第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化1．能認(rèn)識(shí)物質(zhì)具有能量，認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，了解化學(xué)反應(yīng)體系中能量改變與化學(xué)鍵的斷裂和形成有關(guān)。2．能通過(guò)多種渠道了解人類對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量的利用情況，了解節(jié)能的意義和方法，感受化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值。學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)問(wèn)題式預(yù)習(xí)一、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1．實(shí)驗(yàn)探究(1)鎂與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生大量______，溫度計(jì)指示溫度______實(shí)驗(yàn)結(jié)論鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，該反應(yīng)為_(kāi)_____反應(yīng)氣泡升高放熱(2)Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①有__________氣體產(chǎn)生②用手摸燒杯底部有____感覺(jué)③用手拿起燒杯，木片________________④燒杯內(nèi)反應(yīng)物變成____刺激性氣味冰涼黏結(jié)到燒杯的底部糊狀實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，該反應(yīng)為_(kāi)___反應(yīng)吸熱(2)放熱反應(yīng)：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能。常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：所有的______反應(yīng)、大多數(shù)的______反應(yīng)、中和反應(yīng)、活潑金屬和____或____的置換反應(yīng)、緩慢氧化等。熱化學(xué)分解化學(xué)熱燃燒化合酸水二、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因(1)E1＞E2，反應(yīng)____能量。(2)E1＜E2，反應(yīng)____能量。吸收釋放2．決定化學(xué)反應(yīng)中能量變化的因素(1)反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，反應(yīng)____。(2)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)____。吸熱放熱三、人類利用能源的三個(gè)階段任務(wù)型課堂[探究活動(dòng)]2024年3月27日清晨，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭，成功將云海三號(hào)02星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。N2H4(g)在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退魵猓篘2H4(g)＋O2(g)===N2

(g)＋2H2O(g)。化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(單位：kJ)：N≡N為946，N—N為193，O==O為497，N—H為391，O—H為463?；顒?dòng)1

反應(yīng)物、生成物中含有哪些化學(xué)鍵？提示：反應(yīng)物中含有N—H、N—N和O==O，生成物中含有N≡N、O—H?；顒?dòng)2

反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵時(shí)吸收的能量為多少？提示：391kJ×4＋193kJ＋497kJ＝2254kJ。活動(dòng)3

生成物形成化學(xué)鍵時(shí)放出的能量為多少？提示：946kJ＋463kJ×4＝2798kJ?；顒?dòng)4該反應(yīng)放出的能量為多少？提示：2798kJ－2254kJ＝544kJ。[評(píng)價(jià)活動(dòng)]1．(2023·湖北卷)2023年5月10日，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)航天事業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。下列不能作為火箭推進(jìn)劑的是(

)A．液氮-液氫 B．液氧-液氫C．液態(tài)NO2-肼 D．液氧-煤油√A

解析：雖然氮?dú)庠谝欢ǖ臈l件下可以與氫氣反應(yīng)，而且是放熱反應(yīng)，但是，由于N≡N鍵能很大，該反應(yīng)的速率很小，氫氣不能在氮?dú)庵腥紵?，在短時(shí)間內(nèi)不能產(chǎn)生大量的熱量和氣體，因此，液氮-液氫不能作為火箭推進(jìn)劑，A符合題意；氫氣可以在氧氣中燃燒，反應(yīng)速率很大且產(chǎn)生大量的熱量和氣體，因此，液氧-液氫能作為火箭推進(jìn)劑，B不符合題意；肼和NO2在一定的條件下可以發(fā)生劇烈反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量和氣體，因此，液態(tài)NO2-肼能作為火箭推進(jìn)劑，C不符合題意；煤油可以在氧氣中燃燒，反應(yīng)速率很大且產(chǎn)生大量的熱量和氣體，因此，液氧-煤油能作為火箭推進(jìn)劑，D不符合題意。2．1868年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用空氣中的氧氣來(lái)氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)?；瘜W(xué)反應(yīng)與能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．若H2O為液態(tài)，則生成物總能量將變大C．4HCl(g)＋O2(g)的總能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的總能量，反應(yīng)時(shí)向環(huán)境中釋放能量D．?dāng)嚅_(kāi)舊化學(xué)鍵吸收的總能量大于形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量√C

解析：由圖示可知，4HCl(g)＋O2(g)的總能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；若H2O為液態(tài)，氣體變?yōu)橐后w，物質(zhì)能量減小，生成物總能量將變小，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)前后遵循能量守恒，4HCl(g)＋O2(g)的總能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的總能量，反應(yīng)時(shí)向環(huán)境中釋放能量，故C正確；由圖示可知，4HCl(g)＋O2(g)的總能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，斷開(kāi)舊化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量，故D錯(cuò)誤。3．(雙選)根據(jù)如圖所示的N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過(guò)程中的能量變化情況，判斷下列說(shuō)法正確的是(

)A．N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)是放熱反應(yīng)B．2molO結(jié)合生成O2(g)時(shí)可以放出498kJ能量C．1molNO(g)中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)可以放出632kJ能量D．在反應(yīng)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)中，生成2molNO(g)時(shí)吸收

180kJ能量√√BD

解析：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；成鍵放熱，從圖中看出，2molO結(jié)合生成O2(g)時(shí)可以放出498kJ能量，故B正確；1molNO(g)中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)可以吸收632kJ能量，故C錯(cuò)誤；在反應(yīng)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)中，生成2molNO(g)時(shí)吸收180kJ的能量，故D正確。4．下列能正確表示氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫過(guò)程中能量變化的示意圖是(

