内容正文:
第2节 化学反应与能量转化
第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
一、实验探究化学变化中的能量变化
1.【活动探究】
溶解
气泡
升高
Mg+2HCl====
MgCl2+H2↑
放热
实验操作 实验现象 有关化学方程式或结论
镁粉逐渐_____,
生成_____,反应
后溶液温度_____ ____________
__________;
反应是_____反应
气泡
降低
吸热
实验操作 实验现象 有关化学方程式或结论
反应生成_____,
反应后溶液温度
_____ 反应是
_____反应
2.结论:每一个化学反应都伴随着能量的变化,有的反应
_____能量(放热反应),有的反应_____能量(吸热反应)。
释放
吸收
【情境·思考】
古诗《石灰吟》:
千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。
粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间。
是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻,表达自己为国尽忠,不怕牺牲的意愿和坚守高洁的决心。通过古诗的描述,制取石灰的反应是放热反应还是吸热反应?石灰遇水的反应呢?
提示:碳酸钙变为氧化钙的反应为吸热反应,氧化钙变为氢氧化钙的反应为放热反应。
二、化学反应中能量变化的实质和原因分析
1.化学反应的实质
2.化学反应中能量变化的原因
(1)能量变化的原因:旧化学键破坏时要_____能量(E1),
新化学键形成时要_____能量(E2)。
吸收
释放
(2)反应吸收能量和放出能量的原因:
①从化学键角度分析:若E1>E2,则反应_____能量;若E1
<E2,则反应_____能量。
②从物质能量角度分析:若 ,则反
应_____能量;若 ,则反应_____能量。
吸收
释放
放出
吸收
3.能量转化的形式
化学能 _________、_________或_________等。
热能
电能
光能
4.计算
根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时能量的变化情况
(1)断裂1 mol H2和 mol O2中的化学键吸收的总能量:
_____________________。
(2)形成1 mol H2O时释放的总能量:_______。
(3)燃烧1 mol H2生成水蒸气时_____能量____kJ。
436 kJ+249 kJ=685 kJ
930 kJ
放出
245
【微思考】
是不是放热反应不需要加热就能发生?吸热反应需要加热才能发生?
提示:不是。反应是放热反应还是吸热反应与反应的条件无关,如煤的燃烧是放热反应,但一般需要加热才能发生;氯化铵和氢氧化钙的反应是吸热反应,但不加热就能发生。
【巧判断】
(1)化学反应过程中不一定都有能量变化 ( )
提示:×。因为化学变化中需断裂的化学键与形成的化学键不同,所以一定伴随着能量的变化。
(2)镁带燃烧时,化学能全部转化为热能 ( )
提示:×。镁带燃烧时发出耀眼的白光,所以化学能一部分变为光能。
(3)有能量放出的变化都是放热反应,吸收能量的变化都是吸热反应 ( )
提示:×。物理变化也可能伴随着能量的变化。
知识点一 化学反应中能量的变化原因及计算
【重点释疑】
1.化学反应的能量变化分析:
(1)从化学键的角度:
①E1>E2:反应吸收能量(吸热反应)。
②E1<E2:反应放出能量(放热反应)。
可以总结为新大于旧,反应放热;旧大于新,反应吸热。
(2)从物质内部能量变化的角度——“两个过程”:
①可以看作是热能、电能或光能等物质外部的能量被“储存”起来的过程。
②可以看作是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化成热能、光能或电能等释放出来的过程。
2.化学反应中能量计算的步骤
(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:
①若反应释放能量。
E=成键时释放能量之和-断键时吸收能量之和
②若反应吸收能量。
E=断键时吸收能量之和-成键时释放能量之和
【易错提醒】分析化学反应中的能量变化时,应注意以下两点:
(1)物质所含能量越低越稳定。化学反应中的能量变化与化学键的断裂和形成有关,断裂化学键吸收的能量等于形成该化学键时释放的能量,能量值越大,化学键越牢固,物质本身越稳定,物质的能量越低。
(2)由于任何化学反应中都存在化学键的断裂与生成,因此,任何化学反应在发生物质变化的同时必然发生能量的变化。也就是说任何化学反应中反应物具有的总能量与生成物具有的总能量一定不相等。
【思考·讨论】
如图,若试管中的无色液体是稀硫酸,向其中加入镁条,可以观察到U形管中有什么现象?产生此现象的原因是什么?
提示:看到U形管a端液面下降,b端液面上升。原因是镁条与稀硫酸