那么在发生化学反应时，反应物需要__________才能转化成生成物。
该反应过程可看成是______________的过程。
解析
（1）反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。
（2）反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。
答案
（1）放 热
（2）吸 吸收能量 热能转化为物质内部的能量而被“贮存”起来
探究一、化学键与化学反应中能量变化的关系
【合作交流】
1．化学反应中能量变化的原因是任何化学反应中，旧键断裂时__________（填“吸收”或“放出”）的能量与新键形成时__________（填“吸收”或“放出”）的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。
提示 吸收 放出
2．氢能是一种绿色能源，H2在O2中燃烧，放出大量能量，说明2molH2和1molO2具有的总能量__________（填“大于”或“小于”）2molH2O具有的总能量。
提示 大于
3．NaCl溶于水，化学键有没有变化？
如果仅从化学键角度分析，NaCl溶于水是吸热还是放热？
提示 NaCl溶于水，NaCl===Na＋＋Cl－，只有化学键断裂，没有化学键形成，因此NaCl溶于水是吸收热量。
【点拨提升】
1．从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化
化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。
（1）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。
（2）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。
2．从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化
一个确定的化学反应完成后的结果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的总能量的相对大小。
具体情况见下表：
放热反应
吸热反应
能量变化
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
键能变化
生成物的总键能大于反应物的总键能
生成物的总键能小于反应物的总键能
图示
常见实例
①金属与水或酸的反应；②金属氧化物与水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸与碱的中和反应；⑤大部分化合反应
①大部分分解反应；
②Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl反应
③高温下焦炭与水的反应
【典题例证1】 化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
（ ）
A．该反应是吸热反应
B．断裂1molA—A键和1molB—B键放出xkJ的能量
C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量
D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
解析 从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。
答案 C
【学以致用1】 根据下面的信息，判断下列叙述正确的是（ ）
A．氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量
B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C．1molH2跟
molO2反应生成1molH2O一定释放能量245kJ
D．2molH2（g）跟1molO2（g）反应生成2molH2O（g）吸收能量490kJ
解析 由题中信息可知，1molH2（g）的共价键断裂吸收能量436kJ，
molO2（g）的共价键断裂吸收能量249kJ，两项共吸收能量685kJ；形成2molH－O键时共释放能量930kJ。
在1molH2（g）跟
molO2（g）反应生成1molH2O（g）的过程中，放出的能量比吸收的能量多245kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245kJ。
答案 A
探究二、吸热反应与放热反应的比较
【合作交流】
1．不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。
化学反应是吸热还是放热由什么决定？
是不是放热反应不需加热，吸热反应都要加热？
试举例说明。
提示 化学反应是吸热还是放热决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，前者大于后者为放热反应，前者小于后者为吸热反应。
有的放热反应需要加热才能发生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。
吸热反应大都需要加热，也有不需加热就能反应的，例如Ba（OH）2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应。
2．NaOH溶于水放出热量、NaOH溶于水是放热反应吗？
提示 吸热反应和放热反应均是化学反应。
注意明确某些吸热过程和放热过程不属于化学反应。
如：
NaOH固体溶于水，浓硫酸稀释属于放热过程；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，三者都不是化学反应，也就不属于吸热反应或放热反应。
【点拨提升】
1．规避吸热反应和放热反应判断的2个易错点
（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，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
2．吸热反应和放热反应的判断方法
（1）根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。
（2）根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。
若断裂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，属于放热反应，反之是吸热反应。
（3）根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质（能量高）生成稳定的物质（能量低）的反应为放热反应，反之为吸热反应。
（4）根据反应条件判断。
凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。
【典题例证2】 下列说法正确的是（ ）
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行
A．只有③④ B．只有①②
C．①②③④D．②③④
解析 加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋S
FeS。
答案 A
【学以致用2】 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苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华
A．①④B．②④
C．③⑤D．④⑥
解析 注意吸热或放热过程与吸热反应或放热反应的区别。
①水汽化是物理变化，不属于吸热反应。
②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。
④KClO3分解是吸热反应。
⑤是放热反应，③⑥均为物理变化。
答案 B
1．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是（ ）
解析 吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，A项正确。
答案 A
2．生活中每时每刻都发生着各种化学反应，下列反应不一定属于放热反应的是（ ）
A．H2SO4与Ba（OH）2溶液的反应
B．燃烧反应
C．复分解反应
D．中和反应
解析 H2SO4与Ba（OH）2溶液混合，酸与碱发生中和反应，是放热反应；燃烧是指剧烈的发光、发热的反应，因而都是放热反应；复分解反应，有的是放热反应，如酸碱中和反应，有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。
答案 C
3．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ）
A．灼热的碳与CO2的反应
B．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C．铝片与稀盐酸的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
解析 灼热的碳与CO2的反应生成CO，属于氧化还原反应，也是吸热反应，A正确；Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应生成BaCl2、NH3和H2O，属于非氧化还原反应，B错误；铝片与稀盐酸的反应放热，C错误；甲烷在氧气中的燃烧反应放热，D错误。
答案 A
4．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的说法正确的是（ ）
A．X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析 从物质储存的能量来分析，各种物质都储存有化学能，不同的物质所包含的化学能各不相同。
