，下列说法正确的是 A．由H(g)和O(g)形成H2O(g)要放出b kJ能量 B．1 molO2(g)和2 molH2(g)的总能量大于2 molH2O(g)的总能量 C．断开1 molO2(g)和2 molH2(g)所吸收的能量大于形成2 molH2O(g)所放出的能量 D．2 molH2O(l)分解成1 molO2(g)和2 molH2(g)需要吸收c kJ热量 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 教学目标 1.知道物质具有能量,了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念。 2.能够从化学键的断裂与形成角度认识化学反应中能量变化的实质。 重点和难点 重点：放热反应和吸热反应的判断。 难点：认识化学反应中能量变化的实质 ◆知识点一 化学反应中的能量变化 1．化学反应中的能量变化 实验内容 实验现象 化学方程式及结论 NaOH溶液与盐 酸反应 混合液的温度升高 化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O； 结论：反应释放能量 锌与盐酸反应 有大量气泡产生，溶液温度升高 化学方程式：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑； 结论：反应释放能量 碳酸氢钠与柠檬酸 反应 混合液的温度降低 结论：反应吸收能量 特别提醒/易错提醒/教材延伸 每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。 2．化学反应的分类 (1)放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。 (2)吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。 3．常见的放热反应 (1)所有的燃烧反应，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，如H＋＋OH－===H2O。 (3)大多数的化合反应，如H2＋Cl22HCl。 (4)铝热反应，如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。 (5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 4．常见的吸热反应 (1)消石灰[Ca(OH)2]与氯化铵固体的反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)大多数的分解反应，如NH4ClHCl↑＋NH3↑。 (3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 (4)部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO22CO。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1、吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，不属于吸热反应。 2、有关吸热反应和放热反应理解的三个“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与NH4Cl的反应在常温下能发生。 (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。 即学即练 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．化学反应不一定伴随能量变化 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．化学反应一定伴随能量变化，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．物质发生化学反应时总是伴随能量的变化。下列化学反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量的是 ①石灰石高温分解    ②铁粉加入到稀盐酸中 ③水蒸气通过灼热的焦炭    ④铝粉和氧化铁混合粉末引燃 ⑤二氧化碳与碳混合加热    ⑥与固体混合 A．①②③④ B．①② C．①③⑤⑥ D．①③④ 【答案】C 【详解】①石灰石高温分解，反应为，这是典型的吸热反应； ②活泼金属与酸反应是放热反应； ③水蒸气通过灼热的焦炭，反应为，这是吸热反应； ④铝粉和氧化铁混合粉末引燃，铝热反应是放热反应； ⑤二氧化碳与碳混合加热，反应为，这是吸热反应； ⑥与固体混合，这是典型的吸热反应； 因此属于吸热反应（反应物总能量低于生成物总能量）的是 ①③⑤⑥，故答案选 C。 3．下列关于化学反应与能量的说法正确的是 A．镁与盐酸反应从环境中吸收能量 B．能量变化必然伴随着化学变化 C．与的反应，反应物总能量比生成物总能量低 D．需要加热的反应一定是放热反应 【答案】C 【解析】A．镁与盐酸反应是放热反应，向环境释放能量，A错误； B．冰融化伴随着能量变化，但是该过程是物理变化，B错误； C．与的反应是吸热反应，反应物总能量比生成物总能量低，C正确； D．反应吸放热与反应条件无关，即化学反应放热还是吸热与是否加热无关，D错误； 故选C。 ◆知识点二 化学反应能量变化的本质 1．从化学键的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)实例分析 断键时吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ； 成键时释放的总能量：930 kJ； 所以1 mol H2燃烧生成水蒸气时释放能量245 kJ。 (2)图示 注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。 (3)结论 ①若E1>E2，反应吸收能量(吸热反应)。 ②若E1<E2，反应释放能量(放热反应)。 2．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)图示 (2)结论 ①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。 ②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量。 即学即练 1.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(　　) A.H2O分解为H2与O2时放出热量 B.生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙＞甲＞丙 D.氢气和氧气的总能量小于水的能量 【答案】C 【解析】根据能量变化可知，1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。 2.化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图，下列说法正确的是(　　) A.氯化氢分子的电子式： B.该反应既是氧化还原反应又是放热反应 C.形成1 mol H—Cl键要吸收431 kJ的能量 D.反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量 【答案】B 【解析】HCl是共价化合物，故A项电子式错；形成化学键要放出能量，C项错；通过计算判断放出的能量大于吸收的能量，该反应为放热反应，D项错，B正确。 3.