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基础课时8　化学反应与热能
学习目标　1.认识物质具有能量,知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热反应和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。
一、吸热反应和放热反应
(一)知识梳理
1.实验探究——化学反应中的能量变化
实验 操作
实验 现象 ①看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管,手感到热 ③温度计指示反应温度升高 ①闻到刺激性气味气体 ②用手摸烧杯底部有冰凉感觉 ③用手拿起烧杯,玻璃片黏结到烧杯的底部 ④烧杯内反应物成糊状
反应 方程式
实验 结论 该反应　　　热量 该反应　　　热量
化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为　　　的变化,有的释放热量,有的吸收热量
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:　　　　热量的化学反应。
(2)吸热反应:　　　　热量的化学反应。
(二)互动探究
氢气、天然气等燃烧放出热量;而浓硫酸、NaOH固体等溶于水放热,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热。适合外出旅游时使用的“即热快餐”,其外层分别包装了两种互不接触的化学物质,使用时将两种物质接触并反应,对食物进行加热。
【问题讨论】
问题1　放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　吸热反应一定需要加热才能发生吗 放热反应不需要加热就能发生吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　吸热反应和放热反应都用到酒精灯加热,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应 放热反应加热的目的是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题4　下列几组物质:生石灰和水、浓硫酸和水、食盐和水、硝酸铵和水,其中最适合用于“即热快餐”加热的是哪种
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
常见的放热反应和吸热反应归类
1.下列反应放出热量的是 (　　)
A.氢氧化钡与氯化铵的反应
B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应
D.镁条与稀盐酸的反应
2.下列反应不一定属于放热反应的是 (　　)
A.燃烧反应
B.H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应
C.铁与盐酸的反应
D.复分解反应
二、化学反应中能量变化的原因　化学反应中热能的利用
(一)知识梳理
1.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
①图示
②示例说明:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示:
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为　　　　 kJ,形成2 mol HCl共释放　　　　 kJ能量,断键吸收的总能量　　　　成键释放的总能量,因此该反应为　　　　反应。
(2)从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
①原因:物质的组成、结构与　　　　不同,所具有的能量不同。因此,一个化学反应的能量变化取决于　　　　　　　　和　　　　　　　　的相对大小。
②图示:
放热反应 吸热反应
化学能转化为　　 热能转化为化学能被生成物“储存”
2.化学反应中热能的利用
(1)化石燃料
现阶段人类获取热能的主要途径是　　　　　　　　　　　　;
使用最多的常规能源是　　　　　　　　　　　　。
(2)化石燃料获取能量面临的问题
①储量有限,短期内不可再生。
②影响环境:煤、石油产品燃烧排放的　　　　　　　　　　　　、
　　　　、　　　　、　　　　等是大气污染物的主要来源。
(3)节能减排的措施
①燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。
通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。
②能量利用阶段提高能源的利用率。如使用节能灯,发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等。
③开发使用新能源,目前人们比较关注的新能源有　　　　、风能、地热能、海洋能和　　　　等。
(二)归纳总结
1.放热反应与吸热反应的比较
放热反应 吸热反应
含义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
与能量 大小的 关系 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学 键强弱 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应过 程能量 变化图示
2.判断放热反应和吸热反应的 “四方法”
依据反应条件判断 通常需要持续加热的反应为吸热反应
依据能量变化图像判断(宏观角度) 反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应
依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断(微观角度) 如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应
经验判断法 根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断
3.能量计算易错点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。
(2)互为可逆反应的正反应和逆反应的能量变化恰好相反。
(3)注意计算共价化合物中的共价键数目,如1 mol NH3中含有3 mol N—H键,1 mol H2O2中含有2 mol H—O键和1 mol O—O键,1 mol P4(白磷,正四面体结构)中含有6 mol P—P键。
(4)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能按1 mol计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总能量。
1.风力发电是一种绿色能源利用形式。下列有关风力发电的叙述不正确的是 (　　)
A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料
