1、微信公眾號：化學課外 關注公眾號，免費獲得大量化學資源！第一節化學反應與能量變化第1課時化學反應與熱能核心素養發展目標1.知道化學反應可以實現化學能與熱能的轉化，認識吸熱和放熱反應。2.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應。3.認識燃料的燃燒效率、保護環境、開發清潔燃料的必要性和重要性。一、化學反應過程中存在熱量變化1.實驗探究(宏觀辨識)實驗操作實驗現象結論看到有氣泡產生用手觸摸反應后的試管，溫熱用溫度計測得反應后溫度升高該反應產生氣體，放出熱量(1)(2)聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯混合物呈糊狀聞到刺激性氣味用手觸摸杯壁下部，冰涼，用手拿起燒杯，木片與燒杯粘在一起該反應產生NH3和H2O

2、，吸收熱量結論：化學反應中總會伴隨著能量變化，通常主要表現為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。特別提醒：化學反應的能量變化，除轉化為熱能外，還轉化為機械能、光、聲、電等多種能量形式。2.吸熱反應和放熱反應(1)概念把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應。把吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。(2)常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應所有燃燒反應酸堿中和反應大多數化合反應活潑金屬跟水或酸的反應物質的緩慢氧化大多數分解反應CCO2(以C、H2為還原劑的氧化還原反應)Ba(OH)28H2ONH4Cl(固態銨鹽與堿的反應)NaHCO3與鹽酸的反應(1)苛性鈉溶于水放出熱量，該變化為放熱反應()(2)化

3、學反應既有物質變化，又有能量變化()(3)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應，反應過程中所釋放的能量全部轉化為熱能()(4)吸熱反應需要加熱才能進行()(5)火藥爆炸時所釋放的能量包括熱、光、聲、機械能等多種能量形式()答案(1)(2)(3)(4)(5)1.除了用手觸摸和溫度計測量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究過氧化鈉與水反應為放熱反應時，可采取如下兩種方法：(1)、裝置能說明反應為放熱反應的事實是：_；_。(2)產生上述現象的原因是：_。答案(1)滴入水后，中U形管右側液面下降，左側液面上升燒杯中導管口有氣泡冒出(2)過氧化鈉與水反應放熱，錐形瓶內氣體溫度升高，氣壓增大2.根據日常生活

4、和回憶已學化學反應，對下列變化按吸熱或放熱的標準分類：鈉投入水中煅燒石灰石制生石灰食物腐爛炸藥爆炸氫氣在氯氣中燃燒生石灰與水作用制熟石灰碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)硫酸與氫氧化鈉的中和反應氦氣球受熱爆炸(1)屬于放熱反應的有：_(填序號，下同)。(2)屬于吸熱反應的有：_。答案(1)(2)1.將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知()A.NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應B.該反應中，熱能轉化為化學能C.醋酸與NH4HCO3發生了復分解反應，該反應為吸熱反應D.該反應的離子方程式為：COeq oal(2,3)

5、2H=CO2H2O答案B解析醋酸逐漸凝固，溫度下降，可知NH4HCO3與鹽酸的反應為吸熱反應，熱能轉化為化學能儲存在新物質中，B項正確；醋酸與NH4HCO3未接觸，未發生反應，C項錯；D項中HCOeq oal(,3)不能拆。2.下列變化中屬于吸熱反應的是()鋁片與稀鹽酸的反應將膽礬加熱變為白色粉末干冰汽化氯酸鉀分解制氧氣甲烷在氧氣中的燃燒反應A. B. C. D.答案D解析、均為分解反應，屬于物理變化，、為放熱反應。3.把下列物質分別加入裝有水的錐形瓶里，立即塞緊帶U形管的塞子，已知U形管內預先裝有少量水(為使水容易觀察，預先染成紅色)，如圖所示，結果U形管左邊液面升高，則加入的物質可能是()

6、A.NaOH固體 B.濃H2SO4C.NH4NO3晶體 D.Na2O2固體答案C解析U形管左側液面升高，原因只能是錐形瓶內氣體壓強減小，造成壓強減小的因素只能是溫度降低。NaOH固體溶于水、濃H2SO4稀釋溫度均升高，NH4NO3晶體溶于水溫度降低，Na2O2和水反應放熱且有氣體生成。二、化學反應中能量變化的原因1.化學反應中能量變化的原因(微觀探析)(1)化學反應過程(物質變化)(2)化學反應中能量變化的原因化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因。E1E2，反應吸收能量(吸熱反應)；E1E2，反應放出能量(放熱反應)。2.化學反應中能量的決定因素(宏觀辨識)化學反應中能量變化決定于

