2017-2018学年高中化学第二章化学反应与能量第1节化学能与热能学案1新人教版必修2

第一节化学能与热能——————————————————————————————————————[课标要求]

1．知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。

3．了解化学能与热能的相互转化。

4．了解能量转化在生产、生活中的应用。

1．化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2)的相对大小。若E1>E2，则为放热反应；若E1

2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ<0，

为放热反应，若ΔQ>0，为吸热反应。

3．(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。

(2)常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，以C、H2、CO为还原剂的

反应，大多数分解反应。

4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。

化学键与化学反应中能量变化的关系

1．化学反应中能量变化的原因——微观角度

(1)化学反应的实质

原子之间重新组合，是反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程。

(2)化学反应中能量变化的原因

①变化原因：

②实例：

a ．断裂1 mol H —H 键(H —H →2H)吸收436 kJ 能量，形成1 mol H —H 键(2H →H —H)放出436 kJ 能量；

b ．断裂4 mol C —H 键(CH 4→C ＋4H)吸收1 660 kJ 能量，形成1 mol C —H 键(C ＋H →C —H)放出415 kJ 能量。

③结论：

化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成。 2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 (1)物质的能量与反应放出、吸收能量的关系

反应物总能量>生成物总能量：反应放出能量；反应物总能量<生成物总能量：反应吸收能量。

(2)结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 (3)图示：

H 2＋Cl 2=====点燃 2HCl 的化学反应可用下图表示：

[问题思考]

1．1 mol H 2和1 mol Cl 2中断键吸收的总能量是多少？生成2 mol H —Cl 键放出的总能量是多少？

提示：断裂1 mol H 2、1 mol Cl 2中的化学键吸收的总能量为679 kJ ；生成2 mol H —Cl 键放出的总能量为862 kJ 。

2．H 2＋Cl 2=====点燃 2HCl 是放出能量还是吸收能量？

提示：由于生成物成键放出的总能量大于反应物断键吸收的总能量，故该反应放出能量。

1．从反应物、生成物总能量角度判断化学反应中的能量变化

放出能量吸收能量

2.

用Q(吸)表示反应物分子断键时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量。

公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)

(1)若ΔQ>0，说明反应物分子断键时吸收的总能量>生成物分子成键时放出的总能量，即反应吸收能量。

(2)若ΔQ<0，说明反应物分子断键时吸收的总能量<生成物分子成键时放出的总能量，即反应放出能量。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)只要有化学键的断裂，化学反应一定吸收能量(×)

(2)断裂化学键释放出能量而生成新键则吸收能量(×)

(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量(×)

(4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程(×)

2．下列说法中错误的是( )

A．化学反应中能量变化通常表现为热量的变化

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．需要加热才能发生的反应一定是吸收能量

D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量

解析：选C 化学反应都伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，A正确；化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，B正确；反应放出能量或吸收能量与反应条件没有关系，C错误；反应物与生成物的总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，D正确。

化学能与热能的相互转化

1．两条基本的自然规律

(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。

(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的总能量不变。

2．化学能与热能的相互转化

(1)吸热反应和放热反应

①吸热反应：吸收热量的化学反应。

②放热反应：放出热量的化学反应。

(2)实验探究

①铝和稀盐酸的反应：

实验操作在一支试管中加入2～3 mL 6 mol·L－1的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，并用温度计测量溶液温度的变化

实验现象有气泡产生；用温度计测量，水银柱上升离子方程式2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

实验结论活泼金属与酸的反应是放热反应

实验操作将约20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，用手拿起烧杯

实验

现象

闻到刺激性气味；烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状化学

方程式

Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O

实验结论该反应是吸热反应

③中和反应——盐酸与氢氧化钠的反应：

实验操作在50 mL烧杯中加入20 mL 2 mol·L－1的盐酸，测其温度。另用量筒量取20 mL 2 mol·L－1NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倒入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录

实验现象混合后溶液温度比原两种溶液的温度高