B.有效减少二氧化碳,控制温室效应
C.风能是一种清洁的环保型能源
D.风力发电是化学能转变为电能
2.下列图示变化为吸热反应的是 (　　)
3.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1 mol H2O时吸收热量245 kJ
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
4.已知某化学反应A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成2 mol AB2(g),则放出的热量为(E1-E2) kJ
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量
D.生成4 mol B—A放出E2 kJ能量
:课后完成　第六章　基础课时8(共54张PPT)
第一节　化学反应与能量变化
基础课时 化学反应与热能
8
第六章
化学反应与能量
1.认识物质具有能量,知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热反应和放热反应。
2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。
3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。
学习目标
一、吸热反应和放热反应
二、化学反应中能量变化的原因　
化学反应中热能的利用
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、吸热反应和放热反应
对点训练
(一)知识梳理
1.实验探究——化学反应中的能量变化
实验 操作
实验 现象 ①看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管,手感到热 ③温度计指示反应温度升高 ①闻到刺激性气味气体
②用手摸烧杯底部有冰凉感觉
③用手拿起烧杯,玻璃片黏结到烧杯的底部
④烧杯内反应物成糊状
反应 方程式
实验 结论 该反应______热量 该反应______热量
化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的释放热量,有的吸收热量
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===
BaCl2+2NH3↑+10H2O
放出
吸收
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:______热量的化学反应。
(2)吸热反应:______热量的化学反应。
释放
吸收
(二)互动探究
氢气、天然气等燃烧放出热量;而浓硫酸、NaOH固体等溶于水放热,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热。适合外出旅游时使用的“即热快餐”,其外层分别包装了两种互不接触的化学物质,使用时将两种物质接触并反应,对食物进行加热。
【问题讨论】
问题1　放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗
提示　不一定。吸、放热反应都属于化学反应,而浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热,以上变化过程均为物理变化,不是放、吸热反应。
问题2　吸热反应一定需要加热才能发生吗 放热反应不需要加热就能发生吗
提示　不一定,吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系,如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。放热反应可能需要加热,如碳的燃烧,需要加热引发反应。
问题3　吸热反应和放热反应都用到酒精灯加热,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应 放热反应加热的目的是什么
提示　持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应;开始用酒精灯加热,反应开始后,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。
问题4　下列几组物质:生石灰和水、浓硫酸和水、食盐和水、硝酸铵和水,其中最适合用于“即热快餐”加热的是哪种
提示　生石灰和水。生石灰与水反应放出大量的热,易使用;浓硫酸溶于水放热,但浓硫酸具有极强的腐蚀性,不安全;食盐和水不反应不放热,食盐溶于水不能对食物进行加热;硝酸铵溶于水吸收热量,不能给食物加热。
【探究归纳】
常见的放热反应和吸热反应归类
1.下列反应放出热量的是 (　　)
A.氢氧化钡与氯化铵的反应
B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应
D.镁条与稀盐酸的反应
解析　氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应;盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,是吸热反应;灼热的炭与二氧化碳的反应生成一氧化碳,是吸热反应;镁条与稀盐酸的反应生成氯化镁和氢气,是放热反应。
D
2.下列反应不一定属于放热反应的是 (　　)
A.燃烧反应
B.H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应
C.铁与盐酸的反应
D.复分解反应
解析　所有燃烧反应、金属与酸的反应、中和反应都是放热反应,复分解反应则不一定是放热反应。
D
二、化学反应中能量变化的原因　化学反应中热能的利用
对点训练
(一)知识梳理
1.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
①图示
吸收
释放
吸热
放热
②示例说明:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示:
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为________ kJ,形成2 mol HCl共释放________ kJ能量,断键吸收的总能量____成键释放的总能量,因此该反应为______反应。
吸收
吸收
释放
679
862
<
放热
(2)从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
①原因:物质的组成、结构与______不同,所具有的能量不同。因此,一个化学反应的能量变化取决于______________和______________的相对大小。
②图示:
状态
反应物总能量
生成物总能量
放热反应 吸热反应
化学能转化为______ 热能转化为化学能被生成物“储存”
释放
吸收
热能
2.化学反应中热能的利用
(1)化石燃料
现阶段人类获取热能的主要途径是____________;使用最多的常规能源是______________________________。
(2)化石燃料获取能量面临的问题
