第二单元 化学反应中的能量教学设计第一课时

第二单元

化学反应中的热量

[课标要求] 1．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

2．知道吸热反应和放热反应的涵义和常见的放热反应、吸热反应。

3．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

1．吸热反应和放热反应：

吸收热量的化学反应叫吸热反应，有热量放出的化学反应叫放热反应。

2．反应吸热或放热的原因：

(1)微观上：断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同，若前者大为吸热反应，后者大为放热反应；

(2)宏观上：反应物的总能量与生成物的总能量不同，若前者小于后者为吸热反应，前者大于后者为放热反应。

3．常见的放热反应和吸热反应：

(1)放热反应：①燃烧

②中和反应

③活泼金属与H2O或酸的反应

④大多数化合反应。

(2)吸热反应：①CO、H2还原金属氧化物的反应

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

③大多数分解反应。

4．书写热化学方程式的“三步骤”：

(1)写出配平的化学方程式；

(2)标明物质的状态；

(3)计算并写出对应的反应热ΔH。

化学反应中的热量变化

1．化学反应中的能量变化

(1)化学反应的基本特征

都有新物质生成，常伴随着能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。

①能量的变化主要表现为热量的放出或吸收。

1

②在化学反应中，反应前后能量守恒。

(2)反应热

①含义：在化学反应中放出或吸收的热量通常叫做反应热。

②符号与单位：反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ·mol。

2．放热反应与吸热反应

(1)化学能与热能转化的实验探究

①镁与盐酸反应

实验操作

实验现象

产生大量气泡、温度计指示温度升高

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应

实验操作

实验现象

a.有刺激性气味气体产生b.用手摸烧杯底部有冰凉感觉

c.用手拿起烧杯，玻璃片

黏结到烧杯的底部

d.烧杯内反应物成糊状

由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。

(2)放热反应：有热量放出的化学反应；

吸热反应：吸收热量的化学反应。

[特别提醒] 需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应]。

3．化学反应中能量变化的原因

(1)从化学键角度分析化学反应中的能量变化

①请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？

实验结论

化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量

实验结论

镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H===Mg＋H2↑，该反应放出热量

＋2＋－1

从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分

2

子中新键形成放出能量。

1断裂1 mol H2和 mol O2中化学键吸收的能量总和为436_kJ＋249_kJ＝685_kJ。

2形成1 mol H2O中的共价键释放的能量为930_kJ。

因此反应放出的能量大于(填“大于”或“小于”)吸收的能量，故该反应放出能量。

②化学反应中的能量变化可以用右图形象地表示出来：

a．若E1>E2，反应吸收能量；

b．若E1

(2)从物质总能量高低角度分析化学反应中的能量变化

①从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。

②物质总能量与化学反应能量变化的关系：

a．图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应释放能量；

b．图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。

1．化学反应的本质是什么？断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么关系？

提示：化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。

2．已知下列物质的键能：

3

键能/(kJ·mol)

－1H—H 436.4 Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8 对于反应：H2＋Cl2===2HCl，若生成2 mol HCl，反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少？形成化学键共放出的能量是多少？依据以上两个数据判断该反应是放出还是吸收能量，并确定放出或吸收能量的多少？

提示：反应过程中断裂化学键共吸收的能量是436.4 kJ＋242.7 kJ＝679.1 kJ，形成化学键共放出的能量是431.8 kJ×2＝863.6 kJ，由于863.6＞679.1，故该反应放出能量，放出的能量为863.6 kJ－679.1 kJ＝184.5 kJ。

1．放热反应与吸热反应的比较

类型

比较

概念

形成原因

与断键、成键中能量变化关系

放热反应

有热量放出的化学反应，放热反应的ΔH为“－”或ΔH<0 反应物的总能量>生成物的总能量

断键吸收的总能量<成键放出的总能量

吸热反应

吸收热量的化学反应，吸热反应的ΔH为“＋”或ΔH>0 反应物的总能量<生成物的总能量

断键吸收的总能量>成键放出的总能量

图示

4

①绝大多数化合反应，如CaO＋H2O===Ca(OH)2

点燃②所有的燃烧反应，如CH4＋2O2=====CO2＋2H2O ③酸碱中和反应，如NaOH＋实例

HCl===NaCl＋H2O ④活泼金属与酸或水的反应，如2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑤部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等

