學而優·教有方PAGEPAGE1第第1課時化學反應的焓變知識導航知識導航課前引入自然界的能量存在形式有很多種，勢能、生物能、熱能、太陽能、風能等。太陽能可以用來燒熱水，化石能源像石油天然氣煤都是可以直接燃燒供熱的，溫泉的熱能也能直接利用。這種利用方式，就存在太陽能轉化為熱能，生物化石能轉化為熱能。第一次工業革命蒸汽機的發明和使用，就是化學能轉化為蒸汽的熱能，再轉化為蒸汽機的機械能。但是，蒸汽機的能量利用率僅僅自然界的能量存在形式有很多種，勢能、生物能、熱能、太陽能、風能等。太陽能可以用來燒熱水，化石能源像石油天然氣煤都是可以直接燃燒供熱的，溫泉的熱能也能直接利用。這種利用方式，就存在太陽能轉化為熱能，生物化石能轉化為熱能。第一次工業革命蒸汽機的發明和使用，就是化學能轉化為蒸汽的熱能，再轉化為蒸汽機的機械能。但是，蒸汽機的能量利用率僅僅6%-15%，大量的能量損失掉了。經過第二次工業革命，電學發展并且利用起來了。汽油機的效率為20%-30%，柴油機的效率30%-45%，而電動機的效率能達到87%甚至更高。得力于電學理論的發展，發電機制造出來了，發電機能夠將機械能轉化為電能，火力發電廠是將燃料的化學能轉化為高溫高壓的蒸汽熱能，蒸汽推動發電機組工作，熱能轉化為機械能，機械能再轉化為電能。水電則是先筑大壩抬高水位，水的勢能增加，水流動時沖擊渦輪旋轉，帶動發電機組工作，水的動能轉化為機械能，再轉化為電能。如今的生活中，以電能的利用為基礎，大量的電器將電能轉化為其他形式的能量。常見的是電能轉化為光能、熱能、機械能，這就涉及到空調壓縮機、電風扇、電水壺、洗衣機等電器。瓦特與蒸汽火車風力發電汽車電機知識精講知識精講一、化學反應與能量變化1．在化學反應過程中，不僅有物質的變化，還伴隨著能量的變化，并遵循_______守恒和_______守恒。2．化學反應中的能量轉化形式：化學能轉化為熱能、光能、電能等，但主要表現為熱能的變化。【答案】質量能量資料卡片——體系與環境以鹽酸與以鹽酸與NaOH溶液的反應為例體系被研究的物質系統稱為體系。如我們可將鹽酸、NaOH溶液及發生的反應等看作一個反應體系，簡稱體系（又稱系統）。環境體系以外的其他部分稱為環境或外界。如盛有溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環境。關聯體系與環境之間存在物質交換或能量交換。二、反應熱焓變1．反應熱：稱為化學反應的熱效應，也稱反應熱。資料卡片——焓焓是焓是與內能有關的物理量，用來描述物質所具有的能量，符號為H。2．焓變（1）定義：在________條件下，化學反應過程中_______或________的熱稱為反應的焓變。（2）焓變的符號：_______，常用單位：___________。（3）影響因素：化學反應的焓變與________、________、反應物及生成物的____________等因素有關。（4）計算公式：ΔH=H生成物–H反應物。（5）意義：當反應體系放熱時其焓減小，ΔH為________，即ΔH_______。當反應體系吸熱時其焓減小，ΔH為________，即ΔH_______。【答案】2.（1）恒壓吸收放出（2）ΔHkJ·mol-1（3）溫度壓強聚集狀態（5）負值＜0正值＞0三、放熱反應與吸熱反應1._______熱的反應稱為吸熱反應，吸熱反應的ΔH____0。2._______熱的反應稱為放熱反應，反熱反應的ΔH____0。【答案】吸收>放出<四、常見的放熱反應與吸熱反應放熱反應吸熱反應①所有燃燒反應；②大多數化合反應；③酸堿中和反應；④金屬與酸或水的置換反應；⑤物質的緩慢氧化；⑥鋁熱反應。①大多數分解反應；②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應；③高溫條件下C、H2、CO作還原劑的反應。思考與交流：①所有分解反應都是吸熱反應嗎？②需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應嗎？【答案】不是。如：H2O2的分解、KClO3的分解，屬于放熱反應。需要加熱才能發生的反應不一定是吸熱反應，比如鋁熱反應為放熱反應。（反應的吸放熱與是否需要加熱無關）注意——過程≠反應物質在發生物理變化時，也會放出或吸收能量。物質在發生物理變化時，也會放出或吸收能量。常見的放熱過程有：①濃硫酸稀釋、NaOH溶于水；②物態變化：氣態→液態→固態常見的吸熱過程有：①NH4NO3溶于水；②弱電解質的電離；③物態變化：固態→液態→氣體五、從反應物與生成物總能量相對大小分析焓變1．放熱反應（ΔH＜0）：反應物的總能量大于生成物的總能量。2．吸熱反應（ΔH＞0）：反應物的總能量小于生成物的總能量。3．