6.1.1化学反应与热能-高一化学讲义（人教版2019）

第六章化学反应与能量第一节化学反应与热能[学习目标]1.通过实验探究和宏微结合，认识化学反应能量变化的微观本质和宏观表象；2.认识化学变化的本质是有新物质生成并伴有能量的转化；3.构建依据键能计算化学反应能量变化的认知模型；4.体会开发高能清洁燃料的重要性，主动关心与资源开发相关的社会热点问题；课前预习课前预习知识点01吸热反应与放热反应1．实验探究（1）镁条和稀盐酸的反应①实验现象：有气泡产生；用温度计测量，温度计示数升高②化学方程式：Mg+2HClMgCl2+H2↑③实验结论：该反应产生气体，释放热量（2）Ba（OH）2·8H2O和氯化铵反应①实验现象：闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，木片与烧杯黏在一起，混合物呈糊状②化学方程式：Ba（OH）2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O③实验结论：该反应产生NH3和H2O，吸收热量2．放热反应（1）概念：释放热量的化学反应（2）典例①镁条、铝片与盐酸的反应②木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧③氢气与氯气的化合反应等。3．吸热反应（1）概念：吸收热量的化学反应（2）典例①氢氧化钡与氯化铵的反应②盐酸与碳酸氢钠的反应③灼热的炭与二氧化碳的反应等知识点02化学反应中能量变化的原因1．化学反应中能量变化的原因——微观角度结论：化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度（1）从物质具有的能量理解两反应①放热反应：可看成反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。②吸热反应：可看成热能转化为化学能被生成物所“储存”。（2）化学反应中能量变化图示结论：化学反应中的能量变化决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。知识点03人类对能源的利用1．能源使用历史：早期以树枝杂草为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题（1）储量有限，短期内不可再生。（2）煤和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。知识点总结知识点总结知识点一：化学反应与热能1．实验探究放热反应和吸热反应实验操作在一支试管中加入2mL2mol·L－1盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象实验装置实验现象镁条逐渐溶解，有气泡产生；温度计示数升高有刺激性气味气体生成；用手触摸杯壁下部，有冰凉感觉；用手拿起烧杯，木片粘在烧杯上实验结论该反应放出热量该反应吸收热量化学反应过程中伴有热量的释放和吸收2．放热反应与吸热反应(1)放热反应：释放热量的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。(2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。3．常见的放热反应和吸热反应知识点二：化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学反应中能量变化的本质原因——微观角度化学反应中能量变化的计算Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量，则公式为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ΔQ<0，为放热反应,ΔQ>0，为吸热反应))实例分析(以反应H2＋Cl2=2HCl为例)(1)根据上图填写下表：(2)该反应释放(填“释放”或“吸收”)183kJ能量。化学键断裂或形成1mol化学键时的能量变化反应中的能量变化Cl—Cl吸收243kJ共吸收679kJH—H吸收436kJH—Cl释放431kJ共释放862kJ2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度任何化学反应都伴随有能量的变化。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。可表示如下：反应物的总能量>生成物的总能量，化学反应放出能量；反应物的总能量<生成物的总能量，化学反应吸收能量。放热反应吸热反应图示能量相对大小反应物的总能量高于生成物的总能量反应物的总能量低于生成物的总能量知识点三：人类对能源的利用1．人类对能源利用的三个阶段eq\x(柴草时期)——树枝杂草↓eq\x(化石能源时期)——煤、石油、天然气↓eq\x(多能源结构时期)——太阳能、氢能、海洋能、风能、地热能等2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题(1)一是其短期内不可再生，储量有限；(2)二是煤和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．在燃料利用过程中，节能的主要环节(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。4．新能源(1)特点：资源丰富、可以再生、对环境无污染等。(2)人们比较关注的新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。【大招总结】1.化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小，与反应是否需要加热无关。有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应常温下就能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。2.应用公式计算化学反应中能量变化时，不仅要注意参加反应的分子的物质的量，还要注意一个分子中化学键的数目。3.