答案 A
解析 若反应物总能量之和大于生成物总能量之和，则反应放热，反之，反应吸热。
若破坏反应物化学键消耗的能量小于形成生成物化学键释放的能量，则反应放热，反之，反应吸热。
5．已知在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9kJ的热量。
（1）石墨转化为金刚石属于________变化。
（2）石墨和金刚石相比，________能量高，________更稳定。
（3）推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧，________放出的热量多。
答案
（1）化学
（2）金刚石 石墨 （3）金刚石
解析 同素异形体之间的转化是化学变化；1mol石墨转化为金刚石，该反应吸收1.9kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定；石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。
[基础过关]
题组一 化学变化的本质特征
1．物质在发生化学变化时，下列说法正确的是（ ）
A．反应物的总质量等于生成物的总质量
B．发生电子得失或偏移
C．有化学键的断裂，不一定有新物质生成
D．反应物所具有的总能量等于生成物所具有的总能量
答案 A
解析 A项符合质量守恒，正确；非氧化还原反应没有电子得失或偏移，B项不正确；化学变化时有化学键的断裂，则一定有新物质生成，C项不正确。
2．在研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化所引起的化学键及能量的变化，据此判断以下叙述错误的是（ ）
A．化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成
B．物质的燃烧过程可看成“储存”在物质内部的能量（化学能）转化为热能释放出来的过程
C．在化学反应中，破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量时，该反应是吸热反应
D．需要在高温条件下才能发生的反应一定是吸收能量的反应
答案 D
解析 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，故A项正确；物质燃烧放出热量，化学能转化为热能，故B项正确；若反应时形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量，则该反应为放热反应，反之，为吸热反应，故C项正确；合成氨反应需要在高温条件下进行，但该反应却是释放能量的反应，故D项错误。
题组二 放热反应和吸热反应的判断
3．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
答案 B
解析 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不合题意；Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应，D项不合题意。
4．下列有关化学反应能量变化的叙述中正确的是（ ）
①如果反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应一定是吸热反应 ②只要是在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应 ③只要是在常温常压下进行的反应就一定是放热反应 ④燃烧反应一定是放热反应 ⑤化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
A．①④B．①②③
C．③⑤D．④⑤
答案 A
解析 ②燃烧反应和铝热反应虽需点燃，但属于放热反应。
③NH4Cl和Ba（OH）2·8H2O的反应是吸热反应。
⑤C和CO2生成CO的反应属于吸热反应，而分解反应通常是吸热反应。
5．在25℃、101kPa的条件下，1mol的白磷（化学式为P4）完全燃烧放出的热量比4mol的红磷（化学式为P）完全燃烧放出的热量多。
化学方程式分别为P4（s）＋5O2（g）===P4O10（s）；4P（s）＋5O2（g）===P4O10（s）。
由此判断，下列说法正确的是（ ）
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
答案 D
解析 白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
题组三 化学反应中的能量变化
6．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。
在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（ ）
A．Q1＋Q2<2Q3B．Q1＋Q2>Q3
C．Q1＋Q22Q3
答案 A
解析 由于Cl2和H2反应生成HCl要放出热量，所以Q1＋Q2<2Q3。
7．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。
据此判断以下叙述中错误的是（ ）
A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
B．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量（化学能）转化为热能释放出来
C．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很活泼
D．需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
答案 C
8．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中能量变化的示意图是（ ）
答案 B
解析 氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物断键先吸收能量，总能量增大，然后形成化学键时放出能量。
题组四 化学键与化学反应中的能量变化
9.H2和I2在一定条件下能发生反应：
H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH＝－akJ·mol－1
已知：
（a、b、c均大于零）下列说法不正确的是（ ）
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量
C．断开2molH—I键所需能量约为（c＋b＋a）kJ
D．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ
答案 B
解析 ΔH<0，该反应为放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；因为该反应为放热反应，所以断开1molH—H键和1molI—I键所需能量小于断开2molH—I键所需能量，B项不正确；设断开2molH—I键所需能量为x，则b＋c－x＝－a，所以x＝a＋b＋c，C项正确；因为该反应为可逆反应，所以向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ，D项正确。
10．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1molH2O时吸收热量245kJ
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
解析 根据能量变化可知，1molH2与
molO2断键时吸收685kJ能量，而生成1molH2O放出930kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。
[能力提升]
11．为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。
