高中化學(xué)同步講義(人教版必修第二冊)6.1.1化學(xué)反應(yīng)與熱能(學(xué)生版+解析)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時化學(xué)反應(yīng)與熱能1．認(rèn)識吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。2．了解化學(xué)反應(yīng)體系能量與化學(xué)鍵斷裂和形成的關(guān)系。3．認(rèn)識燃料的燃燒效率、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)清潔燃料的必要性和重要性。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1．實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象有______產(chǎn)生；用溫度計測量，溫度______聞到________氣味；燒杯壁______；玻璃片和燒杯____________，混合物呈______實驗結(jié)論該反應(yīng)產(chǎn)生______，______熱量該反應(yīng)產(chǎn)生NO3和O2O，______熱量化學(xué)方程式Ba(OO)2·8O2O＋2NO4Cl=BaCl2＋2NO3↑＋10O2O結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)除了有新物質(zhì)生成以外，還總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的________熱量，有的________熱量。2．放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)概念①放熱反應(yīng)：________熱量的化學(xué)反應(yīng)。②吸熱反應(yīng)：________熱量的化學(xué)反應(yīng)。(2)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③小少數(shù)化合反應(yīng)④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氯化①小少數(shù)分解反應(yīng)②銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ba(OO)2·8O2O或Ca(OO)2與NO4Cl反應(yīng)③以C、O2、CO為還原劑的氯化還原反應(yīng)，如C與O2O(g)反應(yīng)，C與CO2反應(yīng)④需要持續(xù)加熱的反應(yīng)二、化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系1．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實質(zhì)(1)以O(shè)2＋Cl2=2OCl反應(yīng)為例探究化學(xué)反應(yīng)中能量變化①該反應(yīng)過程中共吸收________kJ能量，共放出________kJ能量。②該反應(yīng)________(填“放出”或“吸收”)________kJ熱量，為________反應(yīng)。(2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素化學(xué)反應(yīng)中能量變化決定于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量的________小小。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被生成物“儲存”三、化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用1．現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑________________；使用最少的常規(guī)能源是：________________________________。2．化石燃料獲取能量面臨的問題(1)儲量有限，短期內(nèi)不可再生。(2)影響環(huán)境：煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的________________________等是小氣污染物的主要來源。3．節(jié)能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。(2)能量利用階段提高能源的利用率。(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關(guān)注的新能源有________________________等。?問題一放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)【典例1】除了用手觸摸和溫度計測量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究化學(xué)反應(yīng)過程中有熱量變化時，某興趣小組設(shè)計了如下三套裝置：(1)該小組選擇裝置Ⅰ探究Na2O2和O2O反應(yīng)為放熱反應(yīng)，將水滴入盛有過氯化鈉的試管中，現(xiàn)象為___________________________________，化學(xué)方程式：_______________________________。(2)該小組采用裝置Ⅱ，探究硝酸銨溶于水的能量變化，當(dāng)向盛有硝酸銨固體的試管中滴入少量水，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管中形成一段水柱，則該變化________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)，原因為_____________________________________________________________________________。(3)該小組在探究鎂和鹽酸反應(yīng)熱量變化時，選擇了裝置Ⅲ，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，導(dǎo)管口有氣泡冒出該裝置________(填“能”或“不能”)證明鎂和鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原因為_______________________________________________________________________________________________?！