(1)化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。(2)对同一种化学键而言，断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相同。(3)判断该反应是放热反应还是吸热反应，也可比较断键吸收的总能量与形成新键所释放的总能量大小。4.化学反应中的能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。5．常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应①所有燃烧反应及物质的缓慢氧化②酸碱中和反应③大多数化合反应④活泼金属跟水或酸的反应⑤活泼金属氧化物与水或酸的反应①大多数分解反应②H2+CuO（以H2为还原剂的氧化还原反应）③Ba（OH）2·8H2O+NH4Cl（固态铵盐与碱的反应）④NaHCO3与盐酸的反应6．关于吸热反应和放热反应的易错点（1）“三个不一定”。①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；②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；③吸热反应也不一定需要加热，如Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。（2）吸热反应和放热反应都是化学变化。①NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；②升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。7．化学键与能量变化的关系8．放热反应与吸热反应的比较项目放热反应吸热反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量反应过程图示9.能源的多角度分类分类依据种类举例来源来自太阳辐射的能量太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能等来自地球内部的能量地热能、核能来自天体的引力能量潮汐能转换过程一次能源太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能二次能源石油制品、煤气、电能利用历史化石燃料煤、石油、天然气新能源太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、水能、生物质能不可再生能源煤、石油、天然气、核能10.【思考与讨论p35】参考答案：感到空气污染相对较轻的人，会不反对甚至支持煤、汽油和柴油的使用；感到空气污染严重的人，会反对煤、汽油和柴油的使用。科学地说，无论某时某地空气污染是否严重，人们都要从自身做起，尽量减少煤、汽油和柴油的使用量，同时尽量使用新能源。交通出行的快捷是方便，供暖、制冷调控室温是舒服，青山绿水才是真正的方便、舒服。11.(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。(4)物质三态变化时，能量的变化形式为。12.解答能量变化图像题的“4关键”(1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能，即E1；(2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即E2；(3)ΔH＝E1－E2；(4)催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不能影响反应的ΔH。【名师点拨】物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。13.(1)熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)(2)规避两个易失分点①旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任一个过程都不是化学变化。②常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨金刚石S8(S—S)Si键数24641.528214.（1）常见的热效应如浓硫酸溶于水、NaOH溶于水、Ca(OH)2溶于水，虽伴随着能量的放出，但并不是放热反应；铵盐溶于水虽需要吸收能量，也不是吸热反应。（2）对于可逆反应，若正反应为放热反应，则逆反应必为吸热反应。15.新能源是指以新技术为基础，系统开发利用的能源，包括太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等。典型例题典型例题【例1】下列说法正确的是A．化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化C．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同D．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量【解析】A．化学反应过程中，旧键断裂吸热，新键形成放热，所以化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因，A正确；B．伴有能量变化的物质变化不都是化学变化，如水吸热形成水蒸气的过程等，则属于物理变化，B错误；C．在一个确定的化学反应关系中，反应必定伴随着能量的变化，即反应物的总能量与生成物的总能量不可能相同，C错误；D．在一个确定的化学反应关系中，放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量，D错误；故选A。【答案】A【例2】某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量B．三种化合物中C最稳定C．A→B反应，反应条件一定需要加热D．A→C反应为吸热反应【解析】A．第一步反应物的总能量小于生成物的总能量，第二步反应为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；B．