化学反应与能量的变化

试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。
【拓展提升】
14．下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质
Cl2 Br2 I2
H2 HCl HI HBr
键能/kJ·mol－1 243 193 151 436 431 298 366
根据上述数据回答(1)～(4)题。 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A．H2B．Cl2C．Br2D．I2 (2)下列氢化物本身具有的能量最低的是( ) A．HCl B．HBr C．HI D．HF (3)X2＋H2===2HX(X 代表 Cl、Br、I)的反应是________反应。(填“吸热”或“放热”) (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，放出的热量最 多的是__________。 【参考答案】 1.答案 C 解 析 注意知识的积累，记住常 见的吸热反应。B、C 属于吸热反应，再从化合价变化角度 来分析， 知答案为 C。 3.答案 D 解析 A、B、C 三项均为放热反应，说明它们的反应物的总能量大于生成物的总能量，多余的能量 以热能的形式放出；而 D 项为吸热反应，正好相反，故 D 项正确。 4.答案 D 解析 化学反应放热还是吸热，取决于 H(生成物)与 H(反应物)的相对大小。若 H(生成物)>H(反应物)， 则反应吸热，反之放热。A 项 H2O(g)===H2O(l)为物理变化；B 项 ΔH>0，即 H(生成物)>H(反应物)， 反应吸收热量；C 项无法确定反应放热还是吸热；D 项，由图可知 H(生成物)<H(反应物)，反应放热。 5.答案 C 解析 化学反应的本质是旧键断裂，新键形成。在这个过程中，原子重新组合生成新物质，同时伴 随着能量的变化。 6.答案 D 解析 反应过程中所放出或吸收 的热量都是反应热，因此 A 错；在 101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧 生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B 选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳， 是错误的；由 C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体 变为硫蒸气要吸热，所 以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者 放出的热量多是正确的(相同条 件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物 所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热 量比硫固体放出的多)。 7.答案 D 解析 A、B、C 均为放热反应，说明它们的反应物的总焓大于生成物的总焓，多余的能量以热量的 形式放出。而 D 为吸热反应，正好相反，故 D 正确。 8.答案 C 9.答案 D 解析 N4 与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于 N4 相对分子质量小于 P4，故其分子间作用力 弱 于 P4，其熔点低于 P4，A 错；N4 与 N2 互为同素异形体，而不是同系物，则 C 错；从结构图中可看 出，一个 N4 分子中含有 6 个 N—N 键，根据 N4(g)===2N2(g)ΔH，有 ΔH＝6×193 kJ·mol－1－2×941 kJ·mol －1＝－724 kJ·mol－1，故 B 项错误，D 项正确。 10.答案 (1)试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊 (2)镁与稀盐酸的反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2 的溶解度随温度 的升高而降低，故变浑浊 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于 (5)烧杯中液体放出气泡且速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小。 解析 镁与盐酸的反应是放热反应，镁与盐酸反应放出的热量使石灰水的温度升高，Ca(O H)2 的溶
【思考】:看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？
AB
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没
有
搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】 1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( ) A．铝片和稀盐酸反应 B．Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应 C．灼热的碳与二氧化碳的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧 2．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏 1 mol 氢气中的化学键消耗的能 量为 Q1 kJ，破坏 1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ，形成 1 mol 氯化氢中的化学键释放的能 量为 Q3 kJ，下列关系式正确的是( ) A．Q1＋Q2>Q3B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2<Q3D．Q1＋Q2<2Q3 2.答案 D 解析 燃烧为放热反应，即生成物的键能之和大于反应物的键能之和。 3．下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是( ) A．氢气在氧气中燃烧 B．铁丝在氧气中燃烧 C．硫在氧气中燃烧 D．焦炭在高温下与水蒸气反应 4．下列变化一定为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l)放出 44 kJ 热量 B．ΔH>0 的化学反应 C．形成化学键时共放出能量 862 kJ 的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应
【学习过程】：
一、反应热 焓变 （一）： 反应能量变化与反应热 能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。 化学反应所释放 的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形 式与外界环境进行能量交 换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。 1.化学反应与能量变化的关系 任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的，在产生新物质的同 时总是伴随着的变化。 即在一个化学反应中，同时遵守守恒和守恒两个基本定律。 2、化学反应中能量变化形式 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换， 通常表现为热量的变化。 3、类型 （1）放热反应：即_____________的化学反应，其反应物的总能量____生成物的总能量。如：燃料 的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。 （2）吸热反应：即_________的化学反应，其反应物的总能量____生成物的总能量。 如：H2 还原 CuO 的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，CaCO3 分解等大多数分解反应，Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应都是吸热反应。 说明：吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热，但有的不需要加热如：
