第六章 第一节 第1课时 化学反应与热能

1、第1课时化学反应与热能1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化，认识吸热和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。核心素养发展目标一、化学反应过程中存在热量变化随堂演练知识落实课时对点练二、化学反应中能量变化的原因内容索引 三、化学能与热能相互转化的应用1.实验探究一、化学反应过程中存在热量变化实验操作实验现象有 产生；用温度计测量，温度_闻到 气味；烧杯壁 ；玻璃片和烧杯 ，混合物呈_实验结论该反应产生 ，_热量该反应产生NH3和H2O， 热量气泡升高刺激性发凉黏结在一起糊状气体放出吸收结论：化学反应除了有新物质生

2、成以外，还总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的 热量，有的 热量。化学方程式_放出吸收Mg2HCl=MgCl2H2Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O2.放热反应和吸热反应(1)概念放热反应： 热量的化学反应。吸热反应： 热量的化学反应。释放吸收放热反应吸热反应所有燃烧反应酸碱中和反应大多数化合反应活泼金属跟水或酸的反应物质的缓慢氧化大多数分解反应铵盐与碱的反应，如Ba(OH)28H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应NaHCO3与盐酸的反应(2)常见的放热反应和吸热反应(1

3、)硝酸铵固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应()(2)氢气燃烧，浓硫酸溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应()(3)化学反应既有物质变化，又有能量变化()(4)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能()(5)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行()(6)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式()判断正误1.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套装置：(1)该小组选择装置探究Na2O2和H2O反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，

4、现象为_，化学方程式：_。理解应用U形管右侧液面下降，左侧液面上升2Na2O22H2O=4NaOHO2(2)该小组采用装置，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导管中形成一段水柱，则该变化_(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为_。不是硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化(3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置_(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为_。不能 镁和盐酸反应生成氢气，无论是吸热反应还是放热反应，烧杯中导管口都有气泡冒出2.根据日常生活和回忆已学化学反应，对下列变化按吸热或放热

5、的标准分类：钠投入水中煅烧石灰石制生石灰食物腐烂炸药爆炸氢气在氯气中燃烧生石灰与水作用制熟石灰碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)硫酸与氢氧化钠的中和反应氦气球受热爆炸(1)属于放热反应的有：_(填序号，下同)。(2)属于吸热反应的有：_。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)28H2O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)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(3)放热过程不一定

6、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。归纳总结返回二、化学反应中能量变化的原因1.化学反应中能量变化的实质(微观探析)(1)以H2Cl2=2HCl反应为例探究化学反应中能量变化该反应过程中共吸收 kJ能量，共放出 kJ能量。该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ热量，为 反应。679862放出183放热(2)化学反应中能量变化的本质原因吸收放出吸热放热放热反应吸热反应化学能转化为热能热能转化为化学能被生成物“储存”2.化学反应中能量变化的决定因素(宏观辨识)化学反应中能量变化决定于反应物

7、的总能量和生成物的总能量的相对大小。(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热()(2)相同条件下形成1 mol HCl键放出的能量与断开1 mol HCl键吸收的能量相等()(3)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化()(4)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程()(5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量()判断正误1.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。根据图示回答下列问题：(1)该反应中反应物所具有的总能量_(填“

8、高于”或“低于”)生成物的总能量。(2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收_ kJ能量。(3)断裂1 mol NN吸收的能量x值为_。深度思考低于632946解析根据图示，断裂旧化学键所吸收能量为(x498)kJ，形成新化学键所释放能量为2632 kJ1 264 kJ，每生成2 mol NO(g)所吸收能量为180 kJ，因此有180 kJ(x498)kJ1 264 kJ，故x为946。2.磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在25 、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11

9、kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：(1)红磷转化为白磷属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是_(填“白磷”或“红磷”，下同)。(3)31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是_，二者更稳定的是_。吸热白磷白磷红磷返回1.现阶段人类获取热能的主要途径是： ；使用最多的常规能源是： _ 。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 _ 等是大气污染物的主要来源。三、化学能与热能相互转化的应用物质的燃烧化石燃料(煤、石油和天然气)粉尘、SO2、NOx、CO3.节能减排的措施(1)燃料燃烧阶

