2021-2022學年高一化學期末復習重點專題突破專題05化學反應中熱量的變化情況判斷與計算方法探究一、化學反應中能量變化的原因在化學反應中，從反應物分子轉變為生成物分子，各原子內部并沒有多少變化，但原子間的結合方式發生了改變。在這個過程中，反應物分子中的化學鍵部分或全部遭到破壞，生成物分子中的新化學鍵形成。物質在化學反應中發生能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂和形成。利用化學鍵的能量變化計算化學反應中的能量變化如下：既可以利用所有化學鍵的鍵能計算具體反應中的能量變化，又可以根據化學反應中的能量變化計算某一個具體的化學鍵的鍵能。計算公式：化學反應中的能量變化值=反應物的總鍵能?生成物的總鍵能。計算出的數值如果為正值，意味著是吸熱反應；計算出的數值如果是負值，意味著是放熱反應。歸納總結化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的根本原因。(1)化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。(2)化學鍵的斷裂吸收能量，化學鍵的形成要放出能量，吸收能量和放出能量的數值不相等就造成了化學反應過程中的能量變化。(3)一個化學反應是吸熱還是放熱，在宏觀上取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小，在微觀上取決于舊化學鍵斷裂所吸收的總能量和新化學鍵形成所放出的總能量的相對大小。二、吸熱反應和放熱反應的判斷1.吸熱反應和放熱反應的比較2.常見的吸熱反應與放熱反應3.吸熱反應和放熱反應的判斷方法E1>E2反應吸收能量(吸熱反應)E1<E2反應放出能量(放熱反應)(1)根據反應物和生成物的總能量的相對大小判斷——決定因素。若反應物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。(2)根據化學鍵斷裂或形成時的能量變化判斷——用于計算。若斷裂反應物中的化學鍵所吸收的總能量小于形成生成物中化學鍵所放出的總能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。(3)根據反應物和生成物的相對穩定性判斷。由不穩定的物質(能量高)生成穩定的物質(能量低)的反應為放熱反應，反之為吸熱反應。(4)根據反應條件判斷。凡是持續加熱才能進行的反應一般是吸熱反應。三、利用圖像進行反應能量變化的計算例如化學反應A2+B22AB的能量變化如圖所示：分析圖中信息，可進行如下計算：斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵吸收xkJ能量；斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量；1molA2和1molB2反應生成2molAB放出的能量為y?xkJ。典例剖析例12C+O2=2CO，2CO+O2=2CO2都是放熱反應。下列說法不正確的是（）A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C．12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D．將一定質量的碳燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多【答案】A【詳解】A.2C+O2=2CO是放熱反應，則12gC和16gO2所具有的總能量一定高于28gCO所具有的總能量，A錯誤；B.2CO+O2

=2CO2

是放熱反應，則56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量，B正確；C.根據C+O2=CO2是放熱反應，則12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量，C正確；D.將一定質量的碳燃燒，完全燃燒生成CO2放出熱量較多，不完全燃燒生成CO放出的熱量較少，D正確；答案選A。例2反應2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)能量變化如圖所示，下列說法正確的是A．因為是分解反應，所以該反應吸熱B．由途徑a變成b改變了反應的熱量變化C．1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量D．該反應說明H2O2(l)比H2O(l)穩定【答案】C【詳解】A．由能量變化圖可知，2H2O2(l)具有的能量大于2H2O(l)和O2(g)具有的總能量，故該反應是放熱反應，故A錯誤；B．途徑a、b的始態與終態相同，則反應的熱效應相同，故途徑改變，反應熱不變，故B錯誤；C．由能量變化圖可知，2molH2O2(l)具有的總能量高于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的總能量，故1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)和0.5molO2(g)具有的總能量，故1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量，故C正確；D．經以上分析，1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量，能量越高，越不穩定，故H2O2(l)沒有H2O(l)穩定，故D錯誤；本題答案C。例3化學反應中不僅有物質變化而且伴隨著能量變化。(1)以下實驗中屬于吸熱反應的是________(填序號)。(2)下圖中，表示放熱反應能量變化的是_______(填字母)。(3)從微觀角度分析化學反應中能量變化的原因：圖中①和②分別為_____________、_____________(填“吸收”或“釋放”)。氫氣與氧氣反應生成1mol水蒸氣時，釋放________kJ能量。(4)當前，很多地區倡導用天然氣替代煤作為家用燃料，根據下表從盡可能多的角度分析其原因是______________________________________。燃料燃燒釋放的能量(每1千克)天然氣55812kJ煤20908kJ【答案】②A吸收放出245相同質量的甲烷和煤相比，甲烷燃燒放出熱量更高；甲烷燃燒充分，燃料利用率高，且污染小；甲烷中不含硫等雜質，不會造成酸雨等環境問題，因此甲烷是國家大力推廣的清潔能源【分析】吸熱反應是反應物總能量小于生成物的總能量，放熱反應是反應物總能量大于生成物的總能量，斷鍵需要吸收能量，形成鍵放出熱量，據此分析；【詳解】(1)①鋅與硫酸反應屬于放熱反應；②檸檬酸和碳酸氫鈉反應屬于吸熱反應；③所有的燃燒都是放熱反應；故②符合題意；(2)放熱反應：反應物總能量高于生成物的總能量，因此表示放熱反應能量變化的是A；(3)①為斷鍵，斷鍵吸收能量，②為形成化學鍵，形成化學鍵放出能量；斷裂1molH2和molO2中的化學鍵吸收的總能量為(436＋249)kJ=685kJ，形成1molH2O中的化學鍵釋放的能量為930kJ，因此生成1molH2O時放出熱量為930kJ－685kJ=245kJ；(4)天然氣主要成分是甲烷，由表中數據可以知道，相同質量的甲烷和煤相比，甲烷燃燒放出熱量更高；而且甲烷中含氫量最高的烴，燃燒充分，燃料利用率高，且污染小；甲烷中不含硫等雜質，不會造成酸雨等環境問題，因此甲烷是國家大力推廣的清潔能源。