1、第一节化学能与热能学习目标核心素养1.理解化学反应中能量变化的主要原因化学键的断裂和形成。2了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。1.宏观辨识：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量相对大小。2微观探析：从化学键的断裂和形成，在本质上认识化学能量与化学变化的本质。一、化学反应中的能量变化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变化原因实例a断裂1 mol HH键(HH2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol HH键(2HHH)放出436 kJ能
2、量；b断裂4 mol CH键(CH4C4H)吸收1660 kJ能量，形成1 mol CH键(CHCH)放出415 kJ能量。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 (2)结论：化学反应中的能量变化决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。(3)图示二、化学能与热能的相互转化1两个基本自然规律“质量守恒”和“能量守恒”(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时总质量保持不变。(2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时总能量保持不变。2吸热反应和放热反应(1)定义吸热反应：吸收热量的化学反应；放热反应：放出热量的化学反应。(2)实验探究铝
3、和稀盐酸的反应Ba(OH)28H2O和氯化铵反应盐酸与氢氧化钠反应三、人类对能源的利用1化学能与热能转化的应用(1)化学能通过化学反应转化成热能，为人类的生存和发展提供了所需要的能量和动力，如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等。(2)热能转化为化学能是人们进行化学科学研究、研制新物质不可缺少的条件和途径，如高温冶炼金属、分解化合物等。2人类利用能源的三个阶段1正误判断(1)化学反应过程中不一定都有能量变化()(2)镁带燃烧时，化学能全部转化为热能()(3)有能量放出的变化都是放热反应，吸收能量的变化都是吸热反应()(4)对于放热反应2H2O22H2O来说，断裂1个HH键和1个O=O键所吸收的
4、能量小于形成1个HO键所放出的能量()(5)由OOO2(放出能量493 kJ)和NNN2(放出能量946 kJ)可得在常温下氮气比氧气稳定()答案(1)(2)(3)(4)(5)2化学反应的发生必然伴随能量的转化，其最根本的原因是 ()A化学反应中一定有新物质生成B化学反应中旧的化学键的断裂需要吸收能量，新的化学键的形成需要放出能量C化学反应通常需要加热等条件才能发生D能量变化是化学反应的基本特征之一答案B3如图表示吸收能量反应的图像是()解析当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为吸收能量的反应。答案C知识点一 化学键与化学反应中能量变化的关系1.从反应物、生成物总能量角度判断化学反应中
5、的能量变化2.从化学键角度判断化学反应中的能量变化用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：QQ(吸)Q(放)(1)若Q0，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Q0，说明反应物分子断键时吸收的总能量E2，则为放热反应；若E1E2，则为吸热反应。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QQ(吸)Q(放)，若Q0，为吸热反应。1已知反应XY=MN为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是 ()AX的能量一定低于M的，Y的能量
6、一定低于N的B因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量DX和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析吸热反应中反应物的总能量587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。答案B4如图所示，对于A生成C的反应，下列所得结论正确的是 ()A该反应为吸热反应B该反应进行时，一定有能量放出CA物质比C物质稳定D该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行解析据图可知，反应物A的能量大于生成物C的能量，该反应为放热反应，反应进行时，一定有能量释放，A错误，B
7、正确；A物质的能量高于C，则A不如C稳定，C错误；放热反应并不一定很容易进行，也可能需加热等反应条件，D错误。答案B5为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C氢气不易贮存和运输，无开发利用价值D2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量解析水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C错误；2 mol H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol H2O，并放出大量的热，
8、D正确。答案D6如图所示，在小试管里加入2 g新制备的无水硫酸铜，把小试管套在具支试管内。在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，白色的无水硫酸铜完全变成蓝色的五水硫酸铜晶体，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。(1)写出上述反应的化学方程式：_。该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。反应中的无水硫酸铜和水具有的总能量_(填“大于”或“小于”)五水硫酸铜晶体的总能量。(2)如果U形管内两边的液面处于同一水平面后，在小试管内先加入Ba(OH)28H2O晶体，再加入NH4Cl固体，用玻璃棒不断搅拌，则可观察到U形管中的现象为_ _。解析(1)滴入水后，CuSO45H2O=CuSO45H2O，现象是U形管右侧液面下降，左侧液面上升，可知是具支试管内气体受热膨胀，压强增大所致，所以此反应是放热反应，CuSO4和H2O的总能量大于CuSO45H2O的总能量。(2)Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O，反应吸热，导致具支试管内气体压强减小，U形管中右侧液面上升，左侧液面下降。答案(1)CuSO45H2O=CuSO45H2O放热大于(2)U形管右侧液面上升，左侧液面下降