高中化学 第2章 化学键 化学反应与能量 2.1.3 化学键与化学反应中的能量变化学案 鲁科版必修2
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2．A [A项，铝热反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，正确；B、C、D三项均为吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，错误。]
二、
1．(1)从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分子中新键形成需放出能量。断裂1 mol H2和 mol O2中的化学键吸收的能量总和为436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，而形成1 mol H2O的共价键释放930 kJ能量，放出的能量大于吸收的能量，故该反应要放出能量。
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：乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
6．Ⅰ.如图所示，把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁条，再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中，试回答下列问题：
反应物的总能量＞生成物的总能量
______能量
反应物的总能量＜生成物的总能量
___)
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知反应：Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，则反应物总能量<生成物总能量
(2)产生上述现象的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________
(3)写出有关反应的离子方程式___________________________________________________。
新知导学
一、
1．气泡 升高 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 放出 高 放出热量
H＋＋OH－===H2O ①刺激性 ②粘结到烧杯的底部 ③糊状
Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 吸收
2．释放 吸收 热量 放热 吸热
活学活用
1．B [锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应；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；灼热的木炭与CO2的反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应。]
2．化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键的角度理解
反应物、生成物中化学键的变化关系
反应类型
断裂旧化学键吸收的总能量
＜形成新化学键释放的总能量
______能量
断裂旧化学键吸收的总能量
＞形成新化学键释放的总能量
______能量
(2)从物质储存化学能的角度理解
反应物、生成物储存的化学能的大小关系
反应类型
C．CaO＋H2O===Ca(OH)2
D．H2―→H＋H
3．下列说法中正确的是( )
A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应
B．燃料的燃烧反应均是放热反应
C．干冰的升华是吸热反应
D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应
4．下列图示变化为吸收能量的反应的是( )
5．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( )
(1)实验中观察到的现象是___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．C [2H2＋O2 2H2O是放热反应，断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量小，C项正确。]
达标检测
1．C 2.D 3.B
4．A [A项，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应吸热；B项，反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，该反应放热；C项，释放能量，不是化学反应；D项，反应放出能量。]
②图Ⅱ中反应物内部的总能量______生成物内部的总能量，反应______能量。
归纳总结
1．化学反应的基本特征
一是物质发生了变化，即有新物质生成；二是能量发生了变化，即吸收能量或放出能量。由于拆开不同的化学键______的能量______，形成不同的化学键______的能量也______，所以化学反应中总会伴有______的变化，最终的反应结果表现为______能量和______能量。
A.2Q1＋Q2＞Q3
B.2Q1＋Q2>4Q3
C.2Q1＋Q2＜4Q3
D.2Q1＋Q2＜2Q3
1．下列对化学反应的认识中错误的是( )
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
2．下列变化过程需要吸收能量的是( )
A．2H2＋O2 2H2O
B．Cl＋Cl―→Cl2
D．相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol 氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
4．氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，断裂1 mol H—H键消耗的能量为Q1kJ，断裂1 mol O===O键消耗的能量为Q2kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是( )
第3课时 化学键与化学反应中的能量变化
[学习目标定位] 1.了解化学反应中存在能量变化，知道化学反应中能量变化的实质。2.知道常见的放热反应和吸热反应。3.能够认识化学反应中能量变化对生产和生活的意义。
一、化学反应中能量变化的实验探究
1．按照下列各实验的操作步骤，完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。
①有________气味气体产生；②用手拿起烧杯，玻璃片__________；③烧杯内反应物变成______
反应的化学方程式为______，该反应______热量
2.由上述实验可知，每个化学反应都伴随着能量变化，有的______能量，有的______能量。化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为______的变化。因此化学反应可分为______反应和______反应。
(1)从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式______出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“______”起来的过程。
(2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
①图Ⅰ中反应物内部的总能量______生成物内部的总能量，反应______能量；
Ⅱ.放出 46
5．C [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。]
6．Ⅰ.(1)①镁条上有大量气泡产生；②镁条逐渐溶解；③烧杯中析出固体(或烧杯中溶液变浑浊) (2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2固体 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于
2．常见的吸热反应
(1)铵盐与碱的反应，如Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)大多数的分解反应，如NH4Cl HCl↑＋NH3↑。
(3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g) CO＋H2。
(4)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO2 2CO。
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )
二、化学反应中能量变化的原因
1．从化学键角度分析化学反应中的能量变化
(1)请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？
(2)化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来：
①若E1>E2，反应________能量；
②若E1<E2，反应________能量。
2．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
1．常见的放热反应
(1)所有的燃烧反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。
(2)酸碱中和反应，如H＋＋OH－===H2O。
(3)大多数化合反应，如H2＋Cl2 2HCl。
(4)铝热反应，如8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe。
(5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。
Ⅱ.已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要________(填“放出”或“吸收”)________ kJ的热量。
实验操作
实验现象
实验结论
产生大量____、温度计指示温度______
Zn与盐酸反应的离子方程式为______________________。该反应______热量
混合溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度都________
酸碱中和反应__________，反应的离子方程式为____________________
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
2．下列反应过程中的能量变化与如图一致的是( )
A．2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
B．C＋CO2 2CO
C．CaCO3 CaO＋CO2↑
D．C＋H2O(g) CO＋H2
(2)①吸收 ②释放
2．(1)释放 储存 (2)①大于 释放 ②小于 吸收
归纳总结
1．消耗 不同 释放 不同 能量 吸收 放出
2．(1)放出 吸收
(2)放出 吸收
活学活用