①储量有限,短期内不可再生。
②影响环境:煤、石油产品燃烧排放的______、________、________、______等是大气污染物的主要来源。
物质的燃烧
化石燃料(煤、石油和天然气)
粉尘
SO2
NOx
CO
(3)节能减排的措施
①燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。
通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。
②能量利用阶段提高能源的利用率。如使用节能灯,发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等。
③开发使用新能源,目前人们比较关注的新能源有________、风能、地热能、海洋能和______等。
太阳能
氢能
(二)归纳总结
1.放热反应与吸热反应的比较
放热反应 吸热反应
含义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
与能量大小的关系 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应过程能量 变化图示
2.判断放热反应和吸热反应的 “四方法”
依据反应条件判断 通常需要持续加热的反应为吸热反应
依据能量变化图像判断(宏观角度) 反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应
依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断(微观角度) 如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应
经验判断法 根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断
3.能量计算易错点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。
(2)互为可逆反应的正反应和逆反应的能量变化恰好相反。
(3)注意计算共价化合物中的共价键数目,如1 mol NH3中含有3 mol N—H键, 1 mol H2O2中含有2 mol H—O键和1 mol O—O键,1 mol P4(白磷,正四面体结构)中含有6 mol P—P键。
(4)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能按1 mol计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总能量。
1.风力发电是一种绿色能源利用形式。下列有关风力发电的叙述不正确的是 (　　)
A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料
B.有效减少二氧化碳,控制温室效应
C.风能是一种清洁的环保型能源
D.风力发电是化学能转变为电能
解析　A项,风力发电可以减少热力发电的需要,从而节约大量煤、天然气、石油等燃料;B项,风力发电过程中没有化石燃料的燃烧,且可以减少热力发电,有效减少二氧化碳,控制温室效应;C项,风力发电不会对环境造成污染,为清洁能源;D项,风力发电是把风能转化为电能。
D
2.下列图示变化为吸热反应的是 (　　)
A
解析　A项,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应;B项,反应物N2(g)+3H2(g)的总能量大于生成物2NH3(g)的总能量,为放热反应;C项,浓硫酸溶于水放热,不是放热反应;D项,锌粉与稀盐酸发生的置换反应属于放热反应。
3.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1 mol H2O时吸收热量245 kJ
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
C
解析　根据能量变化可知,1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量,而生成 1 mol H2O放出930 kJ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。
4.已知某化学反应A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成2 mol AB2(g),则放出的热量为(E1-E2) kJ
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量
D.生成4 mol B—A放出E2 kJ能量
D
解析　根据图示可知,该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量,为吸热反应,若生成2 mol AB2(g),则吸收的热量为(E1-E2) kJ,B项错误、C项错误;该反应的进行不一定需要加热或点燃,A项错误;由图可知,生成4 mol B—A放出E2 kJ能量,D项正确。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)吸热反应和放热反应
1.下列说法正确的是(　　)
A.凡是放热反应的发生均无需加热
B.凡是需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D.物质发生化学反应都伴随着能量变化
D
解析　吸热反应、放热反应与反应条件无关,有些放热反应的发生也需要加热,如煤炭燃烧,A、B错误;伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,如物质的三态变化,C错误;化学变化是旧键断裂和新键形成的过程,断键和成键都有能量变化,D正确。
2.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的反应
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
解析　 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应,A、C项错误;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应,但反应前后所含元素的化合价均无变化,是非氧化还原反应,D项错误。
B
3.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶中,立即塞紧带U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为便于观察,预先将水染成红色),如图所示,结果U形管左边液面升高,则加入的物质可能是 (　　)
A.NaOH固体 B.浓H2SO4
C.NH4NO3晶体 D.Na2O2固体
解析　 U形管左边液面升高,原因只能是锥形瓶内气体压强减小,造成压强减小的原因可能是温度降低。NaOH固体溶于水、浓H2SO4稀释溶液温度均升高,NH4NO3晶体溶于水温度降低,Na2O2和水反应放热且有气体生成。
C
4.下列反应的能量变化能用如图表示的是 (　　)