三种化合物中C的能量最低，故最稳定，B项正确；C．A到B为吸热反应，但不一定需要加热条件，C项错误；D．A到C为放热反应，D项错误。故选B。【答案】B【例3】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12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收akJ的能量。下列说法中正确的是①石墨不如金刚石稳定②金刚石不如石墨稳定③等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多④等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多A．①② B．②③ C．①④ D．③④【解析】①石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故错误；②石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故正确；③金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，故正确；④金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，故错误。所以正确的是②③。故选B。【答案】B【例4】化学反应中的能量变化是化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：下列说法正确的是A．N元素非金属性较强，故通常情况下N2不稳定，易发生化学反应B．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOC．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量D．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJ【解析】A．N元素非金属性较强，但是氮氮三键的键能很大，故通常情况下N2很稳定，不易发生化学反应，A错误；B．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能能直接生成NO，需要放电或高温，B错误；C．根据示意图可知断键吸收的总能量是946kJ+498kJ＝1444kJ，形成化学键放出的总能量是632kJ×2＝1264kJ，反应吸热，所以1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量，C正确；D．1molN2(g)和1molO2(g)反应吸收的能量为1444kJ－1264kJ＝180kJ，D错误；答案选C。【答案】C【例5】下列变化中，既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是A．灼热的碳与二氧化碳反应 B．铝和盐酸反应C．酸碱中和反应 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应【解析】A．灼热的碳与二氧化碳反应是氧化还原反应，也是吸热反应，A项正确；B．铝和盐酸反应是氧化还原反应，是放热反应，B项错误；C．酸碱中和反应是复分解反应，不是氧化还原反应，是放热反应，C项错误；D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应是复分解反应，不是氧化还原反应，是吸热反应，D项错误；故答案选A。【答案】A【例6】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【解析】A．生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，所以生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，绿色植物通过光合作用将光能转化为生物质能，故A正确；B．风能、太阳能在短时间内能形成，属于可再生能源，无污染，是清洁能源，故B正确；C．氢能未进入实用阶段是因为它的储存和运输受限，不是氢气燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料，故C错误；D．利用太阳能发电，减少了化石燃料的利用，有利于节能环保，故D正确；故选：C。【答案】C强化训练强化训练1．下列变化过程，既属于氧化还原反应又是放热反应的是A．与反应 B．浓稀释C．灼热的炭与反应 D．甲烷与的燃烧反应【答案】D【详解】A．与反应属于吸热反应，但不是氧化还原反应，A不符合；B．浓稀释放热，不是化学变化，B不符合；C．灼热的炭与反应生成CO，属于吸热反应，且是氧化还原反应，C不符合；D．甲烷与的燃烧反应属于放热的氧化还原反应，D符合；答案选D。2．“蓝天保卫战”，是党的十九大作出的重大决策部署，事关经济高质量发展和美丽中国建设。下列做法不利于打赢“蓝天保卫战”的是A．植树造林，抑尘防沙B．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染C．加大石油、煤炭的使用D．研发新能源汽车，减少尾气排放【答案】C【详解】A、植树造林，抑尘防沙，做法合理，A正确；B、推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染，做法合理，B正确；C、加大石油、煤炭的使用会导致温室效应等环境污染，做法不合理，C错误；D、研发新能源汽车，减少尾气排放，做法合理，D正确；故选C。3．下列说法错误的是A．任何化学反应都伴随着能量的变化B．H2O(g)→H2O(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不一定表现为热量的变化D．对于上图所示的过程，是放出能量的过程【答案】B【详解】A．反应物断键吸收能量与生成物成键放出能量不相等，所以任何化学反应都伴随着能量的变化，A正确；B．没有新物质生产，不属于化学反应，B错误；C．化学反应中能量的变化有多种转化形式，如化学能转化为热能、光能等，C正确；D．