第一章化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化（学案）
第 一 课时 【学习目标】:
1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为 基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量；
3、了解反应热和焓变的含义。 【重、难点】: 1、化学反应中的能量变化，2、对△H 的“+”与“-”的理解。
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若 E1<E2，则生成物的总能量__________(填“>”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为______(填“吸热” 或“放热”)反应。
12．已知 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ，且氧气中 1 mol O===O 键完全断裂时吸收
5．关于化学反应的本质的说法正确的是( ) A．化学反应都有新物质生成 B．化学反应都有能量变化 C．化学反应是旧键断裂新键形成的过程 D．化学反应的发生都需要在一定条件下 6．下列说法正确的是( ) A．反应热就是反 应中放出的能量 B．在 101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 C．由 C(石墨)―→C(金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 可知，金刚石比石墨稳定 D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 7．下列反应中，生成物的总焓大于反应物总焓的是( ) A．锌与稀硫酸反应制氢气 B．铁丝在氯气中燃烧 C．氧化钙与水反应 D．碳酸氢铵分解 8．下列说法中正确的是( ) A．焓变是指 1 mol 物质参加反应时的能量变化 B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓 9．科学家已获得了极具理论研究意义的 N4 分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。 已 知 断 裂 1 mol N—N 键 吸 收 193 kJ 热 量 ， 断 裂 1 mol N≡N 键 吸 收 941 kJ 热 量 ， 则
A＋B
源自文库
C＋D
反应物总 发生反应A＋B C＋D 生成物总
能量为E1
能量为E2
(反应前)
(反应后)
(1)下列有关反应 A＋B===C＋D 的说法正确的是________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
知识拓展：焓是与物质的内能有关的一个物理量，但它又不同于物质的内能。单位为 kJ/mol，不 可以测量。化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转 化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该 反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化，即焓变。 即在此，可用焓变代替反应热。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。
产生上述现象的原因是
___________________________________________________________________________________ ___ ________________ _______________________________________。 (3)写出有关反应的离子方程式 ___________________________________ _____________________________________。 (4)由实验推知，MgCl2 和 H2 的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。 (5)如果将本题中“25℃的饱和石灰水”换成“20℃碳 酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象 是 ________________________________________________________________________， 其原因是 ______________________________________________________ __________________。 11．在一定条件下，A 和 B 反应可生成 C 和 D，其能量变化如下：
热量 496 kJ，水蒸气中 1 mol H—O 键形成时放出热量 463 kJ，则氢气中 1 mol H—H 键断裂时吸收
热量是多少？
答案 436 kJ
13．在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：
在一个小烧杯里，加入约 20 g 已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已 滴有 3～4 滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再加入约 10 g NH4Cl 晶体，并立即用玻 璃棒迅速搅拌。
试回答下列问题：
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是什么？(回答出三个以上的原因 )
(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种方案)
(4)实验中即使不“结冰”，将烧杯提起的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是什么？
() A．N4 的熔点比 P4 高 B．1 mol N4 气体转化为 N2 时要吸收 724 kJ 能量 C．N4 是 N2 的同系物 D．1 mol N4 气体转化为 N2 时要放出 724 kJ 能量 10．某学习小组设计以下实验，探究化学反应
中的热效应，把试管放入盛有 25℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管 往其中滴加 5 mL 盐酸。试回答下列问题： 实验中观察到的现象是 ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________
Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 固体反应， 放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。 形成原因（图 示） 从微观上分析：
从宏观上分析： 从宏观上分析: 预测生成 （二）：反应热
焓变
两个概念：环境 体系 1、定义： 叫反应热， 又叫焓变。 2、表示符号： 3、单位： (或)。 4、计算方法：△H=反应物的总键能--生成物的总键能（或△H = 生成物的总能量--反应物的总能量） 因此，△H<0 时, 为热反应; △H>0 时，为热反应。 5、注意：在应用焓变时，应注意△H 的符号。当△H>0 时，其“+”号不能省略。 6、“反应热”与“热量”的区别：反应热有“+”、“-”之分；而热量是标量，但要注明是“吸收”、还 是”放出”.