3．B [化学反应中的能量变化，不是都表现为热量的变化，还可能有其他能量的变化，如光能等，A项错误；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，C项错误；分子变成原子需要破坏化学键，吸收能量，2E1>E2，D项错误。]
二、
1．(1)从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分子中新键形成需放出能量。断裂1 mol H2和 mol O2中的化学键吸收的能量总和为436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，而形成1 mol H2O的共价键释放930 kJ能量，放出的能量大于吸收的能量，故该反应要放出能量。
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：乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
6．Ⅰ.如图所示，把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁条，再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中，试回答下列问题：
反应物的总能量＞生成物的总能量
______能量
反应物的总能量＜生成物的总能量
___)
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知反应：Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，则反应物总能量<生成物总能量
(2)产生上述现象的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________
(3)写出有关反应的离子方程式___________________________________________________。
新知导学
一、
1．气泡 升高 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 放出 高 放出热量
H＋＋OH－===H2O ①刺激性 ②粘结到烧杯的底部 ③糊状
Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 吸收
2．释放 吸收 热量 放热 吸热
活学活用
1．B [锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应；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；灼热的木炭与CO2的反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应。]
2．化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键的角度理解
反应物、生成物中化学键的变化关系
反应类型
断裂旧化学键吸收的总能量
＜形成新化学键释放的总能量
______能量
断裂旧化学键吸收的总能量
＞形成新化学键释放的总能量
______能量
(2)从物质储存化学能的角度理解
反应物、生成物储存的化学能的大小关系
反应类型
C．CaO＋H2O===Ca(OH)2
D．H2―→H＋H
3．下列说法中正确的是( )
A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应
B．燃料的燃烧反应均是放热反应
C．干冰的升华是吸热反应
D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应
4．下列图示变化为吸收能量的反应的是( )
5．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( )
(1)实验中观察到的现象是___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．C [2H2＋O2 2H2O是放热反应，断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量小，C项正确。]
达标检测
1．C 2.D 3.B
4．A [A项，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应吸热；B项，反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，该反应放热；C项，释放能量，不是化学反应；D项，反应放出能量。]
②图Ⅱ中反应物内部的总能量______生成物内部的总能量，反应______能量。
归纳总结
1．化学反应的基本特征
一是物质发生了变化，即有新物质生成；二是能量发生了变化，即吸收能量或放出能量。由于拆开不同的化学键______的能量______，形成不同的化学键______的能量也______，所以化学反应中总会伴有______的变化，最终的反应结果表现为______能量和______能量。
A.2Q1＋Q2＞Q3
B.2Q1＋Q2>4Q3
C.2Q1＋Q2＜4Q3
D.2Q1＋Q2＜2Q3
1．下列对化学反应的认识中错误的是( )
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
2．下列变化过程需要吸收能量的是( )
A．2H2＋O2 2H2O
B．Cl＋Cl―→Cl2
D．相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol 氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
4．氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，断裂1 mol H—H键消耗的能量为Q1kJ，断裂1 mol O===O键消耗的能量为Q2kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是( )
第3课时 化学键与化学反应中的能量变化
[学习目标定位] 1.了解化学反应中存在能量变化，知道化学反应中能量变化的实质。2.知道常见的放热反应和吸热反应。3.能够认识化学反应中能量变化对生产和生活的意义。
一、化学反应中能量变化的实验探究
1．按照下列各实验的操作步骤，完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。
①有________气味气体产生；②用手拿起烧杯，玻璃片__________；③烧杯内反应物变成______
反应的化学方程式为______，该反应______热量
2.由上述实验可知，每个化学反应都伴随着能量变化，有的______能量，有的______能量。化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为______的变化。因此化学反应可分为______反应和______反应。
(1)从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式______出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“______”起来的过程。
(2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
①图Ⅰ中反应物内部的总能量______生成物内部的总能量，反应______能量；
Ⅱ.放出 46
5．C [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。]
6．Ⅰ.(1)①镁条上有大量气泡产生；②镁条逐渐溶解；③烧杯中析出固体(或烧杯中溶液变浑浊) (2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2固体 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于
2．常见的吸热反应
(1)铵盐与碱的反应，如Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)大多数的分解反应，如NH4Cl HCl↑＋NH3↑。
(3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g) CO＋H2。
(4)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO2 2CO。
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )
二、化学反应中能量变化的原因
1．从化学键角度分析化学反应中的能量变化
(1)请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？
(2)化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来：
①若E1>E2，反应________能量；
②若E1<E2，反应________能量。
2．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
1．常见的放热反应
(1)所有的燃烧反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。
(2)酸碱中和反应，如H＋＋OH－===H2O。
(3)大多数化合反应，如H2＋Cl2 2HCl。
(4)铝热反应，如8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe。
(5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。
Ⅱ.已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要________(填“放出”或“吸收”)________ kJ的热量。
实验操作
实验现象
实验结论
产生大量____、温度计指示温度______
Zn与盐酸反应的离子方程式为______________________。该反应______热量
混合溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度都________
酸碱中和反应__________，反应的离子方程式为____________________
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
2．下列反应过程中的能量变化与如图一致的是( )
A．2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
B．C＋CO2 2CO
C．CaCO3 CaO＋CO2↑
D．C＋H2O(g) CO＋H2
(2)①吸收 ②释放
2．(1)释放 储存 (2)①大于 释放 ②小于 吸收
归纳总结
1．消耗 不同 释放 不同 能量 吸收 放出
2．(1)放出 吸收
(2)放出 吸收
活学活用
3．B [化学反应中的能量变化，不是都表现为热量的变化，还可能有其他能量的变化，如光能等，A项错误；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，C项错误；分子变成原子需要破坏化学键，吸收能量，2E1>E2，D项错误。]