13、反應(yīng)吸熱。
5．已知在高溫、高壓、催化劑作用下，1 mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，吸收1.9 kJ的熱量。
(1)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于________變化。
(2)石墨和金剛石相比，________能量高，________更穩(wěn)定。
(3)推測(cè)石墨與金剛石各1 mol在相同條件下燃燒，________放出的熱量多。
答案 (1)化學(xué) (2)金剛石 石墨 (3)金剛石
解析 同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化；1 mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，該反應(yīng)吸收1.9 kJ的熱量，屬于吸熱反應(yīng)，金剛石的能量高，石墨的能量低，故石墨更穩(wěn)定；石墨與金剛石各1 mol在相同條件下燃燒時(shí)金剛石放出的熱量多。
[
14、基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]
題組一 化學(xué)變化的本質(zhì)特征
1．物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量
B．發(fā)生電子得失或偏移
C．有化學(xué)鍵的斷裂，不一定有新物質(zhì)生成
D．反應(yīng)物所具有的總能量等于生成物所具有的總能量
答案 A
解析 A項(xiàng)符合質(zhì)量守恒，正確；非氧化還原反應(yīng)沒(méi)有電子得失或偏移，B項(xiàng)不正確；化學(xué)變化時(shí)有化學(xué)鍵的斷裂，則一定有新物質(zhì)生成，C項(xiàng)不正確。
2．在研究物質(zhì)變化時(shí)，人們可以從不同的角度、不同的層面來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化所引起的化學(xué)鍵及能量的變化，據(jù)此判斷以下敘述錯(cuò)誤的是( )
A．化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成
15、B．物質(zhì)的燃燒過(guò)程可看成“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)的過(guò)程
C．在化學(xué)反應(yīng)中，破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量大于形成新化學(xué)鍵釋放的能量時(shí)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D．需要在高溫條件下才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸收能量的反應(yīng)
答案 D
解析 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，故A項(xiàng)正確；物質(zhì)燃燒放出熱量，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故B項(xiàng)正確；若反應(yīng)時(shí)形成新化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反之，為吸熱反應(yīng)，故C項(xiàng)正確；合成氨反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行，但該反應(yīng)卻是釋放能量的反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
題組二 放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷
3．下列反應(yīng)既屬于氧
16、化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)
B．灼熱的木炭與CO2反應(yīng)
C．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)
D．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)
答案 B
解析 鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)、甲烷的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，不合題意；Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但元素的化合價(jià)無(wú)變化，是非氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)不合題意。
4．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)能量變化的敘述中正確的是( )
①如果反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)?、谥灰窃邳c(diǎn)燃條件下進(jìn)行的反應(yīng)就一定是吸熱反應(yīng)?、壑灰窃诔爻合逻M(jìn)行的反應(yīng)就一定是放熱反應(yīng)?、苋?/p>
17、燒反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)?、莼戏磻?yīng)都是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)
A．①④ B．①②③
C．③⑤ D．④⑤
答案 A
解析?、谌紵磻?yīng)和鋁熱反應(yīng)雖需點(diǎn)燃，但屬于放熱反應(yīng)。③NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。⑤C和CO2生成CO的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，而分解反應(yīng)通常是吸熱反應(yīng)。
5．在25 ℃、101 kPa的條件下，1 mol的白磷(化學(xué)式為P4)完全燃燒放出的熱量比4 mol的紅磷(化學(xué)式為P)完全燃燒放出的熱量多?；瘜W(xué)方程式分別為P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)。由此判斷，下列說(shuō)法正確的是(
18、 )
A．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)紅磷能量比白磷高
B．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)紅磷能量比白磷低
C．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)紅磷能量比白磷高
D．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)紅磷能量比白磷低
答案 D
解析 白磷和紅磷燃燒的生成物相同，但白磷釋放的熱量較多，說(shuō)明等質(zhì)量的白磷具有較高的能量，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷要放熱，反之要吸熱。
題組三 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
6．氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中，破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol氯化氫中的化學(xué)
19、鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關(guān)系式中正確的是( )
