高中化学人教版（2019）6.1化学反应与能量 第一课时（知识点精讲+典型题） （word版含答案）

一中备课组
高中化学人教版（2019）6.1化学反应与能量 第一课时
（知识点精讲+典型题）
教师版讲义
一．化学反应中能量转化的原因
1、有效碰撞理论
1）有效碰撞：使分子间发生反应的碰撞．
2）有效碰撞的条件：①发生碰撞的分子具有较高的能量；②取向正确．
3）活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子．
注意：发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞．
4）活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的那部分．
2、反应过程描述：
3、化学反应能量转化的原因：
化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键的过程．旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量．而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化，所以化学反应过程中会有能量的变化．
【典型题精练】
1．（2021秋 河北区期末）下列有关能量变化的说法中错误的是（　　）
A．化学变化必然伴随能量变化
B．化学变化中的能量变化主要由化学键的断裂和形成引起
C．若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是吸热反应
D．1mol石墨转化为金刚石。要吸收1.9kJ的热能，则石墨比金刚石稳定
解：A.化学反应伴随物质变化的同时一定伴随能量变化，故A正确；
B.化学键断裂吸热，形成放热，故化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，故B正确；
C.若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应，故C错误；
D.1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.9kJ的热能，说明金刚石能量更高，能量越高越不稳定，故石墨比金刚石稳定，故D正确；
故选：C。
2．（2021秋 湘阴县期末）下列说法错误的是（　　）
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关
C．能量变化必然伴随发生化学反应
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
解：A．化学反应的实质为旧键断裂，新键形成，旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量，且吸收能量不等于释放能量，所以化学反应中必然伴随着能量的变化，故A正确；
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量成正比例关系，反应的质量不同，反应能量变化不同，故B正确；
C．能量变化不一定伴随发生化学反应，如白炽灯发光发热过程为物理变化，故C错误；
D．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，断裂旧化学键吸收能量，形成新化学键释放能量，化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的，故D正确；
故选：C。
3．（2021秋 武汉期中）下列有关化学反应与能量关系的说法中，错误的是（　　）
A．水能、风能、生物质能是可再生能源
B．化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C．放热反应中反应物总能量高于生成物的总能量
D．4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）在常温和点燃条件下的ΔH不同
解：A.在短期内可以生成的能源为可再生能源，水能、风能、生物质能均为可再生能源，故A正确；
B.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，断裂旧键会吸收能量，形成新键会放出能量，故化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放热，即放热反应中反应物总能量高于生成物的总能量，故C正确；
D.反应热ΔH由反应物、生成物的总能量的相对大小决定，与反应条件无关，故D错误；
故选：D。
4．（2021春 秦都区校级月考）如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，开始时，向试管中放入几小块镁条，再用滴管滴5mL盐酸于试管中。下列说法错误的是（　　）
A．反应过程中烧杯内石灰水会出现浑浊
B．试管中反应的离子方程式为Mg+2H+═Mg2++H2↑
C．由实验推知，MgCl2和H2的总能量小于Mg和HCl的总能量
D．若把镁片换成铜片，则烧杯内石灰水会变浑浊，且小试管中的溶液还将变为蓝色
解：A、Mg位于氢之前，能和稀盐酸反应生成氢气，该反应是放热反应，放出的热量使烧杯中溶液温度升高，氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小，所以烧杯底部析出少量白色固体，故A正确；
B、Mg位于氢之前，能和稀盐酸反应生成氢气，试管中反应的离子方程式为Mg+2H+═Mg2++H2↑，故B正确；
C、放热反应中反应物总能量大于生成物总能量，该反应是放热反应，所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量，故C正确；
