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-1-第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式课程标准核心素养1.认识物质具有能量，认识放热反应和吸热反应。2.知道化学反应可以实现与其他能量形式的转化。3.了解化学反应中能量变化的本质。1.变化观念与平衡思想认识化学反应中能量变化的本质。2.宏观辨识与微观探析能从宏观(反应物和生成物的总能量)和微观(化学键的断裂和形成)相结合的视角分析化学反应中能量的变化。化学反应中的能量变化1．化学反应中的能量变化实验内容实验现象化学方程式及结论NaOH溶液与盐酸反应混合液的温度升高化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；结论：反应释放能量锌与盐酸反应有大量气泡产生，溶液温度升高化学方程式：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；结论：反应释放能量碳酸氢钠与柠檬酸反应混合液的温度降低结论：反应吸收能量结论：每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。2．化学反应的分类(从能量变化角度)(1)放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。(2)吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。1．常见的放热反应(1)所有的燃烧反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。(2)酸碱中和反应，如H＋＋OH－===H2O。(3)大多数的化合反应，如H2＋Cl2=====点燃2HCl。(4)铝热反应，如2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe。-2-(5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。2．常见的吸热反应(1)消石灰[Ca(OH)2]与氯化铵固体的反应：Ca(OH)2＋2NH4Cl=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)大多数的分解反应，如NH4Cl=====△HCl↑＋NH3↑。(3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g)=====△CO＋H2。(4)部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO2=====△2CO。吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，不属于吸热反应。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。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×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化学反应中能量变化的本质及转化形式1．从化学键的角度分析化学反应中能量变化的本质(1)实例分析-3-断键时吸收的总能量：436kJ＋249kJ＝685kJ；成键时释放的总能量：930kJ；所以1molH2燃烧生成水蒸气时释放能量245kJ。(2)图示注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。(3)结论①若E1E2，反应吸收能量(吸热反应)。②若E1E2，反应释放能量(放热反应)。2．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质(1)图示(2)结论①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量。3．化学反应可以实现化学能与其他形式能量的转化(1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝－空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。(2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰、太阳能光解水制氢等。-4-化学反应中能量变化大小的计算方法1．根据反应物总能量和生成物总能量计算ΔE＝|反应物总能量－生成物总能量|2．根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算(1)根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。(2)确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。(3)计算反应的能量变化大小ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和|1．判断正误(1)O2→2O过程需要释放能量。()(2)所有化学反应中，反应物的总能量一定大于生成物的总能量。()(3)断裂1molH—Cl键吸收的能量和形成1molH—Cl键释放的能量相同。()(4)断裂1molH—Cl键和1molH—I键所需能量：前者小于后者。()(5)1molH2和1molCl2的总能量大于2molHCl的能量。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√2．下列过程一定释放能量的是()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：A3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．过程a释放能量，过程b吸收能量B．该反应为放热反应C．反应物的总能量高说明更稳定D．该反应过程中的能量变化大小等于E1＋E2解析：选B。根据图示，过程a为断键吸收能量E1，过程b为成键释放能量E2，A错误；-5-E1E2，反应要释放能量，其能量变化大小ΔE＝E2－E1，B正确，D错误；能量越低越稳定，C错误。课堂小结化学反应中能量变化的本质及转化形式能量变化的本质吸热反应放热反应化学能与其他形式能量的转化合格考训练1．下列说法正确的是()A．每个化学反应都伴随着能量变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量B．需要加热的反应一定是吸收热量的反应C．电解水生成氢气和氧气的反应是吸热反应，又是分解反应，所以分解反应一定是吸收热量的反应D．放出热量的反应常温下一定能发生解析：选A。反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量的相对大小，与反应时是否加热或反应类型等无必然联系，B、C项不正确；一个化学反应是否能发生与许多因素有关，放出热量的反应在常温下不一定能发生，如燃烧反应等，D项不正确。2．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，下列说法正确的是()A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B．因为该反应是吸热反应，所以一定要加热，反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析：选D。由该反应为吸热反应可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量；吸热反应不一定需要加热才能进行；破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时，为放热反应。3．下列变化过程，属于放热反应的是()①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应②酸碱中和③固体NaOH溶于水④硫在空气或氧气中燃烧A．①②③B．②③④C．②④D．①③④解析：选C。①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应；②酸碱中和是放热反应；③固体NaOH溶于水会放热，但不是化学反应；④硫在空气或氧气中燃烧是放热反应；故②④符合题-6-意。4．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是()解析：选A。反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应。5．对于放热反应2H2＋O2=====点燃2H2O，下列说法正确的是()A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量D．反应物H2和O2具有的能量相等解析：选B。由于该反应为放热反应，因此反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，故B项正确。6．在25℃、101kPa的条件下，断裂1molH—H键吸收436kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量，形成1molH—Cl键放出431kJ能量。H2＋Cl2=====点燃2HCl的化学反应可用下图表示：请回答下列有关问题：(1)反应物断键吸收的总能量为________。(2)生成物成键放出的总能量为________。(3)判断H2＋Cl2=====点燃2HCl是________(填“吸热”或“放热”)反应。(4)反应物的总能量________(填“”或“”)生成物的总能量。解析：(1)断裂旧化学键吸收的总能量应该是断裂1molH—H键与1molCl—Cl键所吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。(2)形成新化学键放出的总能量应该是形成2molH—Cl键所放出的能量，即2×431kJ＝862kJ。(3)(4)由于反应物断裂化学键吸收的总能量-7-小于生成物形成化学键放出的总能量，因此H2＋Cl2=====点燃2HCl是放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量。答案：(1)679kJ(2)862kJ(3)放热(4)等级性测试1．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时，将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合摇动即会制冷。根据你的经验判断，该化学物质是()A．氯化钠B．固体氢氧化钠C．固体硝酸铵D．生石灰解析：选C。考查化学物质和水混合时的能量变化问题。氯化钠溶于水的能量变化不明显；固体硝酸铵溶于水是吸热过程；固体氢氧化钠、生石灰溶于水是放热过程。2．从宏观角度来看化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是()A．变化时有电子的得失或偏移B．变化过程中有化学键的断裂和形成C．变化时释放出能量D．变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类改变了解析：选C。物质发生变化时有电子的得失或偏移，说明发生了氧化还原反应，A能说明；化学反应的过程就是原子重新组合的过程，所以变化过程中有化学键的断裂和形成，B能说明；物质的状态从气态到液态变化时也会释放出能量，但属于物理变化，C不能说明；化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中原子的种类和数目没有改变，分子种类可能增加，也可能减少，D能说明。3．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A．铁片与稀硫酸的反应B．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应C．灼热的焦炭与水蒸气的反应D．镁条在氯气中燃烧解析：选C。A项中铁片与稀硫酸的反应和D项中镁条在氯气中燃烧都是放热反应；B项中Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是复分解反应，是非氧化还原反应；C项中灼热的焦炭与水蒸气的反应是吸热的氧化还原反应。4．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见()A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B．该反应中，热能转化为产物内部的能量C．反应物的总能量高于生成物的总能量-8-D．反应的离子方程式为CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑解析：选B。根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应，A、C错误，B正确；该反应的离子方程式为HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑，D错误。5．下列图示表示吸热反应的是()解析：选A。根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，因此是吸热反应，A正确；根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，B错误；浓硫酸稀释放热，属于物理变化，既不是吸热反应，也不是放热反应，C错误；锌与稀盐酸发生置换反应生成氯化锌和氢气，属于放热反应，D错误。6．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是()A．化学反应中的能量变化，都表现为热能的变化B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C．已知Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，则反应物总能量生成物总能量D．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子所具有的能量为