水煤气变换反应是放热反应，在双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化下的反应过程示意 图如下下列说法正确的是 A．过 程I 中有非极性共价键断裂 B．过程Ⅱ和过程Ⅲ均为放热过程 C．该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2 D．该反应中反应物的总能量小于生成物总能量 【答案】C 【解析】A．根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的O-H极性共价键断裂，故A错误； B．过程II中水分子中的O-H化学键断裂，吸收热量，过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水、和氢气，新的化学键生成放出热量，故B错误； C．由图可知，反应物是CO和H2O，生成物是CO2、H2，该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2，故C正确； D．水煤气变换反应是放热反应，该反应中反应物的总能量大于生成物总能量，故D错误； 故选：C。 ◆知识点三 化学能与其他形式的能量相互转化的应用 1．人类获取热能的主要途径： (1)物质的燃烧；(2)使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。 2．化石燃料获取能量面临的问题 (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．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。 4．实现化学能与其他形式能量的转化 (1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝－空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。 (2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰、太阳能光解水制氢等。 即学即练 1．（24-25高一下·浙江杭州·期中）火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是 A．化学能转化为热能 B．热能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 【答案】D 【详解】火力发电的能量转化为：燃料燃烧（化学能→热能）→蒸汽推动轮机（热能→机械能）→发电（机械能→电能），“热能→电能”未直接发生，需通过机械能作为中间步骤，故答案为：D。 2．（24-25高二上·江苏宿迁·开学考试）人类生产生活离不开电能的使用。下列电能是由化学能转化而来的是 A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．太阳能发电 【答案】A 【详解】A．火力发电是利用了煤燃烧放出的热量，属于化学变化，是将化学能转化成电能，是利用化学反应产生电能，A符合题意； B．水力发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，B不符合题意； C．风力发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，C不符合题意； D．太阳能发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，D不符合题意； 故选A。 3．（23-24高一下·河北·期中）能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．铅蓄电池工作时，通过发生氧化还原反应产生电能，是将化学能转化为电能，A符合题意； B．氧炔焰焊接金属时，利用乙炔在氧气中燃烧产生的高温将金属熔化，则将化学能转化为热能，B不符合题意； C．硅太阳能电池是将太阳能(或光能)转化为电能，C不符合题意； D．太阳能热水器是将太阳能转化为热能，D不符合题意； 故选A。 一、吸热反应与放热反应的判断 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 (1)金属与水或酸的反应 (2)金属氧化物与水或酸的反应 (3)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (4)酸与碱的中和反应 (5)大部分化合反应 (1)大部分分解反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 (3)柠檬酸与NaHCO3的反应 (4)高温下焦炭与水的反应 实践应用 1.甲醇重整反应的原理为，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键时吸收能量 D．H-C键断裂时吸收能量 【答案】D 【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热过程，A错误； B．由图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，B错误； C．由氢原子形成H-H键时放出能量，C错误； D．断裂化学键吸收能量，D正确； 故选D。 2.如图所示，有关化学反应和能量变化的说法错误的是 A．图a可表示铝片与盐酸反应的能量变化图 B．由图b可知该反应为吸热反应 C．图b可以表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化图 D．若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石比石墨稳定 【答案】D 【解析】A．图a反应物的总能量高于生成物，表示的是放热反应，铝片与盐酸的反应为放热反应，符合图a的能量变化，A正确； B．图b表示的是吸热反应，故反应物从环境中吸收的能量大于生成物向环境释放的能量，B正确； C．图b表示的是吸热反应，盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，C正确； D．若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石转化为石墨要放出能量，由能量越低越稳定可知石墨比金刚石稳定，D错误； 故选D。 3.关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是 A．设计如图装置乙可以判断锌与稀硫酸反应是否为放热反应 B．设计如图装置甲可以判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是否为吸热反应 C．浓氯化铵溶液浸泡舞台幕布，可以起到防火作用，因为氯化铵分解吸收热量 D．反应是放热反应还是吸热反应取决于反应物与生成物总键能大小 【答案】A 【解析】A．Zn与稀硫酸反应生成氢气，无论反应是否会放出热量，反应产生的氢气都可使针筒活塞向右移动，不能说明相应的化学反应是放热反应，A错误； B．反应开始后，甲中U形管左边液面高于右边液面，装置中气体体积减小，说明装置内温度降低，反应为吸热反应，B正确； C．浓氯化铵溶液浸泡舞台幕布，当发生火灾时，幕布上的氯化铵分解吸收热量，使幕布的温度降低，因此可以起到防火作用，C正确； D．反应是放热反应还是吸热反应取决于反应物与生成物总键能大小，若反应物总键能大于生成物总键能，发生反应会吸收热量；若反应物总键能小于于生成物总键能，发生反应会放出热量；D正确； 故合理选项是A。 