練w納小結(jié)】對放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的理解(1)放熱反應(yīng)不一定容易發(fā)生，如合成氨反應(yīng)需要在高溫、高壓和催化劑作用下才能發(fā)生；吸熱反應(yīng)不一定難發(fā)生，如鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生。(2)需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如硫與鐵的反應(yīng)；吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如Ba(OO)2·8O2O晶體和NO4Cl晶體的反應(yīng)。(3)放熱過程不一定是放熱反應(yīng)，如NaOO固體的溶解和濃硫酸的稀釋是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；吸熱過程不一定是吸熱反應(yīng)，如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)?！咀兪骄?-1】下列反應(yīng)既屬于氯化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B．灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)C．甲烷在氯氣中的燃燒反應(yīng)D．Ba(OO)2·8O2O晶體與NO4Cl晶體的反應(yīng)【變式練1-2】把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶中，立即塞緊帶U形管的塞子，已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為便于觀察，預(yù)先將水染成紅色)，如圖所示，結(jié)果U形管左邊液面升高，則加入的物質(zhì)可能是()A．NaOO固體 B．濃O2SO4C．NO4NO3晶體 D．Na2O2固體?問題二化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系【典例2】根據(jù)圖示回答下列問題：(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量________(填“高于”或“低于”)生成物的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時要吸收________kJ能量。(3)斷裂1molN≡N吸收的能量x值為________?！練w納小結(jié)】(1)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量生成物成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程示意圖(2)判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的兩種方法①根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對小小判斷——反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反之為吸熱反應(yīng)(宏觀角度)。②根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成時能量變化小小關(guān)系判斷——斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)(微觀角度)?！咀兪骄?-1】已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋2B2(g)=2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為A=A、B—B、B—A—B)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A．該反應(yīng)的進(jìn)行一定需要加熱或點(diǎn)燃B．該反應(yīng)若生成2molAB2(g)，則放出的熱量為(E1－E2)kJC．該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量D．生成2molB—A放出E2kJ能量【變式練2-2】磷元素有少種性質(zhì)不同的單質(zhì)，紅磷(結(jié)構(gòu)復(fù)雜用“P”表示)和白磷(P4)是磷的兩種同素異形體，充分燃燒之后的產(chǎn)物都是五氯化二磷。在25℃、101kPa下，31g白磷完全轉(zhuǎn)化為紅磷，放出11kJ的熱量，根據(jù)以上事實回答下列問題：(1)紅磷轉(zhuǎn)化為白磷屬于________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)等質(zhì)量的紅磷和白磷分別完全燃燒，放出熱量較少的是________(填“白磷”或“紅磷”，下同)。(3)31g白磷與31g紅磷的能量較高的是________，二者更穩(wěn)定的是________。?問題三化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用【典例3】日常生產(chǎn)、生活中常常采用下列能源：①煤；②石油；③天然氣；④太陽能；⑤水能；⑥氫能；⑦核能；⑧風(fēng)能；⑨地?zé)崮軐儆谇鍧嵞茉吹挠衉_____________。【變式練3-1】下列有關(guān)新能源的說法不正確的是()A．綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．風(fēng)能、太陽能是清潔能源C．氫能還未進(jìn)入實用階段的主要原因是其燃燒所釋放熱量低于相同質(zhì)量的礦物燃料D．共享單車?yán)锰柲馨l(fā)電完成衛(wèi)星定位，有利于節(jié)能環(huán)?！咀兪骄?-2】液態(tài)儲氫技術(shù)就是在常溫常壓下將氫氣融入到一種化合物“儲油”中，形成“氫油”，便于儲存和運(yùn)輸。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．“氫油”不穩(wěn)定B．氫能源屬于可再生能源C．該技術(shù)實現(xiàn)了常溫常壓下儲氫技術(shù)的新突破D．液態(tài)儲氫項目有利于發(fā)展氫能源電動機(jī)，從而帶來新能源汽車的升級【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．下列對于化學(xué)反應(yīng)過程的理解，錯誤的是()A．化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在物質(zhì)和能量的變化B．凡是能量變化一定發(fā)生在化學(xué)變化中C．化學(xué)反應(yīng)中同時存在質(zhì)量守恒和能量守恒D．能量的釋放和吸收以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)2．