(共27张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
课程标准要求 了解化学反应中伴随着能量的变化，知道常见的吸热反应和放热反应；能从化学键与反应物和生成物的能量变化的角度分析吸热反应和放热反应；了解能源是人类生存和社会发展的重要基础及化学在解决能源危机中的重要作用。
学科核心素养 1．宏观辨识与微观探析：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量相对大小，并从化学键的断裂和形成，在本质上认识化学能量与化学变化的本质。
2．证据推理与模型认知：能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成角度理解化学反应中能量变化的主要原因，形成化学反应中能量变化与吸热和放热反应的关系模型。
3．科学态度与社会责任：通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值。
学习目标 1．通过实验探究、讨论交流，感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随着能量变化的观念。
2．通过思考讨论、微观分析，能从反应物和生成物具有的能量、化学键变化两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因。
3．通过阅读思考、实例分析，从本质上认识物质变化与能量变化的关系，了解人类利用的主要能源及新能源，分析能源的利用对自然环境及社会发展的影响。
学习任务一 吸热反应和放热反应
自主学习 认知形成
? 实验探究：化学反应中的能量变化
实验操作
实验现象 有 ________产生；用温度计测量，温度 ________ 闻到 __________气味；烧杯壁 ________；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈 ________
气泡
升高
刺激性
发凉
糊状
实验结论 该反应产生气体， ______
热量 该反应产生NH3和H2O, _______热量
化学方程式 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的 ________或 ________。
放出
吸收
释放
吸收
? 放热反应和吸热反应
1.概念
(1)放热反应： ________热量的化学反应。
(2)吸热反应： ________热量的化学反应。
释放
吸收
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①所有的 ________反应
②酸碱 ________反应
③大多数 ________反应
④活泼金属与 __________的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应(见第八章) ①大多数 ______反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
燃烧
中和
化合
水或酸
分解
1．举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？
提示：不一定。吸、放热反应都属于化学反应，而浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是放、吸热反应。
2．吸热反应一定需要加热才能发生吗？
提示：不一定，吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。
1．正误判断
(1)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能。( )
(2)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等。( )
(3)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热。( )
(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量。( )
(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定。( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2．下列关于化学反应与能量变化的说法中，不正确的是( )
A．化学反应必然伴随着能量变化
B．Na与H2O的反应属于吸热反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应
D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
【答案】 B
【解析】 化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成，由于断键吸热，成键放热，因此化学反应必然伴随着能量变化，A、D正确；Na与H2O反应生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，B错误；根据实验可知，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，C正确。
互动探究 能力提升
● 情境创设
自热火锅方便、快捷，将100 mL左右的水倒入饭盒后只需几分钟便可惬意享用热气腾腾的食物。自热饭盒与普通饭盒比较，多一个发热包，这个小小的发热包利用什么原理提供热能呢？
● 问题探究
1．发热包分别包装了两种互不接触的化学物质，使用时将两种物质接触并反应，对食物进行加热。下列几组物质：生石灰和水、浓硫酸和水、食盐和水、硝酸铵和水，其中最适合的是哪种？
提示：生石灰和水。生石灰与水反应放出大量的热，易使用；浓硫酸溶于水放热，但浓硫酸具有极强的腐蚀性，不可用于食品；食盐和水不反应不放热，食盐溶于水不能对食物进行加热；硝酸铵溶于水吸收热量，不能给食物加热。
2．不管是吸热反应还是放热反应可能用到酒精灯加热，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？
提示：持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应。
● 要点归纳
关于吸热反应和放热反应的易错点
1．“三个不一定”
(1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；
(2)放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；
(3)吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
2．吸热反应和放热反应都是化学变化。NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
题点1
化学反应与能量变化的关系
●题点例练
下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应的发生均无需加热
B．凡是需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D．物质发生化学反应都伴随着能量变化
【答案】 D
【解析】 吸热反应、放热反应与反应条件无关，有些放热反应的发生也需要加热，如煤炭燃烧，A、B错误；伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质的三态变化，C错误；化学变化是旧键断裂和新键形成的过程，断键和成键都有能量变化，D正确。
1.下列说法不正确的是( )
A．当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B．目前，全球仍处于化石能源时代
C．人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的
D．凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【答案】 D