計算公式：ΔH=___________________________【答案】生成物的總能量－反應物的總能量六、從反應物與生成物總鍵能相對大小分析焓變1．化學反應的本質是 。2．斷鍵需要 能量，成鍵需要 能量。【答案】舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成；吸收放出3．鍵能：斷開（形成）1mol某鍵所吸收（放出）的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。例如，H-H鍵的鍵能是436.0kJ/mol，那么斷開（形成）1molH-H鍵吸收（放出）的能量為436.0kJ。舉個例子1molN1molN2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是_____________；1molO2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是_____________；2molNO分子中的化學鍵形成釋放的能量是_________________；則N2(g)＋O2(g)2NO(g)的反應吸收的熱量為______________________________。5．計算公式：ΔH=___________________________【答案】946kJ498kJ2×632kJ=1264kJ(946kJ+498kJ)-1264kJ=180kJ【答案】反應物總鍵能－生成物總鍵能6．吸熱反應、放熱反應能量變化圖與鍵能的關系放熱反應吸熱反應E吸是斷開反應物中所有化學鍵需要吸收的總能量，即反應物的總鍵能；E放是形成生成物中所有化學鍵需要放出的總能量，即生成物的總鍵能。七、物質的穩定性1.能量越低越穩定。2.鍵能越大越穩定。對點訓練對點訓練題型一：化學反應中的能量變化【例1】（2019·黑龍江高二月考）下列有關能量轉化的認識不正確的是A．燃料燃燒，只是將化學能轉化為了熱能B．人類使用照明設備，將電能轉化為光能C．生物體內的化學變化過程在能量轉化上比在體外發生的一些能量轉化更為合理有效D．通過植物的光合作用，太陽能轉化為化學能【答案】A【詳解】A．燃燒是劇烈的發光放熱的氧化還原反應，過程中可以變為光能、熱能等，故A錯誤；B．照明需要光能，人類使用照明設備是將電能轉化為光能，故B正確；C．人體內的能量變化是一個能量均衡的轉化過程，生物體內的化學變化過程在能量轉化上比體外發生的一些能量轉化更為合理、有效，故C正確；D．植物的光合作用是綠色植物和藻類利用葉綠素等光合色素和某些細菌利用其細胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水(細菌為硫化氫和水)轉化為有機物，并釋放出氧氣(細菌釋放氫氣)的生化過程，使得太陽能轉化為了化學能，故D正確；故選A。點睛：化學反應中的能力變化表現為熱量的變化．常見能量轉化有：①化學能和電能的相互轉化．如銅、鋅形成原電池，將化學能轉化為電能；②化學能和熱能的相互轉化．燃料燃燒產生能量最終帶動發電機發電，將化學能轉化為電能；③化學能和光能、風能的相互轉化等；判斷化學能轉化為其它形式能的方法：①一看，是否發生化學反應；②二看，產生了什么，如果是熱量，則轉化為熱能；如果產生了電，則是轉化為電能，如果產生了光，則是轉化為光能。【變1】（2020·河北高二月考）關于能量轉化，下列說法不正確的是A．燃氣灶具中的能量轉化：化學能主要轉化為光能B．太陽能電池的能量轉化：光能(太陽能)→電能C．生物光合作用中的能量轉化：光能(太陽能)→生物質能(化學能)D．化學反應過程中，除了物質變化外，一定伴有能量變化【答案】A【詳解】A.燃氣灶具中的能量轉化：化學能主要轉化為熱能，A錯誤；B.太陽能電池的能量轉化：光能(太陽能)→電能，B正確；C.生物光合作用中的能量轉化：光能(太陽能)→生物質能(化學能)，C正確；D.由于斷鍵吸熱，成鍵放熱，所以化學反應過程中，除了物質變化外，一定伴有能量變化，D正確；答案選A。題型二：吸熱反應與放熱反應的探究實驗【例2】為了探究化學能與熱能的轉化，某實驗小組設計了如下三套實驗裝置：（1）上述3個裝置中，不能證明“銅與濃硝酸反應是吸熱反應還是放熱反應”的是______。（2）某同學選用裝置Ⅰ進行實驗（實驗前U形管里液面左右相平），在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現象是___________________________________________，說明該反應屬于_________（選填“吸熱”或“放熱”）反應。（3）為探究固體M溶于水的熱效應，選擇裝置Ⅱ進行實驗（反應在甲中進行）。