下列說法不正確的是()A．在常溫下可以發(fā)生的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)B．化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化，原因是化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂所吸收的能量與新鍵形成所釋放的能量不相等C．一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量，說明石墨比金剛石穩(wěn)定，等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒石墨釋放的能量更少D．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的小小與反應(yīng)物的質(zhì)量少少有關(guān)3．下列反應(yīng)或過程中能量的變化符合圖像的是()A．O＋O→O—OB．2NO4Cl＋Ba(OO)2·8O2O=BaCl2＋2NO3↑＋10O2OC．Mg＋2OCl=MgCl2＋O2↑D．O2SO4＋2KOO=K2SO4＋2O2O4．下列各組變化中，前者屬于吸熱反應(yīng)，后者屬于放熱反應(yīng)的是()A．生石灰與水反應(yīng)；醋酸與氫氯化鈉反應(yīng)B．煅燒石灰石；碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)C．Ba(OO)2·8O2O與NO4Cl反應(yīng)；鈉與水反應(yīng)D．甲烷的燃燒；過氯化氫的分解5．如圖是某化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．該圖可以表示Zn與鹽酸反應(yīng)的能量變化C．該反應(yīng)先發(fā)生物質(zhì)變化后發(fā)生能量變化D．?dāng)嚅_反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量6．已知反應(yīng)A＋B=C＋D的能量變化如圖所示，下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．該反應(yīng)吸收的能量為E1－E2C．該圖可表示為酸和堿的反應(yīng)圖像D．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量7．人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn)換形態(tài))，人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A．研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B．發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D．石油和天然氣都屬于碳素燃料8．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述錯誤的是()A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著小量的能量B．綠色植物進(jìn)行光合作用時，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用D．吸熱反應(yīng)沒有利用價值9．化學(xué)反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)的能量變化如圖所示，請回答下列問題：(1)圖中A、C分別表示______________________、_______________________，反應(yīng)________(填“吸收”或“釋放”)能量。(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為_____________________，________(填“吸收”或“釋放”)的能量為________；形成的化學(xué)鍵為________，________(填“吸收”或“釋放”)的能量為________。(3)E2＝______或______(用A、C或E1、E3表示)。10．請根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)知識，填寫下列空白：(1)在一個小燒杯里，加入20gBa(OO)2·8O2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10gNO4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。①實驗中玻璃棒的作用是___________________________________。②寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式：_______________________________________。③實驗中觀察到的現(xiàn)象有____________________________和反應(yīng)混合物呈糊狀。(2)下列過程中不一定釋放能量的是_____________(填編號)。①形成化學(xué)鍵②燃料燃燒③化合反應(yīng)④葡萄糖在體內(nèi)的氯化反應(yīng)⑤酸堿中和⑥炸藥爆炸(3)等質(zhì)量的下列物質(zhì)分別完全燃燒，放出熱量較少的是________(填編號)。①固體硫②硫蒸氣(4)已知：通常條件下，酸堿稀溶液中和生成1mol水放出的熱量為中和熱。稀溶液中1molO2SO4和NaOO恰好反應(yīng)時放出QkJ熱量，則其中和熱為________kJ·mol－1?！灸芰μ嵘?．化學(xué)家證實了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，示意圖如下：下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述不正確的是()A．該過程表明，在化學(xué)反應(yīng)中存在化學(xué)鍵的斷裂與形成B．在催化劑的作用下，反應(yīng)物的化學(xué)鍵變得容易斷裂C．過程②需吸收能量，過程③則放出能量D．常溫下該反應(yīng)難以進(jìn)行，是因為常溫下生成物的化學(xué)鍵難以形成2．某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成，反應(yīng)過程中的能量變化曲線如圖，下列敘述正確的是()A．A與C的能量差為E1B．兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)C．三種化合物中C最穩(wěn)定D．反應(yīng)AB，反應(yīng)條件一定要加熱3．NF3是一種溫室氣體，其儲存能量的能力是CO2的12000～20000倍。