2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第六章第一节 化学反应与能量变化（第1课时） 学案

试卷第=page11页，共=sectionpages33页第一节化学反应与能量变化第1课时化学反应与能量知道常见的吸放热反应掌握化学反应中能量的转化放热反应一、能量的相互转化1.能量转化的形式自然界中的能量是可以相互转化的，从一种形式的能量转化为另外一种形式的能量，体系包含的总能量保持不变，我们称之为能量守恒定律。化学反应中的能量变化也会有多种转化的形式，如燃料燃烧、炸药爆炸的过程等，化学能都实现了与其它形式能量的转化。2.化学反应中能量变化的原因(1)反应物与生成物的能量不同由能量低的物质生成能量高的物质，过程需要吸收能量，就是物质储存能量的过程；由能量高的物质生成能量低的物质，过程需要释放能量，就是物质释放能量的过程。化学能与稳定性的关系：物质的能量越高越不稳定，物质的能量越低越稳定。(2)化学键的断裂与形成所需能量不同化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，断开化学键要吸收能量，形成化学键要释放能量，而一个化学反应在反应前后断键吸收的能量和成键所释放的能量不相同，化学键的断裂与形成是化学中能量变化的主要原因。键能与稳定性的关系：物质的键能越大越稳定，物质的键能越小越不稳定。二、化学反应与热能1.吸放热反应的判断化学反应中能量的变化通常以热能的形式表现出来——吸热或放热，我们称之为吸热反应和放热反应。2.常见的吸、放热反应放热的题型演练1．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示“-”表示化学键)，下列说法正确的是A．过程I是放热过程B．过程III一定是吸热过程C．a的总能量大于d的总能量D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行2．下列图示变化为吸热反应的是A． B．C． D．3．属于氧化还原反应且反应过程中能量变化符合如图所示的是A．B．C．D．4．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法中正确的是A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程5．火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供，有关燃料燃烧过程中的变化，下列说法不正确的是A．所有的燃烧过程均是放热的B．需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的C．所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂D．燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量6．已知石墨和金刚石与氧气反应生成二氧化碳的能量变化图如下。下列说法正确的是A．石墨(s)比金刚石(s)的能量高B．断开石墨中的共价键吸收的能量小于断开金刚石中的共价键吸收的能量C．由石墨制备金刚石的过程是物理变化D．这两个反应均为放热反应7．已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A=A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是A．该反应的进行一定需要加热或点燃B．该反应若生成2molAB2(g)，则放出的热量为(E1-E2)kJC．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量D．生成2molB—A键放出E2kJ能量8．下列变化中属于吸热反应的是①液态水汽化

