第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式

核心素養(yǎng)發(fā)展重點(diǎn)學(xué)業(yè)要求

1.了解化學(xué)反應(yīng)中存在能量變化以及化學(xué)反

豐富對(duì)化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)角度，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

中能量變化。2.知道常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。

3.了解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的實(shí)驗(yàn)探究

1．實(shí)驗(yàn)探究——化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

2．結(jié)論：任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，有的反應(yīng)□05釋放能量，有的反應(yīng)□06吸收能量。

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的實(shí)質(zhì)及原因分析

1．化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)

化學(xué)反應(yīng)是舊化學(xué)鍵□01斷裂和新化學(xué)鍵□02形成的過程。

2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)

在化學(xué)反應(yīng)過程中，舊化學(xué)鍵的斷裂需要□03吸收一定的能量；新化學(xué)鍵的形成需要□04釋

放一定的能量，二者不相等。

3．化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收能量的原因

若形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量大于破壞舊化學(xué)鍵所吸收的總能量，就會(huì)有一定的能量

以熱能、電能或光能等形式□05釋放出來能量；如果形成新化學(xué)鍵所釋放的能量小于破壞舊化

學(xué)鍵所吸收的能量，則需要□06吸收能量。

4．化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式

化學(xué)反應(yīng)的過程可以看作是“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為□07熱能、□08電能

或□09光能等釋放出來，或是□10熱能、□11電能或□12光能等物質(zhì)外部的能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能

量(化學(xué)能)被“儲(chǔ)存”起來的過程。

一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)是吸收能量還是釋放能量，取決于□13反應(yīng)物的總能量與生成

物的總能量的相對(duì)大小。

課堂互動(dòng)探究

一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

1．放熱反應(yīng)一定容易發(fā)生，吸熱反應(yīng)一定難以發(fā)生嗎？

提示：放熱反應(yīng)不一定容易發(fā)生，如合成氨的反應(yīng)；吸熱反應(yīng)不一定難以發(fā)生，如Ca(OH)

2

與NHCl的反應(yīng)。

4

2．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？

提示：不一定。如木炭的燃燒。

1．概念

放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)；

吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。

2．常見的放熱反應(yīng)

(1)所有的燃燒反應(yīng)，如木炭、H、CH等在氧氣中的燃燒，H在Cl中的燃燒。

2422

(2)酸堿中和反應(yīng)，如H＋＋OH－===HO。

2

點(diǎn)燃

(3)大多數(shù)的化合反應(yīng)，如H＋Cl=====2HCl。

22

高溫

(4)鋁熱反應(yīng)，如8Al＋3FeO=====4AlO＋9Fe。

3423

(5)活潑金屬與酸或HO的反應(yīng)，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑，2Na＋2HO===2Na＋＋2OH－

222

＋H↑。

2

3．常見的吸熱反應(yīng)

△

(1)銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ca(OH)＋2NHCl=====CaCl＋2NH↑＋2HO。

24232

△

(2)大多數(shù)的分解反應(yīng)，如NHCl=====HCl↑＋NH↑。

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高溫

(3)碳與水蒸氣的反應(yīng)：C＋HO(g)=====CO＋H。

22

高溫

(4)以C、H、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)，如C＋CO=====2CO。

22

知識(shí)拓展

化學(xué)反應(yīng)中必然有能量變化，但有能量變化的過程不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如NaOH固體溶

于水、水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時(shí)放出能量，都是放熱的物理變化過程而不是發(fā)生了放熱反應(yīng)；

NHNO固體溶于水、碘升華、水蒸發(fā)時(shí)吸收能量，都是吸熱的物理變化過程而不是發(fā)生了吸熱

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反應(yīng)。

1．下列說法不正確的是()

A．大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng)

B．大多數(shù)的分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)

C．化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化

D．吸收能量的反應(yīng)都需要加熱

答案D

解析化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)條件無關(guān)。

2．下列說法正確的是()

①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)②伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化

③H在O中的燃燒是放熱反應(yīng)④放熱反應(yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱，反應(yīng)仍能繼