【解析】 人类目前运用最多的能源是化石燃料，其释放的能量由化学反应产生，A正确；煤、石油、天然气三大化石燃料，是当今世界最重要的能源，故目前，全球仍处于化石能源时代，B正确；人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程，属于氧化还原反应，所以人体运动所消耗的能量与氧化还原反应有关，C正确；化学反应放出的能量，可以造福人类，也可以给人类带来灾难，比如火灾，D错误。故选D。
题点2
吸热反应和放热反应
下列物质间能量的变化与如图所示相符的是( )
A．盐酸与碳酸氢钠的反应
B．氮气与氧气生成一氧化氮的反应
C．氢氧化钡与氯化铵的反应
D．铝片与盐酸的反应
【答案】 D
【解析】 题图为稀释浓硫酸，为放热过程；盐酸与碳酸氢钠的反应、氮气与氧气生成一氧化氮的反应、氢氧化钡与氯化铵的反应均为吸热反应，铝片与盐酸的反应为放热反应。
2.(2024·西安长安一中高一期中)下列反应放出热量的是( )
A．氢氧化钡与氯化铵的反应
B．盐酸与碳酸氢钠的反应
C．灼热的炭与二氧化碳的反应
D．镁条与稀盐酸的反应
【答案】 D
【解析】 氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应，故A不符合题意；盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，是吸热反应，故B不符合题意；灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，是吸热反应，故C不符合题意；镁条与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，是放热反应，故D符合题意。(共48张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
学习任务二 化学反应中能量变化的原因
自主学习 认知形成
? 微观探析——从化学键变化的角度理解能量变化的原因
1.原因
3.实例H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为 ____kJ，形成2 mol HCl共释放 _____kJ能量，断键吸收的总能量 ____成键释放的总能量，因此该反应为 ______反应。
679
862
<
放热
? 宏观辨识——从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因
1.原因
物质的组成、结构与 ________不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于 _______________和 _______________
的相对大小。
状态
反应物总能量
生成物总能量
2.图示
放热反应 吸热反应
化学能转化为 ________ 热能转化为 __________被生成物“储存”
热能
化学能
? 化学能与热能相互转化的应用
1.化石燃料
现阶段人类获取热能的主要途径是 ______________；使用最多的常规能源是 ___________________________。
2.化石燃料获取能量面临的问题
(1)储量有限，短期内不可再生。
(2)影响环境：煤、石油产品燃烧排放的 ________、 ________、 ________、 ________等是大气污染物的主要来源。
物质的燃烧
化石燃料(煤、石油和天然气)
粉尘
SO2
NOx
CO
3.节能减排的措施
(1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。
通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。
(2)能量利用阶段提高能源的利用率。如使用节能灯，发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等。
(3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有 __________、风能、地热能、海洋能和 ________等。
太阳能
氢能
1．化学反应中化学键与能量有何关系？
提示：分子或化合物里的原子之间是通过化学键相结合的，而化学键与化学能是联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要吸收能量，而形成生成物的化学键要放出能量。
2．物质的能量与反应放出、吸收能量有何关系？
提示：放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。
1．下列说法正确的是( )
A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【答案】 A
【解析】 物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质发生核变(如原子弹的爆炸)时也伴有能量变化。在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系：①x＞y，化学反应为放热反应；②x＜y，化学反应为吸热反应。
2．右图为H2与Cl2在一定条件下反应生成HCl的微观示意图。下列说法不正确的是( )
注：示意图中的能量表示断裂或形成
1 mol共价键吸收或放出的热量。
A．反应的化学方程式是H2＋Cl2===2HCl
B．由图可知由假想中间物质H、Cl原子形成1 mol H—Cl极性键放出431 kJ的能量
C．由图中能量数据可知，H—H键比Cl—Cl键更难断裂
D．标准状况下，11.2 L H2与过量Cl2反应放出的热量是183 kJ
【答案】 D
【解析】 氢气和氯气反应的方程式为：H2＋Cl2===2HCl，A正确；由图可知，H、Cl原子形成1 mol H—Cl极性键放出431 kJ的能量，B正确；由图中能量数据可知，H—H键436 kJ·mol－1，比Cl—Cl键243 kJ·mol－1更大，更难断裂，C正确；D.反应焓变＝断键能量－成键能量，H2＋Cl2===2HCl反应的焓变ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，则1 mol H2参加反应放热为183 kJ，标准状况下，11.2 L H2的物质的量为0.5 mol，与过量Cl2反应放出的热量是91.5 kJ，D错误。故选D。
3．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
【答案】 C
互动探究 能力提升
● 情境创设
已知氢气在氯气中燃烧生成氯化氢旧键断裂和新键形成时能量的变化如下图所示：
提示：由图示信息可知：1 mol H2中含有1 mol H—H键，断开1 mol H—H键吸收436 kJ能量。1 mol Cl2中含有1 mol Cl—Cl键，断开1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量。形成1 mol HCl分子中的H—Cl键会放出431 kJ能量，则断裂化学键吸收的总能量为：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，形成化学键放出的总能量为：431 kJ×2＝862 kJ，反应中能量的变化为：862 kJ－679 kJ＝183 kJ，且放出的总能量大于吸收的总能量。因此，该过程放出能量。
2．H2→2H和2H→H2为同一物质的化学键断裂和形成，其能量变化有何特点？
提示：同一物质化学键断裂和形成的能量变化相等，但前者吸收能量，后者放出能量。
● 要点归纳
1．化学键的断裂与形成是物质化学反应中能量变化的主要原因，且遵循能量守恒定律。
2．若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。
3．若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。
题点1
从化学键变化的角度理解能量变化的原因
●题点例练
化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．该反应断开化学键消耗的总能量大
于形成化学键释放的总能量
B．该反应是吸热反应
C．断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量
D．1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量
【答案】 C
