1、第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能第二章 化学反应与能量 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.知道反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小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。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)化学反应过程反应物旧化学键断裂 原子或原子团新化学键形成 生成物(2)化学反应中能量变化的原因吸收释放2化学反应中能量变化的决定因素宏观角度图示能量相对大小反应物的总能量_生成物的总能量反应物的总能量_生成物的总能量大于小于结论：化学反应中的能量变化决
2、定于_和_的相对大小。反应物的总能量生成物的总能量1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应。()(2)断裂化学键释放能量，生成化学键吸收能量。()(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已知 2SO2O22SO3 为放热反应，下列对该反应的说法正确的是()AO2 的能量一定高于 SO2 的能量BSO2 和 O2 的总能量一定高于 SO3 的总能量CSO2 的能量一定高于 SO3 的能量D因为该反应为放热反应，所以不必加热就可发生解析：选 B。判断一个反应是放热反应还是吸热
3、反应，关键看反应物总能量与生成物总能量的相对大小。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B 项正确，A 项和 C 项错误；放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D 项错误。3氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂 1 mol H2中的化学键消耗的能量为 Q1 kJ，断裂 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。下列关系式中，正确的是()AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q22Q3解析：选 D。H
4、2 在 Cl2 中燃烧为放热反应，故断裂化学键消耗的能量总和(Q1Q2)小于形成化学键释放的能量总和(2Q3)，即Q1Q22Q3。化学反应中能量变化的计算Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量，则公式为 QQ(吸)Q(放)。QQ(吸)Q(放)Q0，为吸热反应 应用公式计算化学反应中能量变化时，不仅要注意参加反应的分子的物质的量，还要注意一个分子中化学键的数目。已知 1 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出 242 kJ 的能量，且氧气中 1 mol O=O 键完全断裂时需要吸收 496 kJ的能量，水蒸气中 1 mol HO 键形成时放出
5、 463 kJ 的能量，则氢气中 1 mol HH 键断裂时吸收的能量为()A920 kJB557 kJC436 kJD181 kJ解析 由题意知，1 mol 氢气(含 1 mol HH 键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为 242 kJ。由化学方程式 H2(g)12O2(g)=点燃 H2O(g)，可设 1 mol HH 键断裂时吸收的能量为Q，则 2463 kJQ12496 kJ242 kJ，解得 Q436 kJ。答案 C已知反应 N2(g)3H2(g)催化剂高温、高压2NH3(g)，有关物质的化学键键能(拆开 1 mol 化学键所需要的能量)如下，则该反应生成2 mol NH3 时的能量变
6、化是()化学键NNNHHH键能/(kJ/mol)945.0391.0436.0A.吸收 46.5 kJB放出 46.5 kJC吸收 93.0 kJD放出 93.0 kJ解析：选 D。旧键断裂需要吸收的能量：Q吸E(NN)3E(HH)945.0 kJ/mol3436.0 kJ/mol2 253.0 kJ/mol。因为 1 mol NH3 中含有 3 mol NH 键，化学反应中生成 2 mol NH3，共含有 6 mol NH 键，所以新键形成放出的能量：Q 放6E(NH)6391.0 kJ/mol2 346.0 kJ/mol，Q 吸Q 放，所以该反应为放热反应。QQ 吸Q 放2 253.0 k
7、J/mol2 346.0 kJ/mol93.0 kJ/mol，即该反应生成 2 mol NH3 时放出的热量为 93.0 kJ。考查化学反应中的能量变化1下列对化学反应的认识错误的是()A会引起化学键的变化B会产生新的物质C必然引起物质状态的变化D必然伴随着能量的变化解析：选 C。化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故 C项符合题意。2下列说法正确的是()A任何化学反应都伴随着能量的变化BH2O(g)H2O(l)过程中放出大量的热，所以该过程是化学变化C化学反应中能量的变化都表现为热量的
8、变化D如图所示的过程是吸收能量的过程解析：选 A。任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，A 项正确，B 项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C 项错误；由题图可知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出能量，D 项错误。考查化学反应中能量变化的计算3在 H2 与 Cl2 生成 HCl 的反应中，已知断裂 1 mol HH 键吸收的能量为 a kJ，断裂 1 mol ClCl 键吸收的能量为 b kJ，形成 1 mol HCl 键
9、放出的能量为 c kJ，则生成 1 mol HCl 放出的能量为()A(cab)kJB(abc)kJC(2cab)kJD(2cab)/2 kJ解析：选 D。由于 H2 与 Cl2 反应生成 HCl 的化学方程式为 H2Cl2=2HCl，在该反应中断裂化学键吸收的能量是(ab)kJ，形成化学键放出的能量是 2c kJ，所以在该反应中生成 2 mol HCl 放出的能量为(2cab)kJ，所以生成1 mol HCl 放出的能量为(2cab)/2 kJ。4反应 N2(g)O2(g)=2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开 1 mol N2(g)中化学键需吸收 946 kJ 的能量，断开1 mol
10、 O2(g)中化学键需吸收 498 kJ 的能量。下列说法正确的是()AN2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJmol1BNO(g)=12N2(g)12O2(g)H90 kJmol1C断开 1 mol NO(g)中化学键需吸收 632 kJ 能量D形成 1 mol NO(g)中化学键可释放 90 kJ 能量答案：C 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，_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_不变。总质量总能量2吸热反应和放热反应(1)实验探究铝与盐酸反应实验现象产生大量_、温度计指示温度_
