1、1第 3 课时 化学键与化学反应中的能量变化一、化学能与热能的相互转化1实验探究实验操作 实验现象 结论看到有气泡产生用手触摸反应后的试管，手感到热用温度计测得反应后温度升高该反应放出热量闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，玻璃片和烧杯黏在一起，混合物呈糊状该反应吸收热量2混合后溶液温度比原来的两种溶液的温度高该反应放出热量2.实验结论每一个化学反应都伴随着能量变化，有的释放能量，有的吸收能量。(1)放热反应和吸热反应的概念放出热量的化学反应为放热反应。吸收热量的化学反应为吸热反应。(2)常见的吸热反应和放热反应常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、大多数化合反应。常见的吸热反应有
2、：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、CCO 22CO、CH 2O(g) COH 2等。= = = = =高 温 = = = = =高 温 例 1 下列说法正确的是( )需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 放热反应在常温下一定很容易发生 反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A只有 B只有C D考点 化学能与热能的相互转化题点 多角度认识吸热反应与放热反应答案 A解析 加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如 N2与 H2合成 NH3；反应是放热
3、还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如 FeS FeS。= = = = = 易错警示(1)“三个不一定”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；3放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如 Ba(OH)28H2O 晶体和 NH4Cl 晶体的反应。(2)化学反应必然有能量变化，但有能量变化的过程不一定发生化学反应。例 2 下列反应过程中的能量变化与如图一致的是( )A2AlFe 2O3 2FeAl 2O3= = = = =高 温 BCCO 2
4、 2CO= = = = =高 温 CCaCO 3 CaOCO 2= = = = =高 温 DCH 2O(g) COH 2= = = = =高 温 答案 A解析 A 项，铝热反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，正确；B、C、D 三项均为吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，错误。规律总结判断反应放热或吸热的依据是根据反应物和生成物总能量的相对大小。放热反应：反应物总能量生成物总能量；吸热反应：反应物总能量E2，D 项错误。3将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了( )A该反应是吸热反应B
5、该反应是放热反应C铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量考点 化学能与热能的转化题点 吸热或放热反应的实验或探究答案 B解析 反应发生后停止加热，反应仍可持续进行说明反应为放热反应，A 错误，B 正确；反应需要加热才能发生，常温下不能进行，C 错误；反应是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，D 错误。4下列说法正确的是( )A任何化学反应都伴随着能量的变化BH 2O(g) H 2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C化学反应中能量的变化都表现为热量的变化8D对于如图所示的过程，是吸收能量的过程答案 A解析 任何化学反应都有能量的变化，但有
6、能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，A 项正确，B 项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C 项错误；由图像可知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D 项错误。5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( )AH 2O 分解为 H2与 O2时放出热量B生成 1 mol H2O 时吸收热量 245 kJC甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系：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
7、 mol O2断键时吸收 685 kJ 能量，而生成 1 mol 12H2O 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。6已知断开 1 mol HH 键、1 mol NH 键、1 mol NN 键分别需要吸收的能量为 436 kJ、391 kJ、946 kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成 1 mol NH3需要 (填“放出”或“吸收”) kJ 的热量。答案 放出 46解析 根据化学方程式 N23H 2 2NH3，生成 1 mol NH3时需要消耗 0.5 mol 的 N2高 温 、 高 压 催 化 剂和 1.5 mol 的 H2。因
8、此在上述的反应过程中断裂 0.5 mol NN 键和 1.5 mol HH 键，共吸收热量 0.5946 kJ1.5436 kJ1 127 kJ；形成 1 mol NH3中的 3 mol NH 键，共放出热量 3391 kJ1 173 kJ。因为 1 173 kJ1 127 kJ，因此反应放热，共放出 1 173 kJ1 127 kJ46 kJ 的热量。9对点训练题组一 化学能与热能的相互转化1下列反应一定属于放热反应的是( )H 2SO4与 Ba(OH)2溶液的反应 Mg 与 CH3COOH 溶液的反应 燃烧反应 中和反应 复分解反应A仅 B仅C仅 D仅答案 C解析 金属与酸的置换反应、中和
