31化学反应与能量——化学能与热能

年 级
高一
学 科
化学
版 本
人教实验版
内容标题
化学反应与能量——化学能与热能
编稿老师
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
化学反应与能量——化学能与热能
二. 重点、难点
1. 化学反应中能量变化的主要原因以及化学能转化为热能的重大意义是本节课的重点。
2. 从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化是本节的难点。
三. 具体内容
（一）化学键与化学反应中能量变化的关系
1. 化学变化的实质
2. 化学键变化与能量变化间的定量关系
3. 键参数与反应热
（1）键能、键长与键角
（2）物质的稳定性
（3）反应热与化学键的关系
4. 化学变化中能量变化的主要原因
5. 反应吸收或放出能量的判断
（二）化学能与热能的相互转化
1. 质量守恒定律
2. 能量守恒定律
3. 放热反应和吸热反应
4. 实验现象和结论
5. 中和热的知识
6. 常见放热反应和吸热反应
7. 化学反应吸热和放热的原因
8. 影响吸热、放热多少的因素
（三）生物体中的能量转化
（四）燃料的充分燃烧
1. 燃料燃烧的条件
2. 燃料充分燃烧的条件
3. 环境保护
（五）能源的分类和新能源
（六）社会发展与能源利用
【典型例题】
[例1] H—H键的键能是436kJ·mol－1，I—I键的键能是151 kJ·mol－1，H—I键的键能是299 kJ·mol－1。则H2（g）+I2（g）2HI（g）的反应不是（ ）
A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 化合反应 D. 可逆反应
答案：A
解析：会分析反应过程中能量的变化情况。
[例2] 下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量
物质
Cl2　
Br2　
I2　
HCl　
HBr　
HI　
H2　
能量（KJ）
243
193
151
432
366
298
436
（1）下列物质本身具有的能量最低的是（ ）
A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2
（2）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是______。
（3）若无上表的数据，你能正确回答出问题（2）吗？
答案：A；氯气；能，生成物越稳定，放出的热量越多。在HX中，HCl最稳定。
解析：考察利用化合键的合成和拆开所需要的能量进行判断。
[例3] 硝化甘油（C3H5N3O9）分解时产物为N2、CO2、O2和H2O，已知20℃时，2.27g硝化甘油分解放出热量15.4KJ，则每生成1mol常温下气体放出的热量为______KJ。
答案：324
解析：考察信息问题的化学方程式的书写和能量的计算。
[例4] 已知化学反应2C（s）+O2（g）2CO（g）、2CO（g）+O2（g）2CO2（g）都是放热反应。下列说法中不正确的是（ ）
A. 12g C所具有的能量一定高于28g CO所具有的能量
B. 56g CO和32g O2所具有的总能量大于88g CO2所具有的总能量
C. 12g C和32g O2所具有的总能量大于44g CO2所具有的总能量
D. 将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
答案：A
解析：考察一个反应的分步判断和综合判断比较。