7、反應物的總能量和生成物總能量的相對大小。放熱反應吸熱反應化學能轉化為熱能熱能轉化為化學能被生成物“儲存”(1)對于一個化學反應來說，當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量，則反應放熱()(2)相同條件下形成1 mol HCl鍵放出的能量與斷開1 mol HCl鍵吸收的能量相等()(3)放出能量越多的化學反應，其生成物的能量越低()(4)有化學鍵的形成，是化學反應的本質特征()(5)伴有能量變化的一定是化學反應()答案(1)(2)(3)(4)(5)1.H2Cl2=2HCl的反應過程如下圖所示：(1)根據上圖填寫下表：化學鍵斷裂或形成1 mol化學鍵時能量變化反應中能量變化ClCl吸收

8、243 kJ共吸收_ kJHH吸收436 kJHCl放出431 kJ共放出_ kJ(2)該反應_(填“放出”或“吸收”)_ kJ熱量。答案(1)679862(2)放出1832.甲烷燃燒要放出熱量，水的分解要吸收能量，試從化學鍵變化的角度分析其原因？答案甲烷燃燒時，形成4 mol HO鍵和2 mol C=O鍵釋放的能量比斷裂4 mol CH鍵和2 mol O=O鍵所吸收的能量高，因此放出熱量。水分解時，斷裂4 mol HO鍵所吸收的能量比形成2 mol HH鍵和1 mol O=O鍵放出的能量高，因此要吸收能量。3.磷元素有多種性質不同的單質，紅磷(結構復雜用“P”表示)和白磷(P4)是磷的兩種同

9、素異形體，充分燃燒之后的產物都是五氧化二磷。25 ，101 kPa下，31 g白磷完全轉化為紅磷，放出11 kJ的熱量，根據以上事實回答下列問題：(1)紅磷轉化為白磷屬于_反應(填“放熱”或“吸熱”)。(2)等質量的紅磷和白磷分別完全燃燒，放出熱量較多的是_(填“白磷”或“紅磷”，下同)。(3)31 g白磷與31 g紅磷的能量較高的是_，二者更穩定的是_。答案(1)吸熱(2)白磷(3)白磷紅磷放熱反應與吸熱反應比較類型比較放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵的關系生成物分子成鍵時

10、釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量圖示1.化學反應的發生必然伴隨能量的轉化，其最根本的原因是()A.化學反應中一定有新物質生成B.化學反應中舊化學鍵的斷裂需要吸收能量，新化學鍵的形成需要放出能量C.化學反應通常需要加熱等條件才能發生D.能量變化是化學反應的基本特征之一答案B解析斷裂舊鍵時，需要吸收一定的能量來克服原子(或離子)間的作用力，形成新鍵時，又要釋放一定的能量，并且吸收和釋放的能量不相等，所以化學反應必然伴隨能量的變化。2.下列說法正確的是()需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應放熱反應在常溫下一定很容易發生反應是放

11、出能量還是吸收能量必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小有的放熱反應加熱到一定溫度引發后，停止加熱反應也能繼續進行A.只有 B.只有C. D.答案A解析加熱才能發生的反應不一定是吸熱反應，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應在常溫下不一定容易發生，如N2與H2合成NH3；反應是放熱還是吸熱取決于反應物、生成物所具有的總能量的相對大小；需要加熱才能發生的放熱反應，如果反應放出的熱量達到反應所需要的熱量，停止加熱反應也能繼續進行，如FeSeq o(=,sup7()FeS。3.硅是太陽能電池的重要材料。工業冶煉純硅的原理是：粗硅冶煉：SiO22Ceq o(=,sup7(高溫)Si2CO。精煉硅：Si3H

12、Cleq o(=,sup7(高溫)SiHCl3H2；SiHCl3H2eq o(=,sup7(高溫)Si3HCl。化學反應與能量變化如圖所示，回答下列問題：(1)是_反應，是_反應，是_反應(填“吸熱”或“放熱”)。(2)反應破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量_(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學鍵所放出的能量。答案(1)吸熱放熱吸熱(2)小于解析(2)因為反應是放熱反應，所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量。三、化學能與熱能相互轉化的應用1.現階段人類獲取熱能的主要途徑是：物質的燃燒，使用最多的常規能源是：化石燃料(煤、石油和天然氣)。2.化石燃料獲取能量面

13、臨的問題(1)儲量有限，短期內不可再生。(2)影響環境：煤、石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。3.節能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。(2)能量利用階段提高能源的利用率。(3)開發使用新能源，目前人們比較關注的新能源有太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。能源是經濟增長與社會發展的重要物質基礎，某研究人員對世界一次能源替代趨勢曾作如下預測：(1)上圖化石能源中屬于較清潔的能源的是_。(2)下圖是氫能的制備及利用的途徑之一涉及能量轉化方式有_。(填代號)a.光能化學能b.電能化學能c.化學能電能與汽油相比，氫氣作為燃料的優點是_(至少答出兩點)