A.镁条与稀硫酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.氢氧化钠溶液和稀盐酸反应
D.甲烷在O2中的燃烧反应
解析　图中反应物总能量小于生成物总能量,该反应是吸热反应。金属与酸的反应是放热反应,即镁条与稀硫酸的反应是放热反应,故A不符合题意;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,故B符合题意;酸碱中和反应是放热反应,即氢氧化钠溶液和稀盐酸的反应是放热反应,故C不符合题意;燃烧反应是放热反应,即甲烷在O2中的燃烧反应是放热反应,故D不符合题意。
B
(二)化学反应中能量变化的原因 化学反应中热能的利用
5.由“碳素燃料文明时代”逐渐过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态),人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是(　　)
A.研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”
B.发展太阳能经济不会减缓温室效应
C.植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能
D.石油和天然气都属于碳素燃料
解析　发展太阳能经济,能减少CO2的排放,减缓温室效应,B项错误。
B
6.已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H:436 kJ,I—I:151 kJ,H—I:299 kJ,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
解析　依题意,断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ+151 kJ=587 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2=598 kJ,因为598 kJ>587 kJ,所以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。
B
7.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是 (　　)
A.该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
B.该反应是吸热反应
C.断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量
D.1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量
解析　由图可知该反应是放热反应,所以该反应断开化学键消耗的总能量应小于形成化学键释放的总能量,故A、B错误;化学键的断裂吸收能量,根据图像,断裂2 mol A—B需要吸收y kJ能量,故C正确;根据图像,1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量,故D错误。
C
8.磷有多种不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧的产物都是P2O5。在25 ℃、101 kPa下,31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量。下列说法错误的是 (　　)
A.红磷转化为白磷属于吸热反应
B.红磷的稳定性比白磷强
C.等温、等物质的量的白磷和红磷,能量较高的是白磷
D.等物质的量的红磷和白磷完全燃烧,放热较多的是红磷
D
解析　白磷转化为红磷放出热量,故红磷转化为白磷吸收热量,为吸热反应,A正确;红磷吸收热量转化为白磷,白磷的能量高,不稳定,B正确;白磷转化为红磷需要放出热量,红磷燃烧放出热量,故等物质的量的白磷燃烧放出的热量比红磷放出的热量多,D错误。
9.化学反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　,反应　　　(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)反应过程中断裂的化学键为　　　　　　　　　　　　,
_______(填“吸收”或“释放”)的能量为　　;形成的化学键为　　　　　　,
　　　　(填“吸收”或“释放”)的能量为　　　。
(3)E2=　　　　或　　　　(用A、C或E1、E3表示)。
1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总能量
2 mol NH3(g)的总能量
释放
1 mol N≡N和3 mol H—H
吸收
E1
6 mol N—H
释放
E3
A—C
E3-E1
解析　 (1)A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量,由于反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1 mol N≡N和3 mol H—H,吸收的能量为E1;形成的化学键为6 mol N—H,释放的能量为E3。
B级　素养培优练
10.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,热能转化为化学能
C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应,该反应为吸热反应
D.该反应的离子方程式为C+2H+===CO2↑+H2O
B
解析　醋酸逐渐凝固,温度下降,可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应,热能转化为化学能储存在新物质中,B项正确;醋酸与NH4HCO3未接触,未发生反应,C项错误;D项中HC不能拆成离子。
11.化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述不正确的是 (　　)
A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂
C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成
D
解析　由图可知,每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子,然后氢原子和氮原子生成2个氨分子,A项正确;催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率加快,意味着反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新化学键形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。
12.NF3是一种温室气体,其储存能量的能力是CO2的12 000~20 000倍。已知:断开1 mol N≡N吸收的能量为946 kJ,断开1 mol F—F吸收的能量为154.8 kJ,断开1 mol N—F吸收的能量为283 kJ。下列说法正确的是 (　　)