【解析】 由题图可知该反应是放热反应，所以该反应断开化学键消耗的总能量应小于形成化学键释放的总能量，故A、B错误；化学键的断裂吸收能量，根据图像，断裂2 mol A—B需要吸收y kJ能量，故C正确；根据图像，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故D错误。
1.研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．HNC比HCN更稳定
B．HCN(g)―→HNC(g)为吸热反应且反应条件一定要加热
C．1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
D．1 mol HCN(g)转化为1 mol HNC(g)需要吸收59.3 kJ的热量
【答案】 D
【解析】 物质含有的能量越低，物质的稳定性越强，HCN比HNC更稳定，A错误；HCN(g)―→HNC(g)吸收能量，反应为吸热反应，但反应不一定需要在加热条件下进行，B错误；1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但此时化学键未全部断开，C错误。
题点2
从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因
已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法中正确的是( )
A．图中A→B的过程为放热过程
B．该反应为氧化还原反应
C．断开1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的热量总和大于生成1 mol NO和1 mol CO2时放出的热量总和
D．1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量小于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
【答案】 B
【解析】 图中A→B的过程，能量升高，为吸热过程，故A错误；反应前后化合价发生变化，则为氧化还原反应，故B正确；由图可知，该反应为放热反应，则反应物的键能之和小于生成物的键能之和，故C错误；由图可知，该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误。故选B。
2.下列各图所表示的化学反应，能正确表示吸热反应的是( )
【答案】 A
【解析】 反应过程中，断裂反应物中的化学键吸收能量，能量升高；形成生成物中的化学键释放能量，能量降低，D项的能量变化过程恰好相反；C项两过程能量变化相等；B项生成物的总能量比反应物的总能量低，表示的是放热反应。
【题后归纳】
1．放热反应与吸热反应的比较
放热反应 吸热反应
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
放热反应 吸热反应
与化学键强
弱的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应过
程图示
2.放热反应和吸热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量大小判断。
反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断。
破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。
(3)根据经验规律判断。
用常见吸热和放热的反应类型来判断。
3．化学反应遵循的两条基本规律
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的总能量不变。
知识思维导图
课堂素养评价
1.下列说法中正确的是( )
A．物质发生化学反应时都伴随能量变化，伴随能量变化的过程也一定是化学变化的过程
B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应
C．因为3O2===2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气的化学性质更活泼
D．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多
【答案】 C
【解析】 伴随能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质的三态变化有能量变化，是物理变化，故A错误；一个反应的能量变化只与始终态有关，与反应的条件无关，如铝热反应需要高温引发却是剧烈的放热反应，故B错误；物质的能量越低越稳定，氧气能量比臭氧低，臭氧比氧气活泼，故C正确；反应物总能量高于生成物总能量时，反应放热，理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量少，故D错误。故选C。
2.下列说法中不正确的是( )
A．化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质
B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量
D．若化学反应吸收能量时，其断键吸收的能量小于成键放出的能量
【答案】 D
【解析】 一个化学反应包括旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质，A正确；旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，故化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确；化学键的断裂吸收能量，化学键的形成放出能量，C正确；一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，若化学反应吸收能量，则其断键吸收的能量大于成键放出的能量，D错误。故选D。
3.下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是( )
A．反应物总能量大于生成物总能量
B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C．反应开始后，针筒活塞向右移动
D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊
【答案】 C
【解析】 反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，则不能说明反应放热，C符合；反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合。故选C。
4.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．1 mol N2O(g)和1 mol NO如图中完全反应放出139 kJ能量
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
【答案】 A
【解析】 N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1 mol N2时转移2 mol e－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为(209－348)kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。
5.如图所示，在一个小烧杯里加入研细的20 g Ba(OH)2·8H2O晶体，放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒快速搅拌。
(1)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 ___________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
(2)写出有关反应的化学方程式： _____________________________