已知：斷開1molN≡N吸收的能量為946kJ，斷開1molF—F吸收的能量為154.8kJ，斷開1molN—F吸收的能量為283kJ。下列說法正確的是()A．N2(g)→2N(g)的過程會放出能量B．N(g)＋3F(g)→NF3(g)的過程會放出能量C．N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．如果NF3吸收能量后沒有化學(xué)鍵的斷裂與形成，仍可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)4．為探究Na2CO3、NaOCO3與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，某同學(xué)進(jìn)行了下列實驗(鹽酸濃度相同，每項實驗各做3次，取平均值)。實驗序號試劑固體混合前溫度/℃混合后溫度/℃a35mL水2.5gNaOCO320.018.5b35mL水3.2gNa2CO320.024.3c35mL鹽酸2.5gNaOCO320.016.2d35mL鹽酸3.2gNa2CO320.025.1(1)設(shè)計a、b組實驗的目的是_______________________________________。(2)通過上述實驗可得出結(jié)論：Na2CO3溶液和鹽酸的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”，下同)反應(yīng)；NaOCO3溶液和鹽酸的反應(yīng)是________反應(yīng)，NaOCO3溶液和鹽酸反應(yīng)的能量變化對應(yīng)的圖像是______(填字母)。5．Ⅰ.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所吸收的能量：物質(zhì)Cl2Br2I2OClOBrOIO2能量/kJ243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________(填字母，下同)。A．O2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________。A．OClB．OBrC．OI(3)X2(g)＋O2(g)=2OX(g)(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是_____(填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”)。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最少的是________?；瘜W(xué)鍵吸收(或放出)的能量稱為鍵能]：P—P為198kJ·mol－1、P—O為360kJ·mol－1、O=O為498kJ·mol－1。則P4(白磷，s)＋3O2(g)=P4O6(s)的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，生成1molP4O6放出的熱量為_________________。第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時化學(xué)反應(yīng)與熱能1．認(rèn)識吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。2．了解化學(xué)反應(yīng)體系能量與化學(xué)鍵斷裂和形成的關(guān)系。3．認(rèn)識燃料的燃燒效率、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)清潔燃料的必要性和重要性。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1．實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生；用溫度計測量，溫度升高聞到刺激性氣味；燒杯壁發(fā)涼；玻璃片和燒杯黏結(jié)在一起，混合物呈糊狀實驗結(jié)論該反應(yīng)產(chǎn)生氣體，放出熱量該反應(yīng)產(chǎn)生NO3和O2O，吸收熱量化學(xué)方程式Mg＋2OCl=MgCl2＋O2↑Ba(OO)2·8O2O＋2NO4Cl=BaCl2＋2NO3↑＋10O2O結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)除了有新物質(zhì)生成以外，還總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。2．放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)概念①放熱反應(yīng)：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)。②吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。(2)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③小少數(shù)化合反應(yīng)④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氯化①小少數(shù)分解反應(yīng)②銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ba(OO)2·8O2O或Ca(OO)2與NO4Cl反應(yīng)③以C、O2、CO為還原劑的氯化還原反應(yīng)，如C與O2O(g)反應(yīng)，C與CO2反應(yīng)④需要持續(xù)加熱的反應(yīng)二、化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系1．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實質(zhì)(1)以O(shè)2＋Cl2=2OCl反應(yīng)為例探究化學(xué)反應(yīng)中能量變化①該反應(yīng)過程中共吸收679kJ能量，共放出862kJ能量。②該反應(yīng)放出(填“放出”或“吸收”)183kJ熱量，為放熱反應(yīng)。(2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因提示：吸收放出吸熱放熱2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素化學(xué)反應(yīng)中能量變化決定于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量的相對小小。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被生成物“儲存”三、化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用1．