A．Q1＋Q2<2Q3 B．Q1＋Q2>Q3
C．Q1＋Q22Q3
答案 A
解析 由于Cl2和H2反應(yīng)生成HCl要放出熱量，所以Q1＋Q2<2Q3。
7．研究物質(zhì)變化時(shí)，人們可以從不同的角度、不同的層面來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化時(shí)所引起的化學(xué)鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯(cuò)誤的是( )
A．金屬鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，體系的能量降低
B．物質(zhì)燃燒可看作是儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)
C．氮?dú)夥肿觾?nèi)部存在著很強(qiáng)的化學(xué)鍵，故通常情況下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很活潑
D
20、．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸收能量的反應(yīng)
答案 C
8．下列能正確表示氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫的過(guò)程中能量變化的示意圖是( )
答案 B
解析 氫氣與氯氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)物斷鍵先吸收能量，總能量增大，然后形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量。
題組四 化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
9. H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g) ＋I(xiàn)2(g) 2HI(g) ΔH＝－a kJ·mol－1
已知： (a、b、c均大于零)下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
B．?dāng)嚅_(kāi)1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵
21、所需能量大于斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需能量
C．?dāng)嚅_(kāi)2 mol H—I鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ
D．向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ
答案 B
解析 ΔH<0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項(xiàng)正確；因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，所以斷開(kāi)1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需能量小于斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需能量，B項(xiàng)不正確；設(shè)斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需能量為x，則b＋c－x＝－a，所以x＝a＋b＋c，C項(xiàng)正確；因?yàn)樵摲磻?yīng)為可逆反應(yīng)，所以向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充
22、分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ，D項(xiàng)正確。
10．根據(jù)下列信息判斷氫氣燃燒生成水時(shí)的熱量變化，其中一定正確的是( )
A．H2O分解為H2與O2時(shí)放出熱量
B．生成1 mol H2O時(shí)吸收熱量245 kJ
C．甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為乙>甲>丙
D．氫氣和氧氣的總能量小于水的能量
答案 C
解析 根據(jù)能量變化可知，1 mol H2與 mol O2斷鍵時(shí)吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃燒生成H2O的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則H2O的分解是吸熱反應(yīng)。
[能力提升]
11．為了研究化學(xué)反應(yīng)A＋B===C＋D的能量變化情況
23、，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。當(dāng)向盛有A的試管中滴加試劑B時(shí)，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問(wèn)題：
(1)該反應(yīng)________(填“放出”或“吸收”)熱量。
(2)A和B的總能量比C和D的總能量________(填“高”或“低”)。
(3)物質(zhì)中的化學(xué)能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成________釋放出來(lái)。
(4)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量。
(5)寫(xiě)出一個(gè)符合題中條件的化學(xué)方程式：__________________________________
____________________________
24、____________________________________________。
答案 (1)放出 (2)高 (3)熱能 (4)低
(5)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl===NaCl＋H2O等合理答案均可)
12．請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)知識(shí)，填寫(xiě)下列空白：
(1)在一個(gè)小燒杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。
①實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用是___________________________
25、_______________
________________________________________________________________________。
②寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________
________________________________________________________________________。
③實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有________________________________________________
__________
26、______________________________________________________________
和反應(yīng)混合物呈糊狀。
(2)下列過(guò)程中不一定釋放能量的是________(填編號(hào))。
①形成化學(xué)鍵 ②燃料燃燒?、刍戏磻?yīng)?、芷咸烟窃隗w內(nèi)的氧化反應(yīng) ⑤酸堿中和?、拚ㄋ幈?
