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。
理解感悟 化学变化过程中肯定会伴有能量的变化，但伴有能量变化的过程不一定是化学变化。
化学变化过程中既有能量变化又有物质变化。
4．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。
共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键（或其可逆过程）时释放（或吸收）的能量。
已知H—H键的键能为436kJ·mol－1、Cl—Cl键的键能为243kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1molH2（g）与1molCl2（g）反应生成2molHCl（g）放出183kJ的热量，则x为（ ）
A．496kJ·mol－1B．431kJ·mol－1
C．862kJ·mol－1D．248kJ·mol－1
答案 B
解析 2x－436kJ·mol－1－243kJ·mol－1＝183kJ·mol－1
x＝431kJ·mol－1。
当堂检测
1．判断下列说法的正误，正确的在括号内划“√”，错误的在括号内划“×”。
（1）所有化学反应都伴随着能量的变化（ ）
（2）不同的化学反应放出或吸收的能量一般是不相同的（ ）
（3）同一化学反应中反应物的用量不同时，放出或吸收的能量却相同（ ）
（4）放出能量越多的反应，通常生成物越不稳定（ ）
（5）因为氢气在氧气中燃烧是放出能量的，所以水的分解反应一定是吸收能量的（ ）
答案
（1）√
（2）√ （3）× （4）× （5）√
解析 （4）放出能量越多的反应，说明生成物的能量越低，生成物越稳定。
2．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
答案 C
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，故正确答案为C。
3．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
答案 A
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，所以A项正确，B项错误；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项错误；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项错误。
4．对于放热反应2H2＋O2
2H2O，下列说法中正确的是（ ）
A．生成物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B．反应物H2和O2所具有的总能量高于生成物H2O所具有的总能量
C．反应物H2和O2所具有的总能量等于生成物H2O所具有的总能量
D．反应物H2和O2具有的能量相等
答案 B
解析 首先应明确题中所给反应为放热反应，放热反应的特征是反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量。
5．断开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。
求：
（1）1molN2完全反应生成NH3需________（填“吸收”或“放出”）能量________kJ。
（2）1molH2完全反应生成NH3需________（填“吸收”或“放出”）能量________kJ。
（不考虑可逆反应）
答案
（1）放出 92
（2）放出 30.67
解析 本题可以从断键吸收的能量数值与成键放出的能量数值的相对大小来判断，若E（断键）＞E（成键），则为吸热反应；若E（断键）＜E（成键），则为放热反应。
（1）N2＋3H22NH3，生成2molNH3形成6molN—H键时要放出6mol×391kJ·mol－1＝2346kJ的能量，拆开1molN≡N键和3molH—H键时吸收的总能量为946kJ＋3mol×436kJ·mol－1＝2254kJ，整个过程中的能量变化为放出能量，为2346kJ－2254kJ＝92kJ。
（2）方法一：
N2＋H2
NH3，生成
molNH3即形成2molN—H键时，需放出2mol×391kJ·mol－1＝782kJ的能量，拆开
molN≡N键和1molH—H键时吸收的总能量为
mol×946kJ·mol－1＋436kJ≈751.33kJ，整个过程中的能量变化为放出能量，为782kJ－751.33kJ＝30.67kJ。
方法二：
由
（1）知3molH2生成NH3需放出能量92kJ，则1molH2生成NH3需放出能量为92kJ×
≈30.67kJ。
40分钟课时作业
[基础过关]
一、化学变化的本质特征
1．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
答案 C
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。
2．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不正确；能量守恒包括反应放出或吸收的热量，D不正确。
3．下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是（ ）
A．I2升华B．NaCl颗粒被粉碎
C．冰融化D．HCl溶于水得到盐酸
答案 D
解析 HCl分子中存在H—Cl共价键，溶于水后得到盐酸，HCl分子变成了H＋和Cl－，溶液中不再存在HCl分子。
二、化学反应中的能量变化
4．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。
5．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
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
答案 B
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。
三、化学键与化学反应中的能量变化
7．已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：
436kJ，I—I：
151kJ，H—I：
299kJ，下列对H2（g）＋I2（g）
2HI（g）的反应类型判断错误的是（ ）
A．放出能量的反应B．吸收能量的反应
C．氧化还原反应D．可逆反应
答案 B
解析 依题意，断裂1molH—H键和1molI—I键吸收的能量为436kJ＋151kJ＝587kJ，生成2molH—I键放出的能量为299kJ×2＝598kJ，因为598kJ＞587kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。
8．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。
9．已知断开1molH—H键吸收的能量为436kJ，形成1molH—N键放出的能量为391kJ，根据化学方程式N2＋3H2
2NH3，反应完1molN2放出的能量为92.4kJ，则断开1molN≡N键需吸收的能量是（ ）
A．431kJB．945.6kJC．649kJD．869kJ
答案 B
解析 设断开1molN≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：
92.4kJ＝6×391kJ－3×436kJ－x，x＝945.6kJ。
[能力提升]
10．已知化学反应2C（s）＋O2（g）
2CO（g）、2CO（g）＋O2（g）
2CO2（g）都是放热反应。
据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）（ ）
A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
答案 A
解析 放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。
C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2
CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12gC并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；由于C
CO放热、CO
CO2放热，所以C
CO2比C
CO放出的热量要多，即D项说法正确。
11．化学键的________，既是化学反应过程的本质，又是化学反应中________变化的主要原因。
从能量的角度看，断开化学键要________，形成化学键要________。
一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 断裂与形成 能量 吸收能量 放出能量 断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量的相对大小
12．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。
13．已知化学反应N2＋3H2
2NH3的能量变化如图所示：
（1）1molN和3molH生成1molNH3（g）是________（填“吸收”或“释放”）能量的过程。
（2）由
molN2（g）和
molH2（g）生成1molNH3（g）过程________（填“吸收”或“释放”）________kJ能量。
答案
（1）释放
（2）释放 （b－a）
解析 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。
（1）由图像可知1molN和3molH具有的总能量比1molNH3（g）的能量高bkJ，所以1molN和3molH生成1molNH3（g）是释放能量的过程。
（2）由图像可知
molN2（g）和
molH2（g）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。
[拓展探究]
14．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量（kJ）：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量（kJ）
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答下列问题。
（1）下列物质本身具有的能量最低的是________（填字母）。
A．H2B．Cl2C．Br2D．I2
（2）下列氢化物中最稳定的是________（填字母）。
A．HClB．HBrC．HI
（3）X2＋H2===2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是吸热反应还是放热反应？
答：
____________________。
（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是______________。
答案
（1）A
（2）A （3）放热反应 （4）Cl2
解析
（1）、
（2）破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。
（3）、（4）以氯元素为例计算断开1molCl—Cl键和1molH—H键需吸收能量：
243kJ＋436kJ＝679kJ，而形成2molHCl放出的能量为2×432kJ＝864kJ，所以在Cl2＋H2===2HCl反应中放出864kJ－679kJ＝185kJ的热量，同理可计算在Br2＋H2===2HBr、I2＋H2===2HI反应中分别放出103kJ、9kJ的热量。
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