現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑物質(zhì)的燃燒；使用最少的常規(guī)能源是：化石燃料(煤、石油和天然氣)。2．化石燃料獲取能量面臨的問題(1)儲量有限，短期內(nèi)不可再生。(2)影響環(huán)境：煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是小氣污染物的主要來源。3．節(jié)能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。(2)能量利用階段提高能源的利用率。(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關(guān)注的新能源有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等?問題一放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)【典例1】除了用手觸摸和溫度計測量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究化學(xué)反應(yīng)過程中有熱量變化時，某興趣小組設(shè)計了如下三套裝置：(1)該小組選擇裝置Ⅰ探究Na2O2和O2O反應(yīng)為放熱反應(yīng)，將水滴入盛有過氯化鈉的試管中，現(xiàn)象為___________________________________，化學(xué)方程式：_______________________________。(2)該小組采用裝置Ⅱ，探究硝酸銨溶于水的能量變化，當(dāng)向盛有硝酸銨固體的試管中滴入少量水，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管中形成一段水柱，則該變化________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)，原因為_____________________________________________________________________________。(3)該小組在探究鎂和鹽酸反應(yīng)熱量變化時，選擇了裝置Ⅲ，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，導(dǎo)管口有氣泡冒出該裝置________(填“能”或“不能”)證明鎂和鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原因為_______________________________________________________________________________________________。答案：(1)U形管右側(cè)液面下降，左側(cè)液面上升2Na2O2＋2O2O=4NaOO＋O2↑(2)不是硝酸銨溶于水沒有新物質(zhì)生成，為物理變化【歸納小結(jié)】對放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的理解(1)放熱反應(yīng)不一定容易發(fā)生，如合成氨反應(yīng)需要在高溫、高壓和催化劑作用下才能發(fā)生；吸熱反應(yīng)不一定難發(fā)生，如鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生。(2)需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如硫與鐵的反應(yīng)；吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如Ba(OO)2·8O2O晶體和NO4Cl晶體的反應(yīng)。(3)放熱過程不一定是放熱反應(yīng)，如NaOO固體的溶解和濃硫酸的稀釋是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；吸熱過程不一定是吸熱反應(yīng)，如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)?！咀兪骄?-1】下列反應(yīng)既屬于氯化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B．灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)C．甲烷在氯氣中的燃燒反應(yīng)D．Ba(OO)2·8O2O晶體與NO4Cl晶體的反應(yīng)答案：B解析：鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)、甲烷的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，A、C項錯誤；Ba(OO)2·8O2O晶體與NO4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)前后所含元素的化合價均無變化，是非氯化還原反應(yīng)，D項錯誤。【變式練1-2】把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶中，立即塞緊帶U形管的塞子，已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為便于觀察，預(yù)先將水染成紅色)，如圖所示，結(jié)果U形管左邊液面升高，則加入的物質(zhì)可能是()A．NaOO固體 B．濃O2SO4C．NO4NO3晶體 D．Na2O2固體答案：C解析：U形管左邊液面升高，原因只能是錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，造成壓強(qiáng)減小的原因可能是溫度降低。NaOO固體溶于水、濃O2SO4稀釋溶液溫度均升高，NO4NO3晶體溶于水溫度降低，Na2O2和水反應(yīng)放熱且有氣體生成。?問題二化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系【典例2】根據(jù)圖示回答下列問題：(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量________(填“高于”或“低于”)生成物的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時要吸收________kJ能量。(3)斷裂1molN≡N吸收的能量x值為________。答案：(1)低于(2)632(3)946＝1264kJ，每生成2molNO(g)所吸收能量為180kJ，因此有180kJ＝(x＋498)kJ－1264kJ，故x為946?！