9、反应、所有燃烧反应都是放热反应；复分解反应则不一定是放热反应。2下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )A锌粒与稀硫酸的反应B灼热的木炭与 CO2反应C甲烷在氧气中的燃烧反应DBa(OH) 28H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应答案 B解析 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应；Ba(OH) 28H2O 晶体与 NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应；灼热的木炭与 CO2的反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应。3下列说法中正确的是( )A化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应B燃料的燃烧反应均是放热反应C干冰的升华是吸热反应
10、D需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应答案 B解析 A 项，CCO 2 2CO 是化合反应，但需要吸热，2H 2O2=2H2OO 2是= = = = =高 温 分解反应，但放出热量，错误；B 项，物质之所以被用做燃料，就是因为它易燃烧并放出热量，正确；C 项，吸热反应属于化学反应，干冰升华不是化学反应，错误；D 项，化学反应是吸热反应的决定因素是反应物的总能量低于生成物的总能量，而与化学反应发生的外部条件无关， 错误。10题组二 化学反应中能量变化与物质内部能量的关系4下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )A碳酸钙受热分解B乙醇燃烧C铝与氧化铁粉末反应D氧化钙溶于水答案 A解析 生
11、成物总能量高于反应物总能量则说明反应过程需要吸收能量。5等质量的固态硫和硫蒸气分别在相同条件下完全燃烧，放出的热量( )A前者多 B后者多C二者相等 D无法比较答案 B解析 等质量的硫蒸气本身具有的能量高于等质量的固态硫，B 项正确。6已知反应 AB= =CD 的能量变化如图所示，下列叙述正确的是( )A该反应为放热反应B该反应为吸热反应C反应物的总能量高于生成物的总能量D该反应只有在加热条件下才能进行考点 化学反应中能量变化与物质能量的关系题点 由图像分析化学反应中的能量变化答案 B7已知化学反应 2C(s)O 2(g) 2CO(g)、2CO(g)O 2(g)= = = = =点 燃 2CO
12、2(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)( )= = = = =点 燃 A12 g C 所具有的能量一定高于 28 g CO 所具有的能量B56 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C12 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 时放出的热量多考点 化学键与化学反应中的能量变化与物质能量的关系题点 由物质的能量认识化学反应中的能量变化11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
13、反应，所以 CO 2 CO2必然是放热反应，B、C 两项正确；12 g = = = = =点 燃 C 并不代表反应物的全部，O 2也是反应物，A 项不正确；由于 C CO 放热、CO CO2 O2 O2 放热，所以 C CO2比 C CO 放出的热量要多，D 项正确。 O2 O2 8(2017石家庄高一检测)金刚石与石墨是碳元素的两种结构不同的单质，彼此互称同素异形体。在 100 kPa 时，1 mol 石墨转化为金刚石要吸收 1.895 kJ 的热能。据此判断在 100 kPa 压强下，下列说法正确的是( )A金刚石比石墨更稳定B石墨比金刚石更稳定C1 mol 金刚石比 1 mol 石墨的总
14、能量低D1 mol 金刚石转变为石墨需要吸收 1.895 kJ 能量考点 化学键与化学反应中能量变化与物质能量的关系题点 化学反应中能量变化与物质的稳定性答案 B解析 1 mol 石墨转化为金刚石吸收 1.895 kJ 的热能，说明金刚石的能量高于石墨，石墨稳定，A 项不正确，B 项正确，C 项不正确；1 mol 金刚石转变为石墨时要放出 1.895 kJ 的能量，D 项不正确。题组三 化学反应中能量变化与化学键的关系9下列对化学反应的认识中错误的是( )A会引起化学键的变化B会产生新的物质C必然引起物质状态的变化D必然伴随着能量的变化答案 C解析 化学反应不一定引起物质状态的变化，如氮气与氢
15、气化合生成氨气无状态变化。10氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏 1 mol 氢气中的化学键消耗的能量为 Q1 kJ，破坏 1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ，形成 1 mol 氯化氢中的化学键释放的能量为 Q3 kJ。下列关系式中正确的是( )A Q1 Q2Q3C Q1 Q22Q3答案 A解析 由于 Cl2和 H2反应生成 HCl 要放出热量，所以 Q1 Q2HBrHI，故 HCl 最稳定。(3)形成新键所放出的能量均大于 X2、H 2断键所消耗的能量，故均为放热反应。(4)以氯元素为例计算断开 1 mol ClCl 键和 1 mol HH 键需要吸收的能量为 243 kJ436 kJ679 kJ，而形成 2 mol HCl 键放出的能量为 2432 kJ864 kJ，所以在 Cl2H 2=2HCl 反应中放出 864 kJ679 kJ185 kJ 的热量，同理可以计算在 Br2H 2=2HBr、I 2H 2=2HI 反应中分别放出的热量为 103 kJ、9 kJ。(5)可以从非金属元素非金属性的强弱进行判断。
