第12講-化學反應與熱量(人教版2019必修第二冊)-(原卷版)

第12第12講化學反應與熱量必備知識必備知識1．化學反應中的能量變化(1)化學反應中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學反應中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。(3)化學反應中的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。2．焓變、反應熱(1)焓(H)用于描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。(2)焓變(ΔH)生成物與反應物的內(nèi)能差，稱為焓變，符號為ΔH。ΔH＝H(生成物)－H(反應物)單位：kJ·mol－1。(3)反應熱指當化學反應在一定溫度下進行時，反應所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應熱的關系對于恒壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有如下關系：ΔH＝QP。(5)反應熱產(chǎn)生的原因?；瘜W反應過程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量不相等，故化學反應均伴隨著能量變化。3．吸熱反應和放熱反應(1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析，如圖所示。(2)從反應熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析(3)反應熱ΔH的基本計算公式：ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量。ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能。(4)常見放熱反應：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數(shù)化合反應(特例：C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO吸熱反應)；④金屬與酸(或水)的置換反應；⑤物質(zhì)的緩慢氧化；⑥鋁熱反應(如2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe)；⑦少數(shù)分解反應，如TNT爆炸；⑧原電池反應；⑨Na2O2與CO2、H2O的反應。(5)常見吸熱反應①大多數(shù)分解反應(如NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑)；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應；④碳與水蒸氣、C與CO2、CO與CuO、H2與CuO等的反應。易混易錯點易混易錯點(1)化學反應的本質(zhì)是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成，任何化學反應都具有熱效應。(2)不能根據(jù)反應條件判斷反應是放熱還是吸熱，需要加熱才能進行的反應不一定是吸熱反應，不需要加熱就能進行的反應也不一定是放熱反應。(3)有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應，如水結(jié)成冰放熱但不屬于放熱反應。濃H2SO4、NaOH固體溶于水放熱、NH4NO3溶于水吸熱，因為不是化學反應，其放出或吸收的熱量不是反應熱。(4)物質(zhì)三態(tài)變化時，能量的變化形式為固態(tài)eq\o(,\s\up7(吸熱),\s\do5(放熱))液態(tài)eq\o(,\s\up7(吸熱),\s\do5(放熱))氣態(tài)。(5)化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O在常溫常壓下即可進行。(6)任何化學反應一定伴有能量變化,原因是舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成釋放的能量不相等。細細剖精析·易混不混·易錯不錯1．同質(zhì)量的硫粉在空氣中燃燒和在純氧中燃燒，哪一個放出的熱量多，為什么？【細剖精析】在空氣中燃燒放出的熱量多，因在純氧中燃燒火焰明亮，光能多，故熱量少。2．放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不反應，對嗎？【細剖精析】不正確。反應放熱還是吸熱，與反應物和生成物具有的能量有關，與加熱與否無必然關系。例如紅磷和O2生成P2O5需要加熱，銨鹽和堿不加熱就能進行。3．做實驗時，不管吸熱反應和放熱反應都用到酒精燈，怎樣判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應加熱的目的是什么？