D、若把镁片换成铜片，金属铜和盐酸之间不会发生反应，所以烧杯内石灰水不会变浑浊，且小试管中的溶液不会变蓝，故D错误。
故选：D。
（多选）5．（2021秋 新化县期末）下列说法错误的是（　　）
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C．能量变化必然伴随发生化学反应
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
解：A．化学反应是因为旧化学键断裂和新化学键生成引起的，而断裂化学键需要吸收能力，形成化学键会释放能量，则化学反应必然伴随发生能量变化，故A正确；
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，参加反应的物质的质量越大，能量变化越多，故B错误；
C．能量变化过程中不一定伴随发生化学反应，如白炽灯发光发热，无化学反应，故C错误；
D．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，化学反应的能量变化主要是由化学键变化引起的，故D正确；
故选：BC。
二．常见的能量转化形式
化学反应中的能量变化表现为热量的变化．常见能量转化有：
1）化学能和电能的相互转化．如铜、锌形成原电池，将化学能转化为电能．
2）化学能和热能的相互转化．燃料燃烧产生能量最终带动发电机发电，将化学能转化为电能．
3）化学能和光能、风能的相互转化等．
【典型题精练】
1．（2021秋 阿拉善盟期末）下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
解：A．电池充电是将外加电源提供的电能转化为电池的化学能的过程，故A错误；
B．光合作用是将光能转化为化学能，故B错误；
C．手机电池工作是电池放电过程，是将化学能转化为电能，故C正确；
D．太阳能发电过程中的能量转化形式为太阳能转化为电能，故D错误；
故选：C。
2．（2021秋 沙依巴克区校级期末）今年9月24日，中科院的科研人员在线发表成果宣布创制了一条利用二氧化碳和电能人工合成淀粉的路线（ASAP路线）：通过光伏发电电解水产生氢气，然后通过催化剂利用氢气和二氧化碳生成甲醇，使用多种优选的酶逐步将甲醇最后转化为淀粉。1立方米生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量。下列说法错误的是（　　）
A．ASAP路线体现了光能﹣电能﹣化学能的转变
B．催化剂可以提高氢气和二氧化碳的平衡转化率
C．酶在合成路线中使各步化学反应更容易发生
D．ASAP路线生产在未来的发展具有广阔前景
解：A.通过光伏发电是光能转化为电能，电解水产生氢气，是电能转化为化学能的过程，故ASAP路线体现了光能﹣电能﹣化学能的转变，故A正确；
B.催化剂只能改变反应速率，不能提高转化率，故B错误；
C.酶是反应的催化剂，可以降低反应的活化能，故使各步化学反应更容易发生，故C正确；
D.1立方米生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量，可以解决粮食危机问题，故ASAP路线生产在未来的发展具有广阔前景，故D正确；
故选：B。
3．（2022 湖南模拟）2021年6月18日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射遥感三十号09组卫星、天启星座14星。其运载火箭采用的氧化剂为四氧化二氮，燃料为偏二甲肼（C2H8N2），二者反应生成的气体可以直接排放。下列说法正确的是（　　）
A．运载火箭的主流材料为镍、铬、钻和铁等，它们属于有色金属
B．反应时，偏二甲肼被还原为氮气和二氧化碳
C．燃料燃烧过程中主要将化学能转化为热能等多种不同形式的能量
D．偏二甲肼中含有的质子数为34
解：A.有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称，运载火箭的主流材料为铬和铁不是有色金属，故A错误；
B.反应时，偏二甲肼中氮元素的化合价升高，被氧化，故B错误；
C.燃料燃烧过程中主要将化学能转化为热能还有光能等多种能量，故C正确；
D.偏二甲肼（C2H8N2）中碳的质子是6，氢的质子是1，氮的质子是7，故质子数＝12+8+14＝34，故D错误；
故选：C。
4．（2021秋 西宁期末）如图是以太阳能为能源分解水制H2过程示意图。下列说法中，错误的是（　　）
A．过程Ⅰ的反应：2Fe3O46FeO+O2↑
B．过程Ⅱ的反应：2H2O2H2↑+O2↑
C．两个转化过程都发生了氧化还原反应
D．纳米级Fe3O4在整个过程中起催化作用
解：A．过程Ⅰ为Fe3O4分解生成FeO与O2，反应方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑，故A正确；
B．过程Ⅱ为FeO与水反应生成H2和Fe3O4，反应方程式为：3FeO+H2O＝H2↑+Fe3O4，故B错误；
C．过程Ⅰ方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑，过程Ⅱ方程式为：3FeO+H2OH2↑+Fe3O4，将Ⅰ+Ⅱ×2，整理可得：2H2O2H2↑+O2↑，可见在整个过程实现了太阳能向化学能的转化，故C正确；
D．过程Ⅰ方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑，过程Ⅱ方程式为：3FeO+H2OH2↑+Fe3O4，Fe3O4为整个过程的催化剂，FeO是中间产物，故D正确；
故选：B。
5．（2022 舟山模拟）下列说法正确的是（　　）
A．核能、太阳能、水能、风能、电能等都是一级能源