A.N2(g) —→2N(g)的过程会放出能量
B.N(g)+3F(g) —→NF3(g)的过程会放出能量
C.N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的反应为吸热反应
D.如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与形成,仍可能会发生化学反应
B
解析　N2(g) —→2N(g)的过程是化学键断裂的过程,需要吸收能量,A项错误; N(g)+3F(g) —→NF3(g)的过程为形成化学键的过程,会放出能量,B项正确;在反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)中,形成2 mol NF3中的化学键释放的能量为6×283 kJ= 1 698 kJ,断裂1 mol N2和3 mol F2中的化学键需吸收的能量为1×946 kJ+3×154.8 kJ=1 410.4 kJ,放出的能量>吸收的能量,该反应为放热反应,C项错误;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成,则不可能发生化学反应,D项错误。
13.研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.HNC比HCN更稳定
B.HCN(g) —→HNC(g)为吸热反应且反应条件一定要加热
C.1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
D.1 mol HCN(g)转化为1 mol HNC(g)需要吸收59.3 kJ的热量
D
解析　物质含有的能量越低,物质的稳定性越强,HCN比HNC更稳定,A错误; HCN(g) —→HNC(g)吸收能量,反应为吸热反应,但反应不一定需要在加热条件下进行,B错误;1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量,但此时化学键未全部断开,C错误。
14.按要求回答下列问题:
(1)某同学做如下实验,以检验反应中的能量变化。
①在实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是_______热反应, (b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是　　　　热反应。
②写出铝与盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。
③根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该　　　　(填“高于”或“低于”)其生成物的总能量。
放
吸
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
低于
解析　(1)①在实验中发现反应后(a)中温度升高,说明有热量释放出来,由此可以判断(a)中反应是放热反应,(b)中温度降低,说明吸收了外界的热量,由此可以判断(b)中反应是吸热反应;②铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气,其反应的离子方程式:2Al+6H+===2Al3++3H2↑;③根据能量守恒定律,(b)是吸热反应,吸收了外界的热量,因此反应物的总能量应该低于其生成物的总能量;
(2)如图表示1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化的理论分析示意图。
①化学键断裂需要　　　　(填“释放”或“吸收”)能量。
②图中键形成释放的能量为　　　　 kJ。
③该反应的反应物的总能量　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)生成物的总能量,所以该反应是　　　　　　反应。
吸收
862
大于
放热
解析　(2)①化学键断裂需要吸收能量;②图中键形成释放的能量为431 kJ×2=862 kJ;③该反应断键吸收热量为436 kJ+243 kJ=679 kJ,而形成化学键释放了862 kJ热量,放出的热量大于吸收的热量,因此该反应是放热反应即反应物的总能量大于生成物的总能量。基础课时8　化学反应与热能
学习目标　1.认识物质具有能量,知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热反应和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。
一、吸热反应和放热反应
(一)知识梳理
1.实验探究——化学反应中的能量变化
实验 操作
实验 现象 ①看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管,手感到热 ③温度计指示反应温度升高 ①闻到刺激性气味气体 ②用手摸烧杯底部有冰凉感觉 ③用手拿起烧杯,玻璃片黏结到烧杯的底部 ④烧杯内反应物成糊状
反应 方程式 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
实验 结论 该反应放出热量 该反应吸收热量
化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的释放热量,有的吸收热量
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:释放热量的化学反应。
(2)吸热反应:吸收热量的化学反应。
(二)互动探究
氢气、天然气等燃烧放出热量;而浓硫酸、NaOH固体等溶于水放热,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热。适合外出旅游时使用的“即热快餐”,其外层分别包装了两种互不接触的化学物质,使用时将两种物质接触并反应,对食物进行加热。
【问题讨论】
问题1　放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗
提示　不一定。吸、放热反应都属于化学反应,而浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热,以上变化过程均为物理变化,不是放、吸热反应。
问题2　吸热反应一定需要加热才能发生吗 放热反应不需要加热就能发生吗
提示　不一定,吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系,如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。放热反应可能需要加热,如碳的燃烧,需要加热引发反应。
问题3　吸热反应和放热反应都用到酒精灯加热,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应 放热反应加热的目的是什么
提示　持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应;开始用酒精灯加热,反应开始后,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。
