《必修2》第一章第3讲：化学键(三)

101网校高一（必修2）化学同步+提高精讲精练系列—《第二章化学反应与能量》

新疆实验中学马金辉

【本章引言】能源危机

新闻：央视国际消息，

（1）中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11%。

（2）2003年，中国能源消费总量为16.8亿吨标准煤。其中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然气占2.8%，可再生能源占7.3%。

（3）目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的16.8%。

（4）中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。

今天，让我们以化学的眼光来研究能源。

【思考】

（1）煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？ （2）石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？ （3）与化学物质及化学反应有什么关系？ 【分析】化学反应与热能之间的辩证关系

化学反应 热能

（1）一方面，用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化，人们利用这

些化学反应获取能量；

（2）另一方面，用CaCO 3经过高温煅烧分解生成CaO 来阐述热能对化学反应的支持

作用，人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。

（3）物质变化的前提是化学键的_______和_______，而这过程中伴随着能量变化。

煤、石油、天然气的燃烧产生

CaCO 3经过高温煅烧分解成CaO

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1、化学键：使离子或原子相结合形成物质的强烈的相互作用。

2、*键能：

________1mol化学键（一般为共价键）所_________的能量，或

________1mol化学键（一般为共价键）所_________的能量。

单位一般为：kJ/mol

3、化学反应的实质：反应物分子中旧化学键_________，同时________生成物中新化

学键的过程。

4、化学键与化学反应中能量变化的关系（微观）：

破坏化学键时要__________能量，形成化学键时________能量。因此：

化学键的________和_______是物质在化学反应变化中发生能量变化的主要原因。

物质的_________变化与体系的__________变化是同时进行的。

【例题】以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键观点分析反应中物质、能量变化本质。

【已知】键能：H-H 436KJ/mol ，Cl-Cl 243KJ/mol ，H-Cl 432KJ/mol，思考，该反应发生时从环境吸收能量还是向环境释放能量？是通过计算说明。

【解析】

【练习】说明下列化学键变化中的能量变化。

（1）2molH→1molH2中能量变化？（已知：H—H键能为436KJ/mol）（2）CH4→4C+4H中能量变化？（已知：C-H键能为415kJ/mol）

5、化学能与化学反应中能量变化的关系（宏观）：

（1）各种物质都储存有一定的化学能。（指物质内部一切形式的能量之和）（2）吸收能量和放出能量：

I、水由高处向低处流要_______能量（________能转化为________能）

类比：反应物总能量____生成物总能量，化学反应要________能量。

II、将水由低处抽向高处需_______能量（___能转化为________能，再转化为____能）类比：反应物总能量____生成物总能量，化学反应要________能量。

放热反应：E（反应物的总能量）______E（生成物的总能量）

放热反应：E（反应物的总能量）____________E（生成物的总能量）

【小结】物质化学键键能、化学能、物质化学性质、活泼性关系：键能大，化学能_______，物质化学性质_________，越_____________。

键能小，化学能_______，物质化学性质_________，越_____________。

【精选习题】

1.在反应H2+ Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为243kJ，H－Cl 键能为431kJ，判断该反应是

A. 吸热反应

B. 放热反应

C. 吸收183 kJ热量

D.放出183 kJ热量

2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）

A. A的能量一定高于C

B. B的能量一定高于D

C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量

D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生

3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）

A.2Q1 + Q2 > 4Q3 B、2Q1 + Q2 < 4Q3

C、Q1 + Q2 < Q3

D、Q1 + Q2 = Q3

4、拆开1摩H2所需能量是436KJ，拆1摩O2需要能量是496KJ。算一算：

2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化（H与H键能是436KJ/mol，O与O键能是

496KJ/mol，H与O键能是463KJ/mol）

二、化学能(chemical energy)与热能(heat energy)的相互转化

1、基本的自然定律：

(1) 质量守恒定律(2) 能量守恒定律(3) 质能守恒定律

2、吸热反应(endothermic reaction)和放热(exothermic reaction)反应

【实验1】铝与盐酸反应中的能量变化

【实验2】B a(OH)2·8H2O 与NH4Cl 反应中的能量变化