1、第一节 化学能与热能1.知道化学反应中能量变化的主要原因。2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。 重难点 3.了解化学能与热能的相互转化。4.了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。化学键与化学反应中能量变化的关系基础初探教材整理 化学反应中能量变化的原因1化学反应中能量变化的原因微观角度(1)原因(2)实例断裂 1 mol HH 键(H H 2H)吸收 436 kJ 能量,形成 1 mol HH 键(2H HH)放出 436 kJ 能量;断裂 4 mol CH 键(CH 4 C4H)吸收 1 660 kJ 能量,形成 1 mol C
2、H键(CH CH)放出 415 kJ 能量。(3)结论:化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。2化学反应中能量变化的决定因素宏观角度E(反应物)E(生成物) 放出能量 化 学 反 应 E(反应物)E(生成物) 吸收能量 化 学 反 应 结论:化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。探究升华思考探究探究 利用化学键的数据计算反应中的能量变化利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以反应H2Cl 2=2HCl 为例:问题思考:(1)断裂 1 mol HH 和 1 mol ClCl 形成 H 和 Cl,能量有什么变化?数值为多少?【提
3、示】 吸收能量。数值为(436243)kJ。(2)H 与 Cl 形成 2 mol HCl,能量有什么变化?数值为多少?【提示】 放出能量。数值为 2431 kJ。(3)1 mol H2 与 1 mol Cl2 生成 2 mol HCl 气体,能量有什么变化?数值为多少?【提示】 放出能量。数值为 2431 kJ436 kJ 243 kJ183 kJ 。(4)原子形成 1 mol 化学键所放出的能量与断开 1 mol 该化学键所吸收的能量有什么关系?【提示】 相等。认知升华升华 1 化学反应中能量变化的原因在化学反应中,断开反应物中的化学键(即破坏旧化学键)需要吸收一定能量(E 1)克服原子(
4、或离子)间的相互作用;而形成新化学键时,又要释放一定的能量(E 2)。E1E2,反应吸收能量;E1E2,反应释放能量。升华 2 计算公式利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化:QQ(吸) Q (放)Error!题组冲关题组 化学反应能量变化的原因1下列关于化学反应的说法中不正确的是( ) A化学反应过程中一定有热量释放出来B化学反应的特征是有新物质生成C化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程D在一确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等【解析】 化学反应的本质特征是一定有新物质生成。化学反应是吸热还是放热,取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小,或旧
5、键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。【答案】 A2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C1 mol H2 跟 mol O2 反应生成 1 mol H2O 一定释放能量 245 kJ12D2 mol H 2(g)跟 1 mol O2(g)反应生成 2 mol H2O(g)吸收能量 490 kJ【解析】 由题中信息可知,1 mol H2(g)的共价键 断裂吸收能量 436 kJ, 12mol O2(g)的共价 键断裂吸收能量 249 kJ,两项共吸收能量 685 kJ;2 mol H(g)与 1 mol O(g)
6、形成 1 mol H2O(g)共释放能量 930 kJ。在 1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应12生成 1 mol H2O(g)的过程中,放出的能量比吸收的能量多 245 kJ,C 项中缺少物质的状态,所以释放的能量不一定是 245 kJ。【答案】 A化学能与热能的相互转化 能源基础初探教材整理 1 化学能与热能的相互转化1两个基本的自然规律“质量守恒”和“能量守恒”质量守恒定律:自然界中的物质发生转化时,总质量不变;能量守恒定律:不同形式的能量发生转换时,总能量不变。2吸热反应和放热反应Error!3化学能与热能相互转化的意义过程(1):提供了人类生存和发展所需要的能量和动力。
7、过程(2):人类进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。【特别提醒】 教材整理 2 能源利用的三阶段探究升华思考探究探究 常见的吸热与放热反应实验探究(1) Error!(2) Error!(3) Error!认知升华升华 放热反应与吸热反应的比较 类型比较 放热反应 吸热反应形成原因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出的总能量大于反应物分子断裂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图示注意: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
8、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)28H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应。题组冲关题组 1 放热反应与吸热反应的判断与理解1已知反应 XY= =MN 为吸热反应,下列说法正确的是( )AX 的能量一定低于 M 的,Y 的能量一定低于 N 的B该反应一定要加热,反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量DX 和 Y 的总能量低于 M 和 N 的总能量【解析】 由该反应为吸热反应可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即 X 和 Y 的总能量低于 M 和 N 的总能量。吸热反应
9、不一定需要加热反应才能进行,如 Ba(OH)28H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应,常温下就可以发生。破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时,为放热反应。故 A、B、C错误,D 正确。【答案】 D2下列图示变化为吸热反应的是( )【解析】 A 项中生成物的总能量高于反应物的总 能量,只能通 过吸收能量才能实现;B 项则恰好相反;C 项中浓硫酸溶于水放出热量,但此过程是物理变化,没有发生化学反应;D 项是放热反应。【答案】 A题组 2 反应能量变化的实验探究3.某学生用如图所示的装置进行化学反应 X2Y 2Z 能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂 Y 时,看到试管中甲处液面下降,乙处液面上升。关于该反应的下列叙述正确的是( ) 该反应为放热反应反应物的总能量比生成物的总能量高该反应过程可以看成是“贮存”于 X、Y 内部的能量转化为热量而释放出来A BC D【解析】 根据液面变化可知广口瓶中气体压强增大,证明该反应为放热反应,即反 应物的总能量大于生成物的总能量,也可认为“贮存”于 X、Y 内部的能量转化为热量而释放出来,A 正确。【答案】 A