①若M為鈉，則實驗過程中燒杯中可觀察到的現象是_____________________________________________；②若觀察到燒杯里產生氣泡，則說明M溶于水____________（選填“一定是放熱反應”“一定是吸熱反應”或“可能是放熱反應”）；③若觀察到燒杯里的玻璃管內迅速形成一段水柱，則M可能是___________（填物質名稱）。（4）至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應（4KO2+2H2O=4KOH+3O2↑）是放熱反應還是吸熱反應。方法①：選擇上述裝置__________（選填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）進行實驗；方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒，則說明該反應是________反應。【答案】（1）Ⅲ；（2）左端液柱降低，右端液柱升高；放熱；（3）①產生氣泡，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導管內形成一段液柱；②可能是放熱反應； ③硝酸銨； （4）Ⅰ（或Ⅱ）；放熱題型三：常見的吸熱反應與放熱反應【例3】（2021·廣西北海市·高一期末）下列物質間的反應是吸熱反應的是A．乙醇在空氣中燃燒 B．稀鹽酸與金屬鎂反應C．稀硫酸與氨水反應 D．氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體混合研磨【答案】D【詳解】A．乙醇在空氣中燃燒屬于放熱反應，A項不符合題意；B．稀鹽酸與金屬鎂反應屬于放熱反應，B項不符合題意；C．稀硫酸與氨水反應屬于放熱反應，C項不符合題意；D．氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體混合研磨，屬于吸熱反應，D項符合題意；答案選D。【變3-1】（2021·山西省長治市第二中學校高一期末）下列反應既是非氧化還原反應，又是吸熱反應的是A．碘單質升華 B．氫氧化鈉和鹽酸反應C．甲烷在O2中的燃燒 D．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應【答案】D【詳解】A．碘受熱后由固態直接變為氣態的過程為升華，屬于物理變化，不是化學變化，故A不選；B．氫氧化鈉與稀鹽酸的反應為放熱反應，沒有元素的化合價變化，是非氧化還原反應，故B不選；C．甲烷在O2中的燃燒反應，有化合價的變化屬于氧化還原反應，但屬于放熱反應，故C不選；D．Ba(OH)2?8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應為吸熱反應，且沒有元素的化合價變化，為非氧化還原反應，故D選；故選D。【變3-2】（2021·安徽六安市·高一期末）下列圖示變化為吸熱反應的是A． B．C． D．【答案】A【分析】常見的放熱反應有：燃燒、金屬與酸反應、金屬與水反應、酸堿中和反應、鋁熱反應和絕大多數化合反應等；常見的吸熱反應有：絕大數分解反應、某些化合反應（如碳與二氧化碳的反應）、碳與水蒸氣的反應、氯化銨晶體與Ba（OH）2?8H2O的反應等，以此來解答。【詳解】A．圖中反應物的總能量小于生成物的總能量，為吸熱反應，故A符合題意；B．圖中反應物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應，故B不符合題意；C．濃硫酸稀釋放熱，為物理過程，故C不符合題意；D．Zn與稀鹽酸反應為放熱反應，故D不符合題意；故選A。題型四：從反應物與生成物總能量相對大小分析焓變【例4】（2021·云南大理白族自治州·高一月考）下列過程中能量變化與圖像不相符的是選項ABCD反應NaOH和鹽酸反應Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl反應Cl2和H2反應Na和水反應圖像A．A B．B C．C D．D【答案】D【詳解】A．NaOH和鹽酸反應是放熱反應，反應物能量高于生成物，A正確；B．Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl反應是吸熱反應，反應物能量低于生成物，B正確；C．Cl2和H2反應是放熱反應，反應物能量高于生成物，C正確；D．Na和水反應是放熱反應，反應物能量高于生成物，D錯誤；故選：D。【變4-1】（2021·浙江高一月考）下列化學反應過程中的能量變化符合圖示的是（）①酸堿中和反應②液態水變成水蒸氣③生石灰與水反應④鋁熱反應⑤石灰石分解⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應A．