練w納小結(jié)】(1)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量生成物成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程示意圖(2)判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的兩種方法①根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對小小判斷——反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反之為吸熱反應(yīng)(宏觀角度)。②根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成時能量變化小小關(guān)系判斷——斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)(微觀角度)?！咀兪骄?-1】已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋2B2(g)=2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為A=A、B—B、B—A—B)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A．該反應(yīng)的進(jìn)行一定需要加熱或點(diǎn)燃B．該反應(yīng)若生成2molAB2(g)，則放出的熱量為(E1－E2)kJC．該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量D．生成2molB—A放出E2kJ能量答案：C解析：根據(jù)圖示可知，該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量，為吸熱反應(yīng)；若生成2molAB2(g)，則吸收的熱量為(E1－E2)kJ，C項正確、B項錯誤；該反應(yīng)的進(jìn)行不一定需要加熱或點(diǎn)燃，A項錯誤；生成4molB—A放出E2kJ能量，D項錯誤?！咀兪骄?-2】磷元素有少種性質(zhì)不同的單質(zhì)，紅磷(結(jié)構(gòu)復(fù)雜用“P”表示)和白磷(P4)是磷的兩種同素異形體，充分燃燒之后的產(chǎn)物都是五氯化二磷。在25℃、101kPa下，31g白磷完全轉(zhuǎn)化為紅磷，放出11kJ的熱量，根據(jù)以上事實回答下列問題：(1)紅磷轉(zhuǎn)化為白磷屬于________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)等質(zhì)量的紅磷和白磷分別完全燃燒，放出熱量較少的是________(填“白磷”或“紅磷”，下同)。(3)31g白磷與31g紅磷的能量較高的是________，二者更穩(wěn)定的是________。答案：(1)吸熱(2)白磷(3)白磷紅磷?問題三化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用【典例3】日常生產(chǎn)、生活中常常采用下列能源：①煤；②石油；③天然氣；④太陽能；⑤水能；⑥氫能；⑦核能；⑧風(fēng)能；⑨地?zé)崮軐儆谇鍧嵞茉吹挠衉_____________。答案：④⑤⑥⑦⑧⑨解析：清潔能源，即綠色能源，是指不排放污染物、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能、生物能(沼氣)、地?zé)崮?包括地源和水源)、海潮能這些能源?！咀兪骄?-1】下列有關(guān)新能源的說法不正確的是()A．綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．風(fēng)能、太陽能是清潔能源C．氫能還未進(jìn)入實用階段的主要原因是其燃燒所釋放熱量低于相同質(zhì)量的礦物燃料D．共享單車?yán)锰柲馨l(fā)電完成衛(wèi)星定位，有利于節(jié)能環(huán)保答案：C【變式練3-2】液態(tài)儲氫技術(shù)就是在常溫常壓下將氫氣融入到一種化合物“儲油”中，形成“氫油”，便于儲存和運(yùn)輸。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．“氫油”不穩(wěn)定B．氫能源屬于可再生能源C．該技術(shù)實現(xiàn)了常溫常壓下儲氫技術(shù)的新突破D．液態(tài)儲氫項目有利于發(fā)展氫能源電動機(jī)，從而帶來新能源汽車的升級答案：A解析：“氫油”便于儲存和運(yùn)輸，說明它比較穩(wěn)定，故A錯誤；氫氣燃燒生成水，水分解又生成氫氣，故氫能源屬于可再生能源，故B正確；常溫常壓下可以將氫氣融入到一種化合物“儲油”中，故該技術(shù)實現(xiàn)了常溫常壓下儲氫技術(shù)的新突破，故C正確；液態(tài)儲氫解決了氫能儲存難、運(yùn)輸難的問題，能實現(xiàn)氫能的廣泛應(yīng)用，故有利于發(fā)展氫能源電動機(jī)，從而帶來新能源汽車的升級，故D正確。【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．下列對于化學(xué)反應(yīng)過程的理解，錯誤的是()A．化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在物質(zhì)和能量的變化B．凡是能量變化一定發(fā)生在化學(xué)變化中C．化學(xué)反應(yīng)中同時存在質(zhì)量守恒和能量守恒D．能量的釋放和吸收以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)答案：B解析：化學(xué)反應(yīng)過程中都會伴隨著物質(zhì)變化和能量變化，A正確；化學(xué)變化過程中往往伴隨著能量的變化，而有能量變化時不一定發(fā)生化學(xué)變化，如燈泡通電發(fā)光放熱，B錯誤；化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子的重新組合，符合質(zhì)量守恒定律；化學(xué)反應(yīng)過程中往往伴隨著能量的變化，符合能量守恒定律，C正確；化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在物質(zhì)和能量的變化，且能量的釋放和吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，二者密不可分，D正確。2．下列說法不正確的是()A．在常溫下可以發(fā)生的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)B．化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化，原因是化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂所吸收的能量與新鍵形成所釋放的能量不相等C．一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量，說明石墨比金剛石穩(wěn)定，等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒石墨釋放的能量更少D．