【點睛】反應式放熱反應還是吸熱反應取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小，如果反應物總能量大于生成物總能量則為放熱反應，反之則為吸熱反應。精選習題1．（2021·湖南長沙市·雅禮中學高一月考）下列說法不正確的是A．化學反應除了生成新物質外，通常還伴隨著能量的變化B．破壞生成物全部化學鍵所需要的能量大于破壞反應物全部化學鍵所需要的能量時，則該反應為吸熱反應C．反應條件是加熱的反應不一定都是吸熱反應D．化學反應放熱還是吸熱，取決于生成物具有的總能量和反應物具有的總能量的相對大小2．已知反應X＋Y=M＋N為吸熱反應，對這個反應的下列說法中正確的是A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B．因為該反應為吸熱反應，故一定要加熱反應才能進行C．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D．X和Y的總能量一定低于M和N的總能量3．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：CO＋2H＋=CO2↑＋H2O4．2C+O2=2CO，2CO+O2=2CO2都是放熱反應。下列說法不正確的是（）A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C．12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D．將一定質量的碳燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多5．下列實驗現象或圖象信息不能充分說明對應的化學反應放熱的是（）選項ABCD反應裝置或圖象實驗現象或圖象信息反應開始后，針筒活塞向右移動反應物總能量大于生成物總能量反應開始后，甲處液面低于乙處液面溫度計的水銀柱不斷上升6．（2021·泉州科技中學高一月考）已知放熱反應：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則下列敘述不正確的是A．該反應中舊鍵斷裂所吸收的能量大于新鍵形成所放出的能量B．該反應放出熱量的多少與反應物的用量有關C．該反應的化學能可以轉化為電能D．反應物的總能量高于生成物的總能量7．NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術，其反應過程與能量關系如圖;研究發現在以Fe2O3為主的催化劑上可能發生的反應過程如下圖，下列說法正確的是()A．脫硝的總反應為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)B．NH3催化還原NO為吸熱反應C．過程1中NH3斷裂非極性鍵D．過程中NO為氧化劑，Fe2+為還原劑8．（2021·浙江高一月考）如圖所示，E1=393.5kJ/mol，E2=395.4kJ/mol。下列說法正確的是A．石墨與金剛石之間的轉化是物理變化B．石墨轉化為金剛石為放熱反應C．石墨的穩定性強于金剛石D．斷裂1mol石墨的化學鍵吸收的能量比斷裂1mol金剛石的化學健吸收的能量少9．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2molH2(g)和1molO2(g)中的化學鍵成為H、O原子，共放出1368kJ能量B．由H、O原子形成2molH2O(g)，共吸收1852kJ能量C．2molH2(g)和1molO2(g)反應生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量D．2molH2(g)和1molO2(g)反應生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量10．生產液晶顯示器的過程中使用的化學清洗劑NF3是一種溫室氣體，其儲存能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大氣中的壽命可長達740年之久，已知鍵能是指斷開1mol化學鍵變為氣態原子時所需要的能量，或形成1mol化學鍵時所釋放的能量。以下是幾種化學鍵的鍵能：化學鍵N≡NF—FN—F鍵能/kJ?mol-1941.7154.8283.0下列說法中正確的是（）A．過程N2(g)→2N(g)放出能量B．過程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量C．反應N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)是吸熱反應D．NF3吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與形成，仍可能發生化學反應11．已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)，如圖是1molH2燃燒的反應過程中能量變化示意圖。請回答下列問題：（1）該反應是______(填“吸熱”或“放熱”)反應。（2）氫氣在氧氣中燃燒，破壞1molH—H鍵吸收Q1kJ的能量，破壞1molO=O鍵吸收Q2kJ的能量，形成1molH—O鍵釋放Q3kJ的能量，則下列關系式正確的是_______。A．2Q1+Q2>4Q3B．2Q1+Q2<4Q3C．Q1+Q2<Q3D．2Q1+Q2=4Q3（3）已知1gH2(g)完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ，且O2(g)中1molO=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ，H2O(g)中1molH—O鍵形成時放出熱量463kJ，則H2(g)中1molH—H鍵斷裂時吸收熱量為_______kJ。12．（2021·泰安市·山東寧陽縣一中高一月考）(1)從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)。已知該反應為放熱反應，下圖能正確表示該反應中能量變化的是_______。從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化，化學鍵的鍵能如下表所示：化學鍵H—HO=OH—O鍵能(kJ·mol-1)436496463則生成1molH2O(g)可以放出熱量_______kJ。(2)下列反應中，屬于放熱反