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精彩三年课程探究与巩固 化学 必修第二册
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
*
1.实验探究
(1)镁与盐酸反应
(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应
续表
2.吸热反应与放热反应
(1)吸热反应:吸收热量的化学反应,是______能转化为________能。
(2)放热反应:放出热量的化学反应,是________能转化为______能。
热
化学
化学
热
1.化学反应中能量变化的本质原因
E1>E2,反应__________能量;
E1<E2,反应_________能量。
吸收
释放
2.决定化学反应中能量变化的因素
反应物总能量大于生成物总能量,反应________;
反应物总能量小于生成物总能量,反应_________。
放热
吸热
3.人类利用能源的三个阶段
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有化学反应都伴随着能量的变化。( )
(2)断裂旧化学键释放出能量而形成新化学键则吸收能量。( )
(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时,化学反应吸收能量。
( )
(4)化学反应过程中的能量转化方式一定是化学能和热能之间的相互转
化。( )
(5)化学反应过程中吸收或放出的能量多少取决于反应物和生成物的总能
量。( )
√
×
×
×
√
2.下列属于氧化还原反应,且为吸热反应的是( )
B
A.CaO+H2O===Ca(OH)2
B.C+H2O(g)CO+H2
C.Zn+2H+===Zn2++H2↑
D.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
3.(1)有能量变化的过程一定是化学反应吗?请举例说明。
答:不一定。例如浓硫酸稀释时,会放出大量的热,氢氧化钠固体溶解
时,也放出大量的热,而硝酸铵固体溶解时吸收大量的热,这三者都不
是化学反应。
(2)放热反应一定容易发生,吸热反应一定难以发生吗?
答:不一定。放热反应不一定容易发生,有些放热反应需要加热才能进
行,如铜与氧气、硫与铁的反应;吸热反应不一定难发生,有些吸热反
应常温下能进行,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。
(3)为什么所有化学反应前后都有能量的变化?
答:因为化学反应一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成,旧化学键
断裂吸收的能量与新化学键形成释放的能量不相等。
【讨论】
1.化学反应的实质是旧化学键的断
裂和新化学键的形成,
H2+Cl2===2HCl的化学反应可用
下图表示。从成键、断键的角度解
释该反应是放热反应还是吸热反应?
答:断裂旧化学键吸收(436+243) kJ·mol-1=679 kJ·mol-1的能量,形
成新化学键释放(431+431) kJ·mol-1=862 kJ·mol-1的能量,679
kJ·mol-1<862 kJ·mol-1,该反应为放热反应。
2.化学反应中,反应物和生成物总能量是否相同?从该角度解释
H2+Cl2===2HCl为什么是放热反应?
答:一定不相同。H2+Cl2===2HCl放热的原因是1 mol H2和1 mol Cl2的
总能量大于2 mol HCl的总能量。
3.利用化学键数据如何计算化学反应中的能量变化?
答:Q(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物
化学键形成时放出的总能量,
则公式为ΔQ=Q(吸)-Q(放)。
【总结】
化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。
(1)若E1>E2,反应吸收能量;
(2)若E1<E2,反应释放能量。
例1 已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol H—N键放出的能量为391 kJ,根据化学方程式N2+3H2===2NH3,1 mol N2完全反应放出的能量为92.4 kJ,则断开1 mol N≡N键需吸收的能量是( )
A.431 kJ B.945.6 kJ
C.649 kJ D.869 kJ
【解析】设断开1 mol N≡N键需吸收的能量为x,根据反应放出的能量=形成新化学键放出的能量-断开旧化学键吸收的能量,代入数据:92.4 kJ=6×391 kJ-3×436 kJ-x,x=945.6 kJ。
B
一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表:
例2 下列反应一定属于放热反应的是(