问题4　下列几组物质:生石灰和水、浓硫酸和水、食盐和水、硝酸铵和水,其中最适合用于“即热快餐”加热的是哪种
提示　生石灰和水。生石灰与水反应放出大量的热,易使用;浓硫酸溶于水放热,但浓硫酸具有极强的腐蚀性,不安全;食盐和水不反应不放热,食盐溶于水不能对食物进行加热;硝酸铵溶于水吸收热量,不能给食物加热。
【探究归纳】
常见的放热反应和吸热反应归类
1.下列反应放出热量的是 (　　)
A.氢氧化钡与氯化铵的反应
B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应
D.镁条与稀盐酸的反应
答案　D
解析　氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应;盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,是吸热反应;灼热的炭与二氧化碳的反应生成一氧化碳,是吸热反应;镁条与稀盐酸的反应生成氯化镁和氢气,是放热反应。
2.下列反应不一定属于放热反应的是 (　　)
A.燃烧反应
B.H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应
C.铁与盐酸的反应
D.复分解反应
答案　D
解析　所有燃烧反应、金属与酸的反应、中和反应都是放热反应,复分解反应则不一定是放热反应。
二、化学反应中能量变化的原因　化学反应中热能的利用
(一)知识梳理
1.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
①图示
②示例说明:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示:
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为679 kJ,形成2 mol HCl共释放862 kJ能量,断键吸收的总能量<成键释放的总能量,因此该反应为放热反应。
(2)从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
①原因:物质的组成、结构与状态不同,所具有的能量不同。因此,一个化学反应的能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。
②图示:
放热反应 吸热反应
化学能转化为热能 热能转化为化学能被生成物“储存”
2.化学反应中热能的利用
(1)化石燃料
现阶段人类获取热能的主要途径是物质的燃烧;使用最多的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)。
(2)化石燃料获取能量面临的问题
①储量有限,短期内不可再生。
②影响环境:煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
(3)节能减排的措施
①燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。
通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。
②能量利用阶段提高能源的利用率。如使用节能灯,发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等。
③开发使用新能源,目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
(二)归纳总结
1.放热反应与吸热反应的比较
放热反应 吸热反应
含义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
与能量大小的关系 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应过程能量 变化图示
2.判断放热反应和吸热反应的 “四方法”
依据反应条件判断 通常需要持续加热的反应为吸热反应
依据能量变化图像判断(宏观角度) 反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应
依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断(微观角度) 如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应
经验判断法 根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断
3.能量计算易错点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。
(2)互为可逆反应的正反应和逆反应的能量变化恰好相反。
(3)注意计算共价化合物中的共价键数目,如1 mol NH3中含有3 mol N—H键,1 mol H2O2中含有2 mol H—O键和1 mol O—O键,1 mol P4(白磷,正四面体结构)中含有6 mol P—P键。
(4)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能按1 mol计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总能量。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.风力发电是一种绿色能源利用形式。下列有关风力发电的叙述不正确的是 (　　)
A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料
B.有效减少二氧化碳,控制温室效应
C.风能是一种清洁的环保型能源
D.风力发电是化学能转变为电能
答案　D
解析　A项,风力发电可以减少热力发电的需要,从而节约大量煤、天然气、石油等燃料;B项,风力发电过程中没有化石燃料的燃烧,且可以减少热力发电,有效减少二氧化碳,控制温室效应;C项,风力发电不会对环境造成污染,为清洁能源;D项,风力发电是把风能转化为电能。
2.下列图示变化为吸热反应的是 (　　)
答案　A
解析　A项,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应;B项,反应物N2(g)+3H2(g)的总能量大于生成物2NH3(g)的总能量,为放热反应;C项,浓硫酸溶于水放热,不是放热反应;D项,锌粉与稀盐酸发生的置换反应属于放热反应。
3.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1 mol H2O时吸收热量245 kJ
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,1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量,而生成1 mol H2O放出930 kJ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。