B．测定新制氯水的pH时，先用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，再与标准比色卡对照
C．检验牙膏中是否含有甘油，可选用新制的氢氧化铜悬浊液，若含有甘油，则产生绛蓝色沉淀
D．将阿司匹林粗产品置于烧杯中，搅拌并缓慢加入饱和NaHCO3溶液，目的是除去粗产品中的水杨酸聚合物
解：A．核能、太阳能、水能、风能等都是一级能源，电能是二级能源，故A错误；
B．新制氯水中含有次氯酸，具有漂白性，其pH不能用pH试纸测量，而应用pH计测量，故B错误；
C．甘油与新制的氢氧化铜反应后溶液为绛蓝色，不是生成沉淀，故C错误；
D．含有﹣COOH的有机物可以与碳酸氢钠反应，将阿司匹林粗产品置于烧杯中，搅拌并缓慢加入饱和NaHCO3溶液，目的是除去粗产品中的水杨酸聚合物，故D正确；
故选：D。
三．化学能与热能的相互转化
1、两条基本自然定律：
1）质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是其总质量保持不变．
2）能量守恒定律：一种能量可以转变为另一种能量，但是能量的总量是保持不变的．
2、化学变化中能量变化的形式：
1）能量变化的原因：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；
2）能量变化的表现形式：物质发生化学变化的同时还伴随着能量的变化，而这种能量的变化又通常表现为热能变化；
3）吸放热反应的判断：一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物总能量的相对大小．
【典型题精练】
1．（2021春 镇雄县校级期末）下列关于化学反应与能量的说法正确的是（　　）
A．需要加热的化学反应一定都是吸热反应
B．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
C．若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应必为放热反应
D．在化学反应中，断开化学键要放出能量，形成化学键要吸收能量
解：A．有的放热反应需要高温条件发生，如铝热反应是放热反应，但需要加热，故A错误；
B．化学反应的特征：一是新物质生成，二是伴随着能量的变化，故B正确
C．若某反应的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，故C错误；
D．断键吸收能量，成键放出能量，化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故D错误；
故选：B。
2．（2020春 柳林县期末）金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量．已知12g石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法错误的是（　　）
A．Q1＜Q2
B．石墨不如金刚石稳定
C．石墨具有的能量比金刚石低
D．完全燃烧，生成的二氧化碳一样多
解：A、石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，说明石墨的能量低于金刚石的能量，12g石墨完全燃烧时放出的热量小于12g金刚石完全燃烧时放出的热量，即Q1＜Q2，故A不选；
B、石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故B选；
C、石石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，故C不选；
D、金刚石和石墨互为同分异构体，等质量的金刚石和石墨完全燃烧时生成的二氧化碳质量是一样的，故D不选。
故选：B。
3．（2021秋 赤峰期末）下列能量转化过程中化学能转化为热能的是（　　）
A．盐类的水解 B．冰雪融化
C．酸碱的中和 D．煅烧石灰石制生石灰
解：A．盐类的水解为吸热反应，是热能转化为化学能，故A错误；
B．冰雪融化是物理变化，不存在化学能和其他形式能的转化，故B错误；
C．酸碱的中和，为放热反应，是化学能转化成热能，故C正确；
D．煅烧石灰石制生石灰，为吸热反应，是热能转化为化学能，故D错误；
故选：C。
4．（2018春 东安区校级期末）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决定了反应是放热还是吸热
解：A、放热反应有些也需要加热才能反应，可燃气体点燃反应，故A错误；
B、化学反应的能量变化除了热量外，还有光能等形式的能量转化，如镁条燃烧放热发光，故B错误；
C、有些放热反应必须加热才能反应，常温下不反应，故C错误；
D、反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热，若反应物总能量大于生成物总能量，则反应是放热反应，反之为吸热反应，故D正确；
故选：D。
5．（2021春 乐亭县校级期中）请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：
（1）在Ba（OH）2 8H2O和NH4Cl晶体反应的实验中：反应物混合后需用玻璃棒迅速搅拌，其目的是　搅拌，使反应物充分接触，促进反应　，体现该反应为吸热反应的现象是烧杯变凉和　玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起　．
（2）下列过程中不一定释放能量的是　C　（请填编号）．
A．形成化学键 B．燃料燃烧 C．化合反应
D．葡萄糖在体内的氧化反应 E．酸碱中和 F．炸药爆炸
（3）等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是　B　（填编号）．
A．固体硫 B．硫蒸气
