5.3.1 化学变化中的能量变化（第1课时）-【帮课堂】高一化学同步学与练（沪科版2020必修第二册）

5.3.1 放热反应和吸热反应 ( 学习聚焦 ) ( 知识精讲 ) 知识点01 铝热反应 铝热反应指的是一种利用铝的 还原 性，与某些金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等）在高温条件下发生的反应，获得高熔点金属单质的方法。 氧化铁和铝粉为反应物进行铝热反应的化学方程式为 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 。 在反应中要使用少量氯酸钾固体，其作用是 氯酸钾受热分解生成氧气，使镁条更剧烈地燃烧 ，铝热反应属于 放热 （填“放热”或“吸热”）反应。 说明： （1）铝热剂不一定是铝和氧化铁的混合物，只要能与铝发生反应的金属氧化物都叫铝热剂。 （2）铝与活泼金属的氧化物不能发生铝热反应，如“Al+CaO”不反应。 （3）铝热反应的特点： ①在高温下进行。 ②反应迅速并放出大量的热。 ③新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 【即学即练1】能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为 A．铝的密度小，熔点较低 B．铝在空气中燃烧放出大量的热 C．铝在金属活动性顺序表中排在较前面 D．铝具有还原性，发生铝热反应时放出大量热 【答案】D 【解析】“用铝作原料来冶炼难熔的金属”就是铝热反应，利用的是铝的还原性，在铝热反应中放热较多而使所得金属熔化，便于所得金属从产物中分离出来。答案为D。 知识点02 吸热反应和放热反应 在化学反应中，化学能可能有多种能量变化形式，如热能、光能、电能等。如果仅从化学能转化为热能的角度，就有了放热反应和吸热反应。 说明： （1）任何化学反应都有能量变化，不存在既不放热、也不吸热的反应。 （2）对于可逆反应，如果正反应是放热反应，那么逆反应一定是吸热反应。 【即学即练2】 有下列七个反应：①煅烧石灰石制生石灰、②燃烧蜂窝煤取暖、③炸药爆炸、④硫酸与氢氧化钾溶液反应、⑤生石灰与水作用制熟石灰、⑥食物腐败、⑦碳与水蒸气反应制得水煤气。其中属于放热反应的一组是 A．①⑦ B．①⑤⑦ C． ②③④⑥ D． ②③④⑤⑥ 【答案】D 【解析】由于大多数分解反应是吸热的，①是分解反应，应为吸热。另外，从反应条件也可得知，该反应需持续加热才能进行，也推测应为吸热反应。⑦的反应属于课本上已知吸热反应。答案为D。 知识点03 化学变化中的能量变化与化学键的关系 物质在发生化学反应时，反应物中化学发生断裂，需要吸收热量；而生成物中新的化学键形成，会放出热量。二者的能量差，便是反应所放出或吸收的热量。 可简单记为：断键吸热，成键放热。 对于放热反应，化学能转化为热能等释放出来；对于吸热反应，热能会转化为化学能储存起来。 【即学即练3】化学反应中的能量变化常表现为热量变化，如有的反应为放热反应，有的为吸热反应，请从下列选项中选出对此解释合理的为 A．旧化学键断裂时吸收的能量高于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 B．旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应 D．在化学反应中需要使用催化剂的反应为放热反应 【答案】A 【解析】在化学反应中，断键吸热，成键放热。选项A，断键吸热大于成键放热，为吸热反应，此说法正确。选项C，有的放热反应也需加热，比如铝热反应，选项C错误。选项D，催化剂与反应的放热或吸热无关。 知识点04 化学变化中的能量变化与反应物、生成物总能量的关系 从反应物总能量和生成物总能量的角度看，反应热是二者的相对大小，如下图。 【即学即练4】由下图分析，下列说法正确的是 A．A = B＋C与B＋C = A两个反应吸收和放出的热量不等 B．A = B＋C是放热反应 C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D．A = B＋C是吸热反应，B＋C = A是放热反应 【答案】D 【解析】从图像可知，反应物A的能量较低，生成物B+C的能量较高。答案为D。 ( 常见考法 ) 常见考法一 铝热反应的实验方法及反应方程式 ( c b a )【例1】右图是铝热反应的装置图，对该反应叙述正确的是 A．铝热反应是放热反应，所以常温下可以反应 B．图中a为Mg条，b为KClO3，c为Al2O3和Fe的混合物 C．KClO3是该反应的催化剂 D．利用铝热反应可焊接钢轨，也可冶炼锰等难熔金属 【答案】D 【解析】选项A错，铝热反应需在高温下进行。选项B错，铝热剂是“Al和Fe2O3的混合物”，而不是“Al2O3和Fe的混合物”。答案为D。 必杀技 1.铝热反应是铝单质与某些金属氧化物的置换反应，也遵循金属活动性顺序表。 2.引发铝热反应需要高温。 3.反应生成的金属一般为熔融态，而生成物Al2O3由于熔点高呈固态，所以生成物易于分离。 【同步练习1】通过铝热反应能冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn