1、第2课时化学键与化学反应中的能量变化1.了解化学反应中存在能量变化以及化学反应的实质。2.知道常见的放热反应和吸热反应。3了解化学反应中能量变化的实质。化学反应中的能量变化学生用书P25化学反应中的能量变化实验内容实验现象化学方程式及结论NaOH溶液与盐酸反应混合液的温度升高化学方程式：NaOHHCl=NaClH2O；结论：反应释放能量锌与盐酸反应有大量气泡产生，溶液温度升高化学方程式：Zn2HCl=ZnCl2H2；结论：反应释放能量消石灰与氯化铵固体反应有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，烧杯温度降低化学方程式：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O；结
2、论：反应吸收能量结论：每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的释放能量，有的吸收能量。1判断正误(1)化学变化遵循质量守恒和能量守恒。()(2)有能量变化的过程一定发生了化学反应。()(3)化学反应中化学能只能转变为热能。()(4)需要点燃或加热才能发生的反应一定是吸热反应。()(5)电解水的过程是电能转化为热能。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列反应属于吸热反应的是()A铝与CuCl2溶液反应BNaOH和HCl反应CNaOH与NH4Cl的反应D甲烷燃烧解析：选C。需要识记常见的放热反应和吸热反应。1化学反应2常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应所有的燃烧反应，剧烈的发光发热
3、的化学反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。酸碱中和反应，如HOH=H2O。大多数的化合反应，如H2Cl22HCl。铝热反应，如2AlFe2O3Al2O32Fe。活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al6H=2Al33H2，2Na2H2O=2Na2OHH2。(2)常见的吸热反应消石灰Ca(OH)2与氯化铵固体的反应：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。大多数的分解反应，如NH4ClHClNH3。碳与水蒸气的反应：CH2O(g)COH2。部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如CCO22CO。吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H
4、2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水等属于吸热过程，不属于吸热反应。下列反应中，既有电子转移又有热能转化为化学能的是()A2H2O22H2OBCaCO3CaOCO2CZn2H=Zn2H2DCO2C2CO解析有电子转移的化学反应是氧化还原反应，有热能转化为化学能的化学反应是吸热反应。反应A和反应C都是放热反应，反应B和反应D都是吸热反应。反应B是非氧化还原反应，反应D是氧化还原反应。答案D(1)放热反应一定不需要加热就能产生吗？试举例。(2)分解反应都是吸热反应吗？试举例。答案：(1)不一定。如2H2O22H2O。(2)不是。如2H2O22H2OO2是放热反应。能
5、量的相互转化1下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶解析：选D。A.硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故A错误；B.锂离子电池是把化学能转化为电能，故B错误；C.太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故C错误；D.燃气灶是把化学能转化为热能，故D正确。2下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()解析：选D。A项，电能转化为化学能；B项，机械能转化为电能；C项，太阳能转化为化学能。放热反应和吸热反应的判断()将铁粉与硫粉均匀混合放入平放的硬质试管中，将玻璃棒在酒精灯上灼烧至红热，迅速用玻璃棒点触铁粉与硫粉的混合物，混合物剧烈燃烧
6、，呈红热状态；移开玻璃棒，混合物继续燃烧至反应完全。()加热碳酸氢钠，并将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，加热时产生大量气体，澄清石灰水变浑浊；停止加热，不产生气体；继续加热，又产生气体，反复多次直至碳酸氢钠完全反应。下列对反应()：FeSFeS和反应()：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O的判断正确的是()A反应()是放热反应；反应()是吸热反应B反应()是吸热反应；反应()是放热反应C反应()和反应()都是放热反应D反应()和反应()都是吸热反应解析：选A。先分析题给两个实验的实验现象，根据实验现象判断反应是吸热反应还是放热反应。反应()引燃后，不再加热，反应靠自身放出的能量可以继续
7、进行，说明该反应是放热反应；反应()停止加热，反应停止，说明该反应必须靠外界提供能量才能继续进行，即该反应是吸热反应。下列反应中属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_。煅烧石灰石制生石灰(CaO)燃烧木炭取暖炸药爆炸NaOH溶液与盐酸的反应生石灰与水作用制熟石灰食物因氧化而腐败硝酸铵溶于水答案：化学反应中能量变化的实质学生用书P271从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质(1)实例分析断键时吸收的总能量：436 kJ249 kJ685 kJ，成键时释放的总能量：930 kJ，所以1 mol H2燃烧生成水蒸气时释放能量245 kJ。(2)结论E1E2，反应吸收能量(吸热反应)。E1E2，反
8、应释放能量(放热反应)。2从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的实质结论：(1)反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。(2)反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量。1判断正误(1)O22O过程需要释放能量。()(2)所有化学反应中，反应物的总能量一定大于生成物的总能量。()(3)断裂1 mol HCl键吸收的能量和形成1 mol HCl键释放的能量相同。()(4)断裂1 mol HCl键和1 mol HI键所需能量：前者小于后者。()(5)1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)下
9、列过程一定释放出能量的是()A两个氢原子结合成一个氢分子B分解反应C氮分子拆成两个氮原子D化合反应答案：A在催化剂和加热条件下，SO2与O2化合为SO3并放出热量，同时SO3也分解为SO2和O2，化学方程式如下：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)下列对该反应的叙述中错误的是()A2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的总能量一定高于 2 mol SO3(g)的总能量BSO3分解为SO2和O2的同时吸收热量C电子转移、化学键变化和能量转化同步进行D加热是该反应发生能量变化的主要原因解析：选D。化学反应发生能量变化的原因是反应物总能量不等于生成物总能量，而加热是使化学反应发生的一种外
10、部条件。化学反应中能量变化大小的计算方法1根据反应物总能量和生成物总能量计算E|反应物总能量生成物总能量|2根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算(1)根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。(2)确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。(3)计算反应的能量变化大小若反应释放能量E成键时释放能量之和断键时吸收能量之和若反应吸收能量E断键时吸收能量之和成键时释放能量之和某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是()A过程a释放能量，过程b吸收能量B该反应为放热反应C反应物的总能量高说明更稳定D该反应过程中的能量变化大小等于E1E2解析根据图示，a曲线为断键吸收能量E1，b曲线为成键
11、释放能量E2，A错误；E1E2，反应吸收能量，若E1E4，则放出能量；若E3”“”或“能力提升将V1 mL 1.0 molL1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是()A做该实验时的环境温度为22 B该实验表明化学能可转化为热能CNaOH溶液的浓度约为1.0 molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选B。22 不是环境温度，因为此反应已经进行，故A错误；此反应是放热反应，表明化学能转化为热能，故B正确；当加入30 mL盐酸时，温度最高，说明反应完全，设NaOH溶液浓度为c
12、molL1，则V220 mL，30103 L1.0 molL120103 Lc molL1，解得c1.5，故C错误；如Ba(OH)28H2O和NH4Cl晶体反应生成水，但此反应是吸热反应，故D错误。化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJmol1)，PP：198PO：360O=O：498，则依据反应P4(白磷)3O2=P4O6，生成1 mol P4O6中的能量变化为()A吸收1 638 kJ的能量B放出1 638 kJ的能量C吸收126 kJ的能量D放出126 kJ的能量解析：选B。根据E反应物总键能生成物总键能，所以反应P4(
13、白磷)3O2=P4O6的能量变化为E6198 kJmol13498 kJmol112360 kJmol11 638 kJmol1，即生成1 mol P4O6，反应放出能量1 638 kJ。化学反应N2(g)3H2(g)=2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_、_，反应_(填“吸收”或“放出”)能量。(2)反应过程中断裂的化学键及其物质的量为_，_(填“吸收”或“放出”，下同)的能量为_(用E1、E2或E3表示，下同)；形成的化学键及其物质的量为_，_的能量为_。(3)E2_或_。(用“A、C”或“E1、E3”表示)解析：(1)A、C分别表示1 mol N2
14、(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1 mol NN键和3 mol HH键，吸收能量为E1；形成的化学键为6 mol NH键，放出能量为E3。答案：(1)1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量2 mol NH3(g)(生成物)的总能量放出(2)1 mol NN键和3 mol HH键吸收E16 mol NH键放出E3(3)ACE3E1某同学设计如下三种实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应。方案一：如图甲，在小烧杯里放一些已除去
15、氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 molL1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 逐渐升至75 ，随后，温度逐渐下降至30 ，最终停留在20 。方案二：如图乙，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 molL1硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。方案三：如图丙，A试管中发生某化学反应，实验前U形管中的红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过观察U形管两侧红墨水液面高低变化判断某反应是吸热反应还是放热反应。项目A试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面变化氧化钙与水左低右高氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)？铝片
16、与烧碱溶液左低右高铜与浓硝酸左低右高根据上述实验回答相关问题：(1)铝片与稀硫酸的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：_。(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是_。(3)方案二中，小木片脱落的原因是_，由此得出的结论是_。(4)方案三中，如果A试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面高度：左边_(填“高于”“低于”或“等于”)右边。(5)由方案三的现象得出结论：组物质发生的反应都是_(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U形管里的现象是_。(6)方案三实验的U形管中的现象为_，说明反应物的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”)生成物
17、的总能量。解析：(1)金属与酸的反应是放热反应，因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应，该反应的离子方程式为2Al6H=2Al33H2。(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低。(3)方案二中，反应放出的热量使得蜡烛熔化，小木片脱落。(4)方案三中，如果A试管里发生的反应是放热反应，锥形瓶中气体的压强增大，U形管里红墨水液面左边低于右边。(5)由方案三的现象得出结论：组物质发生的反应都是放热反应，如果放置较长时间，热量散失，装置中气体的压强与外界压强相等，U形管中红墨水液面左右相平。(6)方案三中的实验属于吸热反应，U形管中红墨水液面左高右低。答案：(1)放热2Al6H=2Al33H2(2)反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低(3)蜡烛受热熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热(4)低于(5)放热红墨水液面左右相平(6)红墨水液面左高右低小于