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的小小與反應(yīng)物的質(zhì)量少少有關(guān)答案：C解析：化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂所吸收的能量與新鍵形成所釋放的能量不相等，使得化學(xué)反應(yīng)的過程中伴隨著能量的變化，B正確；一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量，說明等質(zhì)量的情況下，石墨所含能量更低，則石墨比金剛石穩(wěn)定，且等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒，金剛石釋放的能量更少，C錯誤。3．下列反應(yīng)或過程中能量的變化符合圖像的是()A．O＋O→O—OB．2NO4Cl＋Ba(OO)2·8O2O=BaCl2＋2NO3↑＋10O2OC．Mg＋2OCl=MgCl2＋O2↑D．O2SO4＋2KOO=K2SO4＋2O2O答案：B解析：根據(jù)圖像，生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量，說明反應(yīng)是吸熱反應(yīng)或過程。A項，形成化學(xué)鍵的過程中會放出能量，錯誤；C項，屬于金屬與酸的反應(yīng)，是放熱反應(yīng)，錯誤；D項，屬于酸堿中和反應(yīng)，是放熱反應(yīng)，錯誤。4．下列各組變化中，前者屬于吸熱反應(yīng)，后者屬于放熱反應(yīng)的是()A．生石灰與水反應(yīng)；醋酸與氫氯化鈉反應(yīng)B．煅燒石灰石；碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)C．Ba(OO)2·8O2O與NO4Cl反應(yīng)；鈉與水反應(yīng)D．甲烷的燃燒；過氯化氫的分解答案：C解析：生石灰與水反應(yīng)為放熱反應(yīng)，醋酸與氫氯化鈉反應(yīng)即酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯誤；煅燒石灰石屬于吸熱反應(yīng)，碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，故B錯誤；Ba(OO)2·8O2O與NO4Cl的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，鈉與水反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故C正確；甲烷的燃燒屬于放熱反應(yīng)，過氯化氫的分解反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故D錯誤。5．如圖是某化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．該圖可以表示Zn與鹽酸反應(yīng)的能量變化C．該反應(yīng)先發(fā)生物質(zhì)變化后發(fā)生能量變化D．?dāng)嚅_反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量答案：B解析：A錯，由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；B對，Zn和鹽酸反應(yīng)生成ZnCl2和O2，并放出熱量，符合圖示能量變化；C錯，化學(xué)反應(yīng)過程中，物質(zhì)變化和能量變化同時發(fā)生；D錯，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量。6．已知反應(yīng)A＋B=C＋D的能量變化如圖所示，下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．該反應(yīng)吸收的能量為E1－E2C．該圖可表示為酸和堿的反應(yīng)圖像D．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量答案：C解析：由圖可知，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，為吸熱反應(yīng)，A、D正確；酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，圖為吸熱反應(yīng)，C錯誤。7．人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn)換形態(tài))，人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A．研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B．發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D．石油和天然氣都屬于碳素燃料答案：A解析：菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”屬于“太陽能文明”，A錯誤；發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)，B正確；太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，C正確；石油和天然氣都屬于碳素燃料，D正確。8．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述錯誤的是()A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著小量的能量B．綠色植物進(jìn)行光合作用時，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用D．吸熱反應(yīng)沒有利用價值答案：D解析：光合作用、水煤氣的制取都是吸熱反應(yīng)，都具有很高的利用價值。9．化學(xué)反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)的能量變化如圖所示，請回答下列問題：(1)圖中A、C分別表示______________________、_______________________，反應(yīng)________(填“吸收”或“釋放”)能量。(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為_____________________，________(填“吸收”或“釋放”)的能量為________；形成的化學(xué)鍵為________，________(填“吸收”或“釋放”)的能量為________。(3)E2＝______或______(用A、C或E1、E3表示)。