图中生成物的总能量比反应物的总能量低，所以如图所示的过程，是放出能量的过程，D正确；答案选B。4．氢气、甲烷、乙醇等物质均可作为燃料电池的原料。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。电池的能量利用率高，产物污染少。下列有关燃料电池的说法不正确的是A．上述燃料电池所用的电极材料不参加电极反应B．氢氧燃料电池中，氢气应从电池的负极通入C．甲烷燃料电池的电解质常用KOH，电池工作时，负极周围pH增大D．碱性环境下，乙醇燃料电池的正极反应为：【答案】C【详解】A．上述燃料电池所用的电极材料一般是石墨电极，电极材料不参加电极反应，故A正确；B．氢氧燃料电池中，燃料作还原剂，都是在负极发生反应即氢气应从电池的负极通入，故B正确；C．甲烷燃料电池的电解质常用KOH，电池工作时，负极是甲烷失去电子和氢氧根反应生成碳酸根和水，因此负极周围pH减小，故C错误；D．碱性环境下，乙醇燃料电池的正极反应是氧气得到电子变为氢氧根，其电极反应式为：，故D正确。综上所述，答案为C。5．下列说法正确的是A．凡是有化学键断裂的变化一定是化学变化 B．离子化合物中一定只含离子键C．金属与非金属元素可以形成共价化合物 D．放热反应一定不需要加热就能发生【答案】C【详解】A．凡是有化学键断裂的变化不一定是化学变化，比如氯化钠溶于水断裂了离子键，但没有发生化学变化，故A错误；B．离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，比如过氧化钠中含有共价键，故B错误；C．金属与非金属元素可以形成共价化合物，比如氯化铝是共价化合物，故C正确；D．放热反应与吸热反应与反应条件无关，与反应物总能量和生成物总能量大小有关，故D错误。综上所述，答案为C。6．纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为。关于该电池下列叙述不正确的是A．电池的正极发生了还原反应B．Zn为负极，发生氧化反应，反应的过程中失去电子C．电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极D．电池使用时，电子由Zn极经电解质溶液流向Ag2O极【答案】D【详解】A．电池正极发生的是还原反应，故A正确；B．根据电池的总反应可知，Zn的化合价升高，失去电子，作负极，发生氧化反应，故B正确；C．电池工作时，根据异性相吸原理，电解质溶液中的阳离子移向正极，故C正确；D．电子由负极经导线流向正极，电子不能进入电解质溶液中，故D错误；故选D。7．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是A．Mg与盐酸的反应属于放热反应B．能量变化是化学反应的基本特征之一C．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应D．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时从环境吸收能量【答案】C【详解】A.金属与酸的反应为放热反应，则镁与盐酸的反应属于放热反应，故A正确；B.化学反应遵循质量守恒定律和能量守恒定律，则能量变化是化学反应的基本特征之一，故B正确；C.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应属于放吸热反应，故C错误；D.反应物的总能量低于生成物的总能量的反应为吸热反应，反应时从环境吸收能量，故D正确；故选C。8．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为A． B．C． D．【答案】D【分析】D【详解】根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B”可知金属性：；根据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知金属性：；根据“当B、E组成原电池时，电极反应式为”可知金属性：，综上可知金属性由强到弱的顺序为，故答案为：D。9．氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（

）A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2OD．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.2mol电子转移【答案】B【详解】A．正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e═4OH，故A正确；B．燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2=2H2O，反应生成水，KOH不参加反应，物质的量不变，故电解液中KOH的物质的量浓度减小，B不正确；C．电池反应式与氢气燃烧方程式相同，为2H2+O2═2H2O，故C正确；D．用该电池电解CuCl2溶液，阳极反应为2Cl2e－=Cl2↑，产生2.24LCl2（标准状况）即0.1molCl2，有0.2mol电子转移，D正确；故选B。10．下列有关反应热和热化学方程式的描述正确的是A．在稀溶液中，

，若将含的浓硫酸与含的溶液混合，放出的热量等于B．热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数，既表示分子数也表示物质的量C．，20℃和25℃时，的摩尔燃烧焓相同D．其它条件相同时，等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多【答案】D【详解】A．已知：

