6.1.1化學反應與熱能高一化學課堂高效講義（人教版2019）（原卷版）

第六章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化第1課時化學反應與熱能課程標準解讀核心素養(yǎng)解讀1.認識物質具有能量，認識吸熱反應與放熱反應，了解化學反應體系能量改變與化學鍵的斷裂和形成有關。2.知道化學反應可以實現(xiàn)化學能與其他能量形式的轉化。1．通過實驗和已有知識、經驗感受化學反應中的能量變化，知道常見的吸熱反應和放熱反應，樹立物質變化中伴隨能量變化的觀念。2．能從反應物與生成物所具有的能量、化學鍵的斷裂與形成兩個角度理解化學反應中能量變化的主要原因，提升證據推理能力。3．通過多種渠道了解人類對化學反應中能量的利用情況，了解節(jié)能的意義和方法，感受化學學科的社會價值，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任。一、吸熱反應和放熱反應1．實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象有_________產生；用溫度計測量，溫度_________聞到_________氣味；燒杯壁_________；玻璃片和燒杯_________，混合物呈_________實驗結論該反應產生_________，_________熱量該反應產生NH3和H2O，_________熱量化學方程式_________Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O結論：化學反應除了有新物質生成以外，還總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的_________熱量，有的_________熱量。2．放熱反應和吸熱反應(1)概念①放熱反應：_________熱量的化學反應。②吸熱反應：_________熱量的化學反應。(2)常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應_________①大多數(shù)分解反應②銨鹽與堿的反應，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2與NH4Cl反應③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應，如C與H2O(g)反應，C與CO2反應④需要持續(xù)加熱的反應二、化學反應與能量變化的關系1.化學反應的實質和特征（1）實質：________________________________________________（2）特征：=1\*GB3①物質變化：生成_________→遵循質量守恒定律=2\*GB3②能量變化：釋放能量或吸收能量→遵循_________定律物質的化學反應與體系的能量變化同時發(fā)生。2.化學反應中能量變化的主要原因和決定因素（1）主要原因（微觀角度）反應物_________鍵斷裂吸收能量與生成物_________鍵形成釋放能量，兩者不相等，引起能量變化。（2）決定因素=1\*GB3①一個確定的化學反應是吸收能量還是放出能量取決于_________與_________的相對大小。當反應物的總能量_________生成物的總能量時，化學反應放出能量；當反應物的總能量_________生成物的總能量時，化學反應吸收能量。類型比較放熱反應吸熱反應圖示=2\*GB3②化學反應過程中的能量變化取決于化學鍵斷裂吸收的能量與化學鍵形成釋放的能量的_________。新化學鍵形成新化學鍵形成舊化學鍵斷裂反應物生成物吸收能量（E1）釋放能量（E2）E1＞E2，吸熱反應E1＜E2，放熱反應例如H2＋Cl2=2HCl的反應過程如下圖所示：根據上圖填寫下表：化學鍵斷裂或形成1mol化學鍵時能量變化反應中能量變化Cl—Cl_________共吸收679kJH—H_________H—Cl_________共放出862kJ該反應放出183kJ熱量。三、化學能與熱能相互轉化的應用1．現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑_________；使用最多的常規(guī)能源是：_________。2．化石燃料獲取能量面臨的問題(1)儲量有限，短期內不可再生。(2)影響環(huán)境：煤、石油產品燃燒排放的_________、_________、_________、_________等是大氣污染物的主要來源。3．節(jié)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(fā)使用新能源，目前人們比較關注的新能源有_________、_________、_________、_________等。突破點|吸熱反應和放熱反應的理解1.易錯點①需加熱才能發(fā)生的反應不一定是_________反應，如：碳和氧氣的反應②放熱反應在常溫下_________容易發(fā)生，如：N2與H2合成NH3③高溫條件下進行的反應不一定是_________反應，如：鋁熱反應④吸熱反應也不一定需要_________，如：Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應⑤反應前需要_________的化學反應，停止加熱后若反應還能繼續(xù)進行，則該反應為放熱反應⑥一般情況下，持續(xù)加熱或持續(xù)高溫的化學反應，通常為_________反應⑦吸熱反應和放熱反應都是化學變化，如：NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是_________反應；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應2.能量越低越穩(wěn)定。