①④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③⑤ D．⑤⑥【答案】D【分析】由圖示可知，反應物的總能量小于生成物的總能量，為吸熱反應。①酸堿中和反應為放熱反應；②液態水變成水蒸氣為吸熱過程，為物理變化；③生石灰與水為放熱反應；④鋁熱反應為放熱反應；⑤石灰石分解為吸熱反應；⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl為吸熱反應。【詳解】A．①④為放熱反應，故A錯誤；B．②為物理變化，不是化學反應，故B錯誤；C．③為放熱反應，故C錯誤；D．⑤⑥為吸熱反應，故D正確；故選D。【點睛】化學反應的特征是有新物質的生成，并伴隨能量的變化，反應前后元素的種類和原子個數不變。液態水的汽化屬于物理變化，不是化學反應。【變4-2】（2021·四川省南充市李渡中學高一月考）下列圖象分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系。據此判斷下列說法中正確的是()A．由圖1知，石墨轉變為金剛石是吸熱反應B．由圖2知，S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2C．由圖3知，白磷比紅磷穩定D．由圖4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH＞0【答案】A【詳解】A．根據圖1知，石墨能量低，因此石墨轉變為金剛石是吸熱反應，故A正確；B．根據圖2知，1molS(g)具有的能量比1molS(s)具有的能量高，S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，1molS(g)燃燒放出的熱量多，由于放熱焓變為負，放出熱量越多，焓變反而越小，因此則ΔH1＜ΔH2，故B錯誤；C．根據圖3知，根據能量越低越穩定，得出紅磷比白磷穩定，故C錯誤；D．根據圖4知，CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH＞0，則CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH＜0，故D錯誤。綜上所述，答案為A。【例5】（2021·浙江寧波市·高一期末）最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如圖：下列說法正確的是A．該能量圖也可以表示碳酸氫鈉與鹽酸的反應過程B．CO2所具有的能量比CO和O要高C．狀態Ⅰ→Ⅱ的過程可以說明，形成化學鍵會向環境放出能量D．狀態Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的過程中，反應體系經歷了向環境吸收和放出能量的過程【答案】D【詳解】A．如圖可知，此反應為放熱反應，碳酸氫鈉與鹽酸反應為吸熱反應，A錯誤；B．由能量圖狀態Ⅰ和狀態Ⅲ可知，CO2所具有的能量比CO和O要低，B錯誤；C．由圖可知，狀態Ⅰ→Ⅱ的過程中能量升高可以說明，形成化學鍵會從環境吸收能量，C錯誤；D．由圖可知，狀態Ⅰ→Ⅱ能量升高，吸收熱量，Ⅱ→Ⅲ的過程中能量降低放出熱量，反應體系經歷了向環境吸收和放出能量的過程，D正確；答案選D。【變5-1】（2021·安徽高一月考）氫能的低成本、低溫、高速率制取一直是亟待解決的關鍵難題。實驗計算機模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產氫反應(CO+H2O=CO2+H2)過程中能量的變化如圖所示，下列說法正確的是A．水煤氣變換產氫反應是吸熱反應B．過程I和過程II均為放熱過程C．過程I發生了極性鍵的斷裂D．過程II只生成了具有極性鍵的CO2和H2O【答案】C【變5-2】（2021·河北廊坊市·高一期末）以為催化劑的光熱化學循環分解反應為溫室氣體減排提供了一個新途徑，該反應的機理及各分子化學鍵完全斷裂時的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是A．該反應①中鈦氧鍵斷裂會釋放能量B．該反應中，光能和熱能轉化為化學能C．使用作催化劑可降低反應熱，從而提高化學反應速率D．分解反應的熱化學方程式為【答案】B【詳解】A．斷鍵化學鍵需要吸收能量，則過程①中鈦氧鍵斷裂會吸收能量，故A錯誤；B．該圖中以TiO2為催化劑、光和熱條件下分解CO2反應生成CO和氧氣，根據能量守恒定律知，該反應中，光能和熱能轉化為化學能，故B正確；C．催化劑降低反應所需活化能，不影響反應熱，反應熱與反應物和生成物總能量的差有關，故C錯誤；D．二氧化碳分解生成CO和氧氣，且該反應焓變=反應物總能量-生成物總能量，焓變與其方程式計量數成正比，則熱化學方程式為2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)△H=(1598×2-1072×2-496)kJ/mol=+556