11、离子方程式_实验结论该反应为_反应气泡升高2Al6H=2Al33H2放热Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 晶体反应实验现象a.有_气体产生；b用手摸烧杯底部有_感觉；c用手拿起烧杯，玻璃片_；d烧杯内反应物成_化学方程式_实验结论该反应为_反应刺激性气味冰凉粘结到烧杯的底部糊状Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O吸热NaOH 与盐酸的反应实验现象混合溶液的温度比反应前盐酸和NaOH 溶液的温度都_离子方程式_实验结论酸碱中和反应是_反应高HOH=H2O放热(2)概念：放热反应即_热量的化学反应，吸热反应即_热量的化学反应。(3)常见的吸热反应和放热反应吸热反应
12、有大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、CCO2=高温 2CO、CH2O(g)=高温 COH2 等。放热反应有燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、大多数化合反应。放出吸收3人类对能源的利用(1)人类利用能源的三个阶段：柴草时期、化石能源时期和多能源结构时期。(2)可再生能源和清洁能源主要有太阳能、氢能、核能、生物质能等。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)化学反应过程不一定都有能量变化。()(2)NaOH 溶于水要释放能量。()(3)煤、石油和天然气都是化石能源。()(4)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能。()2在下列化学变化中，反应物总能量低于生成物总能量的是()A2H
13、2O2=点燃 2H2OBCaCO3=高温 CaOCO2CCaOCO2=CaCO3DC2H5OH3O2=点燃 2CO23H2O解析：选 B。当反应物总能量低于生成物总能量时，该反应为吸热反应，H2、C2H5OH 的燃烧均为放热反应；CaO 与 CO2的化合反应属于放热反应；CaCO3 的分解反应属于吸热反应。3“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、潮汐能 B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、沼气D地热能、海洋能、核能解析：选 C。A 项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B 项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D 项，地热能是来自地
14、球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。放热反应和吸热反应的比较反应类型放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应宏观解释E(反应物)E(生成物)E(反应物)E(生成物)微观解释Q(吸)Q(放)反应类型放热反应吸热反应图示E：物质总能量；Q(吸)：反应物断键吸收的总能量；Q(放)：生成物成键放出的总能量。已知反应 XY=MN 为吸热反应，对这个反应，下列说法中正确的是()AX 的能量一定低于 M 的，Y 的能量一定低于 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
15、定低于 M 和 N 的总能量解析 吸热反应中反应物的总能量生成物的总能量，不能单指某一种反应物与某一种生成物的能量大小，A 错误，D 正确；吸热反应不一定必须加热才能发生，B 错误；从微观角度解释，吸热反应中破坏反应物中化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C 错误。答案 D(1)上述例题 C 项描述的是吸热反应还是放热反应？(2)假设该反应是可逆反应，则 MN=XY 是吸热反应还是放热反应？该反应一定不需要加热吗？答案：(1)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，则该反应是放热反应。(2)因为反应 XY=MN 为吸热反应，即 X 和 Y 的总能量
16、一定低于 M 和 N 的总能量，所以 MN=XY 是放热反应，反应可能需要加热才能发生。考查吸热反应、放热反应的判断1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A铝片与稀盐酸的反应BBa(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应C灼热的碳与 CO2 的反应D甲烷在氧气中的燃烧解析：选 C。2Al6HCl=2AlCl33H2既属于氧化还原反应，又 属 于 放 热 反 应，A 项 错 误；Ba(OH)28H2O 2NH4Cl=BaCl22NH310H2O 既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应，B 项错误；灼热的碳与 CO2 的反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应，C 项正确；甲烷在氧气中
17、燃烧既属于氧化还原反应，又属于放热反应，D 项错误。2(2019长春高一测试)如图所示，对 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该反应肯定很容易进行，不需要加热就可以发生解析：选 B。根据题图可知，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，一定有能量放出，A 错误，B 正确；A 物质的能量高于 C 物质的能量，则 A 物质不如 C 物质稳定，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。考查能源的分类和利用3氢气是未来的理想能源，理由是()热值高 燃烧时不
18、污染环境 用于制取 H2 的水资源丰富 密度小，便于运输ABCD解析：选 A。氢气密度小，但氢气是可燃性气体，不便于贮存和运输。4下列有关能源的说法不正确的是()A煤、石油、天然气均为化石能源B化石能源是非可再生能源C氢能是可再生能源D氢能、核能均是无污染的高效能源解析：选 D。化石能源是非可再生能源；氢能是可再生能源(可通过分解水得到氢气)，且是无污染的高效能源；核能利用的是核反应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质，有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染。重难易错提炼1.化学反应吸热还是放热决定于反应物的总能量(E1)和生成物的总能量(E2)的相对大小。若 E1E2，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的能量为 Q(吸)，形成生成物中化学键放出的能量为 Q(放)，则化学反应过程中的能量变化为 QQ(吸)Q(放)。若 Q0，为放热反应；若Q0，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)28H2O 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。课后达标检测本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放