_________________________________，该反应 ________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(3)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 ________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________。
(4)通过最后一个现象可以说明该反应为 ________(填“吸”或“放”)热反应，这是由于反应物的总能量 ________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
【答案】 (1)该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 不是
(3)玻璃片上因结冰而与小烧杯黏在一起 (4)吸 小于
【解析】 (1)使物质混合均匀，增大接触面积，从而加快反应速率。(2)发生复分解反应。通过实验中玻璃片和烧杯粘在一起，说明水变为冰，反应是吸热的。(3)反应吸热，使玻璃片和烧杯间的水凝结，而使玻璃片和烧杯粘在一起。反应是吸热的，根据能量守恒知，是由于反应物的总能量小于生成物的总能量而导致。第六章 第一节 第1课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.中华民族的发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献，下列过程主要是利用化学反应中能量变化的是( )
【答案】 A
【解析】 神舟十四号载人飞船发射过程中燃料燃烧发生氧化还原反应，放出大量热，符合题意，故A选；粮食酿醋主要是利用淀粉水解得到葡萄糖，葡萄糖分解得到乙醇，然后乙醇再转化为乙酸，不符合题意，故B不选；湿法炼铜，二价铜离子还原为铜，利用铁的还原性，不符合题意，故C不选；打磨磁石制司南是物体形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意，故D不选。
2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
【答案】 C
【解析】 A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。
3.下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是( )
A．乙醇的燃烧是放热反应
B．化学反应伴随有能量的变化
C．反应物化学键的断裂要吸收能量
D．Mg与盐酸的反应是吸热反应
【答案】 D
【解析】 燃烧是发光、发热的化学变化，所以乙醇的燃烧是放热反应，故A正确；化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，物质发生化学反应伴随有化学键的断裂与形成，必然伴随着能量的变化，故B正确；形成化学键需要放出能量，断裂化学键需要吸收能量，故C正确；Mg与盐酸的反应是放热反应，故D错误。
4.下列说法中错误的是( )
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化
D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量
【答案】 A
【解析】 有的放热反应也需要加热甚至高温才能发生，如铝热反应，故A错误；化学反应过程中有化学键的断裂和形成，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，还有的化学反应中有化学能转化为光能等，故C正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应放热，反之吸热，故D正确。故选A。
5.如图所示，烧杯甲中盛有少量液态冰醋酸，烧杯乙中盛有NH4Cl晶体，在烧杯乙中再加入适量氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，搅拌，可观察到冰醋酸逐渐凝结为固体。下列有关判断正确的是( )
A．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是放热反应
B．反应物的总能量高于生成物的总能量
C．反应中有热能转化为产物内部的能量
D．反应中断裂的化学键只有离子键
【答案】 C
【解析】 烧杯甲内冰醋酸逐渐凝结为固体，说明反应吸热，反应物的总能量低于生成物的总能量，反应中有热能转化为产物内部的能量，即A、B错误，C正确；NH4Cl晶体与氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]反应有BaCl2和NH3·H2O生成，既有离子键断裂和生成，又有共价键断裂和生成，D错误。
6.下列关于反应能量的说法中正确的是( )
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)为放热反应，则反应物总能量<生成物总能量
D．相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
【答案】 B
【解析】 化学反应中的能量变化，不是都表现为热量的变化，还可能有其他能量的变化，如光能等，故A错误；化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量的化学反应，故C错误；分子变成原子需要破坏化学键吸收能量，则2E1＞E2，故D错误。故选B。
7.已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
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．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【答案】 D
【解析】 X＋Y===M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A错误，D正确；化学反应的吸放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热就能进行，故B错误；吸热反应，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，故C错误。故选D。
8.SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，国际上称为“气体绝缘开关设备”。SF6分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(固体)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)(已知s表示固体，g表示气体)的能量变化为( )
A．放出1 780 kJ的能量
B．放出1 220 kJ的能量
C．放出450 kJ的能量
D．吸收430 kJ的能量
【答案】 B
【解析】 由题意得1 mol S(s)和3 mol F2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量为280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，而生成1 mol SF6气体时需形成6 mol S—F键，共放出能量为6×330 kJ＝1 980 kJ，因此该反应共放出的能量为1 980 kJ－760 kJ＝1 220 kJ。
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9.小茗同学根据“研究物质变化时，人们可以从不同角度、不同层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化”，得出的结论不正确的是( )
A．金属钠和氯气反应生成氯化钠后，反应体系的能量降低
B．氢气在氯气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来
C．将固体氯化钠溶解于水，离子键发生断裂生成Na＋和Cl－，所以该变化为化学变化
D．氢气在氧气中燃烧是放热反应，但反应需要在点燃的条件下才能发生，故反应是吸热还是放热与反应条件无关
【答案】 C
