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第一节化学反应与能量变化[新教材内容有哪些]第1课时化学反应与热能[新课程标准是什么]1.认识放热反应与吸热反应。2.认识化学反应中存在能量变化的原因。3.了解人类对热能的利用，体会提高燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．化学反应实验探究实验操作实验现象结论①看到有气泡产生②用手触摸反应后的试管，__________③用温度计测得反应后温度______该反应____热量闻到刺激性气味，烧杯壁_____，木片和烧杯_________，混合物呈糊状该反应____热量手感到热升高放出发凉黏在一起吸收2．放热反应、吸热反应的概念(1)把释放热量的化学反应称为反应。(2)把吸收热量的化学反应称为反应。3．常见的吸热反应和放热反应(1)常见的放热反应有：燃烧反应(如木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧)、金属与水或酸的反应(如镁条、铝片与盐酸的反应)、大多数化合反应(如氢气与氯气反应)。(2)常见的吸热反应有：大多数分解反应(如CaCO3=====高温CaO＋CO2↑)、氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠、C＋CO2=====高温2CO、C＋H2O(g)=====高温CO＋H2等。放热吸热[落实新知能]正确理解吸热反应和放热反应1．“三个不一定”(1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应。(2)放热反应常温下不一定容易发生，如物质燃烧。(3)吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。2．区分吸放热反应和吸放热过程吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。[演练新学考]1．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是()A．锌粒与稀硫酸的反应B．甲烷在空气中燃烧的反应C．灼热的木炭与CO2的反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应解析：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑既是氧化还原反应，又是放热反应，A错误；甲烷在空气中燃烧既是氧化还原反应，又是放热反应，B错误；C＋CO2=====高温2CO既是氧化还原反应，也是吸热反应，C正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，D错误。答案：C2．下列变化过程，属于放热反应的是()①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓H2SO4稀释④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥食物腐败A．②⑤⑥B．②③④C．①③⑤D．②③④⑤⑥解析：①是同种物质状态变化，③和④分别为稀释和溶解的过程，均不属于化学反应；中和反应、大部分化合反应和缓慢氧化、活泼金属与酸(或水)的反应、燃烧反应均为放热反应，即②⑤⑥均为放热反应，A正确。答案：A3．下列说法正确的是()①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应②放热反应在常温下一定很容易发生③浓硫酸溶于水放出热量属于放热反应④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A．只有④B．只有①②C．①②③④D．②③④解析：加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；浓硫酸溶于水放出热量属于放热过程，不是放热反应；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋S=====△FeS。答案：A[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．微观角度分析(1)化学反应实质化学反应的过程可以看作是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。(2)化学反应中能量变化的原因若吸收能量大于放出能量时，反应为反应，反之为反应。吸热放热(3)示例分析H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：①根据上图填写下表：化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化Cl—Cl吸收243kJH—H吸收436kJ共吸收______kJH—Cl放出431kJ共放出______kJ②该反应______(填“放出”或“吸收”)______kJ热量。提示：①679862②放出1832．宏观角度分析图示能量相对大小反应物的总能量____生成物的总能量反应物的总能量_____生成物的总能量高于低于[落实新知能]放热反应和吸热反应的三种判断方法1．根据经验规律判断用常见吸热反应和放热反应的反应类型来判断。2．根据反应物和生成物的总能量大小判断反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应。3．根据化学键断裂和形成时能量变化关系判断破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。[演练新学考]1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是()A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量D．反应物X和Y的总能量一定高于生成物M和N的总能量解析：该反应为吸热反应，说明反应物的总能量低于生成物的总能量，但不能说明X与M的能量关系、Y与N的能量关系，A错误；反应类型与反应条件无关，B错误；反应中断裂化学键吸收的能量比形成化学键时放出的能量高，由能量守恒可知部分能量储存在物质中，为吸热反应，C正确；该反应中X和Y的总能量一定低于生成物M和N的总能量，D错误。答案：C2．硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：粗硅冶炼：①SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。精炼硅：②Si＋3HCl=====高温SiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2=====高温Si＋3HCl。化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：(1)①是_____________反应，②是_____________反应，③是______________反应。(填“吸热”或“放热”)(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。解析：(2)因为反应②是放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。答案：(1)吸热放热吸热(2)小于[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．人类利用能源的三个阶段树枝杂草时期、化石能源时期和多能源结构时期。2．从柴草时期到化石能源时期人类获取热能的主要途径都是通过物质的。燃烧3．人类利用化石燃料过程中亟待解决的两个问题(1)短期内不可再生，且储量有限，之间的矛盾日益突显。(2)煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是______污染物的主要来源。4．为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，_____和成为人类的必然选择。5．新能源(1)优点：资源丰富、可以再生、对环境等。(2)种类：、风能、地热能、海洋能和氢能等。能源消费量与储量大气节能寻找清洁的新能源无污染太阳能[落实新知能]能源的多角度分类分类依据种类举例来源来自太阳辐射的能量太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能来自地球内部的能量地热能、核能、水能来自天体的引力能量潮汐能转换过程一次能源太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能二次能源石油制品、煤气、电能利用历史化石燃料煤、石油、天然气新能源太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能性质可再生能源太阳能、风能、水能、生物质能不可再生能源煤、石油、天然气、核能[演练新学考]1．有关能源的下列说法不正确的是()A．煤、石油、天然气均为化石能源B．化石能源是非再生能源C．氢能是可再生能源D．氢能、核能均是无污染的高效能源解析：化石能源是非再生能源；氢能是可再生能源(可通过分解水得到氢气)，且是无污染的高效能源；核能利用的是核反应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质，有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染。答案：D2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是()A．煤炭、石油、潮汐能B．水能、生物质能、天然气C．太阳能、风能、沼气D．地热能、海洋能、核能解析：A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。答案：C3．有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。如图所示。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()A．化学能B．热能C．生物质能D．电能解析：图中关键信息是利用太阳能使H2O、CO2、N2等重新组合，组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环，可知太阳能最终转化为热能。答案：B[难度增一点][典例1]已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ，且氧气中1molOO键完全断裂时需要吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收能量为()A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ[解析]由1gH2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ可知：2gH2(即含1molH—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出能量为121kJ×2＝242kJ。由化学方程式H2(g)＋12O2(g)=====点燃H2O(g)，可设1molH—H键断裂吸收的能量为Q，则：Q＋12×496kJ－2×463kJ＝－242kJ，得Q＝436kJ。[答案]C[典例2]肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：键为942、O==O键为500、N—N键为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是()A.194B．391C.516D．658[解析]利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要吸收的能量为2752kJ－534kJ＝2218kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N,4个N—H,1个O==O键，所以1×154＋4×(N—H键键能)＋1×500＝2218，解得断裂1molN—H键所需能量为391kJ。[答案]B[知能深一点]可以根据反应物断键吸收的总能量和生成物成键放出的总能量计算反应过程中放出的能量。这种情况一般都是直接或结合图像的形式给出具体断键(成键)，吸收(放出)的能量数据，结合数据进行计算即可。[选考难一点]1.化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量解析：由图示知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时吸收能量，B项错误。答案：C2.已知断开1molH—H键吸收的能量为436kJ，形成1molH—N键放出的能量为391kJ，根据化学方程式N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3，反应完1molN2放出的能量为92.4kJ，则断开1molN≡N键需吸收的能量是()A.431kJB．945.6kJC.649kJD．869kJ解析：设断开1molN≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4kJ＝6×391kJ－3×436kJ－x，x＝945.6kJ。答案：B3.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是()A.1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.NO是一种酸性氧化物，能与NaO