【細剖精析】持續(xù)用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應就停止的反應是吸熱反應；開始用酒精燈加熱，反應開始后，撤去酒精燈仍能繼續(xù)反應的是放熱反應。放熱反應加熱目的一般是加快反應速率。對點訓練對點訓練1．有關化學反應中能量變化的說法正確的是A．任何反應都會吸收或放出熱量B．化學反應中一定會有化學鍵的斷裂和生成C．根據(jù)能量守恒定律，反應物的總能量與生成物的總能量一定相等D．反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能，該反應為放熱反應2．下列說法中不正確的是A．化學鍵的斷裂與形成是化學反應過程的本質(zhì)B．化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因C．從能量的角度看，斷開化學鍵要吸收能量，形成化學鍵要放出能量D．若化學反應吸收能量時，其斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量3．下列說法不正確的是A．當今社會人們所需的能量絕大部分是由化學反應產(chǎn)生的B．目前，全球仍處于化石能源時代C．人體生命活動所需要的能量，是由氧化還原反應提供的D．凡是放出熱量的化學反應均可用來造福人類4．下列反應中生成物總能量低于反應物總能量的是A．水蒸氣通過灼熱的焦炭B．石灰石高溫煅燒C．鹽酸與氫氧化鈉溶液的中和反應D．氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體混合反應5．下列說法正確的是A．已知石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應，所以石墨比金剛石穩(wěn)定B．凡是需要加熱的反應都是吸熱反應C．灼熱的炭與CO2的反應既是氧化還原反應又是放熱反應D．干冰易升華，這與分子中C=O鍵的鍵能大小有關6．關于能源和能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A．太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化：光能→化學能→電能B．生物光合作用中的能量轉(zhuǎn)化：光能(太陽能)→生物質(zhì)能(化學能)C．化學反應過程中，除了物質(zhì)變化外，可能伴有能量變化D．燃氣灶具中的能量轉(zhuǎn)化：化學能全部轉(zhuǎn)化為熱能7．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8．下列說法錯誤的是A．化學反應中形成化學鍵會放出能量B．化學反應中拆開反應物的化學鍵需要吸收能量C．化學反應中放出或吸收的熱量與反應物或生成物的狀態(tài)無關D．化學反應中若反應物的總能量大于生成物的總能量，則該反應是放熱反應9．下列說法正確的是A．化學反應中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的B．化學鍵斷裂需要吸收能量C．化學反應的焓變越大，表示放熱越多D．放熱反應不需要加熱就能發(fā)生10．某反應由兩步反應構(gòu)成，它的反應能量曲線如圖，下列敘述正確的是A．反應條件一定要加熱B．兩步反應均為吸熱反應C．A與C的能量差為E4D．三種化合物中C最穩(wěn)定反應進程11．根據(jù)表列出的各化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)，判斷如下分子中最穩(wěn)定的是化學鍵H-HH-ClH-ICl-ClBr-Br鍵能(kJ/mol)436431299247193A．Cl2 B．HCl C．Br2 D．H212．在一定條件下，1mol白磷轉(zhuǎn)化為紅磷放出熱能在該條件下，下列說法正確的是A．白磷比紅磷的能量低 B．該變化為物理變化C．白磷比紅磷穩(wěn)定 D．該變化的本質(zhì)是舊化學鍵斷裂，新化學鍵形成13．反應(反應吸熱)分兩步進行：①(反應吸熱)，②(反應放熱)。能正確表示總反應過程中能量變化的示意圖是A． B．C． D．14．下列說法中正確的是①需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應②放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生③反應是放熱還是吸熱必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大?、芊艧岱磻訜岬揭欢囟纫l(fā)后，停止加熱反應可能會繼續(xù)進行A．①② B．③④ C．①②③④ D．②③④提升訓練提升訓練1．某雜志曾報道過某課題組利用磁性納米Fe3O4顆粒除去水體中草甘膦污染物的方法，其原理如圖所示(Fe3O4顆粒在水中表面會帶-OH)。下列說法不正確的是A．草甘膦能與氫氧化鈉溶液反應B．Fe3O4納米顆粒除去草甘膦的過程有化學鍵的形成和斷裂C．