)√B

解析：氫氣與氯氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)物斷鍵先吸收能量，總能量增大，然后形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量。5．(1)某硝酸廠處理尾氣中NO的方法：催化劑存在時(shí)用H2將NO還原為N2。已知：1molN2和2mol水蒸氣反應(yīng)生成H2和NO的過(guò)程______(填“吸收”或“放出”)______kJ能量。(2)下列反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)的是________(填序號(hào)，下同)，屬于吸熱反應(yīng)的是________。①物質(zhì)燃燒②節(jié)日放鞭炮③酸堿中和反應(yīng)④二氧化碳通過(guò)熾熱的炭層⑤Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)⑥鐵粉與稀鹽酸反應(yīng)解析：(1)根據(jù)N2(g)＋2H2O(g)===2NO(g)＋2H2(g)，N2和水蒸氣反應(yīng)生成NO和H2的過(guò)程可看作是N2先分解成N，H2O先分解成H和O，然后N、H、O再重新組合生成NO和H2，故反應(yīng)過(guò)程中斷鍵吸收

945kJ＋4×463kJ＝2797kJ的能量，成鍵放出2×630kJ＋2×436kJ＝2132kJ的能量，該反應(yīng)過(guò)程中吸收665kJ的能量。(2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：所有燃燒反應(yīng)，所有金屬與酸反應(yīng)，金屬與水反應(yīng)，所有中和反應(yīng)，絕大多數(shù)化合反應(yīng)和鋁熱反應(yīng)；常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：絕大多數(shù)分解反應(yīng)，個(gè)別的化合反應(yīng)(如C和CO2)，某些復(fù)分解反應(yīng)(如銨鹽和強(qiáng)堿)，所以放熱反應(yīng)有①②③⑥；吸熱反應(yīng)有④⑤。答案：(1)吸收665

(2)①②③⑥

④⑤(1)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成，任何化學(xué)反應(yīng)都有熱效應(yīng)。(2)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)A斷鍵吸收的能量與形成該物質(zhì)A成鍵放出的能量在數(shù)值上相等。(3)反應(yīng)的能量變化＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和，正值為吸熱反應(yīng)，負(fù)值為放熱反應(yīng)。[探究活動(dòng)]放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的判斷活動(dòng)1

水的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？提示：水的分解需要吸收能量，屬于吸熱反應(yīng)。活動(dòng)2

有能量放出(或吸收)的過(guò)程都是放熱反應(yīng)(或吸熱反應(yīng))嗎？提示：不一定。如圖所示，物質(zhì)的狀態(tài)變化也伴隨熱量的變化，但它們屬于物理變化；而放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)指的是化學(xué)變化?；顒?dòng)3

吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都可能需要加熱，放熱反應(yīng)不需要持續(xù)加熱，吸熱反應(yīng)需要持續(xù)加熱。這種說(shuō)法是否一定正確？提示：不一定。有的放熱反應(yīng)需要加熱，但反應(yīng)一旦發(fā)生即可停止加熱(如燃燒)，有的放熱反應(yīng)需要持續(xù)加熱(如合成氨)。[評(píng)價(jià)活動(dòng)]1．下列反應(yīng)中，既屬于氧化還原反應(yīng)又屬于吸熱反應(yīng)的是(

)A．鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng) B．鋁與稀鹽酸反應(yīng)C．灼熱的炭與CO2反應(yīng) D．甲烷與O2的燃燒反應(yīng)√C

解析：鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)會(huì)吸收熱量，屬于吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)不變，不屬于氧化還原反應(yīng)，A不符合題意；鋁與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)會(huì)放出熱量，屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，B不符合題意；灼熱的炭與CO2反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，C符合題意；甲烷與O2的燃燒反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，D不符合題意。2．下列圖示變化為吸熱反應(yīng)的是(

)A

解析：B、D為放熱反應(yīng)，C放熱，為物理變化?！?．某同學(xué)按圖1所示裝置，探究鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的熱效應(yīng)，測(cè)得燒杯中溶液溫度隨加入a溶液的體積變化關(guān)系如圖2所示。下列判斷錯(cuò)誤的是(

)A．a(chǎn)可能是NaOH溶液B．x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中，參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量比不變C．由圖2可知該反應(yīng)存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能D．往y點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中加入鐵粉，有氣泡產(chǎn)生√D

解析：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄葵}酸與NaOH溶液反應(yīng)的熱效應(yīng)，可以將NaOH溶液滴入鹽酸中，則a可能是NaOH溶液，故A正確；由NaOH＋HCl===NaCl＋H2O知，x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中，參加反應(yīng)的酸、堿的物質(zhì)的量之比均為1∶1，則質(zhì)量比不變，故B正確；由圖2可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液溫度升高，則該反應(yīng)存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故C正確；由圖像可知，y點(diǎn)溫度最高，鹽酸和NaOH恰好完全反應(yīng)，此時(shí)溶液為NaCl溶液，加入鐵粉，無(wú)氣泡產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。4．黨的二十大報(bào)告指出，我們要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，實(shí)施全面節(jié)約戰(zhàn)略，發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)，倡導(dǎo)綠色消費(fèi)，推動(dòng)形成綠色低碳的生產(chǎn)方式和生活方式。制造太陽(yáng)能電池需要高純度的硅，工業(yè)上制備高純度的硅常用以下化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)：下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．兩個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng)B．反應(yīng)②是放熱反應(yīng)C．兩個(gè)反應(yīng)都有化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化D．兩個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)B

解