【解析】 金属钠和氯气反应生成氯化钠并放出热量，反应体系的能量降低，A正确；氢气在氯气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来，B正确；化学变化指在化学键断裂的同时有新化学键的生成，将固体氯化钠溶解于水，离子键发生断裂生成Na＋和Cl－，没有新化学键的生成，C错误；氢气在氧气中燃烧是放热反应，但反应需要在点燃的条件下才能发生，故反应是吸热还是放热与反应条件无关，D正确。故选C。
10.我国科研人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在该催化剂表面实现水的高效分解，主要过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．上述过程中，太阳能转化为化学能
C．过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量
D．过程Ⅲ发生了氧化还原反应
【答案】 C
【解析】 由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，A正确；由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，B正确；过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，C错误；过程Ⅲ为O—H键的断裂过程生成氢气和氧气，化学反应为：H2O2===H2＋O2，属于氧化还原反应，D正确。
11.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示，用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是( )
A．使用催化剂时，合成氨的反应放出的热量减少
B．在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子
C．在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】 B
【解析】 催化剂不改变反应热，且平衡不移动，不能改变反应放出的热量，故A错误；在②→③过程，存在H—H、N≡N键的断裂，形成N原子和H原子，故B正确；NH3含有N—H键，为极性键，故C错误；合成氨为放热反应。则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故D错误。故选B。
12.化学反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)(“g”表示气体)的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键时放出x kJ的能量
C．断裂2 mol H—Cl键时需要吸收y kJ的能量
D．生成2 mol HCl(g)放出的能量为(x－y)kJ
【答案】 C
【解析】 由题图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，A错误；断键要吸收能量，所以断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键吸收x kJ能量，B错误；由题图可知，断裂2 mol H—Cl键需要吸收y kJ的能量，C正确；由题图可知，反应生成2 mol HCl，放出的能量为(y－x)kJ，D错误。
13.在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(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，其原因是__________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
(2)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，其原因是__________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)降低 放热 反应物的部分化学能通过化学反应转化为热能释放到环境中
(2)升高 吸热 反应物从环境中吸收能量
【解析】 (1)若E1＞E2，反应体系的总能量降低，故反应物的部分化学能通过化学反应转化为热能释放到环境中，则生成物的总能量小于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是放热反应。(2)若E1＜E2，反应体系的总能量升高，故反应物从环境中吸收能量，则生成物的总能量大于反应物的总能量，依据反应前后能量守恒可知反应是吸热反应。
14.完成下列问题。
(1)在25 ℃、101 kPa的条件下：
请回答下列有关问题：
①由H＋H―→H2，当生成1 mol H2时，要________(填“吸收”或“放出”)436 kJ的能量；由Cl2―→Cl＋Cl，当断裂1 mol Cl2中的共价键时，要________(填“吸收”或“放出”)243 kJ的能量。
②对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出193 kJ的热量，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是________kJ。
③有两个反应：a.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，b.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是________能转化为________能，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量________(填“相等”或“不相等”)。
(2)利用反应4HCl＋O22Cl2＋2H2O，可实现氯的循环利用，已知：该反应中，2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量。
请回答下列有关问题：
①4 mol HCl被氧化时，放出________kJ的热量。
②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
(3)根据图示的能量转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。
【答案】 (1)放出 吸收 436 化学 热 相等
(2)115.6 31.9 强
(3)放出 45.5
【解析】 (1)①形成化学键放热，由H＋H―→H2，当生成1 mol H2时，要放出436 kJ的能量；化学键断裂吸热，当断裂1 mol Cl2中的共价键时，要吸收243 kJ的能量。②对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出193 kJ的热量，设断开1 mol H—Cl键所需的能量是x kJ，则436 kJ＋243 kJ－2x＝－193 kJ，断开1 mol H—Cl键所需的能量是436 kJ。③a.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，b.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是化学能转化为热能；化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量相等。(2)①2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量，则4 mol HCl被氧化时放出57.8 kJ×2＝115.6 kJ的热量。②设断开1 mol H—O键吸收x kJ的能量，断开1 mol H—Cl键吸收y kJ的能量；4y＋498－243×2－4x＝－115.6，解得x－y＝31.9，断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差31.9 kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强。(3)根据图示的能量转化关系图，生成1 mol甲醇放出(510－419)kJ＝91 kJ，生成16 g CH3OH(l)放出16×91/32＝45.5 kJ能量。
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