kJ/mol，故D錯誤；故選B。題型五：鍵能的計算【例6】（2021·銀川市·寧夏大學附屬中學高二月考）已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1，斷開1molO=O鍵和1molH—O鍵所吸收的能量分別為496kJ和463kJ，則斷開1molH—H鍵所吸收的能量為（）A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ【答案】C【詳解】設斷開1molH—H鍵所吸收的能量為xkJ，反應熱ΔH=斷裂反應物化學鍵吸收的能量-形成生成物化學鍵釋放的能量=xkJ·mol-1+×496kJ·mol-1-2×463kJ·mol-1=-242kJ·mol-1，解得x=436，故C正確；故選C。【變6】（2021·河北石家莊二中高一期中）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mo1.若斷裂1molH-H、1molN≡N需要吸收的能量分別為akJ、bkJ。則生成1molN－H放出能量的數值為A． B．C． D．【答案】B【詳解】焓變等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設生成1molN－H放出能量的數值為xkJ，則-92.4kJ=akJ×3+bkJ-xkJ×6，則x=，故B正確。故選B。題型六：從反應物與生成物總鍵能相對大小分析焓變【例7】（2021·北京師范大學萬寧附屬中學高一期中）如圖所示N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中能量變化，判斷下列說法錯誤的是（）A．直觀看，該反應中反應物斷鍵吸收的總能量高于生成物形成鍵放出的總能量B．2mol氣態氧原子結合生成O2(g)時，能放出498kJ能量C．斷裂1molNO分子中的化學鍵，需要吸收632kJ能量D．1molN2和1molO2的反應熱ΔH=-180kJ·mol-1【答案】D【詳解】A．焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量，N2+O2＝2NOΔH=946kJ/mol+498kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，反應是吸熱反應，該反應中反應物斷鍵吸收的總能量高于生成物形成鍵放出的總能量，故A正確；B．1molO2(g)吸收498kJ能量形成2molO原子，原子結合形成分子的過程是化學鍵形成過程，是放熱過程，2molO原子結合生成1molO2(g)時需要放出498kJ能量，故B正確；C．形成2molNO放熱2×632kJ能量，所以1molNO分子中的化學鍵斷裂時需要吸收632kJ能量，故C正確；D．焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量，N2+O2＝2NOΔH=946kJ/mol+498kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，所以1molN2和1molO2的反應熱ΔH=+180kJ/mol，故D錯誤；故選D。【變7-1】（2021·浙江高二期中）已知2O(g)=O2(g)?H=-496kJ?mol-1，結合能量變化示意圖。下列說法正確的是（）A．拆開1molH2(g)中的化學鍵需要吸收932kJ能量B．拆開1molH2O(g)中所有化學鍵需要吸收926kJ能量C．1molH2O(l)轉變為1molH2O(g)需要吸收88kJ能量D．2molH2(g)和1molO2(g)反應生成2molH2O(l)，共放熱1940kJ【答案】B【詳解】A．已知2O(g)=O2(g)?H=-496kJ?mol-1，故斷開1molO2需要吸收496kJ能量，由圖所示，斷開2molH2和1molO2共吸收1368kJ能量，故斷開1molH2化學鍵吸收的能量為：=436kJ，A錯誤；B．由圖所示，形成2molH2O(g)釋放的能量為1852kJ，故拆開1molH2O(g)中所有化學鍵需要吸收1852kJ/2=926kJ,B正確；C．