(3)等質(zhì)量的下列物質(zhì)分別完全燃燒，放出熱量較多的是________(填編號(hào))。
①固體硫 ②硫蒸氣
(4)已知H2和O2反應(yīng)放熱，且斷開(kāi)1 mol H—H鍵、1 mol O===O鍵、1 mol O—H鍵需吸收的能量分別為Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，由此可以推知下列關(guān)系正確的
27、是________(填編號(hào))。
①Q(mào)1＋Q2＞Q3 ②Q1＋Q2＞2Q3
③2Q1＋Q2＜4Q3 ④2Q1＋Q2＜2Q3
答案 (1)①攪拌使混合物充分接觸并反應(yīng)
②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③玻璃片與燒杯之間結(jié)冰黏在一起，有少許刺激性氣味的氣體逸出
(2)③ (3)② (4)③
解析 (1)用玻璃棒迅速攪拌，可以知道玻璃棒的作用是攪拌使混合物充分接觸并反應(yīng)；氯化銨屬于銨鹽，能和強(qiáng)堿氫氧化鋇反應(yīng)生成氨氣、水以及氯化鋇，化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。氯化銨和Ba
28、(OH)2·8H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度降低能讓水結(jié)冰，導(dǎo)致燒杯和玻璃片黏在一起，同時(shí)生成的氨氣具有刺激性氣味。
(2)一般的化合反應(yīng)放熱，但有的化合反應(yīng)吸熱，如二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳。
(3)固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收能量，所以硫蒸氣的能量大于固體硫，等質(zhì)量的固體硫、硫蒸氣分別完全燃燒，放出熱量較多的是硫蒸氣。
(4)已知2 mol H2和1 mol O2反應(yīng)生成2 mol H2O，反應(yīng)斷開(kāi)2 mol H—H鍵吸收能量2Q1 kJ、1 mol O===O鍵吸收能量Q2 kJ，形成4 mol O—H鍵放出能量4Q3 kJ，總反應(yīng)放熱，則2Q1＋Q2＜4Q3。
13．在25 ℃、101
29、 kPa的條件下，斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量，形成 1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化學(xué)反應(yīng)可用下圖表示：
請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
(1)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量為_(kāi)_______。
(2)生成物成鍵放出的總能量為_(kāi)_______。
(3)判斷H2＋Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反應(yīng)物的總能量________(填“＞”“＝”或“＜”)生成物的總能量。
答案 (1)679 kJ (2)862 kJ (3)放出 (4)＞
解析 (1
30、)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量應(yīng)該是斷裂1 mol H—H鍵與1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量之和，即436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。
(2)生成物成鍵放出的總能量為2×431 kJ＝862 kJ。
(3)、(4)由于吸收的總能量小于放出的總能量，所以反應(yīng)放熱，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。
14．能源是人類生活和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，研究化學(xué)應(yīng)用中的能量變化，有助于更好地利用化學(xué)反應(yīng)為生產(chǎn)和生活服務(wù)。
(1)化學(xué)鍵斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)能量產(chǎn)生的原因。從能量的角度看，斷開(kāi)舊化學(xué)鍵需要________(填“吸收”或“放出”，下同)能量，形成新化學(xué)鍵需要_______
31、_能量。
(2)已知化學(xué)反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示，
①1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是________(填“吸收”或“釋放”)能量的過(guò)程。由mol N2(g)和mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的過(guò)程________(填“吸收”或“釋放”)________ kJ能量。
②已知斷開(kāi)1 mol H—H鍵，1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、391 kJ、946 kJ。一定條件下由氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成1 mol NH3需要________(填“放出”或“吸收”)________ kJ的熱量。
32、答案 (1)吸收 放出
(2)①釋放 釋放 (b－a)?、诜懦觥?6
解析 (2)①如果反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量，整個(gè)反應(yīng)就放出能量，反之就吸收能量。由圖像可知1 mol N和3 mol H具有的總能量比1 mol NH3(g)高b kJ，所以1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是釋放能量的過(guò)程。由圖像可知 mol N2(g)和 mol H2(g)具有的總能量比1 mol N和3 mol H具有的總能量低a kJ，而1 mol NH3(g)具有的總能量比1 mol N和3 mol H具有的總能量低b kJ，b>a，所以由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的過(guò)程釋放出(b－a) kJ能量。②根據(jù)化學(xué)方程式N2＋3H22NH3，生成1 mol NH3時(shí)需要消耗0.5 mol的N2和1.5 mol的H2。因此在上述的反應(yīng)過(guò)程中斷裂0.5 mol N≡N鍵和1.5 mol H—H鍵，共吸收熱量0.5
×946 kJ＋1.5×436 kJ＝1 127 kJ；形成1 mol NH3中的3 mol N—H鍵，共放出熱量3×391 kJ＝1 173 kJ。因?yàn)? 173 kJ＞1 127 kJ，因此反應(yīng)放熱，共放出1 173 kJ－1 127 kJ＝46 kJ的熱量。
2022年高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第2單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱量 第1課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2