4.已知某化学反应A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成2 mol AB2(g),则放出的热量为(E1-E2) kJ
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量
D.生成4 mol B—A放出E2 kJ能量
答案　D
解析　根据图示可知,该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量,为吸热反应,若生成2 mol AB2(g),则吸收的热量为(E1-E2) kJ,B项错误、C项错误;该反应的进行不一定需要加热或点燃,A项错误;由图可知,生成4 mol B—A放出E2 kJ能量,D项正确。
　　　　　　　　　　　　　　　　
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)吸热反应和放热反应
1.下列说法正确的是 (　　)
A.凡是放热反应的发生均无需加热
B.凡是需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D.物质发生化学反应都伴随着能量变化
答案　D
解析　吸热反应、放热反应与反应条件无关,有些放热反应的发生也需要加热,如煤炭燃烧,A、B错误;伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,如物质的三态变化,C错误;化学变化是旧键断裂和新键形成的过程,断键和成键都有能量变化,D正确。
2.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的反应
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,A、C项错误;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应,但反应前后所含元素的化合价均无变化,是非氧化还原反应,D项错误。
3.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶中,立即塞紧带U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为便于观察,预先将水染成红色),如图所示,结果U形管左边液面升高,则加入的物质可能是 (　　)
A.NaOH固体 B.浓H2SO4
C.NH4NO3晶体 D.Na2O2固体
答案　C
解析　 U形管左边液面升高,原因只能是锥形瓶内气体压强减小,造成压强减小的原因可能是温度降低。NaOH固体溶于水、浓H2SO4稀释溶液温度均升高,NH4NO3晶体溶于水温度降低,Na2O2和水反应放热且有气体生成。
4.下列反应的能量变化能用如图表示的是 (　　)
A.镁条与稀硫酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.氢氧化钠溶液和稀盐酸反应
D.甲烷在O2中的燃烧反应
答案　B
解析　图中反应物总能量小于生成物总能量,该反应是吸热反应。金属与酸的反应是放热反应,即镁条与稀硫酸的反应是放热反应,故A不符合题意;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,故B符合题意;酸碱中和反应是放热反应,即氢氧化钠溶液和稀盐酸的反应是放热反应,故C不符合题意;燃烧反应是放热反应,即甲烷在O2中的燃烧反应是放热反应,故D不符合题意。
(二)化学反应中能量变化的原因 化学反应中热能的利用
5.由“碳素燃料文明时代”逐渐过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态),人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是 (　　)
A.研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”
B.发展太阳能经济不会减缓温室效应
C.植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能
D.石油和天然气都属于碳素燃料
答案　B
解析　发展太阳能经济,能减少CO2的排放,减缓温室效应,B项错误。
6.已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H:436 kJ,I—I:151 kJ,H—I:299 kJ,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1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ+151 kJ=587 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2=598 kJ,因为598 kJ>587 kJ,所以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。
7.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是 (　　)
A.该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
B.该反应是吸热反应
C.断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量
D.1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量
答案　C
解析　由图可知该反应是放热反应,所以该反应断开化学键消耗的总能量应小于形成化学键释放的总能量,故A、B错误;化学键的断裂吸收能量,根据图像,断裂2 mol A—B需要吸收y kJ能量,故C正确;根据图像,1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量,故D错误。
8.磷有多种不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧的产物都是P2O5。在25 ℃、101 kPa下,31 g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量。下列说法错误的是 (　　)
A.红磷转化为白磷属于吸热反应
B.红磷的稳定性比白磷强
C.等温、等物质的量的白磷和红磷,能量较高的是白磷
D.等物质的量的红磷和白磷完全燃烧,放热较多的是红磷
答案　D
解析　白磷转化为红磷放出热量,故红磷转化为白磷吸收热量,为吸热反应,A正确;红磷吸收热量转化为白磷,白磷的能量高,不稳定,B正确;白磷转化为红磷需要放出热量,红磷燃烧放出热量,故等物质的量的白磷燃烧放出的热量比红磷放出的热量多,D错误。
9.化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示　　　　　、　　　　　,反应　　　　(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)反应过程中断裂的化学键为　　　　　　,　　　　(填“吸收”或“释放”)的能量为　　　　　　　　　　　　;形成的化学键为　　　　　　,　　　　(填“吸收”或“释放”)的能量为　　　　　　。