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續(xù)進(jìn)行

A．③④B．①②

C．①②③④D．②③④

答案A

解析①錯(cuò)：需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如鋁熱反應(yīng)。②錯(cuò)：冰融化

成水、碘的升華、液體的汽化等物理變化過程以及核變化(如原子彈的爆炸)都伴隨有能量變

化，但它們都不是化學(xué)反應(yīng)。③對(duì)：燃燒都是放熱反應(yīng)。④對(duì)：因?yàn)榉艧岱磻?yīng)在反應(yīng)過程中

放出熱量，可以維持反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，所以停止加熱后反應(yīng)也可以繼續(xù)進(jìn)行。

規(guī)律方法

吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)判斷的注意事項(xiàng)

(1)需要點(diǎn)燃、加熱、光照的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，有些放熱反應(yīng)需要加熱等條件引發(fā)

反應(yīng)。如H在O中的燃燒、木炭的燃燒等。

22

(2)不需要加熱(在常溫下)能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)。如Ba(OH)·8HO與NHCl的

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反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，在常溫下能反應(yīng)。

(3)在高溫下或持續(xù)加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)。

(4)放熱反應(yīng)在常溫下不一定能進(jìn)行反應(yīng)，吸熱反應(yīng)在常溫下也可能進(jìn)行反應(yīng)。

二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因

為什么所有化學(xué)反應(yīng)前后都有能量的變化？

提示：因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)一定有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能

量與新化學(xué)鍵形成釋放的能量不等。

1．從化學(xué)鍵的斷裂與形成分析能量變化

①若E>E，反應(yīng)吸收能量(吸熱反應(yīng))；

12

②若E<E，反應(yīng)放出能量(放熱反應(yīng))。

12

2．從反應(yīng)物、生成物所具有的總能量分析能量變化

圖Ⅰ中反應(yīng)物內(nèi)部的總能量大于生成物內(nèi)部的總能量，反應(yīng)放出能量(放熱反應(yīng))；

圖Ⅱ中反應(yīng)物內(nèi)部的總能量小于生成物內(nèi)部的總能量，反應(yīng)吸收能量(吸熱反應(yīng))。

知識(shí)拓展

(1)ΔE(化學(xué)反應(yīng)中能量的變化)＝E(斷開反應(yīng)物化學(xué)鍵所吸收的能量)－E(形成生成物

化學(xué)鍵所釋放的能量)。若ΔE>0，則為吸熱反應(yīng)；若ΔE<0，則為放熱反應(yīng)。

(2)①物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就越多；形成該物質(zhì)

化學(xué)鍵時(shí)，放出的能量也越多。

②物質(zhì)的能量越高越不穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越活潑，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就

越少；而形成該物質(zhì)化學(xué)鍵時(shí)，放出的能量也越少。

3．已知反應(yīng)X＋Y===M＋N為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確的是()

A．X的能量一定高于M的，Y的能量一定高于N的

B．破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的總能量大于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的總能量

C．X和Y的總能量一定高于M和N的總能量

D．因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，所以不必加熱就可發(fā)生

答案C

解析由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以X和Y的總能量一定高于M和N的總能量，A不正確，

C正確；破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的總能量大于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的總能量時(shí)，

該反應(yīng)則為吸熱反應(yīng)，B不正確；放熱反應(yīng)在通常情況下不一定就能反應(yīng)，有些放熱反應(yīng)需要

在一定的條件(如加熱或光照等)下才能發(fā)生。

4．科學(xué)家已獲得了氣態(tài)N分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示)。已知斷裂1molN—N

4

鍵需要吸收167kJ能量，斷裂1molN≡N鍵需要吸收942kJ能量，下列說法正確的是()

A．N屬于一種新型的化合物

4

B．N(g)===4N(g)的過程中釋放1002kJ能量

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C．1molN轉(zhuǎn)化為N時(shí)要吸收882kJ能量

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D．N和N互為同素異形體，N轉(zhuǎn)化為N屬于化學(xué)變化

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答案D

解析N屬于一種新型的單質(zhì)，A錯(cuò)誤；N(g)===4N(g)的過程中吸收的能量為6×167kJ

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＝1002kJ，B錯(cuò)誤