《化學反應與熱能》1.了解化學反應中存在的能量變化及實質(zhì)。2.知道常見的吸熱反應與放熱反應。學習目標實驗一NaOH與鹽酸反應

依次取NaOH溶液與鹽酸各2mL于試管中，振蕩試管，立即用手感受溫度的變化。感受化學反應中的能量變化實驗二鋅粉與鹽酸反應

取2-3顆鋅粒放入試管中，再量取約3mL鹽酸倒入試管，感受溫度的變化。實驗三NaOH溶液與NH4Cl固體的反應

取一匙的氯化銨固體于試管中，再加約2mL的NaOH溶液，振蕩，感受溫度的變化。實驗Ba(OH)2晶體與NH4Cl晶體的反應在玻璃片上加少量的水，將一個小燒杯放在玻璃片上。稱取Ba(OH)2晶體18g、NH4Cl晶體6g都倒入燒杯中。用玻璃棒將Ba(OH)2晶體與NH4Cl晶體攪拌使之混合均勻。約3min~5min后，用手小心地提起燒杯，看燒杯與玻璃片是否黏在一起。

實驗總結實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象

實驗結論NaOH與鹽酸反應鋅與HCl反應

NaOH溶液與NH4Cl固體反應

混合液的溫度升高該反應是放熱的混合液的溫度升高該反應是放熱的試管溫度降低該反應是吸熱的Ba(OH)2與NH4Cl的反應燒杯和玻璃片黏在一起反應吸熱一、化學反應的又一種分類方法分類依據(jù)：能量變化放熱反應：吸熱反應：釋放能量的化學反應吸收能量的化學反應E吸

>E放反應吸收能量E吸

<E放反應釋放能量化學鍵是原子之間的強烈的相互作用，形成時會放出一定的能量，破壞時需要吸收一定的能量。二、能量變化的原因反應物生成物

舊化學鍵斷裂

新化學鍵形成吸收能量釋放能量反應物生成物舊化學鍵斷裂吸收能量E1新化學鍵形成放出能量E2E1＞E2時，反應

能量E1＜E2時，反應

能量吸收放出

注意：任何化學反應均伴隨能量變化，要么吸收能量要么放出能量。吸熱反應放熱反應從能量儲存角度：E總（反）＞E總（生）時，

能量E總（反）＜E總（生）時，

能量放出吸收EE反應物反應物生成物生成物常見的放熱反應：常見的吸熱反應：反應吸熱還是放熱與反應條件無關！大多數(shù)化合反應燃燒反應

金屬與酸的反應中和反應鋁熱反應大多數(shù)分解反應；C和CO2，C和H2O的反應；銨鹽和堿的反應吸、放熱反應熱量的計算：斷裂1molH2的共價鍵需要吸收436kJ能量，斷裂1molO2的共價鍵需吸收498kJ能量，形成1molH2O時釋放930kJ能量，問該反應為吸熱反應還是放熱反應？有多少熱量放出或吸收？吸收能量：放出能量：反應放出能量：436KJ+249KJ=685KJ930KJ245KJ任務一放熱反應和吸熱反應的理解與判斷【問題探究】在一只小燒杯里,加入20g已研細的Ba(OH)2·8H2O與10gNH4Cl晶體,將小燒杯放在滴有幾滴水的木片上,根據(jù)實驗步驟,填寫下表,并回答問題。實驗步驟實驗現(xiàn)象及結論將晶體混合,立即快速攪拌有具有刺激性氣味并能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{的

NH3產(chǎn)生用手摸燒杯下部感覺燒杯變涼說明此反應是吸熱反應用手拿起燒杯燒杯下面帶有幾滴水的木片黏到了燒杯底部將黏有木片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一段時間后提起燒杯木片與燒杯的底部脫離反應后移走多孔塑料片,觀察反應物混合物呈糊狀,證明有水生成(1)寫出實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl

===BaCl2+2NH3↑+10H2O。(2)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是使反應物迅速混合而充分反應,使溫度迅速下降。(3)放熱反應一定容易發(fā)生,吸熱反應一定難發(fā)生嗎?提示

不一定。反應放熱或吸熱與反應的條件無關,有些放熱反應必須加熱才能發(fā)生,如木炭的燃燒;而有些吸熱反應在常溫下就能發(fā)生,如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應?！旧罨卣埂?.常見的放熱反應和吸熱反應2.列表比較吸熱反應和放熱反應

項目放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應項目放熱反應吸熱反應宏觀角度

↓

能量變化圖示反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量

項目放熱反應吸熱反應微觀角度生成物成鍵時釋放的總能量大于反應物斷鍵時吸收的總能量生成物成鍵時釋放的總能量小于反應物斷鍵時吸收的總能量【素能應用】典例1(2021湖南懷化高一期中)某學生用如圖所示裝置進行化學反應X+2Y===2Z的能量變化情況的研究。當往試管中滴加試劑Y時,看到U形管中液面甲處下降、乙處升高。關于該反應的下列敘述正確的是(

)①該反應為放熱反應②該反應為吸熱反應③生成物的總能量比反應物的總能量高④反應物的總能量比生成物的總能量高⑤該反應過程可以看成是貯存在X、Y內(nèi)部的部分能量轉(zhuǎn)化為熱能而釋放出來A.①④⑤ B.①④ C.①③ D.②③⑤答案

A解析

U形管中液面甲處下降、乙處升高,說明集氣瓶中密封的空氣壓強增大,推測X和Y反應生成Z是放熱反應,使空氣受熱膨脹,壓強增大。放熱反應中反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量?！咀兪皆O問】若將試劑X、Y分別換成NH4Cl固體和蒸餾水,當Y和X接觸時U形管中甲、乙兩處液面又將發(fā)生怎樣的變化?為什么?提示