，由于浓硫酸溶于水放热，则NaOH和浓溶液完全反应生成1mol液态水时，放出热量多于，A错误；B．热化学方程式各物质前的化学计量数用于表示其物质的量，而不是其分子数，B错误；C．燃烧热与外界的压强和温度有关，相同质量的物质在不同温度下具有的总能量不同，故101kpa，20℃和25℃时，CH4的燃烧热（燃烧焓）不同，C错误；D．气态比固态能量高，则等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出热量多，故D正确；故选：D。11．下列反应中的热量改变方式与其他三项不同的是A．钠与冷水反应 B．铝与氧化铁的反应C．小苏打粉末与稀盐酸反应 D．铁与氯气的反应【答案】C【详解】钠与冷水反应、铝与氧化铁的反应、铁与氯气的反应均为放热反应，而小苏打粉末与稀盐酸的反应为吸热反应，故选C。12．如图为的能量变化示意图，下列说法正确的是A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量C．该反应是放热反应 D．反应物的总键能大于生成物的总键能【答案】C【详解】A．过程1是化学键的断裂，需要吸收能量，故A错误；B．过程2为化学键的形成，需要放出能量，故B错误；C．该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，故C正确；D．该反应是放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故D错误；故选C。13．2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的（）A．△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7=△H1B．△H4的值数值上和ClCl共价键的键能相等C．△H5＜0，在相同条件下，2Br（g）的△H5′＜△H5D．△H7＜0，且该过程形成离子键【答案】C【详解】A．由盖斯定律可知，过程1为2、3、4、5、6、7的过程之和，则△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7=△H1，故A正确；B．△H4为断裂ClCl键吸收的能量，则△H4的值数值上和ClCl共价键的键能相等，故B正确；C．形成化学键释放能量，且Cl比Br活泼，则△H5＜0，在相同条件下，2Br(g)的△H5′＞△H5，故C错误；D．NaCl(g)比NaCl(s)能量高，且氯化钠固体含离子键，则△H7＜0，且该过程形成离子键，故D正确；故答案为C。【点睛】准确理解盖斯定律是解题关键，盖斯定律的内容是学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关，即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的；通常应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。14．某柔性屏的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物作固态电解质，其电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O.其电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。下列说法中，不正确的是（

）A．碳纳米管具有导电性，可用作电极材料B．放电时，Zn2+移向MnO2膜C．充电时，电池的阳极反应为MnOOH+e=MnO2+OHD．有机高聚物的单体中含有碳碳双键【答案】C【详解】A.该电池以碳纳米管做电极材料，可知碳纳米管具有导电性，选项A正确；B.放电时该装置为原电池，阳离子移向正极，所以Zn2+移向MnO2膜，选项B正确；C.充电时电池的阳极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：MnOOHe+OH=MnO2+H2O，选项C错误；.D.根据高聚物的结构单元，该高聚物为加聚产物，合成有机高聚物的单体是：CH2=CHCONH2，含有碳碳双键,选项D正确；答案选C。15．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。下列关于该电池的叙述不正确的是A．该装置属于原电池B．放电过程中，H＋从负极区向正极区迁移C．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成11.2L(标准状况)CO2D．电池负极的电极反应式为C6H12O6＋6H2O24e＝6CO2↑＋24H＋【答案】C【详解】A.该装置为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，属于原电池，故A正确；B.原电池内部阳离子应向正极移动，则放电过程中，H＋从负极区向正极区迁移，故B正确；C.正极反应式为O2+4e+4H+＝2H2O，则负极反应式为C6H12O6＋6H2O24e＝6CO2↑＋24H＋，对比可知，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，故C错误；D.负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，电极反应为C6H12O6＋6H2O24e＝6CO2↑＋24H＋，故D正确；故答案选C。【点睛】原电池内部离子的移动方向为“正正负负”，即带正电荷的阳离子向正极移动，带负电荷的阴离子向负极移动。16．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(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【答案】(1)D(2)ABCD【详解】（1）化石能源有煤、石油、天然气，故不属于化石能源的是生物质能；故选D；（2）A．化石能源属于不可再生能源，资源有限，只会越用越少，A正确；B．生物质能是一种可再生能源，可以有效替代化石能源在，有广泛的前景，B正确；C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源，C正确；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，增加使用绿色能源减少化石能源使用，D正确；故选ABCD。17．(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2+O2=2H2O。已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是。（填“A”或“B”）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表：