2.注意事项

(1)并非所有的分解反应都为吸热反应，如双氧水的分解为放热反应。

△(2)并非所有的化合反应都为放热反应，如CO2＋C=====2CO为吸热反应。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应(

) (2)断裂化学键释放出能量而生成新化学键则吸收能量(

) (3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量(

) (4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程(

) 答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

2．下列变化一定是放热的化学反应的是(

) A．H2O(g)===H2O(l) B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应

D．能量变化如图所示的化学反应

①绝大多数分解反应，如高温CaCO3=====CaO＋CO2↑

②铵盐与碱的反应，如

2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③以C、CO和H2为还原剂的氧化高温还原反应，如C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)

解析：选D A项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应为分解反应，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，不能判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。

5

热化学方程式

1．概念

表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。

2．意义

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

3．实例

8 g CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出445 kJ的热量，则反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol。

氢气在氧气中燃烧的热量变化，可用下列热化学方程式分别表示：

①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol

1②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) 2ΔH＝－285.8 kJ·mol

1③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) 2ΔH＝－241.8 kJ·mol

[问题思考] 点燃1．①与化学方程式2H2＋O2=====2H2O相比较，有何特点？

提示：注明了反应物、生成物的状态；在化学方程式的右边注明了反应热ΔH的正负、数值和单位。

2．①与②相比较，ΔH不同的原因是什么？

提示：化学计量数不同，参加反应H2的物质的量不同，ΔH不同。

3．②和③相比较，ΔH不同的原因是什么？

提示：参加反应H2的物质的量相同，生成H2O的状态不同，ΔH不同。

4．③表示的意义是什么？

1提示：在一定条件下，1 mol氢气与 mol氧气完全反应，生成1 mol气态水放出241.8 2kJ的热量。

1．书写热化学方程式的“三步骤”

6 －1－1－1－1

2．理解热化学方程式的“四注意”

(1)反应条件

书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件，一般情况下ΔH是在25 ℃、1.01×10

Pa下测定的，可不注明温度和压强。

(2)能量变化

ΔH表明反应放出或吸收的能量，ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。若为放热反应，ΔH<0；若为吸热反应，ΔH>0。ΔH的单位一般为kJ·mol。

(3)物质状态

反应物和生成物的聚集状态不同，ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不标“↑”和“↓”。

(4)化学计量数

热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数，且ΔH与化学计量数对应成比例。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.6 kJ(

) (2)2CO＋O2===2CO2

ΔH＝－565.2 kJ·mol(

) (3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝889.6 kJ·mol(

) (4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.5 kJ·mol(

) 解析：ΔH的单位是kJ·mol，(1)错误；热化学方程式必须注明物质的状态，(2)错误；CH4燃烧为放热反应，ΔH<0，(3)错误；(4)正确。

答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

2．请写出298 K 101 kPa时，下列反应的热化学方程式。

(1)1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，吸热131.5 kJ：____________。

(2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ：______________________________ ________________________________________________________________________。

－1－1－1－1－15

7

解析：(1)物质反应中的热量变化与能量变化相对应。1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，吸热131.5 kJ，则该反应的热化学方程式是C(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol。(2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ，则反应的热化学方程式是3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.8 kJ·mol。

答案：(1)C(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol

(2)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.8 kJ·mol

[方法技巧] 判断热化学方程式正误的方法——“四看法”