14、。(3)“開源節流”是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節流”的是_(填字母)。a.大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求c.開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料d.減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生答案(1)天然氣(2)ac污染小、可再生、資源豐富(合理即可)(3)acd1.(2019淮南二模)液態儲氫技術就是在常溫常壓下將氫氣融入到一種化合物“儲油”中，形成“氫油”，便于儲存和運輸。下列有關說法錯誤的是()A.“氫油”不穩定B.氫能源屬于可再生能源C.該技術實現了常

15、溫常壓下儲氫技術的新突破D.液態儲氫項目有利于發展氫能源電動機，從而帶來新能源汽車的升級答案A解析“氫油”便于儲存和運輸，說明比較穩定，故A錯誤；氫氣燃燒生成水，水分解又生成氫氣，故屬于可再生能源，故B正確；常溫常壓下可以將氫氣融入到一種化合物“儲油”中，故該技術實現了常溫常壓下儲氫技術的新突破，故C正確；液態儲氫解決了氫能儲存難、運輸難的問題，能實現氫能的廣泛應用，故有利于發展氫能源電動機，從而帶來新能源汽車的升級，故D正確。2.(2019諸暨市校級期中)下列有關新能源的說法不正確的是()A.綠色植物通過光合作用，將光能轉化為化學能B.風能、太陽能是清潔能源C.氫能還未進入實用階段的主要原因

16、是其燃燒所放熱量低于相同質量的礦物燃料D.共享單車利用太陽能發電完成衛星定位，有利于節能環保答案C課時對點練A組基礎對點練題組一化學能與熱能的相互轉化1.下列說法不正確的是()A.化學反應除了生成新物質外，還伴隨著能量的變化B.放熱反應不需加熱就能發生C.需要加熱才能發生的反應不一定是吸熱反應D.化學反應是放熱還是吸熱取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對高低答案B解析化學反應在發生物質變化的同時還一定伴隨著能量的變化，故A正確；放熱反應有的需加熱，有的不需加熱，如鋁熱反應是放熱反應，但需要加熱，故B錯誤，C正確；反應放熱或吸熱由反應物和生成物總能量的相對高低決定，故D正確。2.(2019東

17、安區校級月考)下列變化過程，屬于放熱反應的是()液態水變成水蒸氣Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應Al與Fe3O4高溫下反應固體NaOH溶于水H2在Cl2中燃燒食物腐敗A. B.C. D.答案D解析、不是化學反應，是吸熱反應。題組二化學反應中能量變化的原因3.已知反應AB=CD的能量變化如圖所示，下列敘述正確的是()A.該反應為放熱反應B.該反應為吸熱反應C.反應物的總能量高于生成物的總能量D.該反應只有在加熱條件下才能進行答案B解析由圖像可知，反應物能量低，生成物能量高，則該反應為吸熱反應。4.化學反應常常伴隨能量的變化，以下是H2與Cl2反應的能量變化示意圖，下列說法正確的是()A.

18、氯化氫分子的電子式：B.該反應既是氧化還原反應又是放熱反應C.形成1 mol HCl鍵要吸收431 kJ的能量D.反應物斷鍵時吸收的能量大于產物形成化學鍵時釋放的能量答案B解析HCl是共價化合物，故A項電子式錯；形成化學鍵要放出能量，C項錯；通過計算判斷放出的能量大于吸收的能量，該反應為放熱反應，D項錯，B正確。5.已知2SO2O2eq o(,sup7(催化劑)2SO3為放熱反應，對該反應的下列說法正確的是()A.O2的能量一定高于SO2的能量B.SO2和O2的總能量一定高于SO3的總能量C.SO2的能量一定高于SO3的能量D.因該反應為放熱反應，故不必加熱就可發生答案B解析判斷一個反應是放熱

19、反應還是吸熱反應，關鍵看反應物的總能量與生成物的總能量的差值。如果反應物的總能量高于生成物的總能量，反應放熱，B項正確；A項和C項錯誤，都沒有考查總能量差；放熱反應只表明反應物總能量比生成物總能量高，而加熱是反應的條件，兩者無必然聯系，許多放熱反應也必須加熱才能開始進行，D項錯誤。題組三能源及能源的開發利用6.近年來，全球氣候變暖給人類生存和發展帶來了嚴峻的挑戰，在此背景下，“新能源”“低碳”“節能減排”“吃干榨盡”等概念愈來愈受到人們的重視。下列有關說法不正確的是()A.太陽能、地熱能、生物質能和核聚變能均屬于“新能源”B.“低碳”是指采用含碳量低的烴類作為燃料C.如圖甲烷經一氯甲烷生成低碳