(3)E2=　　　　或　　　　(用A、C或E1、E3表示)。
答案　(1)1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总能量　2 mol NH3(g)的总能量　释放　
(2)1 mol N≡N和3 mol H—H　吸收　E1　6 mol N—H　释放　E3　(3)A—C　E3-E1
解析　 (1)A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量,由于反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1 mol N≡N和3 mol H—H,吸收的能量为E1;形成的化学键为6 mol N—H,释放的能量为E3。
B级　素养培优练
10.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,热能转化为化学能
C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应,该反应为吸热反应
D.该反应的离子方程式为C+2H+===CO2↑+H2O
答案　B
解析　醋酸逐渐凝固,温度下降,可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应,热能转化为化学能储存在新物质中,B项正确;醋酸与NH4HCO3未接触,未发生反应,C项错误;D项中HC不能拆成离子。
11.化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述不正确的是 (　　)
A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂
C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成
答案　D
解析　由图可知,每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子,然后氢原子和氮原子生成2个氨分子,A项正确;催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率加快,意味着反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新化学键形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。
12.NF3是一种温室气体,其储存能量的能力是CO2的12 000~20 000倍。已知:断开1 mol N≡N吸收的能量为946 kJ,断开1 mol F—F吸收的能量为154.8 kJ,断开1 mol N—F吸收的能量为283 kJ。下列说法正确的是 (　　)
A.N2(g)2N(g)的过程会放出能量
B.N(g)+3F(g)NF3(g)的过程会放出能量
C.N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的反应为吸热反应
D.如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与形成,仍可能会发生化学反应
答案　B
解析　N2(g)2N(g)的过程是化学键断裂的过程,需要吸收能量,A项错误;N(g)+3F(g)NF3(g)的过程为形成化学键的过程,会放出能量,B项正确;在反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)中,形成2 mol NF3中的化学键释放的能量为6×283 kJ=1 698 kJ,断裂1 mol N2和3 mol F2中的化学键需吸收的能量为1×946 kJ+3×154.8 kJ=1 410.4 kJ,放出的能量>吸收的能量,该反应为放热反应,C项错误;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成,则不可能发生化学反应,D项错误。
13.研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A. HNC比HCN更稳定
B.HCN(g)HNC(g)为吸热反应且反应条件一定要加热
C.1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
D.1 mol HCN(g)转化为1 mol HNC(g)需要吸收59.3 kJ的热量
答案　D
解析　物质含有的能量越低,物质的稳定性越强,HCN比HNC更稳定,A错误;HCN(g)HNC(g)吸收能量,反应为吸热反应,但反应不一定需要在加热条件下进行,B错误;1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量,但此时化学键未全部断开,C错误。
14.按要求回答下列问题:
(1)某同学做如下实验,以检验反应中的能量变化。
①在实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是　　　　　　热反应,(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是　　　　　　热反应。
②写出铝与盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
③根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该　　　　(填“高于”或“低于”)其生成物的总能量。
(2)如图表示1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化的理论分析示意图。
①化学键断裂需要　　　　(填“释放”或“吸收”)能量。
②图中键形成释放的能量为　　　　 kJ。
③该反应的反应物的总能量　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)生成物的总能量,所以该反应是　　　　　　反应。
答案　(1)①放　吸
②2Al+6H+===2Al3++3H2↑　③低于
(2)①吸收　②862　③大于　放热
解析　(1)①在实验中发现反应后(a)中温度升高,说明有热量释放出来,由此可以判断(a)中反应是放热反应,(b)中温度降低,说明吸收了外界的热量,由此可以判断(b)中反应是吸热反应;②铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气,其反应的离子方程式:2Al+6H+===2Al3++3H2↑;③根据能量守恒定律,(b)是吸热反应,吸收了外界的热量,因此反应物的总能量应该低于其生成物的总能量;(2)①化学键断裂需要吸收能量;②图中键形成释放的能量为431 kJ×2=862 kJ;③该反应断键吸收热量为436 kJ+243 kJ=679 kJ,而形成化学键释放了862 kJ热量,放出的热量大于吸收的热量,因此该反应是放热反应即反应物的总能量大于生成物的总能量。

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