1、第 2 课时 化学 键与化学反应中的能量变化1下列说法正确的是( )A任何化学反应都伴随有能量的变化B化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生吸热反应D在化学反应中一定有化学键的变化，但不一定有能量的变化答案 A解析 任何化学反应，破坏旧化学 键所吸收的能量和形成新化学 键所放出的能量不相等，所以任何化学反应都有能量的 变化， A 正确；化学反应过 程中的能量变化除了热能外， 还可以是光能、电能等，B 不正确； C 发生的是放热反应，C 不正确；在化学反 应过程中一定有化学键的变化，也一定有能量的 变化， D 不正确。2已知反应 AB= =CD 的能量变
2、化如图所示，下列说法正确的是( )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答案 B解析 由图示可知：该反应为吸热反应；生成物总能量高于反应物总能量；吸热反应，不一定需要加热才能进行。3化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成 1 mol 共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收) 的能量。已知 HH 键的键能为 436 kJmol1 、Cl Cl 键的键能为 243 kJmol1 、HCl 键的键能为 x，若 1 mol H2(g)与 1 mol Cl2(g)反应生成 2 mol HCl(g)放出 183 k
3、J 的热量，则 x 为( )A496 kJmol 1 B431 kJmol 1C862 kJmol 1 D248 kJmol 1答案 B解析 2x436 kJmol 1 243 kJmol 1 183 kJmol 1 ，x431 kJmol 1 。4石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知 12 g 石墨完全转化为金刚石时，要吸收 a kJ 的能量。下列说法中正确的是( )A石墨不如金刚石稳定B等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多C石墨转化为金刚石的反应是放热反应D等质量的石墨的能量高于金刚石的能量答案 B解析 由石墨完全转化为金刚石时吸热，属吸 热反应，
4、说明石墨的能量比金 刚石低，石墨比金刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。5下列变化属于吸热反应的是_( 填序号) 。葡萄糖在人体内被氧化成 CO2；天然气的燃烧；煅烧大理石；稀盐酸与稀氨水混合；生石灰与水反应生成熟石灰；干冰的升华；钠与水反应；消石灰与氯化铵晶体的反应。答案 解析 葡萄糖在人体内的主要作用是通过氧化反应提供人体所需要的能量，为放热反应；燃料的燃烧放出热量，为放 热反应；煅烧大理石，碳酸 钙 分解为吸热反应；盐酸和稀氨水发生中和反应为放热反应；生石灰与水发生化合反应，属放热反应；干
5、冰升华吸收热量，属于物理变化，不属于化学反应；钠 与水的置换反应为放热反应 ；铵盐与碱的反应属于吸热反应。6已知 H2(g) O2(g)=H2O(g)，如图是 1 mol H2 燃烧的反应过程中能量变化如图。12请回答下列问题：(1)a、b、c 分别代表什么意义？a_；b_；c_。(2)该反应是_( 填“吸热 ”或“放热”)反应， a、b、c 的关系为_。(3)氢气在氧气中燃烧，破坏 1 mol HH 键吸收 Q1 kJ 的能量，破坏 1 mol O=O 键吸收 Q2 kJ 的能量，形成 1 mol HO 键释放 Q3 kJ 的能量，则下列关系式正确的是_(填字母，下同)。A2Q 1Q 24Q
6、3 B2Q 1Q 2E2，故 D 不正确。10化学反应 A2B 2=2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )A该反应是吸热反应B1 mol AA 键和 1 mol BB 键断裂能放出 x kJ 的能量C2 mol AB 键断裂需要吸收 y kJ 的能量D2 mol AB 的总能量高于 1 mol A2 和 1 mol B2 的总能量答案 C解析 由图知，1 mol A2 和 1 mol B2 的总能量高于 2 mol AB 的能量，所以 该反应放热，A 和 D 不正确；化学 键断裂时需吸收能量，B 不正确；2 mol AB 键断裂变成 2 mol A 原子和 2 mol B 原子吸
7、收 y kJ 的能量， C 项正确。能力提升11能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学应用中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。(1)化学键断裂和形成是化学反应的本质和化学反应能量产生的原因。从能量的角度看，断开旧化学键需要_( 填“吸收”或“放出” ，下同 )能量，形成新化学键需要_能量。(2)已知化学反应 N23H 2 2NH3 的能量变化如图所示：高 温 、高 压 催 化 剂1 mol N 和 3 mol H 生成 1 mol NH3(g)是_(填“吸收”或“释放”)能量的过程。由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成 1 mol NH3(g)过程_( 填“吸
8、12 32收”或“释放”)_ kJ 能量。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 的能量。答案 (1)吸收 放出(2)释放 释放 ba 放出 46解析 (2)如果反应物具有的总能量大于生成物具有的总 能量，整个反应就放出能量，反之就吸收能量。由图像可知 1 mol N 和 3 mol H 具有的总能量比 1 mol NH3(g)高 b kJ，所以 1 mol N 和 3 mol H 生成 1 mol NH3