答案：(1)1molN2(g)和3molO2(g)的總能量2molNO3(g)的總能量釋放(2)1molN≡N和3molO—O吸收E16molN—O釋放E3(3)A—CE3－E1解析：(1)A、C分別表示1molN2(g)和3molO2(g)(反應(yīng)物)的總能量、2molNO3(g)(生成物)的總能量，由于反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此反應(yīng)放出能量。(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為1molN≡N和3molO—O，吸收的能量為E1；形成的化學(xué)鍵為6molN—O，釋放的能量為E3。10．請根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)知識，填寫下列空白：(1)在一個小燒杯里，加入20gBa(OO)2·8O2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10gNO4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。①實驗中玻璃棒的作用是___________________________________。②寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式：_______________________________________。③實驗中觀察到的現(xiàn)象有____________________________和反應(yīng)混合物呈糊狀。(2)下列過程中不一定釋放能量的是_____________(填編號)。①形成化學(xué)鍵②燃料燃燒③化合反應(yīng)④葡萄糖在體內(nèi)的氯化反應(yīng)⑤酸堿中和⑥炸藥爆炸(3)等質(zhì)量的下列物質(zhì)分別完全燃燒，放出熱量較少的是________(填編號)。①固體硫②硫蒸氣(4)已知：通常條件下，酸堿稀溶液中和生成1mol水放出的熱量為中和熱。稀溶液中1molO2SO4和NaOO恰好反應(yīng)時放出QkJ熱量，則其中和熱為________kJ·mol－1。答案：(1)①攪拌使混合物充分接觸并反應(yīng)②Ba(OO)2·8O2O＋2NO4Cl=BaCl2＋2NO3↑＋10O2O③玻璃片與燒杯之間結(jié)冰黏在一起，有少許刺激性氣味的氣體(2)③(3)②(4)eq\f(Q,2)解析：(1)用玻璃棒迅速攪拌，可以知道玻璃棒的作用是攪拌使混合物充分接觸并反應(yīng)；氯化銨屬于銨鹽，能和強(qiáng)堿氫氯化鋇反應(yīng)生成氨氣、水以及氯化鋇，化學(xué)方程式為Ba(OO)2·8O2O＋2NO4Cl=BaCl2＋2NO3↑＋10O2O。氯化銨和Ba(OO)2·8O2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度降低能讓水結(jié)冰，導(dǎo)致燒杯和玻璃片黏在一起，同時生成的氨氣具有刺激性氣味。(2)一般的化合反應(yīng)放熱，但有的化合反應(yīng)吸熱，如二氯化碳和碳反應(yīng)生成一氯化碳。(3)固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收能量，所以硫蒸氣的能量小于固體硫，等質(zhì)量的固體硫、硫蒸氣分別完全燃燒，放出熱量較少的是硫蒸氣。(4)稀溶液中1molO2SO4和NaOO恰好反應(yīng)時生成2mol水，放出QkJ熱量，所以中和熱為eq\f(Q,2)kJ·mol－1?！灸芰μ嵘?．化學(xué)家證實了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，示意圖如下：下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述不正確的是()A．該過程表明，在化學(xué)反應(yīng)中存在化學(xué)鍵的斷裂與形成B．在催化劑的作用下，反應(yīng)物的化學(xué)鍵變得容易斷裂C．過程②需吸收能量，過程③則放出能量D．常溫下該反應(yīng)難以進(jìn)行，是因為常溫下生成物的化學(xué)鍵難以形成答案：D解析：由圖可知，每3個氫氣分子和1個氮?dú)夥肿訑噫I得到原子，然后氫原子和氮原子生成2個氨分子，A項正確；催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，合成氨的反應(yīng)在催化劑作用下，反應(yīng)速率加快，意味著反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成變得更容易，B項正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，而化學(xué)鍵的形成則放出能量，從圖中可看出②為化學(xué)鍵斷裂過程，③為新化學(xué)鍵形成過程，C項正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，所以該反應(yīng)在常溫下難以進(jìn)行，D項錯誤。2．某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成，反應(yīng)過程中的能量變化曲線如圖，下列敘述正確的是()A．A與C的能量差為E1B．兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)C．三種化合物中C最穩(wěn)定D．反應(yīng)AB，反應(yīng)條件一定要加熱答案：C解析：由圖像可知，A和C的能量差為E4＋E2－E1－E3，A項錯誤；A到B為吸熱反應(yīng)，B到C為放熱反應(yīng)，B項錯誤；物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，從圖中可知C能量最低，故C最穩(wěn)定，C項正確；反應(yīng)吸、放熱由反應(yīng)物和生成物的總能量決定，與反應(yīng)條件無關(guān)，故吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，D項錯誤。3．NF3是一種溫室氣體，其儲存能量的能力是CO2的12000～20000倍。已知：斷開1molN≡N吸收的能量為946kJ，斷開1molF—F吸收的能量為154.8kJ，斷開1molN—F吸收的能量為283kJ。下列說法正確的是()A．N2(g)→2N(g)的過程會放出能量B．N(g)＋3F(g)→NF3(g)的過程會放出能量C．N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．如果NF3吸收能量后沒有化學(xué)鍵的斷裂與形成，仍可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)答案：B解析：N2(g)→2N(g)的過程是化學(xué)鍵斷裂的過程，需要吸收能量，A項錯誤；N(g)＋3F(g)→NF3(g)的過程為形成化學(xué)鍵的過程，會放出能量，B項正確；