同一物質能量由高到低：氣體(g)>液體(l)>固體(s)；穩(wěn)定性：氣體(g)<液體(l)<固體(s)=1\*GB3①破壞反應物中的_________吸收的能量越小，說明反應物越_________，本身的能量越高。=2\*GB3②形成生成物的化學鍵放出的能量越多，說明生成物越穩(wěn)定，本身的能量越低。1．（2023上·江蘇·高二校聯(lián)考階段練習）下列反應屬于吸熱反應的是A． B．C． D．2．（2023上·福建泉州·高二福建省永春第一中學?？计谥校┫铝羞^程為吸熱過程的是A．濃硫酸溶于水 B．氨氣變?yōu)橐喊盋．鎂條與鹽酸的反應 D．石灰石變成生石灰3．（2023上·浙江臺州·高二校聯(lián)考期中）下列變化既是氧化還原反應，又符合如圖所示能量變化的是A．鹽酸與碳酸氫鈉反應 B．與反應C．鋁熱反應 D．灼熱的炭與反應4．（2024上·云南大理·高二統(tǒng)考期末）下列描述的反應中產物的總能量高于反應物的總能量的是A．金屬與稀鹽酸的反應 B．高溫分解C．溶于水 D．能量變化如圖所示的化學反應5．（2023下·高一課時練習）NOCl常用于有機合成，其合成原理為2NO(g)＋Cl2(g)?2NOCl(g)，反應過程中的能量變化如圖所示。下列有關說法正確的是A．2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)所具有能量低76kJB．該反應為吸熱反應C．該反應中每生成2molNOCl(g)放出熱量76kJD．形成1molNOCl(g)中的化學鍵放出熱量90kJ1．（2023上·河北石家莊·高三石家莊精英中學期中）下列反應中既屬于氧化還原反應，又屬于離子反應和放熱反應的是A．氫氣在氯氣內燃燒 B．Na2O2溶于水C．碳和水蒸氣反應 D．NaHCO3溶液中滴加稀鹽酸2．（2023上·河南新鄉(xiāng)·高二統(tǒng)考期中）下列物質間的能量變化與如圖所示反應的能量變化相符的是A．濃硫酸的稀釋 B．C與二氧化碳生成一氧化碳的反應C．鐵粉與稀硫酸的反應 D．氫氧化鈉與稀硝酸的反應3．（2022下·廣西南寧·高一南寧三中?？计谥校┫铝蟹磻獙儆谖鼰岱磻氖茿．生石灰溶于水 B．鹽酸和氫氧化鈉溶液反應C．鎂在空氣中燃燒 D．氫氧化鋇和氯化銨晶體混合4．（2023下·黑龍江牡丹江·高一牡丹江一中?？茧A段練習）下列說法正確的是A．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B．反應熱的大小與反應物所具有的能量和生成物所具有的能量無關C．已知P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)，該反應為放熱反應，說明紅磷比白磷更穩(wěn)定D．電解水制取氫氣和氧氣的過程中舊化學鍵斷裂吸收的總能量小于新化學鍵形成放出的總能量一、單選題1．（2023下·江蘇揚州·高一揚州中學?？计谥校┗瘜W反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化，下列說法中正確的是A．1molN2(g)和1molO2(g)完全反應放出的能量為180kJB．通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOC．1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量D．NO2是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應生成鹽和水2．（2023下·新疆伊犁·高一校聯(lián)考期末）航天飛機用鋁粉與高氯酸銨的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨分解，其反應為：2NH4ClO4(s)=N2(g)+Cl2(g)+2O2(g)+4H2O(l)，該反應為放熱反應。下列敘述錯誤的是A．從能量變化來看，整個反應過程主要是化學能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽蹷．在該反應中，還原產物只有Cl2C．該反應需要從環(huán)境吸收能量D．NH4ClO4分解瞬間產生大量的高溫氣體推動航天飛機飛行3．（2023上·湖南·高二南縣第一中學校聯(lián)考階段練習）下列反應中屬于氧化還原反應且生成物的總能量高于反應物的總能量的是A．氫氣與氯氣反應 B．鹽酸與碳酸氫鈉反應C．鋅片與稀硫酸反應 D．高溫下，炭與反應4．（2023上·江蘇揚州·高二揚州中學?？计谥校┲袊d人登月初步飛行方案公布，計劃2030年前實現(xiàn)登月。登月發(fā)射使用的火箭是長征9號火箭，火箭采用煤油、液氫、液氧等無毒無污染推進劑。分解水可以制取氫氣，分解時的能量變化如圖所示。下列有關該反應的說法正確的是A．斷開HO鍵放出能量B．反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能C．該條件下生成物比反應物更為穩(wěn)定D．尋找合適催化劑可不需要額外提供能量實現(xiàn)分解水5．（2023上·河北保定·高一校聯(lián)考階段練習）某反應由兩步反應A→B→C完成，它的反應能量變化曲線如圖所示。下列敘述正確的是A．兩步反應均為放熱反應 B．A與C的能量差為C．A→B的反應一定需要加熱 D．三種物質中C最穩(wěn)定6．（2023下·高一課時練習）科學家最新發(fā)現(xiàn)，通過簡單的化學反應，可以將樹木纖維素轉變成超級儲能裝置，如圖是該反應的微觀示意圖，下列說法錯誤的是A．該反應過程伴有能量變化B．該反應前后原子的種類、個數(shù)、質量均保持不變C．反應物X的能量低于生成物W的能量D．斷裂反應物(X＋Y)中化學鍵吸收能量，形成生成物(Z＋W)中化學鍵釋放能量7．（2023上·四川涼山·高二寧南中學?？奸_學考試）下列變化中，屬于放熱反應的是①液態(tài)氮汽化

