第六章

化學反應與能量第一節

化學反應與能量變化課時1化學反應與熱能學習目標1.理解化學反應中能量變化的主要原因——化學鍵的斷裂和形成。2.知道化學反應中的能量變化和物質具有的能量之間的關系。3.了解吸熱反應和放熱反應的概念，熟知常見的吸熱反應和放熱反應。

現代社會中，人類的一切活動（從衣食住行到文化娛樂，從社會生產到學科研究等）都離不開能量，而許多能量的利用與化學反應中能量變化密切相關。從煤、石油、天然氣等提供的熱能，到各種化學電池提供的電能，都是通過化學反應獲得的。化石燃料燃燒會釋放大量的熱。除了燃燒，其他化學反應也伴隨這放熱或吸熱現象。化學反應與熱能放熱反應

實驗探究放熱反應現象：(1)看到有氣泡產生；(2)用手觸摸反應后的試管，________；(3)溫度計指示溶液溫度______結論:該反應________熱量。

化學方程式:手感到發燙升高放出【實驗6-1】在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現象，并測量溶液溫度的變化。Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑吸熱反應

實驗探究吸熱反應現象：(1)聞到_________氣味；(2)用手觸摸杯壁下部，有_______的感覺；(3)用手拿起燒杯，木片________________；(4)燒杯內反應物呈_______狀結論：該反應_________熱量。方程式：____________________________

。刺激性冰涼和燒杯粘到一起糊吸收Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【實驗6-2】將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。吸熱反應與放熱反應1.概念①把

熱量的化學反應稱為放熱反應。②把

熱量的化學反應稱為吸熱反應。釋放吸收化學反應放熱反應：放出熱的化學反應吸熱反應：吸收熱的化學反應

注：吸熱反應和放熱反應屬于化學反應，一些物質溶于水，也會有吸熱和放熱現象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱，但不能說是放熱反應和吸熱反應。常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應①所有燃燒反應②酸堿中和反應③大多數化合反應④活潑金屬跟水或酸的反應⑤物質的緩慢氧化①大多數分解反應②C、H2、CO等高溫下作還原劑

例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態銨鹽與堿的反應)④NaHCO3與鹽酸的反應注意：吸熱反應、放熱反應與反應是否需要加熱等條件沒有直接聯系，有些放熱反應需要加熱的條件，有些吸熱反應在常溫下就可反生。1.下列說法正確的是(

)A.放熱反應在常溫下一定很容易發生B.需要加熱方能發生的反應一定是吸熱反應C.吸熱反應在通常條件下不可能很容易發生D.反應能否發生與條件有關，反應過程的能量變化與反應條件沒有必然聯系D2.下列反應既屬于氧化還原反應，又屬于吸熱反應的是A.鋅粒與稀硫酸的反應B.灼熱的木炭與CO2的反應C.甲烷在氧氣中的燃燒反應D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應√放熱反應放熱反應吸熱反應，但反應前后所含元素的化合價均無變化，是非氧化還原反應B3.如圖是鐵和硫反應的裝置圖，將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應一發生即停止加熱，反應仍可持續進行，直至反應完全生成新物質硫化亞鐵。①通過上述現象，說明該反應是吸熱反應還是放熱反應？②有的同學說，吸熱反應一定需要加熱才能進行，而放熱反應不需要加熱就可以進行，這種說法正確嗎？為什么？吸熱反應或放熱反應與反應條件沒有必然的聯系。放熱反應。3.化學反應過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？化學反應中能量變化的原因(1)從化學鍵變化的角度理解能量變化的原因(微觀探析)①圖示原因吸收吸熱釋放放熱化學反應中能量變化的原因②舉例說明：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應過程如圖所示：吸收釋放吸收根據上圖計算1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為

kJ，形成2molHCl共釋放

kJ能量，斷鍵吸收的總能量

成鍵釋放的總能量，因此該反應為

反應。679862放熱<化學反應中能量變化的原因能量反應進程HClCl-H-H-ClH-Cl斷1molH-H鍵吸收436kJ斷1molCl-Cl鍵吸收243kJHClClH形成2molH-Cl鍵放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ鍵能越大物質越穩定能量越低物質越穩定。H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應過程圖示：4.已知N2(g)和O2(g)反應生成2molNO(g)吸收180kJ能量，反應過程中能量變化如圖所示。根據圖示回答下列問題：(1)該反應中反應物所具有的總能量______(填“高于”或“低于”)生成物所具有的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學鍵斷裂時要吸收_____kJ能量。低于632(3)斷裂1molN≡N吸收的能量值x為_____。根據圖示，斷裂舊化學鍵所吸收的能量為(x＋498)kJ，形成新化學鍵所釋放的能量為2×632kJ＝1264kJ，每生成2molNO(g)吸收180kJ能量，因此有180kJ＝(x＋498)kJ－1264kJ，故x為946。946畫出放熱、吸熱反應的能量隨反應過程的變化圖。提示放熱反應吸熱反應5.化學反應A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(