(1)看各物质的聚集状态是否正确。

(2)看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确。

(3)看ΔH的单位是否正确。

(4)看ΔH数值与化学计量数是否相对应。

燃料燃烧释放的热量

1．热值

已知下列几种燃料的热值：

物质

热值/(kJ·g1－－1－1－1－1天然气

56 焦炭

33 氢气

143 乙醇

30 ) 其热化学方程式分别为：

①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－396 kJ·mol

②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－896 kJ·mol

1－1③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－286 kJ·mol

2④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 380 kJ·mol

(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是④>②>①>③。

(2)完全燃烧等质量的上述物质，放出热量的大小顺序是③>①>②>④。

(3)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。

8 －1－1－1

(4)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJ·g。

2．以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题

(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。

(2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。

(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。

(4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。

1．煤、石油、天然气是可再生能源吗？

提示：是不可再生能源。

2．氢气作为一种新型能源，未来发展潜力很大，请分析H2作为新型能源有哪些优点？

提示：①生产H2的原料来源广(如水)；

②H2的热值高，即单位质量的H2完全燃烧放出的热量多；

③H2的燃烧产物是水，无污染。

3．可燃物燃烧必须具备的条件是什么？

提示：一是温度达到着火点以上；二是可燃物与O2充分接触。

1．燃料燃烧释放的热量

(1)特点

质量相同的不同燃料，由于它们的热值不同，完全燃烧后放出的热量不相同。

(2)计算方法

燃料燃烧放出的热量＝形成生成物中的化学键放出的总能量－断裂反应物中的化学键吸收的总能量。

2．提高燃料的使用效率

(1)当今世界上使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。

(2)化石燃料需亟待解决的问题

－1

(3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向

9

①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施；

②防止燃料燃烧造成的环境污染；

③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料；

④开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。

1．下列说法不正确的是(

) ①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧

②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体

③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好

④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低

A．①④

C．②③

B．②③④

D．①③④

解析：选A 化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气或氧气要适当过量，①不正确；固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④不正确。

高温、高压2．已知反应N2(g)＋3H2(g)催化剂2NH3(g)，有关物质的化学键键能(拆开1 mol化学键所需要的能量)如下：

化学键

键能/(kJ·mol1－NN 945.0 N—H 391.0 H—H 436.0 )

计算该反应生成2 mol NH3时吸收或放出的热量是多少？

解析：旧键断裂需要吸收的能量：Q吸＝E(N≡N)＋3×E(H—H)＝945.0 kJ·mol＋3×436.0 kJ·mol＝2 253.0 kJ·mol。因为1 mol NH3中含有3 mol N—H键，化学反应中生成2 mol NH3，共含有6 mol N—H键，所以新键形成放出的能量：Q放＝6E(N—H)＝6×391.0 kJ·mol＝2 346.0 kJ·mol，Q吸

答案：放出93.0 kJ的热量

－1－1－1－1－1－1－1－1[三级训练·节节过关]

10

1．下列说法正确的是(

) A．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C．放热反应在常温下一定很容易发生

D．反应是吸热还是放热必须看旧键断裂时吸收能量和新键形成时释放能量的相对大小

解析：选D A项，化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，但不一定就只有热量变化，有时有电能、光能产生，错误；B项，任何反应都需要在一定条件下才能反应，需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，错误；C项，放热反应在常温下也不一定很容易发生，错误；D项，化学反应是原子重新组合的过程，化学反应吸热还是放热必须看旧键断裂时吸收能量和新键形成时释放能量的相对大小，正确。

2．下列属于氧化还原反应，且为吸热反应的是(

) A．CaO＋H2O===Ca(OH)2

高温B．C＋H2O=====

CO＋H2

C．Zn＋2H===Zn＋H2↑

D．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O 解析：选B CaO＋H2O===Ca(OH)2和2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O为非氧化还原反应；Zn＋2H===Zn＋H2↑是放热的氧化还原反应；C＋H2O===CO＋H2是吸热的氧化还原反应。

3．下列图示变化为吸热反应的是(

) ＋2＋＋2＋

解析：选A A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水要放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是放热反应。

4．已知充分燃烧a

g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(

) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2b

kJ·mol

B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2b

kJ·mol

C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4b

kJ·mol

D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝b

kJ·mol

解析：选C 由于乙炔(C2H2)分子中含有2个C原子，所以若产生1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b

kJ，则燃烧的乙炔的物质的量是0.5 mol。所以乙炔燃烧的热化学－1－1－1－1

11

方程式是2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b

kJ·mol。

5.(1)20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是

(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量

(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。

(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。

①该反应

(填“是”或“不是”)吸热反应。

②石墨和金刚石相比，

能量高，

更稳定。

③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧，

放出的热量多。

解析：(1)根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热；(2)1 mol石墨转化为金刚石吸收1.9 kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。

答案：(1)放热

大于

(2)①是

②金刚石

石墨

③金刚石

1．下列变化过程需要吸收能量的是(

) A．氢气球发生爆炸

B．向污染的河水中投放生石灰

C.