二、化学反应中能量的计算 （1）根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE＝|反应物总能量－生成物总能量| （2）根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 实践应用 1.（25-26高一上·北京·期末）载人航天器中，可利用与的反应将航天员呼出的转化为水，反应的热化学方程式为  。下列对于该反应的说法不正确的是 A．反应中焓的变化示意图如上图所示 B．反应中反应物分子化学键断裂吸收的总能量大于生成物分子化学键形成时释放的总能量 C．22 g 与足量充分反应生成和(l)时，放出126.45 kJ的热量 D．反应过程中，既有物质的转化过程，也有化学能与热能的转化过程 【答案】B 【详解】A．该反应为放热反应，反应物总焓大于生成物总焓，A正确； B．该反应为放热反应，反应中反应物分子化学键断裂吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量，B错误； C．由方程式可知，1 mol 与足量充分反应生成和(l)时，放出252.9 kJ的热量，22 g 的物质的量为0.5 mol，则其与足量充分反应生成和(l)时，放出热量为，C正确； D．化学反应的过程，既有物质的转化过程，也有化学能与热能或其他能量的转化过程，D正确； 故选B。 2.科学家利用反应，可实现氯的循环利用，已知：该反应中被完全氧化时，放出60kJ热量．其中，断裂中氧氧键需要吸收498kJ热量．则下列说法正确的是    A．反应放出热量的多少与反应物的质量多少无关，和反应物、生成物本身能量有关 B．，若有被完全氧化，则放出热量小于120kJ C．形成中氯氯键吸收热量 D．若，则断开所需能量比断开所需能量少33kJ 【答案】B 【解析】A．同一种物质的固态转化为液态或气态时吸热，并且反应物的质量越多，则放热反应放出的热量越多，所以反应放出的热量的多少与反应物的质量和反应物、生成物本身能量有关，故A错误； B．由题意可知放出2×60kJ=120kJ热量，液态HCl转化为气态吸收热量，则被完全氧化，则放出热量小于120kJ，故B正确； C．新键形成释放能量，由图知形成中氯氯键放出热量，故C错误； D．已知断裂中氧氧键需要吸收498kJ热量，形成1molCl2(g)放出243kJ能量，根据新键形成放出的能量-旧键断裂吸收的能量等于放出的热量，则[2×243+2×2×E(H-O)]-4×E(H-Cl)-498=120，则E(H-O)- E(H-Cl)=33，则断开所需能量比断开所需能量多33kJ，故D错误； 故选：B。 3.已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．和反应生成吸收的热量为(a-b)kJ B．①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成 C．该反应是放热反应 D．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 【答案】A 【解析】A．断裂1mol A-A和1mol B-B键，吸收a kJ能量，形成2 mol AB键放出b kJ能量，而且反应为吸热反应，所以1mol 和1mol 反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为，故A正确； B．②→③的过程形成了A—B键，是极性键，没有形成非极性键，故B错误； C．由图知，反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，故C错误； D．由图知，反应物总能量低于生成物总能量，故D错误； 故选A。 考点一 常见的吸热反应和放热反应 【例1】下列变化过程，属于放热反应的是(　　) ①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应　②酸碱中和　③固体NaOH溶于水　④硫在空气或氧气中燃烧 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．②④ D．①③④ 【答案】C 【解析】①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应；②酸碱中和是放热反应；③固体NaOH溶于水会放热，但不是化学反应；④硫在空气或氧气中燃烧是放热反应；故②④符合题意。 解题要点 1.必考归类： √ 放热反应：燃烧、中和、金属与酸反应、大多数化合反应 × 吸热反应：铵盐与碱晶体反应、大多数分解反应、C/CO 还原氧化物 2. 陷阱警示：浓硫酸稀释、NaOH 固体溶水 ——放热物理过程，不是放热反应，做题直接排除 【变式1-1】在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下： (1)若E1＞E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是______________________________________________________。 (2)若E1＜E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是_______________________________________________________。 【答案】(1)降低　放热　反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境　(2)升高　吸热　反应物从环境中吸收能量 【解析】(1)若E1＞E2，反应体系的总能量降低，故反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境，则生成物的总能量小于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是放热反应。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量升高，故反应物从环境中吸收能量，则生成物的总能量大于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是吸热反应。 【变式1-2】下列反应属于吸热反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．，酸碱中和反应是放热反应，故A不符合题意； B．，大多数化合反应是放热反应，故B不符合题意； C．，C作还原剂的氧化还原反应(燃烧除外)是吸热反应，故C符合题意； D．，碳燃烧是放热反应，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 考点二 通过能量变化判断吸热反应和放热反应 【例2】下列化学反应过程中的能量变化符合下图所示的是(　　) A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ C．CH4＋2O2CO2＋2H2O D．Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O 【答案】D 【解析】酸碱中和反应是放热反应，故A错误；金属与酸的反应为放热反应，故B错误；物质的燃烧反应是放热反应，故C错误；Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O为铵盐与碱的反应，属于吸热反应，故D正确。 解题要点 1图像口诀：反应物低、生成物高 = 吸热；反之放热。 2必背吸热 / 放热归类： ✅ 吸热：铵盐 + 强碱固体反应、大多数分解、C 还原氧化物 ✅ 放热：中和、燃烧、金属 + 酸、大多数化合 3 看到铵盐常温反应，直接锁定吸热。 