)CA.該反應是吸熱反應B.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C.斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D.2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量解析

從題圖可以看出，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，A、D項錯誤；斷鍵時需要吸收能量，B項錯誤，C項正確。化學反應中能量變化的原因【思考討論】①水往低處流的過程中，能量發生了什么變化？②各種物質都具有能量，物質的組成、結構與狀態不同，所具有的能量也不同。化學反應中，由總能量高的反應物生成總能量低的生成物時，能量發生了什么變化？反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應釋放能量（2）從總能量高低理解能量變化的原因

(宏觀辨識)化學反應中能量變化的原因（2）從總能量高低理解能量變化的原因

(宏觀辨識)②反應物、生物物具有的總能量相對大小與放熱反應和吸熱反應有何關系？③低處的水能流向高處嗎？反應物的總能量低于生成物的總能量，這樣的反應有可能進行嗎？生成物的總能量高反應物的總能量低吸熱反應吸收能量畫出放熱、吸熱反應反應物與生成物的總能量隨反應過程的變化圖。提示放熱反應：反應物能量>生成物能量吸熱反應：反應物能量<生成物能量物質的能量能量越低越穩定微觀粒子都在不停地運動和相互作用著，如分子平動能、分子轉動能、分子振動能、分子間勢能、原子間鍵能、電子運動能、核內基本粒子間核能等等。系統內部這些能量的總和叫做系統的內能即熱力學能，也就是中學教材上所說的物質具有的能量。物質的能量和物質穩定性的關系是什么？冰水水蒸氣溫度不斷升高，自身能量不斷增大，穩定性越來越低6.已知某化學反應A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的結構式分別為A==A、B—B、B—A—B)，反應過程中的能量變化如圖所示，下列有關敘述正確的是（

）A.該反應的進行一定需要加熱或點燃B.該反應若生成2molAB2(g)，則放出的熱量為(E1－E2)kJC.該反應斷開反應物中化學鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學鍵釋放的

總能量D.生成2molB—A放出E2kJ能量√C7．如圖是1mol氫氣燃燒的能量變化示意圖：①試分析a、b表示的含義。②判斷氫氣燃燒是吸熱反應還是放熱反應。2．金剛石和石墨是由碳元素組成的兩種結構不同的單質。在100kPa時，1mol石墨可轉化為金剛石，要吸收1.895kJ的能量。結合化學知識回答下列問題：①石墨轉化為金剛石是化學變化嗎？②1mol石墨與1mol金剛石的總能量相比哪個更高？③你認為金剛石和石墨哪個更穩定？能量越低物質越穩定化學反應中熱能的利用1.現階段人類獲取熱能的主要途徑煤的燃燒石油的燃燒其他物質的燃燒天然氣的燃燒主要形式化學反應中熱能的利用儲量有限，短期內不可再生影響環境煤、石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。2.化石燃料利用過程面臨的問題化學反應中熱能的利用3.能源可持續發展的措施提高燃料的燃燒效率提高能源的利用率開發使用新能源1．獲取熱能的途徑——物質的燃燒（1）早期：以樹枝雜草為主要能源。（2）現代：以煤、石油和天然氣為主要能源。2．面臨問題（1）短期內不可再生，儲量有限；（2）煤和石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等造成大氣污染。3．解決方法（1）節能減排，燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率，

能量利用階段提高能源的利用率。（2）開發利用新能源，太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。人類對能源的利用8.下列有關新能源的說法不正確的是()A.綠色植物通過光合作用，將光能轉化為化學能B.風能、太陽能是清潔能源C.氫能還未進入實用階段的主要原因是其燃燒所釋放熱量低于相同質量的礦

物燃料D.共享單車利用太陽能發電完成衛星定位，有利于節能環保√C9.在人類生產、生活對能量的需求日益增長的今天，研究化學反應及其能量變化，對合理利用常規能源和開發新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發展不可缺少的因素。請完成下列問題：(1)礦物能源是現代人類社會賴以生存的重要物質基礎。目前，全球仍主要處于化石能源時期。下列不屬于化石能源的是________(填字母，下同)。A.石油

B.煤C.天然氣

C.生物質能D(2)下列對能源的看法合理