②将胆矾加热变为白色粉末

③苛性钠固体溶于水

④氯酸钾分解制氧气

⑤生石灰跟水反应生成熟石灰

⑥干冰升华A．②④ B．①②④⑥ C．③⑤ D．②③④计算三、化学反应放热或吸热的计算方法①先判断化学反应过程中断裂与形成的化学键的种类与个数②再根据已知数据分别算出断键吸收总热量与成键释放总热量③最后写出要求的反应放出或吸收的能量，数值为第二步中两种能量之差(绝对值)。题型演练9．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如表所示。化学键H2O中H-O键O2中O=O键H2中H-H键H2O2中O-O键H2O2中O-H键键能kJ/mol463496436138463若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程I吸收了926kJ能量C．过程II放出了574kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应10．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是A．金刚石比石墨稳定B．等质量金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同C．1摩尔金刚石比1摩尔石墨的总能量高D．金刚石转化成石墨是吸热反应11．有关化学反应中能量变化的说法正确的是A．任何反应都会吸收或放出热量B．化学反应中一定会有化学键的断裂和生成C．根据能量守恒定律，反应物的总能量与生成物的总能量一定相等D．反应物的总键能大于生成物的总键能，该反应为放热反应12．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N键为942、O=O键为498、N—N键为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是A．194 B．391.5 C．516 D．65813．白磷与氧气可发生反应：P4＋5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P：akJ·mol-1、P-O：bkJ·mol-1、P=O：ckJ·mol-1、O=O：dkJ·mol-1，根据图示的分子结构和有关数据估算1mol白磷反应放出的热量，其中正确的是A．(6a＋5d-4c-12b)kJ B．(4c＋12b-6a-5d)kJC．(4c＋12b-4a-5d)kJ D．(4a＋5d-4c-12b)kJ14．如图所示为破坏臭氧层的过程，下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中断裂极性键C-Cl键B．过程Ⅱ可用方程式表示为C．过程Ⅲ中是吸热过程D．上述过程说明中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂15．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是A．②→③过程，是吸热过程B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量16．已知H—Cl键的键能为431kJ•mol-1，H—H键的键能是436kJ•mol-1下列叙述正确的是A．每生成1molH—Cl键放出431kJ能量 B．每生成1molH—Cl键吸收431kJ能量C．每拆开1molH—Cl键放出431kJ能量 D．每拆开1molH—H键放出436kJ能量17．冷敷袋俗称冰袋，在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途。(1)制作冷敷袋可以利用___________。A．放热的化学变化 B．吸热的化学变化 C．放热的物理变化 D．吸热的物理变化(2)以下是三种常见冷敷袋所盛装的主要物质，请从(1)的选项中找出其对应的主要工作原理。①冰___________

②硝酸铵+水___________

③硝酸铵+水合碳酸钠___________(3)请写出十水合碳酸钠()与硝酸铵在一定条件下反应的化学方程式___________，并从反应物、生成物总能量高低的角度解释该反应有能量变化的原因___________。(提示：该反应产生了两种气体。)(4)请从使用的便捷性、安全性等角度比较上述三种冷敷袋，并与同学讨论___________。18．(1)下列过程不一定属于放热过程的是_______(填标号)。A．形成化学键B．燃料燃烧C．化合反应