【变式2-1】下列各图中，能表示反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】为吸热反应，说明反应物能量低于产物能量，且反应过程中反应物先吸收能量断键，再释放能量成键，答案选B。 【变式2-2】下列哪个反应的热量变化如图所示    A．C和水蒸气高温反应生成水煤气 B．煅烧石灰石 C．锌和盐酸反应制氢气 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气 【答案】C 【解析】A．C与水蒸气高温条件下反应生成水煤气为吸热反应，A错误； B．煅烧石灰石，石灰石分解生成CaO和CO2，该反应为吸热反应，B错误； C．锌与盐酸反应生成氢气，该反应为放热反应，C正确； D．氢氧化钡与氯化铵反应生成氨气为吸热反应，D错误； 故答案选C。 考点三 化学反应中能量变化的实质 【例3】100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．石墨比金刚石更稳定 B．金刚石比石墨更稳定 C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应 D．破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量 【答案】A 【解析】由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，选项A正确，选项B错误；由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，反应为吸热反应，选项C错误；由图可知，反应为吸热反应，故破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量大于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量，选项D错误。 解题要点 1根据图像判断吸热反应或放热反应 2能量低→更稳定；能量高→不稳定 3 反应物能量＜生成物能量：吸热 4吸热：断键吸热多；放热：成键放热多 【变式3-1】某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 A．两步反应均为放热反应 B．A与C的能量差为 C．A→B的反应一定需要加热 D．三种物质中C最稳定 【答案】D 【解析】A．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，故A错误； B．由图可知A与C的能量差为E4-(E3-E2+E1)，故B错误； C．A→B为吸热反应，不一定需要加热，如氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，不需要加热，故C错误； D．物质的能量越低越稳定，C的能量最低，C最稳定，故D正确； 答案选D。 【变式3-2】科研人员采用新型复合光催化剂，利用太阳光高效分解水的过程如图所示。已知过氧化氢的分解是放热反应。下列叙述中正确的是 A．过程Ⅰ放出热量 B．过程Ⅱ产生的化合物只有氧化性 C．过程Ⅲ中断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量 D．该过程中能量的主要转化形式：光能转化为热能 【答案】C 【解析】A．过程Ⅰ断键，断键需要吸收热量，故A错误； B．过程Ⅱ产生的化合物是H2O2，H2O2既有氧化性又有还原性，故B错误； C．过氧化氢的分解是放热反应，所以过程Ⅲ中断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量，故C正确； D．该过程中能量的主要转化形式：光能转化为化学能，故D错误； 选C。 考点四 键能、能量的有关计算 【例4】已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O==O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为(　　) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 【答案】C 【解析】已知1 g即0.5 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，则1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量242 kJ，设1 mol H—H键断裂时吸收热量为x kJ，则有x kJ·mol－1＋×496 kJ·mol－1－2×463 kJ·mol－1＝－242 kJ·mol－1，解得x＝436 kJ·mol－1，即1 mol H—H键断裂时吸收热量为436 kJ，故答案为C。 解题要点 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 【变式4-1】一定条件下，化学反应的能量变化示意图如下，下列说法正确的是    A．和的总能量为1365kJ B．该反应最终向外界吸收487kJ的能量 C．由、原子形成，共放出1852kJ能量 D．若生成，则释放的能量大于487kJ 【答案】D 【解析】A．2mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为中间态需要的能量为1365kJ，并不是反应物的总能量，A项错误； B．如图数据为反应物和生成物的键能分别为1365kJ、1852kJ，反应为放出热量为1852-1365=487kJ，B项错误； C．从图看形成2molH2O（g）放出热量为1852kJ，C项错误； D．由B项分析生成2mol H2O(g)，则释放的能量为484kJ,同时H2O(g)变为H2O（l）还要释放出热量，D项正确； 故选D。 【变式4-2】下图为反应：的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开和中的化学键成为H、O原子共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量 C．由图可知，具有的总能量大于具有的总能量 D．和反应生成共放出484kJ能量 【答案】D 【解析】A．断开化学键吸收能量，则拆开和中的化学键成为H、O原子共吸收1368kJ能量，故A错误； B．形成化学键放出能量，则由4molH、2molO原子形成，共放出1852kJ能量，故B错误； C．由图可知，该反应的反应物和具有的总能量大于生成物具有的总能量，故C错误； D．由图可知，和反应生成共放出484kJ能量，故D正确； 答案选D。 考点五 化学能与热能相互转化 【例5】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 【解析】菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A错误；发展太阳能经济有助于减缓温室效应，B正确；太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，C正确；石油和天然气都属于碳素燃料，D正确。 【变式5-1】下列有关能量变化的说法错误的是 A．光合作用能使太阳能转化为化学能 B．火力发电是化学能最终转化为电能的过程 C．即热饭盒(Mg-Fe-H2O)将电能转化为热能 D．石墨能量比金刚石低，故用石墨制造金刚石的过程为吸热反应 【答案】C 【解析】A．光合作用是利用太阳能转化为化学能储存起来，A正确； B．火力发电是利用燃料燃烧将化学能最终变成电能，B正确； C．即热饭盒是利用化学能变成热能，C错误； D．石墨的能量比金刚石的词，故石墨制造金刚石为吸热反应，D正确； 故选C。 