20、烯烴的途徑體現了“節能減排”思想D.讓煤變成合成氣，把煤“吃干榨盡”，實現了煤的清潔、高效利用答案B解析太陽能、地熱能、生物質能和核聚變能均屬于“新能源”，故A正確；“低碳經濟”是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，低碳就是指控制二氧化碳的排放量，故B錯誤；從圖示可知，氯化氫循環利用，排出的水無污染，符合“節能減排”思想，故C正確；讓煤變成合成氣，能提高能源利用率，節能減排，故D正確。題組四化學能與熱能的轉化7.如圖所示，把試管放入盛有25 飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再滴入5 mL稀鹽酸。回答下列問題：(1)實驗中觀察到的現象是_。(2)產生上述現象的原因是_。(3)

21、寫出有關反應的離子方程式：_。(4)由實驗推知，MgCl2溶液和H2的總能量_(填“大于”“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。答案(1)鎂片上有大量氣泡產生，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變渾濁(2)鎂與鹽酸反應生成氫氣，且該反應放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小，故有固體析出(3)Mg2H=Mg2H2、Ca22OH=Ca(OH)2(4)小于解析(1)鎂和鹽酸劇烈反應，可觀察到產生大量氣體，反應放出熱量使飽和溶液溫度升高，析出固體溶質，觀察到溶液變渾燭。(3)鎂與鹽酸發生置換反應，生成氯化鎂和氫氣，反應的離子方程式為：Mg2H=Mg2H2，析出固體的離子方程式為：Ca22OH=Ca(O

22、H)2。(4)當反應物的總能量高于生成物的總能量時，反應是放熱反應，則MgCl2溶液和H2的總能量小于鎂片和鹽酸的總能量。B組綜合強化練1.北京奧運會開幕式時李寧點燃的奧運火炬采用的是環保型燃料丙烷，其燃燒時發生反應的化學方程式為C3H85O2eq o(,sup7(點燃)3CO24H2O。下列說法中不正確的是()A.火炬燃燒時化學能只轉化為熱能B.所有的燃燒反應都會釋放熱量C.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的總能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的總能量D.丙烷完全燃燒的產物對環境無污染，故丙烷為環保型燃料答案A解析火炬燃燒時還有化學能與光能的轉化，A錯；燃燒都是

23、放熱反應，B正確；因為丙烷燃燒為放熱反應，所以據反應的化學方程式可知，C正確；丙烷完全燃燒時產物為CO2與H2O，故對環境無污染，D正確。2.氫氣在氯氣中燃燒產生蒼白色火焰。在反應過程中，破壞1 mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol氯氣中的化學鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol氯化氫中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關系式中正確的是()A.Q1Q2Q3C.Q1Q22Q3答案A解析由于Cl2和H2反應生成HCl要放出熱量，所以Q1Q22Q3。3.已知斷開1 mol HH鍵吸收的能量為436 kJ，形成1 mol HN鍵放出的能量為391 kJ，根據化學方程式N23

24、H2eq o(,sup7(高溫、高壓),sdo5(催化劑)2NH3，反應完1 mol N2放出的能量為92.4 kJ，則斷開1 mol NN鍵需吸收的能量是()A.431 kJ B.945.6 kJ C.649 kJ D.869 kJ答案B解析設斷開1 mol NN鍵需吸收的能量為x，根據反應放出的能量形成新鍵放出的能量斷開舊鍵吸收的能量，代入數據：92.4 kJ6391 kJ3436 kJx，x945.6 kJ。4.根據下列信息判斷氫氣燃燒生成水時的熱量變化，其中一定正確的是()A.H2O分解為H2與O2時放出熱量B.生成1 mol H2O時吸收熱量245 kJC.甲、乙、丙中物質所具有的總

25、能量大小關系為乙甲丙D.氫氣和氧氣的總能量小于水的能量答案C解析根據能量變化可知，1 mol H2與eq f(1,2) mol O2斷鍵時吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃燒生成H2O的反應是放熱反應，則H2O的分解是吸熱反應。5.如圖為反應2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的能量變化示意圖，下列說法正確的是()A.拆開2 mol H2(g)和1 mol O2(g)中的化學鍵成為H、O原子，共放出1 368 kJ能量B.由H、O原子形成2 mol H2O(g)，共吸收1 852 kJ能量C.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反應生成2

26、 mol H2O(l)，共吸收484 kJ能量D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反應生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量答案D解析拆化學鍵吸收能量，故A錯誤；形成化學鍵放出能量，故B錯誤；依據圖像數據分析計算，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反應生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量，故C錯誤，D正確。6.下表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根據上述數據回答下列問題：(1)下列物質本身具有的能量最低的是_(填字母，下同)。A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2(2)下列氫化物中最穩定的是_。A.HCl B.HBr C.HI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸熱反應還是放熱反應？_。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是_。答案(1)A(2)A(3)放熱反應(4)Cl2解析(