一个确定的化学反应的热效应，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
在化学反应中，“能量的变化”与反应发生的“需要条件”没有必然的联系。
有些放热反应在常温下就可进行，如白磷的缓慢氧化、自燃和酸碱中和反应等。
有些放热反应却需要较高温度才能发生，如铁丝在氧气中燃烧、铁粉和硫粉的反应等。
答案 C
5．如图所示，把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入5mL稀盐酸。
回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）产生上述现象的原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）写出有关反应的离子方程式______________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”、“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。
解析
（1）镁与盐酸剧烈反应，可观察到产生大量气体，反应放出热量使饱和溶液温度升高，析出固体溶质，观察到溶液变浑浊。
（3）镁与盐酸发生置换反应，生成氯化镁和氢气，反应的离子方程式为：
Mg＋2H＋===
Mg2＋＋H2↑，析出固体的离子方程式为：
Ca2＋＋2OH－===Ca（OH）2↓。
（4）当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应是放热反应，则MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。
答案
（1）镁片上有大量气泡产生，镁片逐渐溶解，烧杯中溶液变浑浊
（2）镁与盐酸反应放热，Ca（OH）2的溶解度随温度升高而减小，故有固体析出
（3）Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑、Ca2＋＋2OH－===Ca（OH）2↓
（4）小于
课时作业
1．下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
解析 化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，C正确。
答案 C
2．从宏观来看化学变化的本质是有新物质生成。
从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是（ ）
A．变化时有电子的得失或共用电子对的形成
B．变化过程中有化学键的断裂和形成
C．变化时释放出能量
D．变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类增加了
解析 某些物理变化也能释放能量，如浓H2SO4、NaOH等溶于水放出热量，白炽灯工作时发光、发热等。
答案 C
3．用玻璃棒迅速搅拌如图一所示装（小烧杯与玻璃片之间有一薄层水）的固体混合物。
后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘在一起。
下列有关该反应的说法中正确的是（ ）
A．反应中有化学能转化为热能
B．反应中的能量关系如图二
C．是吸热反应
D．化学键的总键能：
反应物<生成物
答案 C
4．下列说法正确的是（ ）
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．H2O（g）―→H2O（l）该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化
C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程
解析 任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，A正确，B错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D错误。
答案 A
5．下列反应一定属于放热反应的是（ ）
A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．能量变化如图所示的反应
C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应
D．不需要加热就能发生的反应
解析 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量多的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应。
答案 C
6．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。
已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收akJ的能量。
下列说法中正确的是（ ）
①石墨不如金刚石稳定 ②金刚石不如石墨稳定
③等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
④等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
A．①②B．②③
C．①④D．③④
解析 由石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。
答案 B
7．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。
然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。
由此可知（ ）
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
解析 醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中反应物吸收能量，吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；NH4HCO3粉末与盐酸的反应是吸热反应，是各反应物的总能量低于各生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，D错误。
答案 B
8．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收能量为（ ）
A．920kJB．557kJ
C．436kJD．188kJ
解析 设1molH—H键断裂时吸收能量为xkJ。
首先写出化学反应方程式：
2H2＋O2
2H2O，然后分析过程，2H—H＋O===O
2H—O—H，由过程可知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2molH—H键、1molO===O键，吸收的能量为（2x＋496）kJ；生成2molH2O形成4molH—O键，放出的能量为4×463kJ＝1852kJ，依据能量守恒定律放出能量484kJ＝1852kJ－（2x＋496）kJ，即可求出x＝436。
答案 C
9．
（1）下列过程中不一定释放能量的是________（填编号）。
A．化合反应 B．分解反应 C．形成化学键 D．燃料燃烧 E．酸碱中和 F．炸药爆炸
（2）等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是________（填编号）。
A．硫蒸气B．硫固体
（3）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QkJ热量，则其中和热为________kJ/mol。
（4）已知H2和O2反应放热，且断开1molH—H、1molOO、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________（填编号）。
A．Q1＞Q3B．Q2＞Q3
C．2Q1＋Q2＜2Q3D．2Q1＋Q2＜4Q3
E．Q1＋Q2＞Q3F．Q1＋Q2＜Q3
解析
（1）化学键的形成过程中一定会放出能量，燃料的燃烧、酸碱中和反应都是放热反应，炸药爆炸过程中会放出热量，而化合反应、分解反应不一定是放热反应；
（2）硫固体变为硫蒸气需要吸收热量，所以硫蒸气燃烧放出的热量较多；（3）1mol硫酸与氢氧化钠完全反应生成2mol水，中和热是指强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量，所以中和热为
kJ/mol；（4）氢气与氧气的反应是放热反应，根据反应热与键能的关系，则2Q1＋Q2－4Q3＜0，即2Q1＋Q2＜4Q3，三种键能之间的大小关系不能判断。
答案
（1）AB
（2）A （3）
（4）D
10．化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。
对于反应：
H2＋I2
2HI，已知断开1molH—H键、1molI—I键分别需要吸收的能量是436kJ和151kJ，形成1molH—I键需要放出的能量是299kJ。
（1）1molH2和1molI2充分反应，反应物断键吸收的总能量是________kJ，生成物成键放出的总能量为________kJ，反应共________（填“放出”或“吸收”）能量________kJ。
（2）如图两个图像中，能够正确反映该反应能量变化的图像是________（填“A”或“B”）。
11．火箭常用偏二甲肼（C2H8N2）作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。
（1）写出反应的化学方程式：
_________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）该反应是______
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