【变式5-2】某自热饭盒的热能来源于水与生石灰的反应。下列说法正确的是 A．该反应为氧化还原反应 B．该过程中化学能转化为热能 C．热能也可由溶于水来提供 D．该反应生成物总能量高于反应物总能量 【答案】B 【解析】A．水与生石灰反应生成氢氧化钙：CaO+H2O=Ca(OH)2，反应中元素的化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应，A项错误； B．水与生石灰的反应属于放热反应，该过程中化学能转化为热能，B项正确； C．NaHCO3溶于水吸收热量，C项错误； D．该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D项错误； 答案选B。 基础达标 1．（25-26高二上·天津河北·期中）2025年九三阅兵时，我国的东风5C液体洲际战略核导弹震撼亮相，液体燃料燃烧产生的主要能量形式是 A．热能 B．电能 C．光能 D．风能 【答案】A 【详解】燃料燃烧的本质是化学能转化为热能的过程，液体燃料如火箭推进剂燃烧时，剧烈反应释放的热能是主要能量形式，随后热能通过气体膨胀转化为动能推动导弹，其他选项中的电能、光能、风能均为次要或间接转化形式； 故选A。 2．（25-26高二上·湖南常德·开学考试）下列反应中生成物总能量低于反应物总能量的是 A．铝粉与氧化铁粉在高温条件下的反应 B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应 C．碳酸钙受热分解 D．碳和二氧化碳在高温条件下的反应 【答案】A 【详解】A．铝粉与氧化铁粉在高温条件下的反应是铝热反应，属于放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，A正确； B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，B错误； C．碳酸钙受热分解需要吸收热量，属于吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，C错误； D．碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，属于吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，D错误； 故选A。 3．（24-25高一下·甘肃兰州·期中）下列化学反应前后，体系的能量变化与下图不符的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，据此信息解答。 【详解】A．钠与水的反应是放热反应，A不符合题意； B．氢氧化钠和盐酸的反应是中和反应，中和反应是放热反应，B不符合题意； C．乙醇燃烧的反应是放热反应，C不符合题意； D．水煤气的制备需要在高温下制备，是吸热反应，D符合题意； 故答案为D。 4．（24-25高一下·天津滨海新区·期中）根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是 A．该反应可用来制做“冰袋” B．该反应为吸热反应 C．Na与水反应符合该图像 D．该反应可能需要加热才能发生反应 【答案】C 【分析】图象分析反应物能量低于生成物，反应是吸热反应，据此回答。 【详解】A．该反应为吸热反应，可以从环境中吸收能量，降低温度，可用来制做“冰袋”，A正确； B．图象分析反应物能量低于生成物，反应是吸热反应，B正确； C．Na与水反应是放热反应，不符合该图像，C错误； D．吸热反应在常温下可能发生，比如氢氧化钡晶体和氯化铵反应就是常温下进行的吸热反应，吸热反应也可能需要加热才能反应， D正确； 故选项C。 5．（24-25高一下·黑龙江·期中）已知反应放出热量，则下列能量变化示意图正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应；若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应是吸热反应。同一物质在不同状态具有的能量大小关系为：气态(g)>液态(l)>固态(s)，据此分析解题。 【详解】A．已知反应放出热量，说明反应物的总能量比生成物的总能量高。图示反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，但等质量的B(g)具有的能量比高，而图示是B(l)的能量比B(g)高，不符合反应事实，A错误； B．图示反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，等质量的B(g)具有的能量比B(l)高，符合反应事实，B正确； C．图示反应物的总能量低于生成物的总能量，反应为吸热反应，不符合是放热反应的事实，C错误； D．图示反应物的总能量低于生成物的总能量，反应为吸热反应，不符合是放热反应的事实；图示等质量的B(l)的能量比B(g)的高，也与事实相违背，D错误； 故答案为：B。 6．（24-25高一下·黑龙江·期中）化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与下图相符的组合是 ①铝热反应；②高温条件下，碳与水蒸气的反应；③稀盐酸与碳酸氢钠反应； ④生石灰与水制熟石灰；⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应；⑥镁条溶于稀盐酸 A．①②③ B．①④⑥ C．②③⑤ D．④⑤⑥ 【答案】C 【分析】据图可知：生成物的总能量高于反应物的总能量，因此图示表示的该反应为吸热反应。常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应等；常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，少数分解反应以及某些复分解反应(如铵盐和强碱)等。 【详解】①铝热反应过程放出热量，反应为放热反应，①不符合题意； ②碳与水蒸气高温下发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，②符合题意； ③盐酸与碳酸氢钠发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，③符合题意； ④生石灰加水制熟石灰的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，④不符合题意； ⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应会吸收热量，反应为吸热反应，⑤符合题意； ⑥镁条溶于盐酸的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，⑥不符合题意； 则符合图示的反应序号为②③⑤， 故合理选项是C。 7．（24-25高一下·浙江杭州·期中）已知反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程Ⅰ、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．该反应为放热反应 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．由图可知比稳定 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，过程Ⅰ、Ⅱ均为“O-H”键的断裂，断键吸收能量，故A正确； B．状态1(始态)的能量高于状态4(终态)的能量，因此该反应为放热反应，故B正确； C．过程Ⅲ中有“O-H”键的断裂，有“C=O”、“O-H”、“H-H”键的形成，故C正确； D．