甲處液面上升,乙處液面下降;NH4Cl固體溶解時吸熱,集氣瓶中密封的空氣溫度降低,壓強減小。規(guī)律方法放熱反應和吸熱反應判斷“四”方法(1)依據(jù)反應條件判斷。通常需要持續(xù)加熱的反應為吸熱反應。(2)依據(jù)能量變化圖像判斷。反應物的總能量大于生成物的總能量,則反應為放熱反應;反之,則為吸熱反應。(3)依據(jù)斷鍵和成鍵所吸收和釋放的能量數(shù)據(jù)判斷。如果舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵形成釋放的能量,則為吸熱反應;反之,為放熱反應。(4)經(jīng)驗判斷法:根據(jù)常見的放熱反應、吸熱反應的類型判斷。變式訓練1將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸,反應劇烈,醋酸逐漸凝固。由此可知(

)A.NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應B.該反應中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應物的總能量高于生成物的總能量D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量答案

B解析

醋酸逐漸凝固,說明NH4HCO3與鹽酸反應使周圍溫度降低,因此該反應為吸熱反應,A錯誤;該反應為吸熱反應,吸收的能量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量儲存在產(chǎn)物中,B正確;由于NH4HCO3和鹽酸的反應是吸熱反應,故反應物的總能量低于生成物的總能量,C錯誤;NH4HCO3粉末與鹽酸的反應是吸熱反應,是各反應物的總能量低于各生成物的總能量,而NH4HCO3僅是兩種反應物之一、NH4Cl僅是三種生成物之一,故無法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的結論,D錯誤。任務二反應能量變化與化學鍵斷裂、形成間的關系【問題探究】1.反應物的總能量大于生成物的總能量,該反應發(fā)生時是吸收能量還是放出能量?提示

放出能量。2.斷裂1molH—H鍵需要吸收akJ能量,則2molH原子形成1molH—H鍵的能量如何變化?提示

放出a

kJ能量。3.已知形成1mol化學鍵放出的能量見下表:計算反應A2+B2===2AB發(fā)生時,生成2molAB的能量變化。提示

放出70

kJ能量?；瘜W鍵A—AB—BA—B能量/(kJ·mol-1)4703804604.如圖是1mol氫氣燃燒的能量變化圖,試分析a、b(均大于0)表示的含義。

提示

a表示破壞1

mol

H2(g)中H—H鍵、

mol

O2(g)中O=O鍵所吸收的總能量,b表示1

mol

H2(g)在

mol

O2(g)中燃燒生成1

mol

H2O(g)所放出的能量?！旧罨卣埂炕瘜W反應中的能量變化1.化學反應中能量變化的原因易錯點歸納(1)化學反應在物質(zhì)變化的過程中一定伴隨著能量變化,且遵循能量守恒定律。(2)根據(jù)圖示只能比較反應物的總能量和生成物的總能量高低,不能比較某種反應物與某種生成物的能量高低。(3)一般情況下,物質(zhì)具有的能量越低,物質(zhì)的穩(wěn)定性越強,物質(zhì)具有的能量越高,物質(zhì)的穩(wěn)定性越弱。2.鍵能是指斷裂1mol共價鍵時所吸收的能量,既可以利用化學鍵的鍵能計算具體反應中的能量變化,也可以根據(jù)化學反應中的能量變化計算某一種化學鍵的鍵能。計算公式:化學反應中的能量變化值=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。計算出的數(shù)值如果為正值,意味著該反應為吸熱反應;計算出的數(shù)值如果是負值,意味著該反應為放熱反應?！舅啬軕谩康淅?根據(jù)下面的信息,判斷下列敘述正確的是(

)A.氫氣跟氧氣反應生成氣態(tài)水的同時釋放能量B.氫氣跟氧氣反應生成氣態(tài)水的同時吸收能量C.1molH2跟

molO2反應生成1molH2O一定釋放能量245kJD.2molH2(g)跟1molO2(g)反應生成2molH2O(g)吸收能量490kJ答案

A解析

由題中信息可知,1

mol

H2(g)所含的共價鍵斷裂吸收能量436

kJ,

mol

O2(g)所含的共價鍵斷裂吸收能量249

kJ,兩者共吸收能量685

kJ;形成2

mol

H—O鍵時共釋放能量930

kJ。在1

mol

H2(g)跟

mol

O2(g)反應生成1

mol

H2O(g)的過程中,成鍵放出的能量比斷鍵吸收的能量多245

kJ,故A項正確,B、D項錯誤;C項中未說明物質(zhì)的狀態(tài),所以釋放的能量不一定是245

kJ,C項錯誤?！咀兪皆O問】相同條件下,H2(g)與O2(g)反應生成1molH2O(l)和1molH2O(g)放出的熱量是否相等?為什么?提示

不相等;H2(g)與O2(g)反應生成1

mol

H2O(l)釋放的能量多,生成1

mol

H2O(g)釋放的能量少。變式訓練2(2021山東濰坊高一期中)關于下圖中物質(zhì)能量變化的說法不正確的是(

)A.1mol固態(tài)碘與1molH2化合生成2molHI氣體時,需要吸收5kJ的能量B.2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1molH2時需要吸收12kJ的能量C.1mol固態(tài)碘變?yōu)?mol碘蒸氣時需要吸收17kJ的能量D.碘蒸氣與H2生成HI氣體的反應是吸熱反應答案

D解析

由圖可知,1

mol

I2(s)+1

mol

H2(g)吸收5

kJ熱量生成2

mol

HI(g),A正確;由圖可知,1

mol

I2(g)和1

mol

H2(g)放出12

kJ熱量生成2

mol