9、(g)是释放能量的过程。由图像可知 mol N2(g)和 mol H2(g)总能量比 1 mol N 和 3 mol H 具有的总能量低 a 12 32kJ，而 1 mol NH3(g)具有的总能量比 1 mol N 和 3 mol H 具有的总能量低 b kJ，ba，所以由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成 1 mol NH3(g)的过程释放出(ba) kJ12 32能量。根据化学方程式 N23H 2 2NH3，生成 1 mol NH3时需要消耗 0.5 mol 高 温 、高 压 催 化 剂的 N2 和 1.5 mol 的 H2。因此在上述的反应过程中断裂 0.5 mol NN
10、键和 1.5 mol HH 键，共吸收能量 0.5946 kJ1.5436 kJ1 127 kJ；形成 1 mol NH3 中的 3 mol NH 键，共放出能量 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 的能量。12如图所示，把试管放入盛有 25 的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁片，再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中，试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是_ 。(2)产生上述现象的原因是_ 。(3)写出有关反应的离子方程式_ 。(4)由实验推知，MgCl 2 溶液和 H2 的总能
11、量_( 填“ 大于” 、 “小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。答案 (1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解； 烧杯中析出固体( 或烧杯中溶液变浑浊)(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH) 2 在水中的溶解度随温度升高而减小(3)Mg 2H =Mg2 H 2(4)小于解析 镁片与盐酸反应放热，是由于反 应物(Mg 和盐酸)的 总能量高于生成物(MgCl 2 和H2)的总 能量。放出的热量通过 小试管传递给饱和石灰水，使 Ca(OH)2 因溶解度下降而析出Ca(OH)2 固体。13(1)在 25 、101 kPa 的条件下，请回答下列有关问题：由 HH H 2，当生成 1
12、 mol H2 时，要_( 填“ 吸收”或“放出” ，下同)436 kJ 的能量；由 Cl2 ClCl，当断裂 1 mol Cl2 中的共价键时，要_243 kJ 的能量。对于反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)，测得生成 2 mol HCl(g)时，反应过程中放出183 kJ 的热量，则断开 1 mol HCl 键所需的能量是_kJ。有两个反应：a.H 2(g)Cl 2(g) 2HCl(g)，b.H 2(g)Cl 2(g)= = = = =点 燃 2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是_能转化为_能，= = = = =光 照 相同物质的量的 H2(g)、Cl 2(g)反应生
13、成相同质量的 HCl(g)时，放出的能量_(填“相等”或“不相等)。(2)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。答案 (1)放出 吸收 431 化学 热 相等(2)放出 45.5解析 (1)断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量。断裂 1 mol HH 键与 1 mol ClCl 键吸收的能量之和，即 436 kJ243 kJ679 kJ。设断开 1 mol HCl 所吸收的 总 能量为 E(HCl) kJ，则生成 2 mol HCl 所释放的总能量为 2E(HCl) kJ，则有 2E(HCl) kJ(436 kJ243 k
14、J)183 kJ，所以 E(HCl) 431 kJ。两个反应的能量转化形式主要是化学能转化为热能，一个具体反 应释 放能量的多少与反应条件无关，而与断开旧化学键和形成新化学键的能量变化有关，所以生成等量的产物所释放的能量相等。(2)根据图示变化可知，反 应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应属于释放能量的反应，生成 1 mol CH3OH(l)放出的能量为 510 kJ419 kJ 91 kJ,16 g CH3OH 的物质的量为 0.5 mol，故生成 16 g CH3OH(l)放出的能量为 45.5 kJ。拓展探究14如图是某同学设计的放热反应的观察装置。其实验操作是按图所示将实验装置连接好；在 U 形管内加入少量红墨水，打开 T 形管螺旋夹，使 U 形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；在中间的试管里盛 1 g 氧化钙，当滴入 2 mL 左右的蒸馏水后，即可观察。试回答：(1)预计实验中能观察到的现象是_ 。(2)该实验中操作之间必须进行的一步实验操作是_。(3)实验中发生反应的化学方程式为_ 。(4)说明 CaO、 H2O 的能量与 Ca(OH)2 能量之间的关系：_。答案 (1)U 形管里的红墨水会沿开口端上升(其他答案合理均可)(2)检查装置气密性(3)CaO H2O=Ca(OH)2(4)CaO 和 H2O 的总能量大于 Ca(OH)2 的能量