根据图示可知，反应物CO、H2O(g)总能量高于生成物CO2、H2总能量，但无法判断CO、CO2能量大小，即无法判断CO2和CO稳定性强弱，故D错误； 答案为D。 8．（24-25高一下·湖南长沙·期中）和在一定条件下发生反应，能量变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol B．断开所需要吸收的能量是 C．结合生成时放出能量 D．该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量 【答案】B 【详解】A．该反应是气体分子数不变的反应，因此和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol，A正确； B．断裂1mol H-H键需要吸收b kJ的能量，断裂1mol I-I键需要吸收c kJ的能量，1mol H2(g)和1mol I2(g)反应生成2mol HI(g)放出的能量为a kJ，则形成2mol H-I键放出热量(b+c+a)kJ，故断开1mol H-I键所需要吸收的能量是，B错误； C．由图可知，断裂1mol H-H键需要吸收b kJ的能量，因此结合生成时放出能量，C正确； D．该反应是放热反应，即ΔH=反应物的总键能－生成物的总键能＜0，则反应物的总键能小于生成物的总键能，因此该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量，D正确； 故选B。 9．（24-25高一下·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的能量 B．吸热反应都需要加热，放热反应都不需要加热 C．断开1molH-O键吸收930kJ的能量 D．H2和O2生成1molH2O(g)释放的能量等于245kJ 【答案】D 【详解】A．H2燃烧放出能量是因为反应物的总能量高于生成物的总能量，即氢气和氧气的总能量大于H2O的能量，A错误； B．反应是放热还是吸热与反应条件无关，放热反应可能也需要加热，如铝热反应，吸热反应可能不需要加热，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，B错误； C．形成1molH2O(g)中的2molH-O键释放930kJ的能量，则断开1molH-O键吸收465kJ的能量，C错误； D．由图中数据可知，H2和O2生成1molH2O(g)的反应释放的能量为930kJ-436kJ-249kJ=245kJ，D正确； 答案选D。 10．（24-25高一下·上海·期中）常温下，根据键能数据估算反应___________。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能/(kJ/mol) 414 489 565 155 【答案】-1940kJ/mol 【详解】化学反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能，代入数据计算得到反应的焓变，即。 综合应用 11．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中）某化学反应包括两步反应，整个反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．与的键能差为 B．的总键能大于的总键能 C．两步反应均为吸热反应 D．反应一定要加热才能发生 【答案】A 【详解】A．1molB(g) 与的键能差为，与的键能差为 ，则与的键能差为 ，A正确； B．总反应中，反应物总能量高于生成物，属于放热反应，反应物总键能−生成物总键能<0，因此1mol 的总键能小于1mol 的总键能，B错误； C．第一步中，B的能量高于A，为吸热反应；第二步中，C的能量低于B，为放热反应，并非两步均为吸热反应，C错误； D．反应的吸放热与反应条件无关，吸热反应不一定需要加热就能发生，D错误； 故选A。 12．（24-25高一下·四川眉山·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．相同条件下，1mol氢原子的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2 B．燃烧时化学能全部转化为热能 C．断开2molH-O释放930kJ的能量 D．该反应生成2mol水蒸气时释放能量245kJ 【答案】A 【详解】A．形成化学键需要放出能量，故2E1>E2，A正确； B．燃烧时化学能转化为热能、光能等，B错误； C．断开2molH-O吸收930kJ的能量，C错误； D．图示热化学方程式为：，故生成2mol水蒸气时释放能量490kJ，D错误； 故选A。 13．（24-25高一下·四川广安·期中）化学反应一定伴随能量的变化，以下是与反应的能量变化示意图，下列说法正确的是 A．该反应生成2mol HCl气体放出的热量为：862kJ B．该反应既是氧化还原反应又是吸热反应 C．旧化学键的断裂与新化学键的形成是化学反应过程的本质 D．该反应中，反应物总能量小于生成物总能量 【答案】C 【详解】A．断开1mol氢气中的H-H键吸收436kJ的能量，断开1moCl2中的Cl-Cl键吸收243kJ的能量，共吸收679kJ的能量，形成2molH-Cl键放出2×431kJ=862kJ的能量，放出的能量多于吸收的能量，所以反应生成2mol HCl气体放出的热量为：183kJ，故A错误； B．断开1mol氢气中的H-H键吸收436kJ的能量，断开1moCl2中的Cl-Cl键吸收243kJ的能量，共吸收679kJ的能量，形成2molH-Cl键放出2×431kJ=862kJ的能量，放出的能量多于吸收的能量，所以是放热反应，该反应中有元素化合价的变化，所以是氧化还原反应，故B错误； C．反应物中旧化学键的断裂与生成物中新化学键的形成是化学反应过程的本质，故C正确； D．该反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误； 故选C。 14．（24-25高一下·四川达州·期中）下列关于能量的认识中，错误的是 A．太阳能、氢能和风能都是新能源 B．盐酸与NaHCO3反应时会向环境释放热量 C．电解水的实验中，电能主要转化为化学能 D．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 【答案】B 【详解】A．太阳能、氢能和风能均属于新能源，与传统能源（如煤、石油）相比，具有清洁、可再生的特点，A正确； B．盐酸与NaHCO3反应生成NaCl、H2O和CO2，该反应需要吸收热量，B错误； C．电解水时，电能驱动水的分解，转化为产物（H2和O2）的化学能，C正确； D．化学反应中，旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量，两者差值决定总能量变化，D正确； 故选B。 15．（24-25高一下·广东佛山·期中）长征八号火箭以液氢和液氧为燃料。下列说法不正确的是 A．火箭发射过程涉及化学能转化为热能 B．以液氢液氧为燃料，绿色环保无污染 C．和的总能量比的总能量低 D．该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低 【答案】C 【详解】A．液氢和液氧燃烧的反应为放热反应燃烧释放热能，化学能转化为热能，A正确； B．液氢和液氧燃烧的反应产物为水，无污染，B正确； C．该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物，C错误； D．该反应为放热反应，该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低，D正确； 故选C。 