溶液中c(H+)越大，F(xiàn)e3O4納米顆粒除污效果越好D．處理完成后，F(xiàn)e3O4納米顆粒可用磁鐵回收，經(jīng)加熱活化重復使用2．根據(jù)下列實驗操作、現(xiàn)象及所得到的結(jié)論正確的是選項實驗操作和現(xiàn)象解釋或結(jié)論A工業(yè)上用SiO2與焦炭在高溫條件制備粗硅，生成氣體CO，得到黑色固體粗硅非金屬性：C＞SiB將一塊用砂紙打磨過的鋁條放入試管，再加入98%濃硫酸3mL，鋁條表面無明顯現(xiàn)象鋁與濃硫酸常溫下不反應C將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后再滴加KSCN溶液：有氣體生成，溶液不呈血紅色稀硝酸只能將Fe氧化為Fe2+D往燒杯中加入約20g研細的Ba(OH)2·8H2O晶體和10gNH4Cl晶體，并將燒杯放在滴有水的玻璃片上，用玻璃棒迅速攪拌；有刺激性氣味氣體生成，燒杯底部結(jié)冰，與玻璃片粘在一起吸熱反應不一定要加熱才能進行3．我國科學家在CO2電催化還原制乙烯和乙醇方面取得重要突破，其反應機理如下圖所示。下列有關說法錯誤的是A．第1步中“CO2→*CO"碳氧雙鍵斷開需要吸收能量B．第2步發(fā)生反應的化學方程式為*CO+H→*CHOC．第3步“*CHO→*OCHCHO*”吸附在催化劑表面原子數(shù)目及種類不變D．第4步產(chǎn)物有乙烯、乙醇和水4．根據(jù)如圖所示的N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化情況判斷，下列說法正確的是A．N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)是放熱反應B．2molO原子結(jié)合生成O2（g）時需要吸收498kJ能量C．1molNO(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收632kJ能量D．2molN(g)和2molO(g)的總能量為1444kJ5．在相同條件下，下列物質(zhì)分別與H2反應，當消耗等物質(zhì)的量的氫氣時，放出的熱量最多的是（）A．Cl2 B．Br2 C．I2 D．F26．已知：①能量越低的物質(zhì)就越穩(wěn)定，②白磷轉(zhuǎn)化成紅磷是放熱反應。據(jù)此，下列說法不正確的是A．在相同的條件下，紅磷比白磷穩(wěn)定 B．紅磷和白磷的結(jié)構(gòu)不同，互為同位素C．白磷分子之間存在范德華力 D．白磷容易發(fā)生自燃而紅磷則不易自燃7．1mol白磷（P4，s）和4mol紅磷（P，s）與氧氣反應過程中的能量變化如圖（E表示能量）。下列說法正確的是A．P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH＞0B．以上變化中，白磷和紅磷所需活化能相等C．白磷比紅磷穩(wěn)定D．紅磷燃燒的熱化學方程式是4P(s，紅磷)＋5O2(g)＝P4O10(s)ΔH=－(E2－E3)kJ/mol8．反應A→C分兩步進行：①A→B，②B→C。反應過程能量變化曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列說法錯誤的是A．三種物質(zhì)中B最不穩(wěn)定 B．A→B反應的活化能為E1C．B→C反應的ΔH=E4－E3 D．加入催化劑不能改變反應的焓變9．中國科學院科研團隊研究表明，在常溫常壓和可見光下，基于LDH（一種固體催化劑）合成NH3的原理示意圖。下列說法不正確的是A．該過程將太陽能轉(zhuǎn)化成為化學能B．該過程中，只涉及非極性鍵的斷裂與生成C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3D．原料氣N2可通過分離液態(tài)空氣獲得10．最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程．反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是A．CO和O生成CO2是吸熱反應B．在該過程中，CO斷鍵形成C和OC．同物質(zhì)的量的CO和O反應比CO與O2反應放出更多熱量D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程11．已知反應A+B==C+D的能量變化如圖所示，下列說法正確的是A．該反應為吸熱反應B．該反應只有在加熱條件下才能進行C．反應物的總能量高于產(chǎn)物的總能量D．形成產(chǎn)物C和D的化學鍵所放出的總能量高于斷開反應物A和B的化學鍵所吸收的總能量12．德國化學家格哈德?埃特爾在固體表面化學的研究中取得了非凡的成就，其成果之一是揭示了氮氣與氫氣在催化劑表面合成氨的反應過程（下圖所示）．符合上述反應過程的順序是A．⑤④①③② B．④⑤①②③ C．④⑤①③② D．⑤④①②③13．下列說法中不正確的是①所有的化學反應都伴隨著能量變化。②化學反應中的能量變化都是熱能的變化