化学键H—HO＝OH—O键能kJ/mol436496463则生成1mol水可以放出热量kJ(2)以下反应：①木炭与水制备水煤气②氯酸钾分解③炸药爆炸④酸与碱的中和反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl⑦气态水液化，属于放热反应的有：（填序号），写出反应⑥的化学方程式。【答案】(1)A242(2)③④⑤Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O【详解】（1）2H2+O2=2H2O是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，能正确表示该反应中能量变化的是A；根据2H2+O2=2H2O，反应物的总键能生成物的总键能=放出的热量，反应放热2×436+4964×463=484kJ/mol，生成1mol水可以放出热量242kJ，故答案为：A；242。（2）放热反应主要有化合反应、中和反应、燃烧反应；吸热反应主要有分解反应、以C为还原剂的氧化还原反应、铵盐与碱的反应；属于放热反应的有③炸药爆炸④酸与碱的中和反应⑤生石灰与水作用制熟石灰；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成氯化钡、氨气、水，化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O，故答案为：③④⑤；Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O。【点睛】常见放热反应主要有化合反应、中和反应、燃烧反应；常见吸热反应主要有分解反应、以C为还原剂的氧化还原反应、铵盐与碱的反应。18．某化学小组的同学为探究原电池原理，设计如图所示装置，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。(1)外电路，电子从极流出。溶液中，阳离子向极移动。(2)若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成的气体在标准状况下的体积为。(3)该小组同学将稀硫酸分别换成下列试剂，电流计仍会偏转的是_____（填序号）。A．无水乙醇 B．醋酸溶液 C．CuSO4溶液 D．苯(4)实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列反应可以设计成原电池的是____________（填字母代号）。A．NaOH+HCl=NaCl+H2O B．2H2+O2=2H2OC．Fe+2FeCl3=3FeCl2 D．2H2O=2H2↑+2O2↑【答案】(1)Zn(或“负”)Cu(或“正”)(2)2.24L(3)BC(4)BC【解析】(1)铜锌原电池中，锌的活动性比铜强，锌作负极失电子，铜作正极得电子，而电子由负极经外电路移向正极，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。(2)铜锌原电池中，负极锌失电子生成锌离子，电极反应式为：Zn2e=Zn2+，正极氢离子得电子生成氢气，电极反应式：2H++2e=H2↑，由电极反应式可知，当反应过程中有0.2mol电子发生转移时，生成0.1molH2，标准状况下体积为：0.1mol22.4L/mol=2.24L。(3)A．无水乙醇不是电解质溶液，替换稀硫酸后不能形成原电池，电流计不会偏转，A错误；B．醋酸溶液是电解质溶液，能与锌反应，替换稀硫酸后可以形成原电池，电流计仍会偏转，B正确；C．CuSO4溶液是电解质溶液，能与锌反应，替换稀硫酸后可以形成原电池，电流计仍会偏转，C正确；D．苯不是电解质溶液，替换稀硫酸后不能形成原电池，电流计不会偏转，D错误；答案选BC。(4)构成原电池的其中一个条件为自发进行的氧化还原反应，A．中和反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误；B．氢气燃烧是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，B正确；C．铁与氯化铁的反应是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，C正确；D．水分解是氧化还原反应，但不能自发进行，不能设计成原电池，D错误；答案选BC。19．按要求回答下列问题：（1）直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。①三种乙醇燃料电池中正极反应物均为；②碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为；③熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，电极b上发生的电极反应式为。（2）天然气既是高效洁净的能源，也是重要的化工原料。①甲烷与氯气光照条件下的产物有多种，其中三氯甲烷（氯仿）可用作麻醉剂。氯仿分子的空间构型为。②甲烷高温分解生成氢气和炭黑。在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是。【答案】O2C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2OO2+2CO2+4e=2CO32四面体提供甲烷分解所需的能量【详解】（1）①燃料电池中，通燃料的一极为负极，通氧气或空气一极为正极，根据装置图，正极反应物均为O2；答案为O2；②根据碱性乙醇燃料电池的装置图，电极a为负极，电解质溶液显碱性，因此电极反应式为CH3CH2OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2O；答案为CH3CH2OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2O；（2）①氯仿的分子式为CHCl3，其空间构型为四面体；答案为四面体；②甲烷在高温条