16．（24-25高一下·北京·期末）下列有关反应热的说法正确的是 A．是碳单质的燃烧热 B．已知S(正交，s)(单斜，s)  ，则正交硫比单斜硫稳定 C．的燃烧热是，则反应 D．时，，则含的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为 【答案】B 【详解】A．燃烧热要求生成，而该反应生成，不属于燃烧热，A错误； B．ΔH为+0.33 kJ/mol，说明正交硫能量更低，更稳定，B正确； C．的燃烧热对应生成液态水，而反应中水为气态，C错误； D．反应生成沉淀，放热大于57.3 kJ，D错误。 故选B。 17．（24-25高一下·山东聊城·月考）下列图示与对应的叙述不相符的是 A．(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，若在密闭容器中加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，A与C的能量差为：E4-E1-E3＋E2 【答案】C 【详解】A．盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应，(a)图中反应物的总能量小于生成物的总能量、表示吸热反应，则可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化，A不符合题意； B．通过(b)图可知，石墨的能量低于金刚石的能量，物质具有的能量越低，稳定性越强，则石墨比金刚石稳定，B不符合题意； C．由(c)图可知，在密闭容器中若1molO2(g)和2molSO2(g)完全反应生成2molSO3(g)，放热(a-b)kJ，而SO2(g)与O2(g)的反应为可逆反应，加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应，生成的SO3(g)小于2mol，所以放出的热量小于(a-b)kJ，C符合题意； D．由(d)图可知，，A与C的能量差为E4-E1-E3＋E2，D不符合题意； 故选C。 18．（24-25高一下·内蒙古包头·期中）氧化铝陶瓷的主要成分是，经高温煅烧可转化为，该转化属于化学变化，其能量变化过程如图所示，下列说法错误的是 A．过程吸热 B．比稳定 C．到的转化是放热过程 D．过程有新化学键的生成 【答案】B 【详解】A．过程是化学键断裂的过程，化学键断裂要吸收热量，A正确； B．的能量高，稳定性比差，B错误； C．由图可知，到的转化是放热过程，C正确； D．过程是新化学键形成的过程，D正确； 故选B。 19．（24-25高一下·吉林·期中）依据化学能与热能的相关知识回答下列问题： (1)下列变化中属于吸热反应的是______(填序号)。 ①冰融化  ②碳与水蒸气制取水煤气(CO和)  ③苛性钠固体溶于水  ④氯酸钾分解制氧气  ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰  ⑥干冰升华  ⑦晶体和氯化铵晶体反应 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。如键的键能是，是指使1 mol 分子变成2 mol H原子需要吸收436 kJ能量。 (2)已知键的键能为，下列叙述正确的是______(填标号，下同)。 A．每形成键吸收463 kJ能量 B．每形成键放出463 kJ能量 C．每断裂键吸收463 kJ能量 D．每断裂键放出463 kJ能量 已知化学反应：的能量变化如图所示，回答下列问题： (3)和生成的反应中______(填“吸收”或“放出”)______kJ能量。 (4)已知断开和中的化学键需要吸收的能量为1924 kJ，则断开中的化学键所需要吸收______kJ的能量。 已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图： (5)若，则该反应为______(填“放热反应”或“吸热反应”)。 (6)下列有关反应的说法正确的是______(填标号)。 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)②④⑦ (2)BC (3) 放出 128.8 (4)2052.8 (5)吸热反应 (6)A 【详解】（1）吸热反应是化学反应，物理变化不属于吸热反应。 ①冰融化、③苛性钠溶于水、⑥干冰升华均为物理变化，不选； ②碳与水蒸气制水煤气、④氯酸钾分解制氧气、⑦与氯化铵晶体反应均为吸热的化学反应，故选②④⑦； （2）根据题干定义：键能是断裂1mol共价键吸收的能量，也是形成1mol共价键放出的能量。已知 键键能为，则每断裂1mol 键吸收能量，每形成1mol 键放出能量，因此选BC。 （3） 由能量图可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此和生成放出能量，放出的能量为。 （4）反应焓变反应物总键能-生成物总键能，该反应，设断开化学键吸收能量为，则： ，解得 （5）生成物总能量大于反应物总能量，反应需要吸收能量，因此该反应为吸热反应。 （6）A. 化学反应遵循原子个数守恒，反应前后原子种类和数目一定不变，A正确； B. 化学反应均有能量变化，但不一定所有化学反应都是氧化还原反应，例如中和反应有热量变化，但不是氧化还原反应，B错误； C. 放热反应也可能需要加热才能发生，如碳燃烧，C错误； D. 化学反应一定伴随能量变化，反应物总能量和生成物总能量不相等，D错误； 因此选A。 拓展培优 20．（25-26高一下·山东·期中）已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图中A→B的过程为吸热过程 B．和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和的键能总和 C．该反应为氧化还原反应 D．和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和的总能量 【答案】AC 【详解】A．A状态的能量低于B状态，则图中的过程为吸热过程，A正确； B．反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和的键能总和，B错误； C．反应中C、N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确； D．由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则和的总能量高于和的总能量，D错误； 故选AC。 21．（22-23高三上·江苏南通·开学考试）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量变化，*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是 A．1mol丙烷中的总键能大于1mol丙烯及1mol氢气的总键能之和 B．在该条件下，所得丙烯中不含其它有机物 C．该过程中发生了碳碳键的断裂与形成 D．相同条件下在该催化剂表面，比脱氢更困难 【答案】A 【详解】A．由图可知，CH3 CH2CH3（g）能量小于CH3CH═CH2（g）和H2（g ）总能量，则该反应为吸热反应，则1mol丙烷中的总键能大于1mol丙烯及1mol氢气的总键能之和，故A正确； B．由图可知，生成丙烯后，丙烯还在继续脱氢，所以所得丙烯中还含有其他有机物，故B错误； C．该反应过程中，碳骨架由C-C-C变为C-C=C，该反应过程中未发生碳碳键的断裂，故C错误； D．