[例5] 下列变化中属于吸热反应的是（ ）
① 液态水汽化；② 将胆矾加热变为白色粉末；③ 浓硫酸稀释；④ 氯酸钾分解制氧气；⑤ 生石灰跟水反应生成熟石灰
A. ①④ B. ②③ C. ①④⑤ D. ②④
答案：D
解析：将放热过程和放热反应区分开。
[例6] 如图，把试管小心的放入盛有（20℃）碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴加5mL浓醋酸于试管中。回答：
（1）实验中观察到的现象_________；
（2） 产生上述现象的原因_________。
答案：镁片上有大量气泡冒出，镁片逐渐溶解，烧杯中液体放出气泡的速度加快；醋酸与镁反应是放热反应，碳酸饮料中CO2气体在水中的溶解度随温度升高而减小，故烧杯中的液体放出气泡的速度加快。
解析：考察实验的连锁现象。
[例7] 从化学键的角度看，化学反应的实质是“旧化学键的断裂和新化学键的形成”，下列变化中既有旧化学键断裂，又有新化学键形成的是（ ）
A. 酒精溶于水 B. 二氧化碳变成干冰
C. 氯化钠受热熔化 D. CaO作为干燥剂吸水
答案：D
解析：掌握化学键的变化和化学变化的联系。
[例8] 已知在高温、高压、催化剂作用下，石墨可转化为金刚石，并吸收1.9KJ/mol的热量。（1）石墨和金刚石哪种单质更稳定____；（2）试推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧，____放出的热量多。
答案：石墨；金刚石
解析：用热量的放出或吸收推断物质的性质。
【模拟试题】
1. 下列关于化学反应的说法正确的是（ ）
A. 化学反应的特征是有新物质生成
B. 有新物质生成一定是发生了化学变化
C. 化学反应的特征是伴随能量的变化
D. 化学反应过程中一定有热量释放出来
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C. 任何放热反应在常温下一定能发生反应
D. 反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热
3. 下列过程一定释放出能量的是（ ）
A. 化合反应 B. 分解反应
C. 分子拆成原子 D. 原子组成分子
4. 在相同温度和压强下，将32g硫分别在纯氧和空气中完全燃烧，设前者放热为Q1，后者放热为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的是（ ）
A. Q1=Q2 B. Q1＞Q2 C. Q1＜Q2 D. 无法判断
5. 吸收能量的反应一定是（ ）
A. 贮存能量
B. 释放能量
C. 反应物的稳定性大于生成物的稳定性
D. 原子得到电子的反应
6. 下列能源是通过化学反应获得的是（ ）
A. 太阳能 B. 潮汐能 C. 风能 D. 生物能
7. 下列属于放热反应的是（ ）
A. Al+稀HCl
B. ·8H2O+NH4Cl（固体）
C. KClO3受热分解
D. CaO+H2O
8. 1.00L 1.00mol/L的H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L的NaOH溶液完全反应，放出114.6KJ的热量，有人由此得出强酸与强碱反应的中和热为114.6KJ，这种结论是否正确，为什么？
9. 航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的化合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式为：
2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑+Q，下列叙述中错误的是（ ）
A. 上述反应属于分解反应
B. 上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C. 反应从能量变化上说，主要是化学能转化为热能和动能
D. 在反应中高氯酸铵只起到氧化剂作用
10. 下列变化过程中，需吸收能量的是（ ）
A. H+H→H2 B. H+Cl→HCl C. I2→I+I D. C+O2→CO2
11. 能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断下列说法中正确的是（ ）
A. 天然气是二级能源 B. 石油是二级能源
C. 电能是一级能源 D. 水力是一级能源
12. 有人预言：H2是21世纪最理想的能源，其根据不正确的是（ ）
A. 生产H2的原料来源广阔
B. 在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量最多
C. H2易液化，携带方便
D. 燃烧时无污染

【试题答案】
1. AC 2. D 3. D 4. A 5. AC 6. D 7. AD
8. 不对。酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热。应为114.6KJ/mol÷2=57.3KJ/mol。
9. D 10. C 11. D 12. C

【试题解析】
1. B中像原子弹、氢弹爆炸，都有新物质生成，但不属于化学变化；D中不一定都是释放，还可能吸收。
2. A中反应是放热还是吸热，取决于反应物和生成物的能量，与加热没有必然的联系；B有的以光能形式表现；C燃烧的放热反应不是在常温下进行的。
3. 一般的化合反应为放热反应，一般的分解反应为吸热反应，但有特殊的反例；分子拆成原子需要吸收热量，原子组成分子需要放出热量。
4. 同质量的硫在空气和O2中充分燃烧生成的热应相同，仅是燃烧的速率和空气、O2的温度升高的不同。
5. 掌握反应物、生成物能量和吸收、放出能量的关系，稳定性强的物质不容易变化，则需要吸收能量才能变化。
6. 能生成新物质的变化只有生物能。
7. 掌握基本的吸热反应和放热反应。
9. 既是氧化剂，又是还原剂。
10. A、B形成化学键要放出能量，C拆开化学键要吸收能量，D断开O——O键需吸收能量，形成C—O键要放出能量，计算其差判断是吸收还是放出，而我们知道燃烧是放出能量。
11. 考察能源类型的区分。