D.

解析：选D 氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量，断裂化学键时需要吸收能量。

2．下列说法中正确的是(

) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应

C．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0 D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关

解析：选C 化学反应过程中，既有物质的变化，又有能量的变化，A错误；B项反应为放热反应，错误；ΔH的大小与化学计量数对应成正比，D错误。

12 －1

3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(

) A．氢氧化钠溶液与稀盐酸混合

B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌

C．乙醇燃烧

D．锌与稀硫酸的反应

解析：选B 生成物的总能量高于反应物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。

4．下图为某化学反应的能量—反应进程图，由此可判断该反应(

)

A．为放热反应

C．属于燃烧反应 B．为吸热反应

D．属于中和反应

解析：选B 由图像可知，该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。

5．热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol中，化学式前面的化学计量数表示(

) A．分子数 C．质量 B．体积

D．物质的量

－1解析：选D 热化学方程式中，化学式前面的化学计量数表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。

6．已知2SO2＋O23为放热反应，对该反应的下列说法正确的是(

) A．O2的能量一定高于SO2的能量

B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量

C．SO2的能量一定高于SO3的能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

解析：选B 反应2SO2＋O2===2SO3为放热反应，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，A错误，B正确，C错误；反应放热或吸热与反应是否需要加热没有必然联系，D错误。

7．下列热化学方程式书写正确的是(

) A．2SO2＋O2===2SO3

ΔH＝－196.6 kJ·mol

B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－517.6 kJ·mol

－1－1

13

C．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝393.5 kJ·mol

解析：选B A项，未注明物质状态，错误；B项正确；C项，ΔH的单位是kJ·mol，错误；D项，C(s)＋O2(g)===CO2(g)是放热反应，ΔH<0，错误。

8．已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表：

断裂或生成的化学键

断裂1 mol H2分子中的化学键

断裂1 mol I2分子中的化学键

形成1 mol HI分子中的化学键

对于反应：H2＋I2===2HI，下列说法正确的是(

) A．该反应为放热反应

B．该反应中反应物总能量低于生成物总能量

C．HI分子中的化学键比H2分子中的化学键更牢固

D．无法判断

解析：选A A项，断键吸收的能量总和为Q吸＝436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，成键放出的能量总和Q放＝2×299 kJ＝598 kJ，Q吸

9．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下图：

能量数据

吸收能量436 kJ 吸收能量151 kJ 释放能量299 kJ －1－1

体系(反应前)体系(反应后) (1)若E1>E2，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)若E1

解析：当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反应后体系的能量降低；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应后体系的能量升高。

答案：(1)降低

放热

(2)升高

吸热

10．甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃。

(1)甲硅烷中含有的化学键是________，其在固态时属于__________晶体。

(2)已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和液态水放出热量44.6 kJ，则其热化学方程

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式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)甲硅烷是非金属和非金属形成的化合物，属于共价化合物，其中只含共价键，在固态时依靠分子间作用力结合成分子晶体。

(2)1 mol SiH4完全燃烧，生成液态水放出的热量为44.6 kJ·g×32 g＝1 427.2 kJ。因此热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol。

答案：(1)共价键

分子

(2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol

1.有下列物质：①NaOH固体；②浓硫酸；③NH4NO3晶体；④CaO固体。现将它们分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内滴有红墨水的液面呈现如图所示状态，判断加入的物质可能是(

) A．①②③④

C．②③④

B．①②④

D．①②③

－1－1－1解析：选B U形管内右侧液面高于左侧，说明锥形瓶中气体受热膨胀，NaOH固体、浓硫酸溶于水放热，NH4NO3晶体溶于水吸热，CaO与水反应放热。

2.下列反应或过程中能量的变化如图所示的是(

) A．H＋H―→H—H B．2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O C．Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑

D．H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O 解析：选B 图像中，生成物的总能量大于反应物的总能量，说明是吸热反应或吸热过程。A项，属于形成化学键，过程中放出能量，错误；B项，属于铵盐和碱的反应，是吸热反应，正确；C项，属于金属与酸的反应，是放热反应，错误；D项，属于酸碱中和反应，是放热反应，错误。

