2017-2018学年同步备课一体资料之化学鲁科必修2讲义：第2章 化学键 化学反应与能量 第1节 第2课时

第2课时化学键与化学反应中的能量变化[目标导航] 1.了解化学反应中存在能量变化。

2.知道常见的放热反应和吸热反应。

3.了解化学反应能量变化的实质。

一、化学反应中的能量变化1．放热反应一定容易发生，吸热反应一定难以发生吗？答案不一定，放热反应不一定容易发生，有些放热反应需要加热才能进行，如铜与氧气、硫与铁的反应。

吸热反应不一定难发生，有些吸热反应常温下能进行，如Ca(OH)2与NH4Cl的反应。

2．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？答案不一定，有些需要加热进行的反应是放热反应，如硫与铁的反应。

二、化学反应中能量变化的实质及转化的形式1．化学反应的实质化学反应是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

2．化学反应中能量变化的实质在化学反应过程中，旧化学键的断裂需要吸收一定的能量；新化学键的形成需要释放一定的能量，二者不相等。

3．化学反应中放出或吸收能量的原因在化学反应过程中，最终是吸收能量还是释放能量，取决于旧化学键断裂所吸收的总能量与新化学键形成所释放的总能量的相对大小。

若形成新化学键所释放的总能量大于破坏旧化学键所吸收的总能量，则该反应放出能量；如果形成新化学键所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，则该反应吸收能量。

4．化学反应中能量转化的形式(1)化学反应的能量变化还可以看做是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程。

(2)化学反应的能量变化也可以看做是热能、电能或光能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。

【议一议】1．为什么所有化学反应前后都有能量的变化？答案 因为化学反应一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学键断裂吸收的能量与新化学键形成释放的能量不等。

2．化学反应中能量变化全部表现为热能和光能吗？答案 化学反应中能量变化不全部表现为热能和光能。

化学反应中的能量还可以表现为电能等其他形式的能量。

3．根据以下信息，判断1 mol H 2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为多少？已知：1 mol H —H 键完全断裂时吸收能量为436 kJ ，1 mol O===O 键完全断裂时吸收能量为498 kJ,1 mol H —O 键形成时放出能量为465 kJ 。

答案 因为化学反应一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成，断开1 mol H —H 键和12mol O===O 键需要吸收的能量为436 kJ ＋12×498 kJ ＝685 kJ ，生成1 mol H 2O(g)放出的能量为2×465 kJ ＝930 kJ 。

1 mol H 2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为930 kJ －685 kJ ＝245 kJ 。

一、化学反应中能量变化的原因1．从化学键的角度分析若E 1＞E 2，反应吸收能量；若E 1＜E 2，反应释放能量。

2．从反应物和生成物所具有能量的角度分析若反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，则反应释放能量(如图1)；若反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则反应吸收能量(如图2)。

【特别提醒】化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化。

【例1】已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是() A．X的能量一定高于M的，Y的能量一定高于N的B．破坏反应物中的化学键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放出的总能量C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．因为该反应为放热反应，所以不必加热就可发生解析由于该反应为放热反应，所以X和Y的总能量一定高于M和N的总能量，A不正确，C正确；破坏反应物中的化学键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放出的总能量时，该反应则为吸热反应，B不正确；放热反应在通常情况下不一定就能反应，有些放热反应需要在一定的条件(如加热或光照等)下才能发生。

答案 C【归纳总结】(1)断裂或形成化学键的能量表示：吸收能量值＝E吸－E放放出能量值＝E放－E吸(2)物质内部能量H表示：放热：H反＞H产吸热：H产＞H反变式训练1已知反应H2＋Cl2===2HCl，破坏1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol Cl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ，则下列说法中正确的是()A．该反应反应物的总能量高于生成物的总能量B．该反应的能量关系为Q1＋Q2<Q3C．该反应需要在点燃或光照下进行，所以为吸热反应D．该反应中化学能只能转化为热能答案 A解析所有的燃烧反应都是放热反应，所以该反应反应物的总能量高于生成物的总能量，A 正确；放热反应形成化学键释放的能量2Q3 kJ大于破坏化学键吸收的能量(Q1＋Q2) kJ，B不正确；该反应为放热反应，反应放热还是吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，与条件无关，C不正确；该反应化学能可以转化为热能，也可以转化为其他形式的能，如电能、光能等，D不正确。