由圖所示，2molH2O(g)轉化為2molH2O(l)需要釋放88kJ能量，故1molH2O(l)轉變為1molH2O(g)需要吸收88kJ/2=44kJ，C錯誤；D．由圖所示，2molH2(g)和1molO2(g)反應，化學鍵斷開需要吸收1368kJ能量，形成穩定的生成物2molH2O(l)釋放1852kJ+88kJ=1940kJ，故共放熱1940kJ-1368kJ=572kJ，D錯誤；故選B。【變7-2】（2021·全國高一期末）已知斷開1molH2(g)中H—H鍵需要吸收436kJ能量。根據能量變化示意圖，下列說法正確的是A．化學反應：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，是放熱反應B．生成lmolCl2(g)中的Cl—Cl鍵需吸收243kJ能量C．斷開lmolHCl(g)中的H—Cl鍵需釋放432kJ能量D．2molHCl(g)的總能量大于1molH2(g)和1molCl2(g)的總能量【答案】A【詳解】A．從圖中得，反應物的總能量高于生成物的總能量，是放熱反應，A項正確；B．生成Cl—Cl鍵需放出能量，B項錯誤；C．斷開H—Cl鍵需吸收能量，C項錯誤；D．從圖中得，反應物的總能量高于生成物的總能量，2molHCl(g)的總能量小于1molH2(g)和1molCl2(g)的總能量，D項錯誤；故答案為A。【例8】（2021·梧州市第一中學高一期中）在化學反應中，不僅有物質的變化，還伴隨著能量的變化。(1)下圖中，表示放熱反應能量變化的是_______(填字母)。(2)從微觀角度分析化學反應中能量變化的原因：圖中過程①需___(填“吸收”或“釋放”)。從微觀角度判斷該反應為放熱反應的證據為____。根據上圖的信息寫熱化學方程式_____。(3)用電子式表示H2O的形成過程_____。【答案】a吸收反應物斷裂化學鍵吸收的總能量小于生成物形成化學鍵釋放的總能量1molH2(g)+molO2(g)=H2O(g)ΔH=-245kJ/mol【詳解】(1)a中反應物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應，b中反應物的總能量小于生成物的總能量，屬于吸熱反應，則表示放熱反應能量變化的是a；(2)過程①為化學鍵的斷裂過程，斷鍵吸收能量；1molH2(g)和0.5molO2(g)斷鍵吸收的總能量為436kJ+249kJ=685kJ，生成1molH2O(g)成鍵釋放的能量為930kJ，反應物斷裂化學鍵吸收的總能量小于生成物形成化學鍵釋放的總能量，所以該反應為放熱反應；該反應的焓變ΔH=685kJ/mol-930kJ/mol=-245kJ/mol，所以熱化學方程式為1molH2(g)+molO2(g)=H2O(g)ΔH=-245kJ/mol；(3)O原子和兩個H原子通過共價鍵結合生成水分子，用電子式表示H2O的形成過程為。提分特訓提分特訓【題1】（2019·珠海市第二中學）氫氧燃料電池可作為汽車動力能源。一種制H2的方法如圖所示，該過程中（）A．太陽能轉化為電能 B．不存在鍵的斷裂與生成C．化學能轉化為太陽能 D．太陽能轉化為化學能【答案】D【詳解】A.在太陽能的作用下水分解生成氫氣和氧氣，太陽能轉化為化學能，選項A錯誤；B.水分解是化學變化，存在化學鍵的斷裂與生成，選項B錯誤；C.制備氫氣的過程中太陽能轉化為化學能，選項C錯誤；D.在太陽能的作用下水分解生成氫氣和氧氣，太陽能轉化為化學能，選項D正確；答案選D。【題2】（2021·四川樂山市·高二期末）“自熱”火鍋的發熱包主要成分有：生石灰、鐵粉、焦炭粉、氯化鈣……等。下列說法錯誤的是A．生石灰與水反應放熱B．使用時須向發熱包中加入沸水C．鐵粉發生緩慢氧化，輔助放熱D．氯化鈣可以吸收微量的水，減緩發熱包失效【答案】B【詳解】A．生石灰與水發生反應生成氫氧化鈣，會放出大量的熱，故A正確；B．反應本身放熱，無需加入沸水，故B錯誤；C．鐵粉緩慢氧化的過程也是放熱反應，故C正確；D．生石灰吸水會使發熱包失效，氯化鈣有吸水干燥作用，減緩發熱包失效，故D正確；故選B。【題3】（2021·浙江高一月考）下列過程既屬于氧化還原反應又屬于放熱反應的是（）A．液氨汽化 B．硫酸稀釋 C．以灼熱的碳與CO2反應 D．酒精燃燒【答案】D【詳解】A．液氨汽化不是化學反應，不屬于氧化還原反應，A錯誤；B．硫酸稀釋不是化學變化，不屬于氧化還原反應，B錯誤；C．碳與CO2反應，碳元素的化合價發生了改變，是氧化還原反應，該反應也是吸熱反應，C錯誤；D．酒精燃燒時碳元素、氧元素的化合價發生變化，屬于氧化還原反應，物質的燃燒為放熱反應，D正確；答案選D。【題4】（2021·沭陽縣修遠中學高一月考）下列各圖中所涉及為放熱反應的是A． B．C． D．【答案】A【詳解】A．