D．葡萄糖的氧化分解E.酸碱中和F.炸药爆炸(2)已知A和B是同种元素形成的两种单质，A转化为B时需要吸收能量，则A和B中较稳定的是_______(填“A”或“B”)。(3)某化学反应中，反应物的总能量为，生成物的总能量为，且，则该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。(4)等质量的下列各物质完全燃烧，放出热量较多的是_______(填标号，下同)。A．固体硫B．硫蒸气(5)已知和反应时放热，且断裂键、氧氧键、键需要吸收的能量分别为、、。下列关系一定正确的是_______。A．B．C．D．参考答案1．C【详解】A．过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，故A错误；B．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故B错误；C．氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，故C正确；D．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，故D错误；故选C。2．A【详解】A．反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，A项符合题意；B．反应物N2+3H2的总能量大于生成物2NH3的总能量，为放热反应，B项不符合题意；C．浓硫酸溶于水放热，不是放热反应，C项不符合题意；D．锌粉与稀盐酸发生的置换反应属于放热反应，D项不符合题意；答案选A。3．C【分析】如图中，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应。【详解】A．反应为非氧化还原反应，故A不符合题意；B．反应为放热反应，故B不符合题意；C．反应为吸热的氧化还原反应，故C符合题意；D．反应为非氧化还原反应，故D不符合题意；故选C。4．C【详解】A.根据能量--反应过程的图象知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A错误；B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；C.由图III可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。故选C。5．B【详解】A．燃烧反应反应物的总能量高于生成物的总能量，都是放热反应，A正确；B．根据A选项的分析，所有的燃烧过程均是放热的，B错误；C．燃烧是化学变化，化学变化从微观上看是旧键断裂，新键形成的过程，因此燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂，C正确；D．燃烧为放热反应，产物的总能量一定小于反应物的总能量，D正确；故选B。6．D【详解】A．从图中可以看出，1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量低，故A错误；B．由于1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量低，所以石墨比金刚石稳定，断开1mol石墨中的共价键吸收的能量大于断开1mol金刚石中的共价键吸收的能量，故B错误；C．石墨和金刚石是不同物质，由石墨制备金刚石的过程有新物质生成，是化学变化，故C错误；D．从图中可以看出，石墨和金刚石燃烧反应中，反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以这两个反应均为放热反应，故D正确；故选D。7．C【详解】A．根据图象可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，该反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；B．根据图象可知，该反应是吸热反应，生成2molAB2(g)则吸收的热量为(E1-E2)kJ，B错误；C．如图象所示，该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量，C正确；D．生成2molAB2放出E2kJ能量，2molAB2中有4molB-A键，则生成4molB-A键放出E2kJ能量，D错误；故选C。8．A【详解】①水汽化是物理变化，不属于吸热反应，故①错误；②胆矾CuSO4•5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应，故②正确；③苛性钠固体溶于水是放热过程，属于物理变化，故③错误；④氯酸钾分解制氧气属于吸热反应，故④正确；⑤生石灰跟水反应生成熟石灰是化合反应，属于放热反应，故⑤错误；⑥干冰升华为物理变化，故⑥错误；属于吸热反应的有②④；故选A。9．D【详解】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为2H2O2H2↑+O2↑，故A正确；B．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，故B正确；C．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，故C正确；D．过程III为1mol过氧化氢生成1mol氧气和1mol氢气，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，，故D错误；故答案选D。10．C【详解】A．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，所以石墨比金刚石稳定，故A错误；B．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B错误；C．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明1molC（全刚石）比1molC（石墨）的总能量高，故C正确；D．石墨转化为金刚石要吸收能量，则金刚石转化为石墨是放热反应，故D错误；故选C。11．B【详解】A．任何化学反应都伴随能量变化，但任何反应不一定都会吸收或放出热量，因为能量的转化还有电能等形式，A错误；B．化学反应的实质是旧键断裂、新键形成，所以化学反应中一定会有化学键的断裂和生成，B正确；C．任何化学反应都伴随能量变化，根据能量守恒定律，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等，C错误；D．断键吸热，形成化学键放热，所以反应物的总键能大于生成物的总键能，该反应为吸热反应，D错误；答案选B。12．B【详解】利用图示可知1mol肼和氧气断键变成原子时需要吸收的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N键，4个N—H键，1个O=O键，所以1×154kJ＋4×E(N—H键)＋1×498kJ=2218kJ，解得断裂1molN—H键所需的能量为391.5kJ，综上所述，故选B。13．B【详解】该反应为放热反应，反应中放出热量=形成生成物中化学键的总能量-断开反应物中化学键的总能量。由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO=O，1mol的P4O10中含有4mol的P=O，12mol的P-O，故该反应中放出能量=(4c＋12b)kJ-(6a＋5d)kJ=(4c＋12b-6a-5d)kJ。故选B。14．C【详解】A．由题干反应历程图信息可知，过程Ⅰ为CFCl3CFCl2+Cl，则断裂极性键C-C1键，A正确；B．由题干反应历程图信息可知，过程Ⅱ可用方程式表示为，B正确；C．过程Ⅲ中此过程为化学键的形成过程，是放热过程，C错误；D．由题干反应历程图信息可知，上述过程说明中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂，D正确；故答案为：C。15．C【详解】A．②→③过程是化学键断裂的过程，是吸热过程，A正确；B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，B正确；C．合成氨反应是放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，C错误；D．合成氨反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，D正确；故选C。16．A【详解】A．成键释放能量，H—Cl键的键能为431kJ•mol-1，即每生成1molH—Cl键放出431kJ能量，A正确；B．成键释放能量，每生成1molH—Cl键放出431kJ能量，B错误；C．断键吸收能量，每拆开1molH—Cl键吸收431kJ能量，C错误；D．断键吸收能量，每拆开1molH—H键吸收436kJ能量，D错误；综上所述答案为A。17．(1)BD(2)DDB(3)反应物的总能量低于生成物总能量(4)冰来源丰富、容易获得、容易储存、使用方便等【解析】(1)选择利用吸热的化