（4）已知：通常条件下，酸碱稀溶液中和生成1mol水放出的热量为中和热．稀溶液中1molH2SO4和NaOH恰好反应时放出Q kJ热量，则其中和热为　　 kJ/mol．
（5）已知H2和O2反应放热，且断开1molH﹣H、1molO＝O、1molO﹣H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是　C　（填编号）．
A．Q1+Q2＞Q3 B．Q1+Q2＞2Q3
C．2Q1+Q2＜4Q3 D．2Q1+Q2＜2Q3．
解：（1）固体参加的反应，搅拌可使混合物充分接触而促进反应进行，通过玻璃片上结冰现象，可以知道氢氧化钡晶体和氯化铵之间的反应是吸热的，
故答案为：搅拌，使反应物充分接触，促进反应；玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起；
（2）形成化学键、燃料的燃烧、葡萄糖在体内的氧化反应、酸碱中和反应和炸药的爆炸过程都属于放热反应，而化合反应不一定为放热反应，如二氧化碳与C的反应属于吸热反应，所以不一定释放能量的为化合反应，
故答案为：C；
（3）等质量的硫蒸气和硫固体相比较，硫蒸气具有的能量多，因此完全燃烧硫蒸气放出的热量多，
故答案为：B；
（4）1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时生成2molH2O，放出QkJ热量，中和热指生成1mol水放出的热量，则H2SO4与NaOH反应则中和热为：kJ/mol，
故答案为：；
（5）1molH2O中含2molH﹣O键，断开1molH﹣H、1molO＝O、1molO﹣H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，则成1molO﹣H键放出Q3kJ热量，对于反应H2（g）+O2（g）＝H2O（g），断开0.5 mol O＝O键和1 molH﹣O键所吸收的能量Q1+Q2，生成新键释放的能量2Q3，该反应放热，2Q3﹣（Q1+Q2）＞0，即2Q1+Q2＜4Q3，
故答案为：C．
四．燃料的充分燃烧
燃料充分燃烧的条件：
（1）要有足够的空气
（2）燃料要与空气有足够大的接触面积．
一般来说，燃料在空气中的燃烧，是燃料和空气中氧气的氧化还原反应，为使燃料充分氧化，应保证有足够的空气．同时，为保证固体和液体燃料燃烧充分，增大燃料与空气的接触面积（固体燃料粉碎、液体燃料以雾状喷出等）也是有效的措施．
【典型题精练】
1．（2021秋 大通县期末）下列说法中，不正确的是（　　）
A．燃烧一定有氧气参加
B．燃烧一定是氧化还原反应
C．燃烧一定伴有发光
D．燃烧一定放热
解：A.燃烧不一定有氧气参加，如镁在二氧化碳中的燃烧，故A错误；
B.燃烧过程中存在元素化合价变化，属于氧化还原反应，故B正确；
C.燃烧是一种发光、发热、剧烈的化学反应，则燃烧一定伴有发光，故C正确；
D.所有的燃烧均属于放热反应，故D正确；
故选：A。
2．（2021秋 福州期中）在相同条件下，燃烧时对大气污染程度最小是（　　）
A．煤油 B．柴油 C．木材 D．液化气
解：A．煤油的主要成分是C9～C16的多种烃类混合物，如果氧气不足会有CO生成，较液化气燃烧更不充分，故A错误；
B．柴油的主要成分是C10～C22的链烷、环烷或芳香烃，如果氧气不足会有CO生成，较液化气燃烧更不充分，故B错误；
C．木柴燃烧时若燃烧不充分，会产生灰尘和可吸入颗粒物等物质，污染大气，故C错误；
D．液化气主要成分是丙烷和丁烷，燃烧时能生成二氧化碳和水，二氧化碳和水不是污染气体，故D正确；
故选：D。
3．（2021秋 吉阳区校级月考）下列有关燃烧与灭火的说法正确的是（　　）
A．可燃物与氧气接触就可以燃烧
B．用灭火器灭火时，降低了可燃物的着火点
C．炒菜时油锅着火后应立即用水浇灭
D．图书档案着火应用二氧化碳灭火器灭火
解：A.可燃物燃烧必须满足两个条件：有助燃剂，达到着火点，故可燃物和氧气接触不一定能燃烧，需要达到着火点才可以，故A错误；
B.物质的着火点不能降低，用灭火器灭火时，是使可燃物所处的温度低于了着火点或者使其与助燃剂隔绝，故B错误；
C.油难溶于水，且密度比水小，会浮在水面上，故油锅着火后用水浇，不但不能灭火，还会引起油液飞溅、增大着火面积，故C错误；
D.图书档案着火所用的灭火剂除了能灭火外，还要求对图书档案无损坏，故应用二氧化碳灭火器灭火，故D正确；
故选：D。
4．（2021春 蚌埠期末）汽车燃料经历了从煤油到汽油的变迁。至今，人们依然在探索、优化车用燃料。根据以下三种可燃物在空气中的燃烧反应的能量变化示意图，从能量角度考虑，最适合做汽车燃料的是（　　）
A．可燃物A B．可燃物B
C．可燃物C D．可燃物A、B、C一样
解：图像分析可知，图象A和B放出的热量相差不大，但A的着火点低，吸收的能量少，适合做汽车燃料，C图中着火点高，放出能量少，不易燃烧，
故选：A。
5．（2021秋 鸡东县校级期中）天然气和液化石油气（主要成分为C3～C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：
CH4+2O2→CO2+2H2O，C3H8+5O2→3CO2+4H2O
现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是（　　）
A．增大空气进入量或减小石油气进入量
B．增大空气进入量，增大石油气进入量
C．减小空气进入量，减小石油气进入量
D．减小空气进入量或增大石油气进入量
解：由液化石油气的主要成分为C3H8、天然气的主要成分为CH4，
燃烧的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O；CH4+2O2CO2+2H2O，
显然相同体积的C3H8、CH4，C3H8消耗的氧气多，
则液化石油气为燃料的灶具，欲改为燃烧天然气，
需要减小空气的进入量，增大天然气进量，
故选：A。