10、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_ 等。太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能小明的爸爸是一名出租车司机，为倡导“绿水青山就是金山银山”这一理念，小明回到家和爸爸进行了一番争论。小明认为：现在空气污染比较严重，应将汽车燃料改用新能源，或者污染较小的燃料。小明的爸爸认为：现在城市污染不是很严重，新能源汽车价格高，续航能力差，不经济，汽油作燃料性价比高，适合长时间运行。为了说服爸爸，小明又给爸爸展示了三张图片。理解应用燃料液化石油气天然气(CNG)95号乙醇汽油价格(元/升)4.82.36.9热值(kJ/kg)4.51044.0

11、1044.6104图2常用车用燃料热值及价格图3不同能源在各年代所占比例最后小明的爸爸赞同了小明的观点，决定将汽油改为天然气。(1)小明鼓励爸爸，将汽油改为CNG的目的是_。(2)结合图3，对于能源的选择，请你再提一条符合小明的目的的建议：_。 节约石油资源，减少对空气的污染，天然气作汽油燃料性价比相对较高为减少化石能源对环境的影响，可以大力开发利用新能源，如太阳能、风能、海洋能、氢能等图3不同能源在各年代所占比例(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措，下列做法有助于能源“开源节流”的是_(填字母)。a.大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源b.大力开采煤、石油和天然气以满足人

12、们日益增长的能源需求c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化 石燃料d.减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生acd归纳总结返回1.(2019山东泰安高一期末)已知2HH2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是A.2HH2过程中形成的化学键是共价键B.相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低C.2HH2过程中形成1 mol新化学键放出437.6 kJ的能量D.1 mol H2离解成2 mol H要放出437.6 kJ热量1235随堂演练知识落实4解析A对，H2分子中含有共价键，故2HH2过程中形成共价键；B对，由图可知，H原子变成H2放出能量，则等质量的氢气分

13、子的能量比氢原子的能量低；C对，由图可知，2HH2过程中，形成1 mol HH键要放出437.6 kJ能量；D错，1 mol H2离解成2 mol H原子，要断裂HH键，故要吸收437.6 kJ能量。123542.(2019四川遂宁高一期末)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是A.该反应为吸热反应B.该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化C.该反应先发生物质变化后发生能量变化D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量12354解析A错，由图可知，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；B对，Zn和HCl溶液反应生成ZnCl2和H2，并

14、放出热量，符合图示能量变化；C错，化学反应过程中，物质变化和能量变化同时发生；D错，该反应是放热反应，断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量。123543.(2019淮南月考)液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入到一种化合物“储油”中，形成“氢油”，便于储存和运输。下列有关说法错误的是A.“氢油”不稳定B.氢能源属于可再生能源C.该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破D.液态储氢项目有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级12354解析“氢油”便于储存和运输，说明它比较稳定，故A错误；氢气燃烧生成水，水分解又生成氢气，故属于可再生能源，故B正确；常温常压下可以将

15、氢气融入到一种化合物“储油”中，故该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破，故C正确；液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题，能实现氢能的广泛应用，故有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级，故D正确。123544.(2019诸暨市校级期中)下列有关新能源的说法不正确的是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123545.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

16、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12354D(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12354ABCD返回课时对点练123456789题组一化学反应与能量变化的关系1.(2019吉林松原一中高一期中)下列对

17、于化学反应过程的理解，错误的是A.化学反应过程中同时存在物质和能量的变化B.凡是能量变化一定发生在化学变化中C.化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒D.能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础A组基础对点练解析化学反应过程中都会伴随着物质变化和能量变化，A正确；化学变化过程中往往伴随着能量的变化，而有能量变化时不一定发生化学变化，如灯泡通电发光放热，B错误；化学反应的实质是原子的重新组合，符合质量守恒定律；反应过程中往往伴随着能量的变化，符合能量守恒定律，C正确；化学反应过程中同时存在物质和能量的变化，且能量的释放和吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，D正确。1234567892.(2

18、019山东学业水平测试)下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是A.形成化学键的过程是放热过程B.可逆反应进行的过程中没有能量变化C.在常温下可以发生的反应一定是放热反应D.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关123456789题组二吸热反应和放热反应3.(2019陕西省商洛市高一期末)下列属于吸热反应的是A.气态水液化为液态水B.高温分解石灰石C.氢氧化钠和盐酸反应D.氢气在氯气中燃烧123456789解析气态水液化为液态水是一个放热过程，属于物理变化，故A错误；高温分解石灰石是一个吸热反应，故B正确；氢氧化钠和盐酸反应为中和反应，属于放热反应，故C错误；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢

19、的反应为放热反应，故D错误。4.(2019湖南省长郡中学高一期末)下列过程的能量变化符合下图所示的是A.酸碱中和反应B.CH4在O2中燃烧C.NH4Cl晶体与Ba(OH)28H2O晶体混合搅拌D.CaO溶于水生成Ca(OH)2123456789123456789解析酸碱中和反应为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故A错误；燃烧反应为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故B错误；NH4Cl晶体与Ba(OH)28H2O晶体反应为吸热反应，生成物总能量应该高于反应物总能量，符合图示，故C正确；CaO溶于水生成Ca(OH)2为放热反应，生成物总能量应该低于反应物总能量，故D错误。5.

20、(2020广东江门一中高一检测)为了探究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图装置，向盛有A的试管中滴加B试剂时，看到U形管中，甲处液面上升，乙处液面下降，则A试剂和B试剂为A.金属钠和水 B.碳酸氢钠和盐酸C.生石灰和水 D.氢氧化钠和硝酸123456789解析金属钠和水反应，生石灰和水反应，氢氧化钠和硝酸中和反应，都为放热反应，现象应为甲处液面下降，乙处液面上升，与题意不符，故A、C、D错误；NaHCO3和盐酸反应为吸热反应，温度降低，试剂瓶中气体压强降低，U形管中甲处液面上升，乙处液面下降，故B正确。123456789题组三化学反应中能量变化的实质6.(2019怀化市高一期末)100

21、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123456789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。7.化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如右

22、：下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是A.该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成B.在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂C.过程需吸收能量，过程则放出能量D.常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成123456789解析由图可知，每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子，然后氢原子和氮原子生成2个氨分子，A项正确；催化剂能改变化学反应的速率，合成氨的反应在催化剂作用下，反应速率加快，意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易，B项正确；化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成则放出能量，从图中可看出为化学键断裂过程，为新的化学键形成过程，C项正确；化

23、学键的断裂需要吸收能量，所以该反应在常温下难以进行，D项错误。123456789题组四化学能与热能相互转化的应用8.(2019台州5校高一下期中联考)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123456789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

24、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。1234567899.在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下：123456789(1)若E1E2，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_。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解析若E1E2，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。123456789(2)若E1E2，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

25、是_。解析若E1E2，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。升高吸热反应物从环境中吸收能量B组综合强化练1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是A.煤炭、石油、潮汐能B.水能、生物质能、天然气C.太阳能、风能、沼气D.地热能、海洋能、核能12345678解析A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。123456782.(2019福建省南平市高一下学期期末)

26、下列化学反应过程中的能量变化符合如图所示的是A.HClNaOH=NaClH2OB.FeH2SO4=FeSO4H2C.CH42O2 CO22H2OD.Ca(OH)22NH4Cl CaCl22NH32H2O12345678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)22NH4Cl CaCl22NH32H2O为铵盐与碱的反应，属于吸热反应，故D正确。123456783.(2019广东实验中学高一模块测试)下列反应一定属于放热反应的是A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B.反应物能量比生成物能量低的反应C.化学键断裂吸收的能量

27、比化学键形成放出的能量少的反应D.不需要加热就能发生的反应12345678解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应，故A错误；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应，故B错误；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应，故C正确；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应，故D错误。123456784.下列叙述正确的是A.生成物总能量一定低于反应物总能量B.酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应C.硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应D.同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的H不同解析E生成物E反应物为吸热反应，E生成物E反应物为放热反

28、应，故A错误；燃烧放热，故B正确；硝酸铵溶于水是物理变化，故C错误；H与反应条件无关，故D错误。12345678解析由反应ABC(放热)分两步进行：ABX(吸热)、X C(放热)可以看出，ABC是放热反应，A和B的能量之和大于C的能量，ABX是吸热反应，XC是放热反应，故X的能量大于A和B的能量之和，且X的能量大于C的能量，选项A中图像符合。5.(2019湖南衡阳一中高一月考)反应ABC(放热)分两步进行：ABX(吸热)，XC(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是12345678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 HH键断裂时吸收热量为x kJ，则有x kJmol1 496 kJmol12463 k