該反應為鋁熱反應,為放熱反應，A正確；B．生成物的總能量高于反應物，屬于吸熱反應，B錯誤；C．濃硫酸溶于水為放熱過程，不是放熱反應，C錯誤；D．化學鍵斷裂為吸熱過程，D錯誤；故選A。【題5】（2021·全國高一期末）下列各反應的能量變化分別用如下形式的示意圖表示，其中正確的是ABCD化石燃料的燃燒植物的光合作用氫氣與氧氣反應氫氣與氯氣反應A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．化石燃料的燃燒是放熱反應，反應物能量比生成物能量高，與圖像不一致，故A錯誤；B．植物的光合作用是綠色植物把二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣，同時把光能轉化為化學能儲存在合成的有機物中的過程，反應物能量低于生成物能量，與圖像不一致，故B錯誤；C．氫氣與氧氣反應過程為放熱反應，反應物總能量必生成物總能量高，故C正確；D．氫氣與氯氣反應過程為放熱反應，反應物總能量必生成物總能量高，與圖像不一致，故D錯誤；故答案為：C。【題6】（2021·湖北高一期末）工業上，合成氨反應，在催化劑表面的微觀歷程及能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是A．①→②可表示、化學鍵的斷裂，該過程吸收能量B．①→②→③的過程中有非極性鍵的斷裂和形成C．合成氨反應屬于氮的固定，是放熱反應D．合成氨過程中催化劑參與了反應【答案】B【詳解】A．由圖可得①→②表示、化學鍵的斷裂，②的能量更高，該過程吸收能量，選項A正確；B。①→②→③的過程中有、非極性鍵的斷裂，極性鍵的形成，沒有非極性鍵的形成，選項B錯誤；C．合成氨反應，將游離態的氮轉化為氮的化合物，屬于氮的固定，且圖示、反應物的總能量高，生成物的能量低，是放熱反應，選項C正確；D．催化劑參與了化學反應但反應前后化學性質和質量不變，故合成氨過程中催化劑參與了反應，選項D正確。答案選B。【題7】（2021·黑龍江雙鴨山市·雙鴨山一中高一期中）已知：反應完1moLN2吸收的能量為。某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行NO的分解。若用和分別表示、NO、和固體催化劑，在固體催化劑表面分解NO的過程如圖所示。從吸附到解吸的過程中，能量狀態最低的是A．① B．② C．③ D．無法確定【答案】C【詳解】從機理圖可以看出，表示的反應為：2NO(g)N2(g)+O2(g)，首先狀態①中，NO被吸附到催化劑表面，狀態②為NO變成N原子和O原子，這個過程需要吸收能量，③狀態為N原子和N原子結合變成N2，O原子和O原子結合變成O2，這個過程為成鍵過程，需要放出能量，則從整個反應過程來看，已知反應為吸熱反應，則逆反應2NO(g)N2(g)+O2(g)是放熱反應，反應焓變△H＜0，可見生成物狀態時，體系能量最低，能量狀態最低的是③；答案選C。提分作業提分作業【練1】（2021·廣東惠州市·高二期末）下列有關能量的說法不正確的是（）A．化學能可轉變為電能 B．化學反應伴隨能量變化是化學反應基本特征之一C．化學反應能量轉換遵守能量守恒定律 D．化學變化時斷裂化學鍵需放出能量【答案】D【詳解】A．原電池反應中是化學能轉化為電能，故A正確；B．化學反應中的能量變化就是因為舊化學鍵斷裂和新化學鍵生成引起的，則化學反應伴隨能量變化，是化學反應的基本特征之一，故B正確；C．化學變化既遵守質量守恒定律，也遵守能量守恒定律，故C正確；D．化學鍵斷裂需要吸收能量，故D錯誤；故選：D。【練2】（2021·云南省通海縣第一中學高一期中）下列對化學反應的認識，正確的是A．化學反應必然引起物質狀態的變化B．化學反應涉及化學鍵的斷裂和生成，而且還伴隨著能量的變化C．化學反應能量變化主要取決于反應物的性質D．反應物的總能量總是低于生成物的總能量【答案】B【詳解】A．化學反應過程中，物質的狀態可能發生改變，也可能不發生改變，A不正確；B．化學反應過程中，伴隨著舊鍵的斷裂和新鍵的形成，斷鍵吸收能量，成鍵釋放能量，所以伴隨著能量的變化，B正確；C．化學反應能量變化取決于反應物的總能量與生成物的總能量的差值，而不是由反應物的性質決定，C不正確；D．對于吸熱反應，反應物的總能量低于生成物的總能量，但對于放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，D不正確；故選B。【練3】（2021·金昌市第一中學高一期中）下列變化過程，屬于放熱反應的是（）①金屬鈉與水②NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O混合攪拌③H2在Cl2中燃燒④水蒸氣變成液態水⑤中和反應⑥碳酸鈣熱分解A．