【解题感悟】ΔE(化学反应中能量的变化)＝E(断开反应物化学键所吸收的能量)－E(形成生成物化学键所释放的能量)。

若ΔE>0，则为吸热反应；若ΔE <0，则为放热反应。

二、放热反应和吸热反应A．铝粉与稀硫酸的反应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晶体的反应解析铝粉与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，A、C不符合；Ba(OH)2·8H2O 晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但是一个非氧化还原反应，D不符合；灼热的木炭与CO2的反应既是吸热反应，又是氧化还原反应，B符合。

答案 B【易错警示】吸热反应与放热反应判断的注意事项(1)与反应条件(是否需加热)无关①需要点燃、加热、光照的反应不一定是吸热反应，有些放热反应需要加热等条件引发反应。

如H2在O2中点燃、铁粉与硫粉混合反应需要加热。

②不需要加热(在常温下)能进行的反应不一定是放热反应。

如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，在常温下能反应。

③在高温下或持续加热条件下进行的反应一般是吸热反应。

④放热反应在常温下不一定能进行反应，吸热反应在常温下也可能进行反应。

(2)不能将反应类型(吸、放热反应)与能量变化过程等同起来。

化学反应中必然有能量的变化，但发生能量变化的却不一定是化学反应。

如水蒸气变成液态水会放出能量，但这一过程属于物理变化。

变式训练2下列说法正确的是()A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B．放热反应不需要加热就可以发生C．反应条件是加热的反应都是吸热反应D．化学反应放热还是吸热，取决于反应条件答案 A解析根据化学反应中除了遵循质量守恒定律，还遵循能量守恒定律，所以化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，故A正确；放热反应有的需加热，有的不需加热，如木炭的燃烧是一个放热反应，但需要点燃，点燃的目的是使其达到着火点，故B、C错误；放热反应是指反应物所具有的总能量高于生成物的总能量，在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，反之，就是吸热反应，与反应条件无关，故D错误。

1．下列说法正确的是()A．任何化学反应都伴随有能量的变化B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生吸热反应D．在化学反应中一定有化学键的变化，但不一定有能量的变化答案 A解析任何化学反应，破坏旧化学键所吸收的能量和形成新化学键所放出的能量不相等，所以任何化学反应都有能量的变化，A正确；化学反应过程中的能量变化除了热能外，还可以是光能、电能等，B不正确；C发生的是放热反应，C不正确；在化学反应过程中一定有化学键的变化，也一定有能量的变化，D不正确。

2．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．该反应为放热反应B．该反应为吸热反应C．反应物的总能量高于生成物的总能量D．该反应只有在加热条件下才能进行答案 B解析由图示可知：该反应为吸热反应；生成物总能量高于反应物总能量；吸热反应，不一定需要加热才能进行。

3．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1 mol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436 kJ·mol －1、Cl —Cl 键的键能为243 kJ·mol －1、H —Cl 键的键能为x ，若1 mol H 2(g)与1 mol Cl 2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ 的热量，则x 为( )A ．496 kJ·mol －1B ．431 kJ·mol －1 C ．862 kJ·mol －1 D ．248 kJ·mol －1 答案 B解析 2x －436 kJ·mol －1－243 kJ·mol －1＝183 kJ·mol －1，x ＝431 kJ·mol －1。

4．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12 g 石墨完全转化为金刚石时，要吸收a kJ 的能量。

下列说法中正确的是( )A ．石墨不如金刚石稳定B ．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多C ．石墨转化为金刚石的反应是放热反应D ．等质量的石墨的能量高于金刚石的能量答案 B解析 由石墨完全转化为金刚石时吸热，属吸热反应，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。

5．下列变化属于吸热反应的是________(填序号)。

①葡萄糖在人体内被氧化成CO 2；②天然气的燃烧；③煅烧大理石；④稀盐酸与稀氨水混合；⑤生石灰与水反应生成熟石灰；⑥干冰的升华；⑥钠与水反应；⑦消石灰与氯化铵晶体的反应。

答案 ③⑦解析 葡萄糖在人体内的主要作用是通过氧化反应提供人体所需要的能量，为放热反应；燃料的燃烧放出热量，为放热反应；煅烧大理石，碳酸钙分解为吸热反应；盐酸和稀氨水发生中和反应为放热反应；生石灰与水发生化合反应，属放热反应；干冰升华吸收热量，属于物理变化，不属于化学反应；钠与水的置换反应为放热反应；铵盐与碱的反应属于吸热反应。

6．已知H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)，如图是1 mol H 2燃烧的反应过程中能量变化如图。

请回答下列问题：(1)a、b、c分别代表什么意义？a________________________________________________________________________；b________________________________________________________________________；c________________________________________________________________________。