3．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol表示(

) A．炭和水反应吸收131.3 kJ能量

B．1 mol炭和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量

C．1 mol固态炭和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3 kJ D．1个固态炭原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ

15 －1

解析：选C 热化学方程式的含义是1 mol固体炭与1 mol水蒸气完全反应生成CO气体和H2时，吸收131.3 kJ的热量。

4．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中能量变化的示意图是(

)

解析：选B 氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物断键先吸收能量，能量增大，然后形成化学键时放出能量，能量降低。

5.如右图所示，对A生成C的反应，下列所得结论正确的是(

) A．该反应为吸热反应

B．该反应进行时，一定有能量放出

C．A物质比C物质稳定

D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行

解析：选B 据图可知，反应物A的能量高于生成物C的能量，为放热反应，反应进行时，一定有能量放出，A错误，B正确；A物质的能量高于C，则A不如C稳定，C错误；放热反应并不一定很容易进行，

也可能需要加热，D错误。

6．1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，该反应的热化学方程式正确的是(

) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－142.9 kJ·mol

B．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol

C．2H2＋O2===2H2O ΔH＝－571.6 kJ·mol

D．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8 kJ·mol

解析：选B 1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，则1 mol氢气燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol；C中没有注明状态，D中水应是液态。

7．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(

) －1－1－1－1－1－1

A．该反应是吸热反应

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B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键共放出x kJ能量

C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量

D．2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的总能量

解析：选C A项，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，错误；B项，断键时吸收能量，所以断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键应吸收x kJ能量，错误；C项，据图可知，断裂2 mol A—B键成为2 mol A和2 mol B吸收y kJ能量，正确；D项，2 mol AB的总能量小于1 mol A2和1 mol B2的总能量，错误。

8．化学反应中的能量变化是由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：

下列说法中正确的是(

) A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJ B．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO C．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量

D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

解析：选C A项，1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应，产生2 mol气态NO时，断键吸收能量Q吸＝946 kJ＋498 kJ＝1 444 kJ，成键放出能量Q放＝2×632 kJ＝1 264 kJ，Q吸>Q放，反应吸收能量，吸收的能量为Q吸－Q放＝180 kJ，错误；B项，通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO，错误；C项，由于反应吸热，所以反应物1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，正确；D项，NO是一种不成盐氧化物，不能与NaOH溶液反应生成盐和水，错误。

9．如图是某同学设计的放热反应的观察装置。

其实验操作步骤如下：

①按图所示将实验装置连接好；

②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；

③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。

试回答：

17

(1)实验前必须进行的一步实验操作是_______________________________________。

(2)实验中观察到的现象是__________________________________________________。

(3)实验中发生反应的化学方程式：____________________________________________。

(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：_________________________。

(5)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？________(填“能”或“否”)。

解析：(1)由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应，所以实验装置要密封，为了确定装置是否密封，实验前要检查装置气密性。(2)由于氧化钙和水的反应是放热反应，反应时试管内温度升高，气体压强增大，导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2。(4)氧化钙和水的反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故CaO和H2O的总能量大于Ca(OH)2的总能量。(5)由于氯化钠和水不反应，混合时能量变化不明显，试管内气体压强变化不明显，故看不到相同的现象。

答案：(1)检查装置的气密性

(2)U形管液面左低右高

(3)CaO＋H2O===Ca(OH)2

(4)CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2的总能量

(5)否

10．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知：0.4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，并放出256.65 kJ的热量。

(1)该反应的热化学方程式为________________________________________________。

(2)又已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol，则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________。

(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。

解析：(1)当有1 mol液态肼和双氧水反应生成氮气和水蒸气时，放出的热量为：256.65 kJ×1 mol÷0.4 mol＝641.625 kJ，所以，ΔH＝－641.625 kJ·mol，热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.625 kJ·mol。

(2)16 g液态肼为0.5 mol，当反应后生成的水为液态时，放出的总热量为：641.625 kJ÷2＋44 kJ×2≈408.8 kJ。(3)燃料反应后的生成物是水和氮气，不对环境造成污染。

答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.625 kJ·mol

(2)408.8 kJ (3)燃料反应后的生成物是水和氮气，不对环境造成污染

－1－1－1－1

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