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第1课时化学反应中的热量变化1.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。2.知道吸热反应和放热反应的含义和常见的放热反应和吸热反应。3.能正确书写热化学方程式。吸热反应和放热反应1．化学键与化学反应中能量变化的关系(1)物质发生化学反应，需要断开反应物中的化学键和形成生成物中的化学键。断开化学键需要吸收能量，形成化学键需要放出能量。若反应过程中，断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，即反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应过程中，断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，即反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中放出能量。(2)不同的化学反应伴随发生的能量变化也不相同。许多化学反应的能量变化主要表现为热量的放出或吸收。(3)共价键的键能：拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量，就是该共价键的键能，共价键的键能越大，该共价键越牢固。2．吸热反应和放热反应类型吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应有热量放出的化学反应形成原因反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量图示关系生成物总能量＝反应物总能量＋热量＋其他形式的能量反应物总能量＝生成物总能量＋热量＋其他形式的能量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。()(6)通过反应物和生成物的键能可以计算出一个化学反应是吸热反应还是放热反应。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．下列反应属于吸热反应的是()A．铝与CuCl2溶液反应B．NaOH和HCl反应C．NaOH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。3．下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：A4．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)催化剂△2SO3(g)下列对该反应的叙述中错误的是()A．2molSO2(g)和1molO2(g)的总能量一定高于2molSO3(g)的总能量B．SO3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部条件。一、吸热反应和放热反应的比较吸热反应放热反应能量变化反应物的总能量小于生成物的总能量反应物的总能量大于生成物的总能量键能变化生成物的总键能小于反应物的总键能生成物的总键能大于反应物的总键能常见实例①大部分分解反应；②以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应；③Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应；④盐的水解反应①金属和水或酸的反应；②金属氧化物和水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸和碱的中和反应；⑤铝热反应；⑥大部分化合反应NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水等属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸热过程，不属于吸热反应。二、化学键与化学反应中能量变化的关系当E1E2，反应吸收能量；当E1E2，反应释放能量。三、吸热反应、放热反应的判断1．根据经验规律判断，利用常见放热、吸热反应类型进行判断。(1)常见的吸热反应①多数的分解反应，如2KClO3=====△2KCl＋3O2↑。②C＋CO2=====高温2CO。③2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。(2)常见的放热反应①金属与H2O或酸的反应，如2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。②酸碱中和反应，如OH－＋H＋===H2O。③所有的燃烧反应，如C＋O2=====点燃CO2。④多数的化合反应，如CaO＋H2O===Ca(OH)2。2．根据反应条件判断，只有在持续加热条件下才进行的反应一般是吸热反应。3．根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由稳定物质生成不稳定物质需吸热；反之，需放热。(1)一个化学反应是吸热还是放热，只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，而与反应开始前是否需要加热无关。吸热反应也可能不需加热，而放热反应也可能需在高温条件下才能进行。(2)有些化合反应不一定是放热反应，如C＋CO2=====高温2CO是吸热反应。加热条件下进行的反应不一定是吸热反应，如Fe＋S=====△FeS。反应条件与反应的热量变化没有必然关系。下列反应中，既有电子转移又有热能转化为化学能的是()A．2H2＋O2=====点燃2H2OB．CaCO3=====高温CaO＋CO2↑C．Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑D．CO2＋C=====高温2CO[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发生吗？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2H2＋O2=====点燃2H2O。(2)不是。如2H2O2===2H2O＋O2↑是放热反应。能量的相互转化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3.(Ⅰ)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，呈红热状态；移开玻璃棒，混合物继续燃烧至反应完全。(Ⅱ)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(Ⅰ)：Fe＋S=====△FeS和反应(Ⅱ)：2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O的判断正确的是()A．反应(Ⅰ)是放热反应；反应(Ⅱ)是吸热反应B．反应(Ⅰ)是吸热反应；反应(Ⅱ)是放热反应C．反应(Ⅰ)和反应(Ⅱ)都是放热反应D．反应(Ⅰ)和反应(Ⅱ)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(Ⅰ)引燃后，不再加热，反应靠自身放出的能量可以继续进行，说明该反应是放热反应；反应(Ⅱ)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。4．下列反应中属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。①煅烧石灰石制生石灰(CaO)②燃烧木炭取暖③炸药爆炸④NaOH溶液与盐酸的反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物因氧化而腐败⑦硝酸铵溶于水答案：②③④⑤⑥①热化学方程式用于表示化学反应中放出或吸收热量的方程式叫热化学方程式。热化学方程式中要标明物质的状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。在热化学方程式中可以用ΔH标明反应放出或吸收的热量，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热。例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝178.5kJ·mol－1(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.6kJ·mol－1(2)反应(1)中，1molCaCO3吸收178.5kJ热量，完全分解生成1molCaO和1molCO2气体；反应(2)中，1molC与1molO2完全反应，生成1molCO2气体，放出393.6kJ热量。1．判断正误(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。()(2)热化学方程式中的系数指的是物质的量，可以用小数表示。()(3)ΔH0为正值，反应放热；ΔH0为负值，反应吸热。()答案：(1)√(2)√(3)×2．已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A．H2O(g)===H2(g)＋1/2O2(g)ΔH＝242kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)ΔH＝242kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484kJ·mol－1解析：选A。表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式，在热化学方程式中要注明反应的温度和压强(101kPa和25℃时不特别注明)，要注明反应物和生成物的状态，ΔH值要正确且注明“＋”(常省略)与“－”，物质的化学计量数可用分数。结合以上原则分析：H2燃烧放热(ΔH为负值)，H2O分解吸热(ΔH为正值)，故A正确。1．热化学方程式的意义热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。2．书写热化学方程式的注意事项与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写普通化学方程式的要求外还应注意以下五点：(1)ΔH的意义ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1(或kJ/mol)。(2)反应的条件书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件，一般情况下ΔH是在25℃、1.01×105Pa下测定的，可不注明温度和压强。(3)化学计量数注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”表示。热化学方程式中不用“↑”和“↓”符号。(5)热化学方程式中化学计量数与ΔH的关系由于ΔH与反应完成的物质的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。已知25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成CO2和液态水时放出48.40kJ热量，能正确表示上述反应的热化学方程式的是()A．C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－48.40kJ·mol－1B．C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1C．C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝5518kJ·mol－1D．C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－48.40kJ·mol－1[思路点拨]注意物质的状态、反应热的符号和单位。[解析]1gC8H18燃烧生成CO2和液态水时放出48.40kJ的热量，即1molC8H18燃烧可放出5518kJ的热量。根据热化学方程式的书写原则，B正确；A项，热值与计量数不对应，且水应为液态；C项，放热反应中ΔH应为“－”；D项放出热量的数值不对。