②氫氧化鈉固體溶于水

③氫氧化鈉溶液與鹽酸溶液反應④KMnO4分解制O2

⑤Ba(OH)2·8H2O與固體NH4Cl混合

⑥氫氣在氧氣中燃燒

⑦CO2+C2CO

⑧生石灰跟水反應生成熟石灰⑨鈉塊投入到水中

⑩鋅與鹽酸A．①②③⑥⑦⑧⑨ B．①②⑥⑧⑨⑩ C．③⑥⑧⑨⑩ D．③④⑧⑨⑩8．（2023下·江蘇鹽城·高一江蘇省射陽中學?？计谥校┫铝蟹磻校欢▽儆谖鼰岱磻氖茿．需要加熱才能發(fā)生的反應 B．晶體與晶體的反應C．溶液與鹽酸的反應 D．的反應9．（2023下·黑龍江牡丹江·高一牡丹江一中?？茧A段練習）如圖是金屬和鹵素單質X2，反應的能量變化示意圖，下列說法正確的是A．由MgCl2制取Mg是放熱過程B．MgF2(I)能量在上圖中表示小于?1124KJ/molC．金屬鎂和鹵素單質X2，的反應都是放熱反應D．此溫度下三種鹵化鎂中MgI2(s)所含化學鍵的鍵能最大10．（2024上·貴州銅仁·高一統(tǒng)考期末）下列圖示實驗操作，不能達到目的的是ABCD用飽和碳酸氫鈉溶液除去氣體中的氣體驗證與水反應為放熱反應鑒別純堿和小蘇打驗證鹽酸、碳酸、硅酸酸性的相對強弱A．A B．B C．C D．D二、填空題11．（2023上·江西宜春·高一江西省宜豐中學?？茧A段練習）研究化學反應中的能量變化有利于更好的開發(fā)和使用化學能源。(1)已知H2、CO、CH4的燃燒熱分別為285.8kJ·mol1、283.0kJ·mol1、890.3kJ·mol1。①相同條件下，等質量的H2、CO、CH4分別完全燃燒，放出熱量最多的是___________。②2CH4(g)＋3O2(g)=2CO(g)＋4H2O(l)ΔH=kJ·mol1。③等質量的甲烷按a、b兩種途徑完全轉化，放出的熱量：途徑a途徑___________b(填“>”、“<”或“=”)途徑a：CH4CO+H2CO2+H2O途徑b：CH4CO2+H2O(2)已知白磷(P4)和P4O6的分子結構和部分化學鍵的鍵能分別如下圖、表所示：化學鍵PPO=OPO鍵能(kJ·mol1)abc①寫出白磷與氧氣反應生成P4O6固體的熱化學方程式：___________。②已知P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)ΔH=16.7kJ·mol1.等質量的白磷、紅磷分別完全燃燒，放出熱量更多的是___________。12．（2023下·新疆伊犁·高一校聯(lián)考期末）現(xiàn)代社會的一切活動都離不開能量，化學反應在發(fā)生物質變化的同時伴隨有能量變化，在化學研究和工業(yè)生產中還需要關注化學反應的快慢和程度。請回答下列問題：(1)氫氣和氯氣生成氯化氫的反應中，已知則該反應生成2molHCl所釋放的能量為___________kJ。(2)根據構成原電池的本質判斷，下列反應可以設計成原電池的是___________(填標號)。A．2Fe3＋(aq)＋Cu(s)=2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)B．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋2H2O(l)C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)(3)為了探究化學反應中的能量變化，某同學設計了如圖所示兩個實驗。有關實