当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。
试回答下列问题：
（1）该反应________（填“放出”或“吸收”）热量。
（2）A和B的总能量比C和D的总能量________（填“高”或“低”）。
（3）物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。
（4）反应物化学键断裂吸收的能量________（填“高”或“低”）于生成物化学键形成放出的能量。
（5）写出一个符合题中条件的化学方程式：
__________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）放出
（2）高 （3）热能 （4）低
（5）2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑（或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl===NaCl＋H2O等合理答案均可）
12．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：
（1）在一个小烧杯里，加入20gBa（OH）2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。
然后加入10gNH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
①实验中玻璃棒的作用是__________________________________________
________________________________________________________________________。
②写出有关反应的化学方程式：
______________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验中观察到的现象有________________________________________________
________________________________________________________________________
和反应混合物呈糊状。
（2）下列过程中不一定释放能量的是________（填编号）。
①形成化学键 ②燃料燃烧 ③化合反应 ④葡萄糖在体内的氧化反应 ⑤酸碱中和 ⑥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________（填编号）。
①固体硫②硫蒸气
（4）已知H2和O2反应放热，且断开1molH—H键、1molO===O键、1molO—H键需吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是________（填编号）。
①Q1＋Q2＞Q3②Q1＋Q2＞2Q3
③2Q1＋Q2＜4Q3④2Q1＋Q2＜2Q3
答案
（1）①搅拌使混合物充分接触并反应
②Ba（OH）2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③玻璃片与烧杯之间结冰黏在一起，有少许刺激性气味的气体逸出
（2）③ （3）② （4）③
解析
（1）用玻璃棒迅速搅拌，可以知道玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触并反应；氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡，化学方程式为Ba（OH）2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
氯化铵和Ba（OH）2·8H2O的反应是吸热反应，温度降低能让水结冰，导致烧杯和玻璃片黏在一起，同时生成的氨气具有刺激性气味。
（2）一般的化合反应放热，但有的化合反应吸热，如二氧化碳和碳反应生成一氧化碳。
（3）固态变为气态需要吸收能量，所以硫蒸气的能量大于固体硫，等质量的固体硫、硫蒸气分别完全燃烧，放出热量较多的是硫蒸气。
（4）已知2molH2和1molO2反应生成2molH2O，反应断开2molH—H键吸收能量2Q1kJ、1molO===O键吸收能量Q2kJ，形成4molO—H键放出能量4Q3kJ，总反应放热，则2Q1＋Q2＜4Q3。
13．在25℃、101kPa的条件下，断裂1molH—H键吸收436kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量，形成1molH—Cl键放出431kJ能量。
H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示：
请回答下列有关问题：
（1）反应物断键吸收的总能量为________。
（2）生成物成键放出的总能量为________。
（3）判断H2＋Cl2===2HCl是________（填“吸收”或“放出”）能量。
（4）反应物的总能量________（填“＞”“＝”或“＜”）生成物的总能量。
答案
（1）679kJ
（2）862kJ （3）放出 （4）＞
解析
（1）反应物断键吸收的总能量应该是断裂1molH—H键与1molCl—Cl键吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。
（2）生成物成键放出的总能量为2×431kJ＝862kJ。
（3）、（4）由于吸收的总能量小于放出的总能量，所以反应放热，即反应物的总能量大于生成物的总能量。
14．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学应用中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。
（1）化学键断裂和形成是化学反应的本质和化学反应能量产生的原因。
从能量的角度看，断开旧化学键需要________（填“吸收”或“放出”，下同）能量，形成新化学键需要________能量。
（2）已知化学反应N2＋3H2
2NH3的能量变化如图所示，
①1molN和3molH生成1molNH3（g）是________（填“吸收”或“释放”）能量的过程。
由
molN2（g）和
molH2（g）生成1molNH3（g）的过程________（填“吸收”或“释放”）________kJ能量。
②已知断开1molH—H键，1molN—H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。
一定条件下由氢气和氮气反应生成1molNH3需要________（填“放出”或“吸收”）________kJ的热量。
答案
（1）吸收 放出
（2）①释放 释放 （b－a） ②放出 46
解析
（2）①如果反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，整个反应就放出能量，反之就吸收能量。
由图像可知1molN和3molH具有的总能量比1molNH3（g）高bkJ，所以1molN和3molH生成1molNH3（g）是释放能量的过程。
由图像可知
molN2（g）和
molH2（g）具有的总能量比1molN和3molH具有的总能量低akJ，而1molNH3（g）具有的总能量比1molN和3molH具有的总能量低bkJ，b>a，所以由
molN2（g）和
molH2（g）生成1molNH3（g）的过程释放出（b－a）kJ能量。
②根据化学方程式N2＋3H2
2NH3，生成1molNH3时需要消耗0.5mol的N2和1.5mol的H2。
因此在上述的反应过程中断裂0.5molN≡N键和1.5molH—H键，共吸收热量0.5
×946kJ＋1.5×436kJ＝1127kJ；形成1molNH3中的3molN—H键，共放出热量3×391kJ＝1173kJ。
因为1173kJ＞1127kJ，因此反应放热，共放出1173kJ－1127kJ＝46kJ的热量。
升级会员 