①②⑤ B．①③⑤ C．③④⑤ D．②④⑥【答案】B【分析】常見的放熱反應有：酸堿中和反應、燃燒反應、大多數的化合反應、活潑金屬和水或酸的置換反應、鋁熱反應；常見的吸熱反應有：大多數的分解反應、NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O的復分解反應、碳和水蒸氣生成水煤氣的反應、碳和二氧化碳生成一氧化碳的反應。【詳解】①金屬鈉與水反應生成NaOH和氫氣，是放熱反應；②NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O的反應是吸熱反應；③燃燒都是放熱反應；④水蒸氣變成液態水不是化學反應，但是放熱的過程；⑤酸堿中和都是放熱反應；⑥碳酸鈣熱分解是吸熱反應；綜上所述放熱反應有①③⑤，故答案為B。【練4】（2021·天津市濱海新區大港太平村中學高一期中）下列反應過程中的能量變化情況符合如圖的是A．酒精的燃燒 B．氫氧化鋇晶體與氯化銨固體反應C．鎂和稀硫酸的反應 D．酸和堿的中和反應【答案】B【分析】根據圖中的能量變化，可知生成物的總能量高于反應物的總能量，其過程是個吸熱反應過程，據此分析解答。【詳解】A．酒精的燃燒是放熱反應，故A不符題意；B．氫氧化鋇晶體與氯化銨固體反應是吸熱反應，故B符合題意；C．鎂和稀硫酸的反應是放熱反應，給C不符合題意；D．酸和堿的中和反應是放熱反應，故D不符合題意；本題答案B。【練5】（2021·北京大興區·高一期末）氫氣和氧氣發生反應的過程，可用如下模型表示(“-”表示化學鍵)，下列說法不正確的是A．過程I是吸熱過程B．該反應為放熱反應C．狀態a的總能量大于狀態d的總能量D．該反應的能量轉化形式只能以熱能的形式進行【答案】D【詳解】A．過程Ⅰ分子化學鍵斷裂形成原子，屬于吸熱過程，選項A正確；B．該反應為氫氣與氧氣反應，屬于燃燒反應，為放熱反應，選項B正確；C．氫氣燃燒放熱，則a的總能量大于d的總能量，選項C正確；D．該反應可通過燃料電池，實現化學能到電能的轉化，不一定只能以熱能的形式進行，選項D不正確；答案選D。【練6】（2021·北京高一學業考試）已知：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，測得反應過程中溶液溫度升高。下列關于該反應的說法中，不正確的是A．屬于吸熱反應B．屬于氧化還原反應C．反應物的總能量高于生成物的總能量D．化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因【答案】A【詳解】A．根據Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，測得反應過程中溶液溫度升高可知該反應屬于放熱反應，故A錯誤；B．該反應中有化合價的變化，屬于氧化還原，故B正確；C．放熱反應中反應物的總能量高于生成物的總能量，故C正確；D．化學鍵的斷裂吸收能量，化學鍵形成放出能量，反應的能量變化由這兩個過程能量變化決定，故D正確；故答案為A。【練7】（2021·湖北高二月考）工業上可采用CH3OHCO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國科研人員通過計算機模擬，研究了在鈀基催化劑表面甲醇制氫的反應歷程如圖所示，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是已知：甲醇(CH3OH)脫氫反應的第一步歷程，有兩種可能的方式：方式I：CH3OH*→CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol-1方式II：CH3OH*→CH*+OHEb=+249.3kJ·mol-1A．CH3OH*→CO*+2H2(g)的ΔH<0B．①②都為O—H鍵的斷裂過程C．由活化能E值推測，甲醇裂解過程主要歷經的方式應為IID．放熱最多階段的化學方程式為CHO*+3H*→CO*+4H*【答案】D【詳解】A.△H=生成物相對能量-反應物相對能量，根據圖示可知生成物的能量比反應物的能量高，因此該反應為吸熱反應，ΔH>0，A錯誤；B.根據圖示可知過程①是斷裂H-O鍵，過程②斷裂的是C-H鍵，B錯誤；C.催化劑能降低反應的活化能，加快反應速率，方式I的活化能低，說明甲醇裂解過程主要經歷方式為I，C錯誤；D.由圖可知CHO*和3H*轉化為CO*和4H*這一步放出熱量最多，反應方程式為：CHO*+3H*→CO*+4H*，D正確；故選D。【練8】（2021·廣西欽州市·高二期末）已知：①2NO2(g)?N2O4(g)△H1<0；②2NO2(g)?N2O4(l)△H2<0；下列能量變化