内容正文:
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
学习目标
1.了解常见的吸热反应和放热反应。
2.认识化学反应中能量变化的原因。
3.了解常规能源使用中存在的问题,体会节能和开发高能清洁燃料的重要性。
知识点一 常见的吸热反应和放热反应(★★)
1.实验探究
操作图解
实验现象
实验结论
剧烈反应,镁条逐渐溶解并有气泡逸出,反应过程温度逐渐__升高__
镁条与盐酸反应过程中有热量__放出__
有刺激性气味气体逸出,杯壁变__凉__,木板与烧杯__黏结__在一起
Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应过程__吸收__热量
2.基本概念
放热反应:__释放__热量的化学反应;
吸热反应:__吸收__热量的化学反应。
3.常见的吸热反应和放热反应
吸热
反应
①大多数分解反应,如CaCO3、NH4HCO3、NH4Cl等的分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
放热
反应
①燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③活泼金属与水或酸的反应 ④活泼金属氧化物与水、酸的反应 ⑤金属单质间的置换反应,如铝热反应
⑥大多数化合反应(C与CO2反应等除外),如合成氨反应、SO2与O2生成SO3的反应等
1.有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定”
(1)放热反应不一定容易发生,如合成氨反应需要在高温高压和催化剂作用下才能发生;吸热反应不一定难发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。
(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如硫与铁的反应;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。
(3)放热过程不一定是放热反应,如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程,但不是放热反应;吸热过程也不一定是吸热反应,如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
2.化学反应能量变化与反应条件的关系
化学反应能否发生与条件有关,反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系,但若反应在开始时需要加热,反应开始后不再加热就能继续进行的化学反应一般是放热反应,如铁与硫的反应;需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应,如碳酸钙的受热分解。
角度一 吸热反应和放热反应的判断
1.(2019·河南学业水平考试)下列反应属于吸热反应的是( )
A.铝热反应 B.木炭燃烧
C.酸碱中和反应 D.煅烧石灰石
答案 D
角度二 化学反应能量变化和反应条件关系的辨析
2.下列说法正确的是( )
A.放热反应在常温下一定很容易发生
B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
C.吸热反应在通常条件下不可能很容易发生
D.反应能否发生与条件有关,反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系
答案 D
知识点二 化学反应能量变化的原因(★★★)
1.化学反应的本质是反应物中化学键的断裂与生成物中化学键的形成过程,化学反应过程中的能量变化取决于化学键断裂吸收的能量与化学键形成释放的能量的相对大小,即:
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2.任何物质在一定的条件下都具有一定的能量,化学反应过程中的能量变化取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小,即:
任何化学反应都伴随能量变化
任何化学反应都存在化学键的断裂和形成,化学键断裂吸收的能量与化学键形成释放的能量一定不相等,反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量也一定不相等,所以任何化学反应在发生物质变化的同时必然伴随着能量的变化;化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化,化学能也可以与光能、电能等发生转化。
角度一 能量变化与化学键的关系
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1 mol A—A键和1 mol B—B键放出x kJ的能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
C [从题图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,A、D项错误;断键时需要吸收能量,B项错误,C项正确。]
角度二 能量变化与物质能量的关系
2.石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是( )
A.石墨不如金刚石稳定
B.等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多
C.石墨转化为金刚石的反应是放热反应
D.等质量的石墨的能量高于金刚石的能量
B [由石墨完全转化为金刚石时吸热,属吸热反应,说明石墨的能量比金刚石低,石墨比金刚石更稳定;同质量的石墨