由图可知，在该催化剂表面*CH3CH2CH3脱氢的活化能小于*CH3CH=CH2脱氢，说明在该催化剂表面*CH3CH2CH3脱氢比*CH3CH=CH2脱氢容易，故D错误； 故选：A。 22．（25-26高一下·山东·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．燃烧时化学能全部转化为热能 B．断开2 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C．相同条件下，1 mol氢原子的能量为，1 mol氢分子的能量为，则， D．该反应生成1 mol水蒸气时能量变化为245 kJ 【答案】BD 【详解】A．燃烧时化学能通常主要转化为热能，但也会有部分转化为光能等其他形式的能量，并非全部转化为热能，A错误； B．图中显示的是形成 1mol H2O (g)，共形成 2mol O－H 共价键，释放 930kJ 能量，而断开 2mol O－H键需要吸收的能量与形成时释放的能量相等，故断开2mol氢氧键吸收 930kJ热量，B正确； C．1个氢分子分解为2个氢原子需要吸收能量，说明2个氢原子的能量高于1个氢分子，即，C错误； D．反应的能量变化计算为：断裂反应物化学键吸收的总能量减去形成生成物化学键释放的总能量，即（436 kJ+249 kJ）−930 kJ=−245 kJ，表示生成 1mol 水蒸气时放出 245kJ 能量，故生成1mol水蒸气能量变化为 245kJ，D正确； 故答案为：BD。 23．（25-26高二上·山东·期中）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，如图所示。 下列说法正确的是 A．离子化合物的溶解都是吸热过程 B．氯化钠固体不导电，是因为氯化钠固体中不存在和 C．1 mol NaCl固体的能量小于和的总能量 D．氯化钠固体的溶解过程既有离子键的断裂又有共价键的断裂 【答案】C 【详解】A．离子化合物溶解过程中的吸热和放热取决于破坏离子键的过程（吸热）和水合过程（放热）的能量相对大小，如果水合的放热程度大于破坏离子键的吸热程度，则该反应放热，A错误； B．NaCl固体不导电是因为其中的和无法自由移动，B错误； C．NaCl固体转化为气态的和的过程包括离子键的断裂，该过程吸热，因此1 mol NaCl固体的能量小于和的总能量，C正确； D．NaCl溶解的过程中需要断裂晶体中的离子键和部分水分子之间的氢键，不涉及共价键断裂，D错误； 故答案选C。 24．（24-25高一下·安徽安庆·期中）Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。 (1)下列变化中属于放热反应的是_______(填字母) ①液态水汽化        ②生石灰跟水反应生成熟石灰        ③苛性钠固体溶于水 ④酸煘中和反应        ⑤高温下碳和二氧化碳反应        ⑥干冰升华 A．①② B．②④ C．② D．①⑥ (2)断开键、键、键分别需要吸收的能量为，则生成理论上能_______(填“吸收”或“放出”)能量_______kJ。 Ⅱ.根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题： 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： (3)该电池的电解质溶液是_______，负极的电极反应是_______； (4)若导线上转移电子0.5mol，则生成银_______g。 Ⅲ.硅单质可作为硅半导体材料。 (5)三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图： 写出步骤①涉及的化学方程式_______，该生产过程中可以循环使用的物质是_______。 【答案】(1)B (2) 放出 92 (3) 溶液 (4)54 (5) 【详解】（1）①液态水汽化是一个物理变化，不是化学反应，不合题意； ②生石灰跟水反应生成熟石灰反应放出大量的热，属于放热反应，符合题意； ③苛性钠固体溶于水是一个物理变化，不是化学反应，不合题意； ④酸碱中和反应是放热反应，符合题意； ⑤高温下碳和二氧化碳反应是一个吸热反应，不合题意； ⑥干冰升华是一个物理变化，不是化学反应，不合题意； 综上分析可知，②④符合题意，故答案为：B； （2）断开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ，则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热=946+3×436-6×391=-92kJ/mol，则1mol N2生成NH3理论上能放出能量92kJ； （3）已知反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中Cu转化为Cu2+，化合价升高失去电子，发生氧化反应，故电池的负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，Ag+转化为Ag，化合价降低得到电子发生还原反应，故电池的正极反应式为：Ag++e-=Ag，则该电池的负极材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液是含有Ag+的电解质溶液，通常为AgNO3溶液； （4）根据正极反应式Ag++e-=Ag可知，若导线上转移电子0.5 mol，则生成银0.5mol×108g/mol=54g； （5）二氧化硅和焦炭高温生成粗硅和一氧化碳，粗硅和HCl反应生成氢气和SiHCl3，精馏后的SiHCl3和氢气生成HCl和硅； 由上述分析可知，步骤①的化学方程式为；由生产高纯硅的流程示意图可知，H2和HCl既是反应物，又是生成物，所以可重复利用。 25．（24-25高一下·浙江宁波·期中）根据能量变化示意图，下列说法正确的是 A．由H(g)和O(g)形成H2O(g)要放出b kJ能量 B．1 molO2(g)和2 molH2(g)的总能量大于2 molH2O(g)的总能量 C．断开1 molO2(g)和2 molH2(g)所吸收的能量大于形成2 molH2O(g)所放出的能量 D．2 molH2O(l)分解成1 molO2(g)和2 molH2(g)需要吸收c kJ热量 【答案】B 【详解】A．根据图示可知：由4 molH(g)和2 molO(g)形成2 molH2O(g)会放出b kJ能量，但选项中未指出反应微粒的物质的量的多少，因此不能确定能量变化的大小，A错误； B．根据图示可知：1 molO2(g)和2 molH2(g)反应生成2 molH2O(g)，放出热量c kJ，说明1 molO2(g)和2 molH2(g)的总能量比2 molH2O(g)的总能量高c kJ，故1 molO2(g)和2 molH2(g)的总能量大于2 molH2O(g)的总能量，B正确； C．根据图示可知：断开1 molO2(g)和2 molH2(g)形成4 molH(g)和2 molO(g)需吸收能量a kJ，而4 molH(g)和2 molO(g)形成2 mol H2O(g)，放出热量c kJ，该反应是放热反应，b-a=c＞0，故断开1 molO2(g)和2 molH2(g)所吸收的能量小于形成2 molH2O(g)所放出的能量，C错误； D．根据图示可知：1 molO2(g)和2 molH2(g)反应生成2 molH2O(g)，放出热量c kJ，则2 molH2O(g)分解成1 molO2(g)和2 molH2(g)，需要吸收c kJ热量。由于液体水变为气体水要吸收热量，故2 molH2O(l)分解成1 molO2(g)和2 molH2(g)需要吸收的热量大于c kJ，D错误； 故合理选项是B。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $